物理实验基础知识 .pdfVIP

物理实验基础知识

物理实验基础知识

教学⽬标：

⼀、绪论

⼆、测量及其误差

三、直接测量测量结果的最佳值与随机误

差的计算

四、直接测量测量结果的最佳值与随机误

差的计算

五、不确定度

六、数椐处理的基本⽅法

⼀、绪论

1、⼤学物理实验的地位和作⽤：

科学实验是⼈们根据⼀定的研究⽬的，通过积极的构思，利⽤科学仪器、设备等物质⼿段，⼈为地控制或模拟⾃然现象，使⾃

然过程或⽣产过程以⽐较纯粹的或典型的形式表现出来，从⽽在有利条件下，探索⾃然规律的⼀种研究⽅法。

（1）科学实验的任务是：

研究⼈类尚未认识或尚未充分认识的⾃然过程，发现未知的⾃然规律，创⽴新的学说、新理论，研制、发明新材料、新⽅法、

新⼯艺，为⽣产实践提供科学理论的依据，促进⽣产技术的进步和⾰命，提⾼⼈们改造⾃然的能⼒。

（2）、⼤学物理实验的地位：

物理实验是科学实验的重要组成部分之⼀，物理实验在科学、技术的发展中有着独特的作⽤。历史上每次重⼤的技术⾰命都源

于物理学的发展。如热⼒学、分⼦物理学的发展，使⼈类进⼊热机、蒸汽机时代；电磁学的发展使⼈类跨⼊电⽓化的时代；原

⼦物理学、量⼦⼒学的发展，促进了导体、原⼦核、激光、电⼦计算技术的迅猛发展。然⽽物理学本质上是⼀门实验科学，三

四百年前，伽利略和⽜顿等学者，以科学实验⽅法研究⾃然规律，逐渐形成了⼀门物理学科。从此⼀切物理概念的确⽴，物理

规律的发现，物理理论的建⽴都有赖于实验，并受实验的检验。

物理实验在物理学⾃⾝的发展中有着

重要的作⽤，同时在推动其他科学、⼯程技术的发展中也起着重要作⽤。特别是近代各学科相互渗透，发展了许多交叉学科，

物理实验的构思、物理实验的⽅法和技术与化学、⽣物学、天⽂学等学科相互结合已经取得了丰硕的成果，⽽且必将发挥更⼤

的作⽤。

2、⼤学物理实验的⽬的和任务

物理实验作为⼀门独⽴的基础课程，它有以下三⽅⾯的⽬的和任务：

（1）、通过实验现象的观察分析和对物理量的测量，使学⽣进⼀步掌握物理实验的基本知识、基本⽅法和基本伎能；并能运

⽤物理学原理、物理实验⽅法研究物理现象和规律，加深对物理学原理的理解。

（2）、培养与提⾼学⽣从事科学实验的素质。包括：理论联系实际和事实求是的科学作风；严肃认真的⼯作态度；不怕困

难、主动进取的探素精神；遵守操作规程，爱护公共财物的优良品德；以及在实验过程中同学间相互协作、共同探素的合作精

神。（3）、培养与提⾼学⽣科学实验的能⼒。

包括：

⾃学能⼒——能够⾃⾏阅读实验教材或参考资料，正确理解实验内容，再实验前作好准备。

动⼿实践能⼒——能够借助教材和仪器说明书，正确调整和使⽤常⽤仪器。

思维判断能⼒——能够运⽤物理学理论，对实验现象进⾏初步的分析和判断。

表达书写能⼒——能够正确记录和处理实验数据，绘制图线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。

简单的设计能⼒——能够根据课题要求，确定实验⽅法和条件，合理选择仪器，拟定具体的实验程序。

3、⼤学物理实验的过程和要求。

（⼀）、实验前的准备（预习）

科学实验是⼀种有⽬的的实践活动。实验前需要认真阅读实验材料，明确该实验的⽬的要求，实验原理，要测的物理量及测量

⽅法。对实验中涉及的仪器，预习时就要阅读教材中有关该仪器的介绍，弄清构造原理、使⽤操作⽅法和注意事项。必要时还

可

到实验室观看仪器实物。另外，按列表法记录数据的要求，在数据记录本上设计好数据记录表格。再此基础上简明扼要地写出

书⾯的预习报告。

预习报告的内容有：

1、实验⽬的：说明本实验的主要⽬的。

2、实验原理：应在对本实验理解的基础上⽤⾃⼰的语⾔简要地叙述。⼀般应写出本实验所依据的主要公式和公式中各量的意

义，明确实验中所要直接测定的物理量及测量⽅法。必要时，还应画出原理图、电路图或光路图。

3、实验仪器

4、验步骤及注意事项：这部分内容⼀般在

实验教材中均有详细说明，因⽽预习报告中只要写出关键性的步骤和重要的注意事项。

（⼆）、实验的进⾏

在进⼊实验室正式进⾏实验测量前，⾸先应核对提供的仪器设备是否完备、齐全。如有问题，应向指导教师反映解决。应仔细

阅读教材中有关仪器的介绍和使⽤注

意事项，做到按操作规程进⾏操作调试，切忌盲⽬操作。其次，要认真思考和安排好实验操作程序，不要⼀上来就急于求成，

因为⼀些关键性步骤的疏忽或错误，会导致整个实验的失败。

实验测试中，不要单纯追求顺利地测好数据，要养成对实验仔细观察和对所测数据随时进⾏分析判断的习惯，这样才能及时发

现和纠正错误。对实验中遇到的故障要积极思考，尽可能⾃⼰排除。要如实记录实验的原始数据，实验数据的记录应做到整齐

清洁⽽有条理，养成列表法记录数据的习惯，以便于计