大学物理实验绪论探讨.ppt

大学物理实验绪论 （2016年3月） 内 容 第一部分：物理实验的认识 物理实验的认识 大学物理实验课的目的和意义 如何学好大学物理实验 大学物理实验的程序和要求 课程考核与管理办法 物理实验的认识 物理学是一门实验的科学，“大学物理实验”是我校理工专业学生的一门必修的、独立设置的基础实验课，是我们学生在大学接受系统实验方法和实验技能训练的开端。 通过该门课程的学习，能使学生掌握系统的实验数据处理方法、系统的实验方法和实验技能，逐步培养学生从事科学实验的能力、培养学生实事求是的科学态度和坚韧不拔的工作作风，提高学生的科学思维能力、分析问题、解决问题的能力，进一步提高他们的创新能力。 物理实验的认识 掌握实验的方法。 培养良好的实验习惯。 学会分析、排除实验故障。 掌握重点。 物理实验的认识 物理实验的认识 考核方式：平时实验情况、实验报告成绩相结合，未通过者需重修。 实验报告于下一次做实验时交给学习委员，学习委员按学号整理后交实验指导老师仪器用具损坏按规定赔偿。 独立操作、相互协作、教师辅助。 第二部分：测量与误差的基本概念 测量与误差的基本概念 测量 误差基础 实验不确定度的评定 测量与误差的基本概念 概念：借助仪器，通过一定的方法，将待测量与一个选作标准单位的同类量进行比较的过程。 分类 测量与误差的基本概念 直接测量：指待测物理量的大小可以从选定好的测量仪器或仪表上直接读出来的测量。 间接测量：指待测量需要根据其它直接测量的物理量的值，通过一定的函数关系才能计算出来的测量过程。 测量与误差的基本概念 真值和误差 误差的分类 精密度、正确度和准确度 测量与误差的基本概念 真值和误差 测量与误差的基本概念 误差的分类 测量与误差的基本概念 系统误差 测量与误差的基本概念 偶然误差 测量与误差的基本概念 粗大误差 测量与误差的基本概念 精密度、正确度和准确度——误差大小 测量与误差的基本概念 精密度、正确度和准确度的举例 测量与误差的基本概念 不确定度的概念 不确定度的分类 标准不确定度的评定 标准不确定度的合成与传递 测量与误差的基本概念 不确定度的概念：由于测量误差的存在而对被测值不能肯定的程度，是对被测量的真值所处的值的范围的评定。 测量与误差的基本概念 不确定度的分类：按照数值评定的方法。 测量与误差的基本概念 测量与误差的基本概念 测量与误差的基本概念 标准不确定度的合成与传递 常用的数据处理方法 常用的数据处理方法 常用的数据处理方法 第三部分：有效数字及其运算 有效数字及其运算 有效数字的概念 有效数字的意义 有效数字的读取 有效数字尾数的修约规则 有效数字的运算 有效数字及其运算 测量结果的第一位非零数字起到最末1位可疑数字（误差所在位）止的全部数字。 有效数字＝可靠数字＋可疑数字（估读） 用米尺（最小刻度是1mm）测量钢棒的长度:4.26cm，4.27cm，或4.28cm？ 有效数字及其运算 其位数反映所使用仪器的测量精度和测量结果的准确度。 如：某物体长度的两个测量结果分别为 (a) 1.3500 cm —5位有效数字 可靠数字：1.350，可疑数字：0； 可能是螺旋测微计测的，精度高。 (b) 1.35 cm —3位有效数字 可靠数字：1.3，可疑数字：5； 可能是米尺测的，精度低 有效数字及其运算 进行直接测量时，由于仪器多种多样，正确读取有效数字的方法大致归纳如下： a、一般读数应读到最小分度以下再估一位。例如，1/2，1/5，1/4，1/10等。 b、有时读数的估计位，就取在最小分度位。例如，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。 c、游标类量具，读到卡尺分度值。特殊情况估读到游标分度值的一半。 有效数字及其运算 四舍六入：尾数小于 5 则舍；大于5则入 五凑偶：尾数等于5时，若5的前一位为奇数则入，5的前一位为偶数则舍，这样可使舍入的机会相等。 有效数字及其运算 加减法：取精度差的（即小数点位数最少的有效位数最少的（特殊情况比最少者多（少）一位）。 和差不确定数字的起始位置，与相加减的几个数中不确定数字最靠前的相同。 乘除法：与相乘除的各数中确定数字最少的相同，即以参与运算各数中有效数字位数最少的为准。 乘方、开方等：有效数字与底数的有效位数相同。 对于公式中的某些常数是绝对准确数字，计算时不能拿它来考虑结果的位数。如：C=2πR中的2。 对于公式中的常数π、e等的有效数字位数可以认为是无限制的，在计算中其有效数字位数一般取比参与运算的各数中有效数字位数最少的还要多一位。 第四部分：常用的数据处理方法