大学物理实验绪论课91234.ppt

容差（或允差）并非某一确定的误差值，对于具体的某一件仪器，在规定的环境条件和使用规范下使用，其测量误差应该是确定的，但实际上，为每一件仪器逐一确定其具体误差是不现实的，而且随着使用时间的延续，因仪器磨损或发生某种变化，其实际误差还可能加大。 可见，B类评定也是以概率分布为基础的，但它所用的概率分布不是依据实际测量列的统计分析，而是“先验的”。 此公式利用方差的可加性可以很好地加以说明。 关于加减乘除的运算式的传递公式有一些常用做法，例如，对于乘除关系先算相对不确定度较方便。 * 对于标准不确定度，常常还乘以一个大于1的数值k（包含因子），得到扩展不确定度（expanded uncertainty）：U(y)=kσ(y) 我们在本课程中要求计算的“标准不确定度”，是进一步求取对应高置信概率的“扩展不确定度”的依据，作为中间运算结果，最好不要只取1位。 例如：最终结果算得为x=5.684,不确定度为0.52，则最终结果应表达为：x=5.68±0.52——末位对齐。 用贝塞尔公式计算A类不确定度可利用科学计算器的统计功能。 在实际处理数据估算不确定度时切记：一定要首先分清是直接测量还是间接测量，然后采取各自相应的步骤计算。千万不要张冠李戴。 第三章 数据处理的基本知识与要求 §1 有效数字及其表示 三、有效数字的修约规则 1、若舍去部分的数值大于需保留部分末位的0.5，则该末位加1； 2、若舍去部分的数值小于需保留部分末位的0.5，则该末位不变； 3、若舍去部分的数值恰等于需保留部分末位的0.5，则该末位凑成偶数，即： 若需保留部分的末位为偶数，则该末位不变； 若需保留部分的末位为奇数，则该末位加1。 第三章 数据处理的基本知识与要求 §1 有效数字及其表示 三、有效数字的修约规则 以上规则可归纳成口诀： 五下舍去五上进，单收双弃指五整。 例如： 取2位： 注意：对同一数值不可连续修约，只能一次完成修约。 12.5345取5位： 12.534 取4位： 12.53 13 如：5.4546 —5.455 —5.46 （错误） 应为： —5.45 （正确） 4.675取3位： 4.68 取2位： 4.7 例题 欲测圆柱形实心铝管的体积，先用螺旋测微计（仪器误差限Δ仪=0.004mm）测其截面直径D共6次，得如下测量列： D1= 18.142mm，D2= 18.139mm ， D3= 18.139mm ，D4= 18.146mm ， D5= 18.142mm ，D6= 18.145mm 。 同时发现螺旋测微计零点误差为0.002mm。 再用1/50游标卡尺（仪器误差限Δ仪=0.002cm）单次测得管的长度 l =7.022cm。 求出铝管的体积V 及其标准不确定度。 解： 圆柱体体积公式： 故应先求直径 D 和长度 l 的最佳值和不确定度。 例题 （1）计算D 先计算6次重复测量的算术平均值： 由贝塞尔公式求D 的A类不确定度： 由螺旋测微计的仪器误差限求D 的B类不确定度： 对零点误差进行修正得最佳值： 例题 可得出D 的合成不确定度： 其最佳值即为单次测量值 （2）计算 l 其标准不确定度： 例题 （3）求体积 （4）导出不确定度传递公式，求出V 的不确定度 例题 最终结果表达为： 保留相同的位数 教材第四章 数据处理的基本知识 §2 列表与作图 §3 差值法与逐差法 §4 直线拟和与最小二乘法 自学的内容（也属于绪论课考试内容） 教材第五章 基本实验 P36—47 教材第二章 物理实验的基本测量方法 作业：教材第四章P34 1,2,3,5 注意：交作业时间为第一次上实验课时，交给上实验课教师。 1、物理实验不同于被动的经验和单纯的观察，必须与理论结合起来。实验和理论是物理学的两大支柱； 2、诺贝尔物理奖获得者（近150人）中，因实验物理方面的重大成果获奖者占其中2/3以上。 3、物理实验成果可以为技术发展提供新的方向、新的可能，这是最有力的推动。 1、科学实验的目的：通过技术性操作来观测由预先安排的方法所产生的现象，以获取和预测新的信息。（例如：迈克尔逊为测定以太速度设计发明了干涉仪，密立根为测定微观电量设计出一种精巧的装置） 2、但本课程的教学实验的主要涉及其中3)、4)两步 动量守恒定律的验证，用气轨将摩擦降至几乎为零，精确的调节水平使滑块不受外力。 物理实验课程中引入了许多在堪称经典的实验项目，应用心体会前人的智慧，汲取其精神营养，启迪自己的智慧，增长自己的才干。 一、要勤于思考，积极探索。多从正反两个方面提出问题，深入领会实验内容；开动脑筋，主动探索新方法，新思路。 切忌被动模仿，应付任务 二、在实验中要养成求实严谨、一丝不苟的工作作风。面对实验中遇到的困难，要努力克服，力求独立解决，以此培养