基础物理实验理论.ppt

合肥工业大学电物学院大物实验中心 ;;;期 望;二、物理实验课的主要教 学环节 1，实验预习 2，实验操作 3，实验总结;三、物理实验课的教学要求 1，课前要写预习报告 2，课后要按时完成实验报告 3，不允许缺少两次以上的实验课;实验报告实例;实验报告实例;实验报告实例;实验报告实例;实验报告实例;第一章;;2，分类 按测量手段测量可分为两类： （1）直接测量：可以用测量仪器或仪表直接读出测量值的测量。 （2）间接测量：待测物理量无法进行直接测量，需要依据待测量与若干个直接测量值的函数关系求出。 g=4?2l/T2 ;从测量条件上可以分为： （1）等精度测量：对一个物理量进行多次重复测量时，每次测量条件都相同的一系列测量。如：用同一把游标卡尺多次测量一个物体的长度。 （2）不等精度测量：对一个物理量进行多次重复测量时，测量条件完全不同或部分不同，各测量结果的可靠程度也不相同的系列测量。如：用米尺和游标卡尺测量同一个物体的长度。;3，测量误差 （1）真值：在某一时空状态下，待测物理量所具有的客观实际值。 用数字表示时，应是一个无穷多位数。 （2）测量误差：测量值X和真值X0之间的差异：△=X - X0 偏差：△Xi= Xi - ?X ?X为算术平均值， Xi为第i次测量值。;（3）误差的分类： a，系统误差：在多次测量同一物理量时，符号和绝对值保持不变的误差；或按某一确定的规律变化的误差。 如仪器的缺陷、测量理论的不完善、环境变化对测量结果造成的误差。 B，随机误差（偶然误差）：在实际测量条件下，多次测量同一物理量时，误差的符号和绝对值的变化：时大时小、时正时负；以不可预定方式变化着的误差。 ;C，粗大误差：由于观察者错误使用仪器、观察错误或记录错误数据等不正常情况下引起的误差。 粗大误差会明显地歪曲客观现象。 由于误差的性质不同，来源不同，处理方法不同，对测量结果的影响也不同。有时系统误差和随机误差可以加以区别，有时则难以区分，有时两者之间能够互相转化。;4,测量的精密度、准确度和精确度（1）精密度：表示测量结果中随机误差的大小程度。精密度高，即测量数据的重复性好、随机误差小。（2）准确度：表示测量结果中系统误差的大小程度。准确度高，即测量结果接近真值的程度好、系统误差小。（3）精确度：表示测量结果中随机误差和系统误差的综合。;二、系统误差;仪器误差：仪器误差是指在仪器规定的使用条件下，仪器的指示数和被测量的真值之间可能产生的最大误差，用△仪来表示。仪器上如果没有注明的估计如下： （1）用仪器的最小刻度估测：△仪= 最小刻度/2 （2）用仪器的级别进行估测：△仪=量程×级别% （3）数显式用读数的最小单位估测。 测量仪器的标准误差为： 或0.683的△仪;三、随机误差;;;四、测量的不确定度;;;;;五，直接测量结果的不确定度表示;;;;六、间接测量结果的不确定度表述;;;;;一、有效数字的定义 用一个米尺测量一个物体的长度，测量读数为41.15cm，其中前三位数41.1cm是直接根据米尺上的刻度读出的，称为可靠数字。而最后一位0.05cm是由最小刻度之间估计出来的，称为可疑数字，即有误差数字。把测量结果中可靠的几位数字加上可疑的一位数字统称为测量结果的有效数字;二、有效数字在实际中的应用 （1）仪器的有效数字:估读到最小刻度的下一位. 测量值的有效数字既反映被测量物理量的大小又反映所用仪器的测量精度。 （2）“0”在有效数字中的作用：“0前面有非0数字时0为有效数字，0前面全是0，0不是有效数字”。 “0”的位置不同, 作用也不同。如：0.0315m中的两个“0”都不是有效数字，3.04cm和2.10cm中的“0”都是有效数字。 （3）科学表达式：小数点前有一位不为0的数字，乘10的幂次方。如：2.050×103为四位有效数字。;;;;;;一、列表法 原则： （1）简单明了，便于看出有关物理量之间的关系，便于处理数据。 （2）在表格中均应标明物理量的名称和单位。 （3）表格中数据要正确反映有效数字。 （4）必要时应对某些项目加以说明。;;;2，逐差法的应用 （1）验证函数形式是线性关系 如：测量弹簧的倔强系数实验中，让外力F等间隔变化9次，分别记录弹簧下端的位置： L0，L1，L2，…，L9。 把所测的数据逐项相减得： △ L1 = L1 - L0 ， △ L2 = L2 - L1 ，…， △ L9 = L9 - L8 看△ L1 、 △ L2 、…、 △ L9是否基本相等。如果基本相等就验证了线性关系。 ;;;;;;;