北京邮电大学学大物理实验绪论.ppt

物理实验绪论;一、物理实验课程的要求 二、物理实验课的作用和目的 三、测量误差和数据处理 ;物理实验课学生须知;*选修1学分，周三晚6点上课。9月26日下班前到物理实验中心报名，具体上课等通知。 ;第1周;*上课要求：; *怎样上好物理实验课;实验预习;实验报告的要求;实验操作要求;※为什么要上物理实验课;物理实验的作用;l??理论与实验的关系;l?? 实验课的作用;以诺贝尔物理学奖为例：; 物理实验课的目的; 学习实验知识;培养实验能力;提高实验素养;测量误差和数据处理; 一 . 误差理论;2.真值: 物理量自身客观存在的量值称为 该物理量的真值. 3.误差与偏差: 测量误差可以用绝对误差和相对误差来表示 绝对误差 = 测量结果-真值 相对误差 = ;（二）? 误差的分类：根据性质分为;（三）测量结果的评价;（四）如何发现和消除系统误差;（五）随机误差的统计处理 ;（六）多次测量结果的最佳值——算术平均值;;平均值的标准偏差是测量列的n次测量中任意一次测量值标准偏差的 。 显然 小于 s(x) 。;二．测量不确定度和结果的表达;(二) 不确定度概念：;A类不确定度—测量者采用统计方法评定的不确定度;B类不确定度—测量者采用非统计方法得到的不确定度;(1) 游标卡尺：根据游标的刻线得到， 例如游标上有50刻线， 仪=1/50mm=0.02mm， 游标上有20刻线， 仪=1/20mm=0.05mm。;不确定度合成： 其中 测量结果表达： 称为测量结果的相对不确定度;（三） 直接测量量不确定度估算;（1）计算被测量的算术平均值 ： （2）已知系统误差，修正得到测量结果: （3）计算A类不确定度: （4）确定B类不确定度： （5）合成不确定度: （6）最后的测量结果表示： ;例：用螺旋测微计测某一钢丝的直径，6次测量值xi分别为：0.249, 0.250, 0.247, 0.251, 0.253, 0.250; 同时读得螺旋测微计的零点x0为：0.004, 单位mm，已知螺旋测微计的仪器误差为Δ仪=0.004mm，请给出完整的测量结果。 解：测得值的最佳估计值为 标准偏差 则：测量结果为 X=0.246±0.004mm ur=1.6% ;（四） 间接测量量的不确定度—— 不确定度的传递;则测量量的最佳估计值 ： 如果x, y, z,…相互独立，则F的不确定度可由各直接观测量的不确定度合成，首先计算 代替，利用方和根计算的不确定度： ;间接测量量的不确定度合成过程;间接测量量的不确定度合成;实用公式 ;间接测量量的不确定度合成举例; 合成 ; 用流体静力称衡法测量固体的密度 。使用的公式为; 在最终写成相对标准不确定度之前，一定要首先合并上式中同一变量的系数，目的是防止人为的扩大不确定度。合并后有 ; 在实验中我们所测的被测量都是含有误差的数值，对这些数值不能任意取舍，应反映出测量值的准确度。所以在记录数据、计算以及书写测量结果时，应根据测量误差或实验结果的不确定度来定出究竟应取几位有效位数。;（一）有关有效数字应注意的问题 1.有效数字位数多少的计算是从测量结果的第一个非零数字开始,到最后一位为止. 如:0.00156与0.156的有效数字一样都是3位. 2.数字结尾的0不能随便舍去. 如: 103000 (6位有效数字) 1.03*105 (3位有效数字) 3.常用数学常数的有效位数可根据需要进行取舍,一般取位应比参加运算各数中有效位数最多的再多一位.;4.遇到某些很大或很小的数而且它们的有效位数又不多时,应使用科学计数法. 5.在仪器上直接读取测量结果时,有效数字的多少是由被测量量的大小及仪器的精度决定的.正确的读数方法是在仪器最小分度以下再估读一位,除非有特殊说明该仪器不需要估读.;(二) 有效位数的运算法则;四则运算的基本法则与加减乘除运算法则一致. 如: N=(A+B)*C/D; 其中A=15.6,B=4.412,C=100.0,D=221.00