大学物理实验绪论课 电子教大学物理实验绪论课 电子教案大学物理实验绪论课 电子教案大学物理实验绪论课 电子教案.ppt

大学物理实验绪论课电子教案 北京工业大学物理实验室 邓金祥 大学物理实验课程简介 大学物理实验课的作用 大学物理实验课的任务 物理实验课的基本程序和要求 教学安排 后继物理实验课程 大学物理实验课的任务 通过大学物理实验课的学习，学生应在习惯、知识、能力三方面达到如下要求： （一）培养良好的科学实验素养。 （二）掌握物理实验的基础知识,加深对物理学原理的理解。（三）培养与提高科学实验能力。 大学物理实验课的作用 大学物理实验课是高等工科院校的一门必修基础课程，是对学生进行科学实验基本训练，提高学生分析问题和解决问题能力的重要课程。物理实验课和物理理论课具有同等重要的地位。 诺贝尔物理学奖获得者、著名理论物理学家杨振宁教授曾经说过，“物理学是以实验为本的科学”，这充分说明了物理实验的作用和重要性。 物理实验课的基本程序和要求 1.实验课前预习 (1)预习讲义中与本实验相关的全部内容。 (2)写出预习报告（实验题目、目的、仪器、原理、主要计算公式、原理简图）,准备原始实验数据记录表格。 2.课堂实验操作 (1)上课需带实验讲义、笔、尺、计算器等。 (2)必须在了解仪器的工作原理、使用方法、注意事项的基础上，方可进行实验。? (3)仪器安装调试后经教师检查无误后方可进行实验操作。 (4)注意观察实验现象，认真记录测量数据，将数据填入实验记录表格,数据须经指导老师检查及签字。 (5)实验后请将使用的仪器整理好，归回原处。经教师允许后方可离开实验室。 3.课后按要求完成实验报告,并在规定的时间交任课老师。 教学安排 大学物理实验课分两学期完成 本学期：讲课、基本实验、考试（笔试） 共计26学时，按课表排定时间上课 下学期：基本实验、综合实验、设计性实验、 仿真实验、操作考试或小论文考试 共计30学时，同学按要求在网上选课 测量误差和不确定度 测量与误差 不确定度及其计算 有效数字 测量与误差 测量的概念和常用词汇 测量和测量单位 测量的实质就是将待测物体的某物理量与相应的标准做定量比较。 测量的结果应包括数值（即度量的倍数）、单位以及结果可信赖的程度（用不确定度来表示） 直接测量、间接测量、等精度测量 直接测量：把待测物理量直接与作为标准的物理量进行比较。例如用米尺测物体的长度，用电流计测线路中的电流 间接测量：指利用直接测量的量与被测的量之间已知的函数关系，从而得到该被测量的量。例如测物体密度时，先测出该物体的体积和质量，再用公式算出物体的密度。 等精度测量：同一个人，用同样的方法，使用同样的仪器，并在相同的条件下，对同一物理量进行的多次测量。物理实验中所说的多次测量通常指等精度测量。 测量方法 比较法、补偿法、放大法、模拟法、平衡测量法 振动与波动方法 光学实验方法：干涉法、衍射法、光谱法、光测法 非电量的电测法 误差（绝对误差、相对误差）与真值 误差：测量误差就是测量结果与被测量的真值（或约定真值）之间的差值，测量误差的大小反映了测量结果的准确程度。测量误差可以用绝对误差表示，也可以用相对误差表示。 绝对误差(δ )＝测量结果（x）－被测量的真值（a） 相对误差（Er）＝绝对误差（δ）/ 真值（a）×100% 真值：是一个理想概念，一般说来实验者对真值是不知道的。通常用算术平均值来代替真值，称为约定真值。 最佳值和偏差 最佳值：多次测量的算术平均值 偏差（残差）： 相对误差： 是评价测量值准确与否的客观标准 系统误差和随机误差 系统误差：在相同条件下，对同一被测量的多次测量中，误差的绝对值和符号（正、负）保持恒定或在条件改变时，误差的绝对值和符号（正、负）按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。 系统误差和随机误差 随机误差：在相同条件下多次重复测量同一个量时，每次测量出现的误差的绝对值和符号以不可预知的方式变化。这类误差称为随机误差。 随机误差的特点：是单个测量误差表现为不可预知的随机性，而从总体来看这类误差服从统计规律。 误差 = 随机误差 + 系统误差 系统误差和随机误差 精密度：反映随机误差的大小程度 正确度：反映系统误差的大小程度 准确度：随机误差与系统误差综合大小 精 度：物理意义不明确，有时指精密度，也有时指准确度 误差的处理方法 处理系统误差的一般知识 随机误差的处理 仪器误差 不确定度的概念 处理系统误差的一般知识 发现系统误差的方法： 理论分析法 实验对比法 数据分析法 系统误差的减小与消除： 误差根源：减小、消除 实验技巧：交换法、替代法、