[理学]实验绪论新生11-11.ppt

大学物理实验绪论;大学物理实验绪论 ;;（二）、大学物理实验课的任务;（三）、物理实验基本程序和要求;2.课堂实验操作（课中完成） (1)上课需带实验讲义、笔、尺、计算器等。 (2)必须在了解仪器的工作原理、使用方法、注意事项的基础上，方可进行实验。 (3)仪器安装调试后需经教师检查无误后方可进行实验操作。发现缺少和损坏仪器应及时提出，不允许私自调换别组仪器。 (4)注意观察实验现象，认真记录测量数据，将实验数据填入原始实验记录表中,记录数据必须用钢笔或圆珠笔，不可用铅笔。数据须经教师检查及签字。 (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.按要求完成实验报告（课后完成） 实验报告是对实验工作的全面总结，书写实验报告是培养科学表达能力的主要环节，要求: 文字工整 语言简练 层次清楚 图表规范 分析认真 结论正确 最后，将原始实验数据记录表粘贴在完成的实验报告内，并在下次实验时一同递交。没有原始数据的实验报告不记成绩。;课前在此处以表格的形式将所有 实验仪器的名称（包括型号）、量程、 最小分度、估读误差填写完整。; ;实验完成后将“原始实验数据记录表”中记录的数据以表格的形式整理抄写在此处。同时将原始数据记录表保留并贴在此实验报告上。;教学安排;物理实验是对物理现象、运动规律的定量的认识,那么就离不开测量, 但决不仅仅是测量, 还需从一定的理论出发，对测量数据进行分析计算,归纳出有关结论。;测量：是用仪器通过一定的方法，把待测物理 量定量地表示出来，即是待测物理量与 测量仪器的比较 。 一个物理量必须由数值和单位构成;直接测量 ;等精度测量：;放大法：通过某种方法将被测量 放大后，再进行测量。; X;补偿法：用在标准量具上产生的精度很高 的某种效应，完全补偿由待测量产生的同种 效应，得到未知量的方法。 如：电位差计;仪器是进行测量的必要工具，熟悉仪器性能，掌握仪器的使用方法和正确进行读数，是每个测量者必备的知识。;仪器精密度：是指与仪器的最小分度相当的物理???。仪器最小分度越小，所测物理量的位数越多，仪器精密度越高。 ;3.测量误差与偏差;4.测量任务;三、误差的分类;系统误差产生的原因： ;理论或方法的不完善;天平不等臂所造成的 系统误差; 由于理论推导中的近似,产生的系统误差; 系统误差的特点：;减小系统误差的方法： ;2. 偶然误差;偶然误差符合统计规律：;减小偶然误差的方法：;3.过失误差;（a)精密欠准确;误差计算就是将测量得到的数据进行整理、计算得出有关结果,并对结果的好坏作出客观评价，这个过程是整个实验最后一个关键环节。; =量程 ;我们假定系统误差已被消除，仅讨论偶然误差。在相同测量条件下，对同一物理量测n次，其测量值为x1,x2,……,xn,当n无限多时，根据偶然误差分布规律，正负误差相抵消，其算术平均值趋近待测量的真值，然而，实际测量的次数不可能无限（实际测量时通常取n=5-10），但算术平均值仍比其中任何一个测量值都可靠，所以用算术平均值 代替真值。;[2]误差的计算方法;两组 同为“3mm”,似乎两组测量数据一样好,然而第一组的偏差最大值是8mm,而第二组的偏差最大值为5mm,显然第二组测量的重复性好,测量的精密度高。为此，人们引入一个新的评价偶然误差的量——标准误差。;若某物理量 重复测量ｎ次，对 测量列， 标准误差可用贝塞尔公式表示为：;因为测量列平均值的可靠性要高于测量列中的任一测量值 ，所以平均值的误差也一定要比测量列的误差 小，据高斯理论，测量列平均值的标准误差 与单个测量列的标准误差 之间的关系为：;③极限误差 ： ;标准不确定度分为两类 (各不确定度相互独立)： ;前面讲过的误差 、 和 是以绝对数值来表示的误差，所以可统称为绝对误差，可用 表示。而相对误差是绝对误差 与测量平均值 之比，它是用于比较不同测量结果的可靠程度的量。; ;注：实验中还经常用另一种百分差来表示测量结果,它是将测量结果 与公认标准(或理论值) 相比较得到的,称为定值误差。它的定义为:;对某物体长度x测量了15次，测量值为（单位mm)：;求B类标准不确定度： ;2.间接测量的误差计算：;(1)算术合成法（绝对误差法） ;[2]乘除法关系的运算： 相对误差等于各直接测量量相对误差之和。 ;[3]对于复杂函数关系的运算： ;(2)几何合成法（标准误差法）;例3：如果所测园柱体的D、h数据如下，求园柱体体积V的误差，并表示出测量结果。园柱体体积公式 ;例4、用流体静力称衡法测不规则物体的密