大学物理实验课程绪论16539.ppt

大学物理实验课绪论 三、物理实验课的三个环节 2. 实验操作 3.实验报告 §1　 测量与误差 一、测量误差的概念 5. 标准偏差 6.平均值的标准偏差 7.仪器误差限－仪器的最大允许误差。 二、测量误差的分类 2. 随机误差 三、随机变量的分布 置信概率 §2 不确定度和测量结果的表示 一、不确定度 不确定度的简化处理方法 二、测量结果的评价 测 量的分类 1.直接测量结果的评价 2.间接测量量的不确定度 间接测量量的不确定度计算过程 间接测量量的不确定度计算举例 §3 数据处理的基本知识 (1)直接测量量（原始数据）的读数应反映仪器的精确度 4.有效数字的运算 5.测量结果表达式中的有效位数 6.测量结果表达式中的有效位数 二、 作图法处理实验数据 不当图例展示 三、数据的直线拟合(最小二乘法) 相关系数r 总不确定度U的有效位数：一般取一位.前两位都小于5时,可取两位. 例 ：估算结果 U=0.548mm时，取为U=0.6mmU=1.37 ?时， 取为U=1.4? 用计算器进行计算时,中间结果可不作修约或适当多取几位(不能任意减少),但最后一定要修约。 (3)乘方开方.结果的有效数字位数与原数相同. (4)函数运算.以运算数据最末位的一个单位为误差,求出结果误差,再根据误差决定取到哪一位(简化方法参看讲义). 例.y=ln23.7 故 y=3.165 被测量值有效位数的确定： x＝x0±U中，被测量值 x0 的末位要与不确定度U的末位对齐（求出 x0后先多保留几位，求出U，由U决定 x0的末位） 例：环的体积 不确定度分析结果 最终结果为：V=9.44±0.08cm3 即：不确定度末位在小数点后第二位，测量结果的最后一位也取到小数点后第二位。作图法可形象、直观地显示出物理量之间的函数关系，也可用来求某些物理参数，因此它是一种重要的数据处理方法。作图时要先整理出数据表格，并要用坐标纸作图。 1.选择合适的坐标分度值，确定坐标纸的大小 坐标分度值的选取应能反映测量值的有效位数,一般以 1～2mm对应于测量仪表的最小分度值或对应于测量值的次末位数）。 根据表１数据U 轴可选1mm对应于0.10V，I 轴可选1mm对应于0.20mA，并可定坐标纸的大小（略大于坐标范围、数据范围） 约为130mm×130mm。 作图步骤：实验数据列表如下.表1：伏安法测电阻实验数据2. 标明坐标轴：用粗实线画坐标轴，用箭头标轴方向，标坐标轴的名称或符号、单位,再按顺序标出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 4. 连成图线：用直尺、曲线板等把点连成直线、光滑曲线。一般不强求直线或曲线通过每个实验点，应使图线线正穿过实验点时可以在 两边的实验点与图线最为接近且分布大体均匀。图点处断开。 3.标实验点：实验点可用“”、“ ”、“”等符号标出（同一坐标系下不同曲线用不同的符号）。 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 B(7.00,18.58) A(1.00,2.76) 由图上A、B两点可得被测电阻R为： 5.标出图线特征：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。 6.标出图名：在图线下方或空白位置写出图线的名称及某些必要的说明。 电阻伏安特性曲线 至此一张图才算完成 n λ(nm) 1.6500 500.0 700.0 1.6700 1.6600 1.7000 1.6900 1.6800 600.0 400.0 玻璃材料色散曲线图 图1 曲线太粗，不均匀，不光滑。应该用直尺、曲线板等工具把实验点连成光滑、均匀的细实线。 n λ(nm) 1.6500 500.0 700.0 1.6700 1.6600 1.7000 1.6900 1.6800 600.0 400.0 玻璃材料色散曲线图 改正为： 图2 I (mA) U (V) 0 2.00 8.00 4.00 20.00 16.00 12.00 18.00 14.00 10.00 6.00 2.00 1.00 3.00 电学元件伏安特性曲线 横轴坐标分度选取不当。横轴以3 cm 代表1 V，使作图和读图都很困难。实际在选择坐标分度值时，应既满