大学物理实验绪论.ppt

§2-1 测量误差和不确定度估算的基础知识 wwn/cnu WWN/CNU 附： 大学物理实验考核办法 2. 测量值 3. 测量的分类 二、误差 3. 误差的分类 一、有效数字的概念 二、有效数字的修约规则 三、直接测量的有效数字 3.作图法的应用 2.00cm 1. 有指针或刻度的仪器：最小刻度以下再估读一位。 2. 数字显示仪表：显示值均为有效数字，不再估读。 直接测量量（原始数据）的读数应反映仪器的准确度 游标类器具 一般读至游标最小分度的整数倍，即不需估读。 游标卡尺、 分光计度盘、 大气压计等 数显仪表 数显仪表及有十进步式标度盘的仪表（电阻箱、电桥、电位差计、数字电压表等）一般应直接读取仪表的示值。 注意指针指在整刻度线上时读数的有效位数。 指针式仪表 五、 中间结果和常数的有效数字 【例】圆的面积：S=πr2 直接测量 r 结果： 4.5678 m , 4.5672 m , 4.5679 m , 4.5676 m ， 一般比直接测量结果的有效数字多取1~2位。 常数π：3.141593 中间结果平均值： 4.567625 m 五位有效数字 七位有效数字 七位有效数字 六、 单位换算的有效数字问题 1.3 m＝1.3×103 mm ≠ 1300 mm 1300 mm＝1.300 ×10-3 m ≠ 1.3 m 用科学记数法表示 单位换算时有效数字的位数不变。 七、 实验结果的有效数字 实验结果的有效数字由误差确定。有效数字的末位与误差的末位对齐。 1、加、减法 结果的有效数字尾数要和参加运算的各因子中尾数最靠前的因子取齐，即“尾数对齐”。 加减结果的有效数字末位应与参与运算各数据中误差最大的末位对齐 有效数字的运算法则 。 2、乘、除法 结果的有效数字位数与参与运算的诸因子中有效数字位数最少的一个相同，即“位数取齐”。 3、乘方、开方 有效数字位数与底数的相同 4、函数运算 4.1 对数函数 尾数位数与真数位数相同 lg1.983＝0.297322714，取成0.2973； lg1983 ＝3.297322714，取成3.2973。 函数运算 4.2 指数函数 有效数字的位数与指数的小数点后的位数相同（包括紧接小数点后的零）。 106.25 ＝1778279.41，取成 取成1.008 。 函数运算 4.3 三角函数 取位随角度的有效位数而定 一般用分光计读角度时，应读到1分。此时，应取四位有效数字。 ＝0.5，取成0.5000； ＝0.938070461，取成0.9381。 列表法是实验中常用的记录数据、表示物理量之间关系的一种方法。 1. 列表法的特点 （1）记录和表示数据简单明了； （2）便于表示物理量之间对应关系； （3）便于随时检查数据是否合理，及早发现问题，提高数据处理效率等。 第五章　实验数据处理 一、列表法 表1 伏安法测100?电阻数据表 2006/3/5 注： （1）电压表量程 7.5V，精度等级 1.0。 （2）电流表量程 50mA，精度等级 1.0。 （3）常温常压条件下测量。 （4）采用电流表外接法。 （1）栏目清楚，项目分明。 （2）写明表的序号和名称，标明物理量、单位及数量级。 （3）表中所列数据应是正确反映结果的有效数字。 （4）注明测量日期、说明和必要的实验条件。 3. 列表举例 2. 列表的要求 1. 作图法的优点 二、 作图法 作图法是将测量数据之间的关系及其变化情况作成图线直观地表示出来，并且通过所作图线求解未知量或经验方程，是一种最常用的粗略的数据处理方法。 （3）可以消除某些恒定系统误差。 （4）有取平均、减小随机误差对结果的影响的作用。 （1）能够直观地反映各物理量之间的变化规律，帮助找出合适的经验公式。 （2）可从图上用外延、内插方法求得实验点以外的其它点。 （1）根据各变量之间的变化规律，选择相应类型的坐标纸。鼓励使用优秀的软件，如Origin, Excel计算机绘图。 （2）正确选择坐标轴的比例和标度。 （3）注明图名，坐标轴代表的物理量、单位和数值的数量级。 （4）测量数据点应采用比较明显的标志符号，如“△、×、○、◇、□”等，不能用“·” 。 （5）变化规律容易判断的曲线平滑连线，曲线不必通过每个实验点，但应均匀分布在曲线两边；难以确定规律的曲线可以用折线连接。 2. 作图要求 坐标轴的比例与标度 I (mA) U (V) 8.00 4.00 20.00 16.00 12.00 18.00 14.00 10.00 6.00 2.00 0 2.00 4.00 6.0