大学物理实验绪论课定稿版1.pptVIP

大学物理实验课程绪论 第一章 绪 论 物理学是研究物质运动一般规律及物质基本结构的科学，它 必须以客观事实为基础，必须依靠观察和实验。无论 物理概念的建立还是物理规律的发现都必须以严格的 科学实验为基础，并通过今后的科学实验来证实。 1948年代伽莫夫宇宙大爆炸理论，1965彭齐亚斯和威尔逊，1978年获诺贝尔奖，促进了宇宙学的发展。 理论提出→实验检验→理论成立 物理实验： 可以发现新事实，实验结果可以为物理规律的建 立提供依据。 1-2 物理实验课的目的和要求 实验目的 1-2 物理实验课的目的和要求 1-3 怎样做好物理实验 实验前的预习 实验中的操作 实验后的报告 遵守实验守则 实验4.2“测定电介质的介电常数”与仪器匹配的实验讲义在实验中心网站上。 网址：8 一、测量 1、测量的定义 测量就是用一定的仪器，通过一定的方法，直接或间接地将被测量与体现计量单位的标准量进行比较，确定出相应的倍数值。 2、测量值的表示 数值（大小）、单位 测量结果 数值（大小）、单位、误差 3、测量的分类 根据获得测量结果的方法不同分类 直接测量和间接测量 根据测量条件是否相同分类 等精度测量和不等精度测量 二、真值和测量误差 1、测量误差--被测物理量的测量值与真值之差。 绝对误差 相对误差 三、误差的分类 1、偶然误差（随机误差） 特征 相同条件下，多次测量同一量值，误差的大小和符号时大时小，时正时负，纯属偶然发生。 来源 主观方面；测量仪器方面；环境方面 处理方法 偶然误差不可避免。 增加测量次数可以减小偶然误差。 一、高斯分布（正态分布） 高斯分布函数 式中σ为标准误差 ，又称方均根误差 二、标准误差的物理意义 置信区间：误差δ的一个取值范围。 置信概率(置信度) ：误差在置信区间出现的概率。 下面计算不同置信区间对应的置信概率 当δ取 时 当δ取 时 当δ取 时 三、标准误差和极限误差 σ——标准误差 对任一次测量，测量值的误差出现在 区间 的可能性（概率）为68.3%。 ——极限误差 对任一次测量，测量值的误差出现在区间 的概率为99.7%。 四、偶然误差的数据处理——多次测量  结果与误差计算 2、B类分量 全部误差中所有用非统计方法计算的不确定度归为不确定度的B类分量，以等价标准差 来表征： 设间接测得量与各直接测得量有下列函数关系 ，其中x、y、z……相互独立。 各直接测得量的不确定度为 、 、 …… 间接测得量 的不确定度 相对不确定度 三 不确定度的意义 科学地反映测量结果的数值和可靠程度。 根据对测量不确定度的要求,确定实验方案,选择仪器和环境。 努力找出和减小主要系统误差,提高实验准确度。 一、单次直接测量结果的表示 二、多次重复直接测量结果的表示 测量结果表示为 (单位) 其中 为平均值的标准偏差， 为仪器等价标准差。 三、间接测量结果的表示 其中， 一、有效数字的一般概念 正确而有效的表示测量结果的数字称为有效数字。由可靠数字和可疑数字构成。 三、间接测量结果的有效数字 间接测量结果的有效数字由不确定度决定。 间接测量结果可表示为 。 先由不确定度传递公式计算合成不确定度 （教学实验中一般只保留1位） 再使函数值运算结果的最后一位与不确定度的末位对齐。 四、有效数字尾数的舍入规则 尾数大于五进，小于五舍，等于五时取偶。 ——“逢五取偶” 这个原则比“四舍五入”的截尾规则更合理。 例4 将下列数截去尾数成四位有效数字。 2.345 26 → 2.345 2.345 52 → 2.346 2.346 50 → 2.346 2.347 50 → 2.348 在图纸上要写明图线的名称、作图者姓名、日期 2.7 利用Excel软件处理实验 数据方法简介