武汉大学物理实验绪论.ppt

1)1)直接测量直接测量 米尺测长度米尺测长度 146.15cm 146.15cm，末位估读末位估读2)2)间接测量间接测量 R RV V1 1）真值：客观值）真值：客观值A,AA,A只能逼近只能逼近.2 2）近似真值：）近似真值：通常是平均值通常是平均值.3 3）绝对误差：）绝对误差：测量值真值测量值真值 相对误差（相对误差（绝对误差绝对误差/真值真值）100100.1 1）系统误差：）系统误差：(1)(1)特征：环境一定时，误差的大小符号不变，特征：环境一定时，误差的大小符号不变，条件变化时，误差变化有规律性条件变化时，误差变化有规律性 (2)(2)原因：仪器结构（零点偏差），公式误差原因：仪器结构（零点偏差），公式误差 (3)(3)分类：分类：已定系统误差，确切掌握规律，如已定系统误差，确切掌握规律，如:零点偏差零点偏差.未定系统误差，不能确切掌握规律，仪表的允未定系统误差，不能确切掌握规律，仪表的允许误差许误差.(4)(4)校正：对校正：对已定系统误差可校正已定系统误差可校正,加修正项加修正项.以后仅考虑未定系统误差以后仅考虑未定系统误差.2 2）随机误差）随机误差(1(1）特征：单次测量的误差无规律）特征：单次测量的误差无规律性，大小、方向不可能预知性，大小、方向不可能预知(2(2）原因：测量中的不确定因素，微扰）原因：测量中的不确定因素，微扰;测量测量对象的不稳定性，波动，气流对象的不稳定性，波动，气流.(3(3）校正：多次测量取平均）校正：多次测量取平均(4(4）多次多次测量测量X X的数据整体，服从正态分布统的数据整体，服从正态分布统计规律，测量值为计规律，测量值为X X的概率的概率f f（x x）为）为正态分布的标准偏差正态分布的标准偏差.随机误差（4 4）测量值的随机误差）测量值的随机误差.（5 5）测量值的标准偏差）测量值的标准偏差.测量的质量.实用标准差（每次测量的标准差）（每次测量的标准差）.不确定度U1 1）意义）意义:是对测量误差的估计量，用来评定被测是对测量误差的估计量，用来评定被测量的真值所在的范围；量的真值所在的范围；误差未知，误差未知，U U 适用于具体场合。适用于具体场合。误差有正负，误差有正负，U U0 02 2）分类：）分类：U UA A：随机误差，统计规律（平均）：随机误差，统计规律（平均）U UB B ：未定系统误差，非统计方法，本书多指：未定系统误差，非统计方法，本书多指仪器误差。仪器误差。3 3）合成）合成.对单次测量：对单次测量：U U 仪仪 （因（因U UA A分量无法计算）分量无法计算）测量结果的表示测量结果的表示（单位）（单位）最佳值：最佳值：.间测U公式最佳值：最佳值：由合成不确定度由合成不确定度U的传递公式得：的传递公式得：结果表示：结果表示：（单位）（单位）.取舍原则.取舍实例.1.有有效效数数字字：由由若若干干位位可可靠靠数数加加最最末末一一位位可可疑疑数构成数构成l与仪器的精密度有关l中间和末尾 0 是有效数字l尾数舍入法则：四舍余五入，整五凑偶入 例：2.465=2.46，2.475=2.48，2.4652=2.47三有效数字及其运算三有效数字及其运算0 5 10 15 20L1=12.5mmL2=12.0mm0 5 10 15 20.2.有效数字运算规则有效数字运算规则可靠数与可靠数运算为可靠数，可靠数与可疑数、可疑数与可疑数运算为可疑数，但进位是可靠数。加、减 1 3.4 6 +0.3 1 5 1 3.7 7 5=13.781)加、减.乘法92.165.43 27648 36864 46080500.4288=500.4最高位乘积无进位时，结果的有效数字位数与因数中最少的位数相同；有进位时，结果的有效数字位数比因数中最少的位数多一位。几个数相乘除时，其结果的有效数字位数一般与参与运算的数中位数最少的相等乘法4 2.1 6 2.3 1 2 6 4 8 8 4 3 2 9 6.9 6 8=972)乘、除.2)幂和根 结果的有效数字位数与底的有效数字位数相等由y确定y的有效数字位数得结果表达式为：3)一般函数例：确定y的有效数字位数，并将y的测量结果表示出来。误差传递公式：而得：4)常数可靠数有无穷多位 结果的有效数字位数由U确定.3.科学计数法科学计数法:例例：用卡尺测圆柱体外径：用卡尺测圆柱体外径D，高，高H如下表（如下表（0.02mm）次数次数 D H D H（cmcm）求求V=V=？1 6.004 8.096 10 6.000 8.096（2）（1）.（3）（4）四舍五入，对齐四舍五入，对齐.（5）.布置作业布置作业四、处理数据方法：四、处理数据方法：列表法列表法,作图法作图法,逐差法（线性，逐差法（线性，x多项式且多项式且x等间距变化）等间距变化）,线性回归法。线性回归法。五、作业：五、作业：P29 1、2、3、4、6.六、实验的成绩评定及事项六、实验的成绩评定及事项（一）实验过程：601、预习报告：20分（1）简述公式及意义（2）较详细的实验步骤（拟定实验方案）（3）数据报表2、操作过程：20分3、数据的测量：20分（二）实验报告：40 完整的实验报告，数据处理，思考题。下一次实验交前一次实验的报告，不得无故迟交，并注意保存全部实验报告，期末装订成册呈交。.大学物理实验的补充规范大学物理实验的补充规范 1.预习报告规范如下：预习报告规范如下：实验名称、实验目的、简述实验原理，这三个实验名称、实验目的、简述实验原理，这三个部分写在正规的报告纸上。部分写在正规的报告纸上。实验数据记录纸只记录原始数据及实验中的问实验数据记录纸只记录原始数据及实验中的问题。题。2.数据记录规范如下数据记录规范如下:1)须用钢笔记录须用钢笔记录 2)不得涂改不得涂改 3)作图须用坐标纸作图须用坐标纸 3.要注意实验室安全，特别是老师没讲课前，要注意实验室安全，特别是老师没讲课前，学生不得动实验仪器。学生不得动实验仪器。.通知通知1.以班为单位集中购买预习报告纸及实验报告纸（由班长和学习委员负责），每套5元。购买地点：工学部八教学楼三楼物理教学实验室购买时间：第一周四下午 2：30-5：00，2.学生应提前查知下一次实验内容（可在实验室查询）3.实验室联系电话：68772316（邹老师，程老师）工学部物理教学实验室地点在八教学楼二楼和三楼。工学部物理教学实验室地点在八教学楼二楼和三楼。.