大学物理实验第1章.ppt

大学物理实验电子教案;绪 论;大学物理实验课的作用;大学物理实验课的任务;物理实验基本程序和要求;(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， 将数据填入原始实验数据记录表格,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,（原始数据整理到 实验报告上，进行数据处理并回答问题)，在 一周内将实验报告交来。 ;实验报告示例 ;实验数据，计算及分析;大学物理实验原始记录;第一章;物理实验是对物理现象、运动规律的定量的认识,当然离不开测量, 但决不仅仅是测量, 还需从一定的理论出发，对测量数据加以分析,归纳出有关结论。; 它包含着：理论 ? 实验方法 ? 仪器选择 ? 测量 ? 数据处理 ? 结果分析等环节，可见物理实验包括测量，但物理实验决不是单纯的测量。;测量的分类;二.误差与偏差;2、最佳值与偏差;三、误差的分类;天平不等臂所造成的 系统误差;转轴与几何中心重合，由于 所以可用弧长反映角 度的大小。; 螺线管为无限长，管壁磁漏可 忽略。;; 下降时所受空气阻力f与下落速度 V 乃至 V2 成正比，V增大到一定值时， f=mg ，则物体将作匀速直线运动，物体下落的极限速度约为 V极≈50m/s。由此求得飞机的高度 h实≤h理。;人为;环境;方法; 系统误差特点是; 测量过程中另一类不可避免的误差,来自于大量的微小的干扰的合成。其影响程度表现为随机特性，增加测量次数可减小其影响。;（a)精密度？正确度？;§2 误差处理; 随机误差在实验过程中是不可避免亦不可消除的，其对任一次测量结果的影响具有随机性的特点。但在多次测量中表现出确定的规律即统计规律。依此可用来对随机误差的影响程度作出客观的评价。;1、标准误差与标准偏差;;平均值的实验标准差 比任何一次测量的实验标准差 小,增加测量次数,可以减少平均值的实验标准差,提高测量的准确度. 但是,n10以后,n再增加, 减小缓慢,因此,在物理实验教学中一般取n为6～10次;3、随机误差的正态分布规律： 例，用秒表测单摆的周期T，将各测量值出现的次数列表如下。;测量值xi 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 次 数 n 0 2 4 10 14 16 7 5 1 1;1.05; 随着测量次数增多，统计显示 出如下规律。在1.05附近，测量值 出现的次数最多，表现为单峰性。 与1.05相差越多，测量值出现的次 数越少，表现为有界性。偏大的数 据与偏小的数据基本相等表现为对 称性。大部分数据存在于确定的范 围内，该范围可评价随机误差的大 小。; 可以预计，当 测量次数无限增多 时，曲线将表现为 单峰、有界、严格 对称的特征。在有 限次测量下，得到 的所有曲线，是以 对称曲线为中心， 左右摆动的曲线族。; 在数理统计上, 描述具有单峰、 有界、对称的统计函数.叫正态分 布函数。常用来解释随机量测量 过程中的随机行为与规律.在测量 次数趋于无穷时，有： ;o;;三. 坏值的剔除;对某物体进行15次测量，测值为：;所以 11.30为坏值，应剔除。;2、肖维涅准则(要求n4次）;四.仪器误差 ;b:螺旋测微计，量程在0—25mm及25—50mm的一级千分尺的仪器示值误差均为 mm。;2.仪器的标准误差 ;3.仪器的灵敏阈 ;§3.有效数字的记录与计算; 有效数字来源 于测量时所用的 仪器。我们的任 务是使测量值尽 可能准确地反映 出它的真实值。 有两个特征： ; 35 36 (cm) ;有效数字的特点;二、有效数字的读取;3、游标类量具，读到卡尺分度值。多不估读，特殊情况估读到游标分度值的一半。;三.有效数字的运算规则;加、减法;乘、除法;初等函数运算;1. 误差的有效数字;一.测量不确定度的基本概念;1、不确定度的定义;2、不确定度的分量;二.直接测量结果的 不确定度评定;1、合成不确定度; 注意; 3、直接测量量不确定度 评定的步骤;（已无坏值）;扩展不确定度;直接测量量数据处理举例;不确定度保留1位,且与平均值的最后一位对齐.;;三、间接测量量的不确定度评定;1、间接测量量的最佳值;※不确定度传递系数;3、间接测量结果不确定度评定的步骤;间接测量