基础物理实验中的常见问题.ppt

有效数字的读取 数显仪表、步进读数仪器等应直接读取仪器的示值，不需估读。 间接测量 测量结果表达式中的有效位数 LED波长 用图解法 应用最小二乘法进行线性回归 逐差法处理数据 用分光计测量三棱镜折射率 折射率n以及折射率不确定度u(n)的计算 读数 单臂电桥 （4）不确定度的计算 （3）标准偏差的计算 x12 – x6 x12 x6 6 x11 – x5 x11 x5 5 x10 – x4 x9 – x3 x8– x2 x7 - x1 Δxi = xn + i - xi x10 x9 x8 x7 xn + i x4 x3 x2 x1 xi 4 3 2 1 i 平均值的计算 例：测量声速 26.58 72.99 46.41 6 26.83 68.55 41.72 5 26.67 26.68 26.96 27.05 Δxi = x6 + i - xi (mm) 64.12 59.61 55.32 50.76 x6 + i (mm) 37.45 32.93 28.36 23.71 xi (mm) 4 3 2 1 i = 26.795(mm) （2）标准偏差 =0.184(mm) （3）不确定度 （1）平均值 1.直接测量量的计算 从直接测量得Δxi = x6 + i - xi 进而求出结果v 2.间接测量量的计算 波长（振幅法）: 声速 相位法测量时: 结果表示 v = ± m/s v与vt比较： 最小偏向角δmin及最小偏向角的不确定度u(δmin)的计算 = 1′= 2.91×10-4 rad 黄谱线（576.96 nm)： δmin ± u(δmin ) = 51°5′± 1′ δmin ± u(δmin ) = 61°11′± 1′ 式中的角度的不确定度u(δmin) →取弧度为单位 黄谱线（576.96 nm)： n±u (n) =1. 64703±0. 00016 n±u (n) =1. 74225±0. 00014 * 物理实验中心 基础物理实验中的常见问题 多次测量： 等精度测量 ——测量条件相同的情况下得到的一组测量值 算术平均值 多次测量的不确定度 直接测量 单次测量: 只有不确定度的B类分量 单次测量的不确定度 我们的实验有两类：同一量的反复测量 逐差法处理数据的等间隔测量 ●在最小刻度之间可估计一位 估计的可疑数字 ●以刻度为依据的最小刻度所在位 准确的可靠数字 分度式的仪器仪表量具： （1）一般读数应读到→最小分度以下再估一位。 测量读数的有效数字与测量时所用的仪器有关。用各种各样的仪器进行直接测量时正确读取有效数字的方法——大致归纳： （2）若测量值恰为整数，必须补零，直补到可疑位。 位置为35.00cm, 不能写成 35cm。 位置为35.40cm 位置介于35.7—35.8之间,最接近真实位置的值,既不是35.7,也不是35.8,而是35.7—35.8之间的某值,可以估计为35.75、 35.76、35.77、…，我们可取为35.76 cm。 35 36 (cm) 分度值为1mm L=3.24cm =32. 4mm 分度值为0.5cm L=3.2cm 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 （3）有时读数的估计位，就取在最小分度位。 如仪器的最小分度值为0.5， 则 0.1～0.4 , 0.6～0.9 都是估计的，不必估到下一位。 电阻箱的误差 0~9. 9 Ω：m = 2 0~99999. 9 Ω：m = 6 游标类量具，读到游标卡尺分度值。一般不估读。 仪器示值与被测量真值之间可能产生的最大误差的绝对值。 游标卡尺：仪器示值误差取游标卡尺的分度值。 仪器的误差限（示值误差） 常用的仪器的误差限 螺旋测微计：量程在 0～25 mm 及25～50 mm 的一级千分尺的仪器示值误差均为Δ仪= 0.004 mm。 电阻箱、电表等: 仪器误差限用公式计算。 数字式仪表：误差示值取其末位数最小分度的一个单位。 千分尺测量金属杆的直径: 金属杆的直径: D = 3 . 993 ± 0 . 005 （mm） 4.248 4.246 4.243 4.241 4.242 4.245 Di (mm) 6 5 4 3 2 1 n = 4 . 2442（mm） 仪器误差?D 零点误差 ?D0