《基础物理实验I》绪论(中山大学)..ppt

化工学院10级基础物理实验（I）绪论课 (珠海校区实验中心基础物理实验室) 2011年 09月 21日 实验课安排 化工学院10级： 上课时间：周三下午 2：00～17：30 周四上午 8:00~11:30 上课老师: 潘吉浪，王钢，杨小坚，桂许春， 王伟良，方锡岩， 宋树芹 课程成绩负责: 潘吉浪（pjl11@163.com） 主要内容 一、基础物理实验的教学目的和要求 二、课程安排、实验过程及要求 三、实验数据的处理 第1章 误差理论 第2章 物理实验数据的处理 有效数字 列表法、制图法 线性回归分析（最小二乘法） 第3章 仪器误差与测量结果的不确定度 四、实验报告 一、为什么要上基础物理实验课？ 物理学是研究物质运动基本规律的自然科学。 基础物理实验课程的教学目的 1. 掌握实验室常用仪器设备的使用方法； 基础物理实验课程内容 54学时 实验1. 测量误差与不确定度 实验4. 声速和空气比热容比的测量 实验5 . 简易万用表的设计 实验6. 非平衡电桥研究热敏电阻温度特性 实验7. 霍尔效应 实验9. 示波器的使用 实验12 . 光栅常数及光波波长的测定 实验13. 单缝衍射的相对光强分布 实验过程及要求 预习，撰写预习报告； 实验准备； 进行实验； 撰写实验报告。 实验过程及要求 1. 预习 预习报告格式举例 实验过程及要求 2. 实验准备： 实验过程及要求 3. 进行实验： 实验过程及要求 实验过程及要求 4. 实验完毕： 实验过程及要求 三、实验数据处理第1章 误差理论 第1节 物理量的测量(measure)和实验误差(error) 1. 测量的本质 把被测量与标准量进行比较。 国际单位（IS），基本单位（7个，m, kg, s, A, K, cd, mol, 注意大小写），导出单位。 仪器标定（校准，calibration）,计量局（国家权力机构） 2. 测量的分类 （1）直接测量，间接测量（p4）。例如： 与测量方法、仪器有关的，并非绝对。如：电阻 （2）等精度测量，非等精度测量（p4） 。 误差的概念及分类 （1）绝对误差和相对误差（p5） 绝对误差（absolute error）： ΔX =|X－A| 相对误差（ relative error ）： E =ΔX / A （2）系统误差、偶然误差、粗大误差 系统误差(system error) －准确度（accuracy) 偶然误差（occasional error，也 称为随机误差，random error) －精密度(precision) 粗大误差、过失误差（gross error) 误差的概念及分类 （3） 直接测量量和间接测量量的误差 直接测量量的误差： 偶然误差计算方法。 间接测量量的误差： 由误差传递公式计算。 例：重力加速度 g = 4π2 l / T 2 第2节 偶然误差的分布规律及计算 1. 偶然误差分布规律 2.实际测量时误差的计算 用有限次测量来估计无限数列的分布性质。 平均值： 某一次测量值标准误差公式7 直接测量量：n =1~4时误差（算术平均误差p9公式10、11）： 直接测量量： n≥5时误差（算术平均值标准误差p8公式8 ）： 间接测量量：误差传递（p11公式14或者当u＝xmyn时误差公式 可用p12第二个公式） 偶然误差的计算举例 3.误差计算几个要注意的问题 位数：误差有效数字只取1位，中间计算过程取2位。 进位：1－9均进位 偶然误差可能出现很小甚至等于零的情况，或只作了一次测量，此时需考虑仪器不确定度（标准误差）（第3章，p24－33）： 仪器标准误差＝最小刻度 / ，间接量的也要误差传递 误差的应用 (1)坏值剔除（3σ） (