物理实验绪论西区.ppt

多次测量 推荐用excel进行计算！ 不确定度的评定 求算术平均值 计算A类不确定度 写出B类不确定度 计算合成不确定度 计算相对不确定度 正确表示测量结果 写测量结果表达式 单位 保留一位有效数字 末位数字对齐 必须的 一位或二位 例2： 用螺旋测微计( ?仪=0.004 mm，且无零点误差)测量一铜棒直径D 6 次，测量数据为(mm): 3.784, 3.779, 3.786, 3.781, 3.778, 3.782，给出测量结果 解： 不确定度的评定 间接测量不确定度的传递 设 x, y, z, … 为直接测量量且相互独立，如果间接测量量N与它们的关系为 (m, n, k, l 为常量) 先求出 不确定度的评定 计算 计算 计算 计算 写出测量结果 例3： 测量圆柱状铜棒的密度 m, d, h 为直接测量量，m是单次测量。 m=(213.04?0.05)g 1 2 3 4 5 6 h(mm) 80.40 80.38 80.36 80.34 80.36 80.40 1 2 3 4 5 6 d(mm) 19.465 19.476 19.470 19.459 19.466 19.468 游标卡尺 螺旋测微计 不确定度的评定 不确定度的评定 1、单次测量的不确定度评估 2、多次测量的不确定度评估 （1）直接测量 （2）间接测量 总 结 平均值 uA uB u ur 各直接测量的平均值、u、ur 测量最佳值、相对不确定度 不确定度 不确定度的评定 由实验室给出 不确定度的评定 测量结果的表示： 这表示被测量的真值以置信概率0.95落在 的范围内。 最佳估计值的位数应与合成不确定度对齐 单位 不确定度求解下的测量结果表示形式 百分误差： 当待测量有理论值或公认值时。实验结果应该表示成百分误差的形式，即将测量值与理论值或公认值相比较。 如测量值为x，其理论值为X，则百分误差E表示成 取一到两位有效数字 实验结果： 单位 测量结果的另一种表示形式 不确定度的评定 有效数字及其运算 主要内容 有效数字 有效数字的定义说明 有效数字的运算规则 加减运算规则 乘除、乘方、开方规则 函数运算规则 常数运算规则 有效数字的定义 可靠数字 存疑数字 测量中得到的全部可靠数字和欠准数字 可疑数字 欠准数字 有效数字的定义 例：7.98 mm 和 0.00798 m 都是三位有效数字 例：0.0079800 m 是多少位？ 有效数字的说明 有效位的多少，是测量实际的客观反映，不能随意增减测得值的有效位 有效数字只有最后一位是欠准的 有效数字的位数与小数点位置无关 从第一位不为0的数字数至最后一位 包括后面的0 有效数字的说明 在单位换算时，有效数字的位数不变 例：7.98 mm ＝ 0.00798 m 表达测量结果的有效数字，其尾数应与不确定度值尾数对齐 例： L = ( 98.60 ? 0.06 ) cm 对较大或较小的数，采用科学记数法 例： 0.00798 m 记为7.98×10－3 m 对齐 有效数字的定义说明 草稿纸 有效数字运算规则 加减运算规则 运算结果末位数字所在位置，与参与加减运算的各数中末位数字位置最高的一个相同 例：10.1－4.179＝？ 10.1 －4.179 5.921 5.9 有效数字的运算规则 乘除、乘方、开方运算规则 运算结果的有效数字的位数，与参与运算各数中有效数字位数最少的那个数相同 例：10.1×4.179＝ ？ 10.1 三位 4.179 四位 ?结果 三位 42.2 (4.179)2＝ ？ 17.46 4.18 10.1? 4.179＝ ？ 2.42 有效数字的运算规则 三角函数运算规则 将自变量欠准位变化1，运算结果产生差异的最高位就是应保留的有效数字的最后一位 大学物理实验中，角度一般读到分 三角函数运算保留4位有效数字 例： 有效数字的运算规则 常用数据处理方法 有效数字 要解决的问题 常用的数据处理方法有哪些？ 作图应注意那些要点？ 列表法 作图法 图解法 逐差法 常用数据处理方法 主要内容 一、列表法 表格设计简明，能完整记录原始数据，反映相关量的函数关系 表格项目应包括物理量的名称和单位，尽量使用符号，单位写在项目栏中 表格中的数据应能正确反映测量结果的有效数字，同一列数字小数点上下对齐 数据表中应包括各种所要求的计算量、平均值、误差 列表法 列表实例（游标卡尺测长度 5 次） L0 /cm 0.000 i 1 2 3 4 5 平均 Li /cm 7.960 7.966 7.968 7.984 7.972 hi = Li－L0 /cm 7.950 7.966 7.968 7.984 7.972 7.968 ?h /cm