物理实验绪论-王志会.ppt

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物理实验绪论-王志会

* * * * * * 1.比较法 比较法:将待测量与标准量进行比较来确定测量值的方法。 将待测量与标准仪器或量具直接进行比较。 例如:米尺测长、电子秤称质量。 是物理实验与科学研究中最常用的方法。 例如:等臂天平称质量、惠斯通电桥测电阻; 电位差计测电池电动势的基本电路。 例如:古代少年曹冲用船称象。 现代测量技术中,某些量无法测量时,利用量-量间的函数关系制作成相应的仪表、仪器。 例如:糖量计、密度计、酸度计。 直接比较法 平衡、补偿比较法 替代比较法 * 2.放大法 放大法:当待测量或待测信号数值过小无法测准时,将其放大后再进行测量。 利用力学量间的几何关系进行转换放大。 例如:千分尺测长、迈克尔逊干涉仪。 将微弱的电信号放大后再进行测量。 例如:最基本的交流放大电路。 利用透镜和透镜组的放大构成各种光学仪器, 既可“望远”、又可“显微”。 例如:光学显微镜。 力学放大法 电学放大法 光学放大法 * 3.转换测量法 转换法:根据物理量间的各种效应和函数关系,利用变换原理进行测量的方法。 利用各参量的变换及其变化规律,以达到测量某一物理量的方法。贯穿于整个物理实验领域中。 利用一种运动形式转换成另一种运动形式时,物理量间的对应关系进行测量。 参量转换法 能量转换法 压电转换:压力与电势间的变换。如:话筒、扬声器。 光电转换:将光通量变换为电量的换能器,其变换原理是光电效应。如:光电管、光电倍增管、光电池、光敏二(三)极管等。 磁电转换:利用半导体霍尔效应进行磁量与电量的转换测量。 热电转换:热学量→电学量。如:利用电阻随温度变化的规律将测温转化 成对电阻的测量。 * 4.模拟法 模拟法:以相应的理论为基础,不直接研究自然现象或过程的本身,而用与这些自然现象或过程相似的模型来进行研究的一种方法。例如:静电场的描绘。 物理实验中,各种测量方法相互渗透、联系综合使用,无法截然分开。期望同学们在实验实践的学习过程中,认真思考、仔细分析、不断总结,以逐步积累丰富的实验知识和经验。 * §2-6.实验数据处理的基本方法 2. 作图法处理实验数据 3. 逐差法处理实验数据 4. 最小二乘法直线拟合 1. 列表法处理实验数据 * 列表法是一种重要的数据处理方法。 表1:伏安法测电阻实验数据 1.列表法处理实验数据 例题: U(V) 0.74 1.52 2.33 3.08 3.66 4.49 5.24 5.98 6.76 7.50 I(mA) 2.00 4.01 6.22 8.20 9.75 12.00 13.99 15.92 18.00 20.01 n 1 2 3 4 5 6 h/mm 80.38 80.37 80.36 80.38 80.36 80.37 d/mm 19.456 19.466 19.465 19.464 19.467 19.466 表2:铜圆柱体长度、直径的测量数据 (游标卡尺:分度值0.02mm;千分尺:Δ仪= 0.004mm,两仪器其零点示值均为零) 标题 物理量符号、单位 测量值(注:有效位数) 辅助条件 * 作图法可形象、直观地显示出物理量之间的函数关系,也可用来求某些待定物理参数。作图时:先整理出数据表格,用坐标纸作图。 坐标分度值的选取应能基本反映测量值的准确度或精密度。 表1:伏安法测电阻实验数据 2.作图法处理实验数据及其步骤 例题: (1).选择合适的坐标分度值,确定坐标纸的大小 U 轴:1mm→0.10V, I 轴:1mm→0.20mA, 坐标纸大小:约为130mm×130mm (略大于坐标范围、数据范围) * 画坐标轴:用粗实线, 轴方向:标箭头(同时标轴名称或符号、单位) 标坐标轴整分格上的量值。 I (mA) U (V) 8.00 4.00 20.00 16.00 12.00 18.00 14.00 10.00 6.00 2.00 0 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 1.00 3.00 5.00 7.00 9.00 连线:用直尺、曲线板把点连成直线、曲线。图点处断开。 用“×”、“+”、“●”、“○”等符号标出。 (同一坐标系下不同曲线用不同的符号) (2).标坐标轴 (3).标实验点 (4).连线 * (5).标图线特征 在图上空白位置标明实验条件或从图上得出的某些参数。 (如利用所绘直线可给出被测电阻R大小:从所绘直线上读取两点 A、B 的坐标就可求出 R 值)。 I (mA) U (V) 8.00 4.00 20.00 16.00 12.00 18.00 14.00 10.00 6.00 2.00 0 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 1.00

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