大学物理实验绪论02课件.pptVIP

张雅男 1、物理学归根结底是一门实验科学 实验可以发现新事实 → 新规律 写一份完整的预习报告  预习报告内容包括：（1）??? 实验名称；（2）??? 实验目的；干什么？测什么?（3）??? 仪器设备；(先看，现场再写！）（4）??? 基本原理，包括重要的计算公式、 电路图、光路图及简要的文字说明； （怎么测？有何疑问？）（5） 实验步骤；（先看，后写）（6）??? 原始数据表格。（设计好！）注意：没有预习报告，不得进入实验室实验 （3）实验后 数据由教师签字 仪器复位 完成一份完整的实验报告 产生原因：仪器，理论推导，实验方法，操作，环境等。 特点：倾向性、方向性（或者都偏大或者都偏小） 消除方法：改进、修正、矫正。 有效位数运算规则总结： 有效位数运算规则总结： 有效位数运算规则总结： 1.加减法：取精度差的（即小数点位数最少的）。 2.乘除法：取有效位数最少的。 3.乘方、开方等：有效数字位数不变。 4.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。 5.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。 结果表达为 例题 长度测量 游标卡尺 千分尺（螺旋测微器） 5.1.2、不确定度 不确定度是一种表征被测量值所处范围的评定，真值以一定置信概率落在测量平均值附近的一个范围内。 即 x = x ± u , u 为测量不确定度， 区间(x - u, x + u) 称置信区间。 P =p 置信概率。 表达式的含义是被测量的真值以一定的置信概率P落在区间(x - u, x + u)内。 5.1.3、不确定度的分类 5.1.4、A类标准不确定度评定（多次直接测量） 对直接测量来说，如果在相同条件下对某物理量X进行了n次重复独立测量，其测量值分别为 我们称之为测量列。用 来表示平均值（称为近似真值），则得到 注意：如果在实验中，常常由于条件不许可，或测量准确度要求不高等原因，对一个物理量只进行了一次直接测量，则 A类不确定度 平均值的实验标准偏差 5.1.5、B类标准不确定度评定（多次直接测量） 由于B 类不确定度在测量范围内无法用统计方法评定，一般可根据经验或其它有关信息进行估计。从物理实验教学的实际出发，一般只考虑由仪器误差影响引起的B 类不确定度 的计算。 从物理实验教学的实际出发，对大多数普通物理实验测量可认为一般仪器误差概率分布函数服从均匀分布。 5.1.6、合成标准不确定度评定（多次直接测量） 对于受多个误差来源影响的某直接测量量，被测量量X 的不确定度可能不止一项。在物理实验的大多数情况下，我们遇到的每一类不确定度只有一项，因此，合成标准不确定度计算可简化为： 相对不确定度 5.1.7、单次直接测量的标准不确定度的评定 在物理实验中，常常由于条件不许可，或测量准确度要求不高等原因，对一个物理量只进行了一次直接测量，这时，不能用统计方法求标准偏差，则不确定度计算可简化为： 5.2、误差的传递、 间接测量量不确定度的评定 5.2.1、误差传递的基本公式 设N为间接测得量，且 而x、y、z……为彼此独立的直接测得量。将上式微 分我们得到 ， 这表明，当x，y，z，…有增量dx，dy，dz，…时，N也有增量。如将dx，dy，dz，…，看成误差，则上两式即为误差传递的基本公式。 或者取自然对数后再微分 5.2.2 、间接测量量不确定度的评定 （物理实验一般计算方法） 设间接测量量N是由直接测量量x,y,z…通过函数关系 计算得到的， 其中x,y,z…是彼此独立的直接测量量。 设x,y,z…的不确定度分别为u(x),u(y),u(z)… 如果间接测量量N是各直接测量量x,y,z…的积或商函数 如果间接测量量N是各直接测量量x,y,z…的和或差函数 直接测量结果的一般表示 对象 单位 算术平均值 合成标准不确定度 （ur 取1 ～2位） 小结1 保留一位有效数字 前后精度一致！ 1 、直接测量量的表达式及不确定度计算 注意：