大学物理实验-陈秉岩(全套课件).pptx

厚德楼M113大学物理实验理论知识陈秉岩，博士2019.03.16, 8:30-11:001/34物理实验中心教学-科研平台2/34物理实验中心教学-科研平台示波器实验物理科技创新实验室2/34物理实验中心教学-科研平台2/34教材及内容简介面向新工科基础教育体系，突出物理学与多学科交叉复合、理科衍生新兴工科的专业建设。以先进技术和设备培养人，重点突出学科综合、自主设计、建模仿真和科研创新实验项目。2/34教材及内容简介实验报告需小心拆卸；新印版本将独立包装。2/34大学物理实验基本程序及要求实验理论课作业，下周交给《大学物理》任课教师。一、课前预习 看懂教材,明确目的, 了解实验内容和操作过程并写出实验预习报告预习报告要求:根据实验报告，把除数据记录与处理部分和问答部分外的所有其他部分都填充完整强调:实验课之前一定要完成实验预习报告,否则不允许进行实验操作.3/34二、实验操作阅读资料、调整仪器、观察现象、获取数据、仪器还原 物理实验是一门独立的课程，需严格按照实验室的安排进行。不得迟到和缺席。迟到者，由课程指导老师决定是否准予实验；缺席者，需到指导老师处重新预约该实验时间． 遵守有关的规章制度，爱护仪器设备，注意安全． 动手之前要先了解仪器的性能、规格、使用方法和操作规则，不要乱动仪器． 调整仪器装置时要仔细认真，一丝不苟．还要注意满足测量公式所要求的实验条件． 脑手并用，实验操作要做到准确、熟练、快速。 4/34三、完成实验报告实验报告要求:根据实验报告要求，把数据记录与处理部分和问答部分填写完整. 给出实验结果或结论. 实验报告当场递交，其他时间递交的报告将不被认可。注意:5/34四、物理实验课的考核办法(一) 平时实验考核1 每个实验项目独立考核，最后总评。2 每个实验项目分三段进行考核，实验预习20％，实验操作与实验报告共80%。根据每个实验项目的要求酌情打分。3 同一学期实验项目超过2个未完成者，不得参加期末考核，不予统计平时成绩。(二) 考核方式上半年:笔试(40﹪实验基础知识+60﹪实验内容)下半年:所有实验平均成绩，或者撰写研究论文。6/34大学物理实验理论知识§1 测量与误差§2 不确定度与测量结果表示§3 有效数字及其运算§4 实验数据处理方法§5 物理科技创新专题报告单体超声探测传感器电路系统的研制及其应用7/34§1 测量与误差1. 基本概念一、测量测量是利用仪器设备通过一定方法，将待测物理量与一个选做为标准的同类物理量进行比较，确定待测物理量大小的过程。2. 测量值90.70 cm测量值 ＝ 数值+单位测量三个要素(1)测量方法: 比较法(2)测量设备: 米尺(3)测量结果: 90.70cm3. 测量的分类单次测量多次测量直接测量间接测量测量例：长度、重量、体积、密度、电荷量、温度（模拟温度计/数字温度计）8/34§1 测量与误差二、误差真实值通常是一个未知量，一般说的真值是指理论真值、规定真值、相对真值。1.真值与误差(1)真值(1)理论真值也称绝对真值，如：三角形内角和180度。(2)约定真值也称规定真值，是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中，在没有系统误差的条件下，使用足够多次测量值的平均值作为约定真值。(3)相对真值使用更高一级标准的量具指示值作为较低等级量具的真值，此真值被称为相对真值。真值（真实值），在一定条件下，被测量对象客观存在的实际值（数值+单位）。(2)误差误差＝测量值-真实值9/34§1 测量与误差绝对误差相对误差系统误差随机误差2. 误差的分类误差（计算）（来源）误差的分类（按计算）(1)绝对误差测量值x与真值x0之差(2)百分误差绝对误差|Δx |与真值 x0 之比 百分误差也称为相对误差。10/34系统误差来源§1 测量与误差误差的分类（按来源）仪器误差：仪器制造缺陷，使用不当或者仪器未经很好校准所造成的误差。方法误差：实验所依据的理论和公式的近似性，测量条件或方法不能满足理论公式所要求的条件等引起的误差。环境误差：测量仪器规定的使用条件未满足所造成的误差。如室温高于仪器所规定的实验温度范围，而引起的误差称之为环境误差。人为误差：由测量者的生理特点或固有习惯所带来的误差。例如反应速度的快慢、分辨能力的高低，读数的习惯造成的误差。系统误差和随机误差.(1)系统误差指在测量过程中因一些确定的不合理因素，使得测量结果的过程中存在恒定的或按一定规律变化的误差。特点：恒定性，不能用增加测量次数的方法使它减少。11/34Pσ小σ大δ0§1 测量与误差（2）随机误差在相同条件下，多次测量同一被测量时，测量值对真值的偏离（大小和方向）以不可预知的方式变化，这类误差称为偶然误差。+σ - σ ①有界性:误差的绝对值不会超过某一最大值 [- σ,+ σ]。②单峰性:绝对值