物理学实验绪论(2)省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

物理学试验绪论物理学试验绪论第1页主要内容主要内容物理试验主要性物理试验主要性测量与有效数字测量与有效数字测量误差与误差估算测量误差与误差估算试验数据惯用处理方法试验数据惯用处理方法第2页物理试验主要性第3页物理学是一门试验科学，没有试验理论是空洞物理学是一门试验科学，没有试验理论是空洞理论，没有理论试验是盲目标试验。物理试验理论，没有理论试验是盲目标试验。物理试验课和物理理论课含有同等主要地位课和物理理论课含有同等主要地位历届取得诺贝尔物理学奖科学家中，历届取得诺贝尔物理学奖科学家中，80%以上以上是试验物理学家是试验物理学家。第4页测量与有效数字第5页 物理试验以测量为基础。所谓测量，就是用物理试验以测量为基础。所谓测量，就是用适当工具或仪器，经过科学方法，将反应被测对适当工具或仪器，经过科学方法，将反应被测对象一些特征物理量（被测物理量）与选作标准单象一些特征物理量（被测物理量）与选作标准单位同类物理量进行比较过程，其比值即为被测物位同类物理量进行比较过程，其比值即为被测物理量测量值。理量测量值。什么是测量什么是测量第6页直接测量：直接将待测物理量与选定同类物理量直接测量：直接将待测物理量与选定同类物理量 标准单位相比较得到测量值；标准单位相比较得到测量值；测量分类测量分类间接测量：利用直接测量量与被测量之间间接测量：利用直接测量量与被测量之间 已知函数关系，求得该被测物理量。已知函数关系，求得该被测物理量。测量值读数值测量值读数值(有效数字有效数字)+单位单位有效数字可靠数字可疑数字有效数字可靠数字可疑数字第7页有效数字读取有效数字读取15.2mm15.0mm第8页有效数字运算有效数字运算v加加、减减法法：诸诸量量相相加加（相相减减）时时，其其和和（差差）数数在在小小数数点点后后所所应应保保留留位位数数与与诸诸数数中小数点后位数最少一个相同中小数点后位数最少一个相同。v 4.178v +21.3 v 25.478=25.5第9页有效数字运算有效数字运算v乘乘、除除法法：诸诸量量相相乘乘（除除）后后其其积积（商商）所所保保留留有有效效数数字字，只只须须与与诸诸因因子子中中有有效效数数字字最最少少一一个相同个相同。4.178 10.1 4178 4178 42.1978=42.2第10页乘方开方乘方开方:有效数字与其底有效数字相同。有效数字与其底有效数字相同。普通函数运算普通函数运算：将函数自变量末位改变将函数自变量末位改变1个单位个单位,运算结果产生差异最运算结果产生差异最高位就是应保留有效位数最终一位高位就是应保留有效位数最终一位.例例:sin302=0.500503748 sin303=0.500755559 二者差异出现在第二者差异出现在第4位上，故位上，故sin302=0.5005。这是一个有效而直观方法，严格地说，要经过求微这是一个有效而直观方法，严格地说，要经过求微 分方法来确定函数有效数字取位。分方法来确定函数有效数字取位。有效数字运算有效数字运算第11页有效数字尾数舍入规则有效数字尾数舍入规则 四舍六入，五凑偶 拟舍弃数字最高位为拟舍弃数字最高位为4 4或或4 4以下数以下数,则舍去。则舍去。拟舍弃数字最高位为拟舍弃数字最高位为6 6或或6 6以上数以上数,则进一。则进一。拟舍弃数字最高位为拟舍弃数字最高位为5 5时，前一位数为奇数，时，前一位数为奇数，则进一；为偶数，则舍去则进一；为偶数，则舍去。例：例：4.327494.327 4.327514.328 4.327614.328 4.328504.328第12页测量误差与误差估算测量误差与误差估算第13页第14页系统误差：仪器误差、环境误差、系统误差：仪器误差、环境误差、方法误差、个人误差方法误差、个人误差偶然误差：不能确定产生原因，服从一定偶然误差：不能确定产生原因，服从一定 规规 律，大量次数重复测量律，大量次数重复测量 满足正态分布满足正态分布粗大误差：应该剔除粗大误差：应该剔除第15页直接直接测量量误差差计算算绝对误差差平均平均绝对误差差第16页测量量结果表示方法：果表示方法：第17页第18页第19页间接测量误差计算（误差传递间接测量误差计算（误差传递）见 P 8第20页试验数据惯用处理方法第21页将试验数据列成表格，可简明表示出相关物理量之将试验数据列成表格，可简明表示出相关物理量之间关系，分析和发觉数据规律性，有利于检验和发觉试间关系，分析和发觉数据规律性，有利于检验和发觉试验中问题。验中问题。列表要求：列表要求：（1 1）列表要简明明了，便于看出相关量之间关系，）列表要简明明了，便于看出相关量之间关系，便于数据处理。便于数据处理。（2 2）必须交代清楚表中各符号所代表物理量意义，并）必须交代清楚表中各符号所代表物理量意义，并写明单位。写明单位。（3 3）表中数据要正确反应测量值有效数字。）表中数据要正确反应测量值有效数字。列表法处理试验数据列表法处理试验数据第22页 作图法可形象、直观地显示出物理量之间函数关系，也可用来求一些物理参数。作图时要先整理出数据表格，并要用坐标纸作图（或用计算机作图）。1.选择适当坐标分度值，确定坐标纸大小选择适当坐标分度值，确定坐标纸大小 坐标分度值选取应能基本反应测量值准确度或精密度。坐标分度值选取应能基本反应测量值准确度或精密度。依据表数据依据表数据U 轴可选轴可选1mm对应于对应于0.10V，I 轴可选轴可选1mm对应于对应于0.20mA，并可定，并可定坐标纸大小（略大于坐标范围、数据范围）坐标纸大小（略大于坐标范围、数据范围）。作图步骤：作图步骤：表表1 1：伏安法测电阻试验数据：伏安法测电阻试验数据图示法处理试验数据图示法处理试验数据第23页2.标明坐标轴：标明坐标轴：用粗实线画坐标轴，用粗实线画坐标轴，用箭头标轴方向，标坐标用箭头标轴方向，标坐标轴名称或符号、单位轴名称或符号、单位,再按再按次序标出坐标轴整分格上次序标出坐标轴整分格上量值。量值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.000 02.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.004.连成图线：连成图线：用直尺、曲线板等把用直尺、曲线板等把点连成直线、光滑曲线。点连成直线、光滑曲线。普通不强求直线或曲线经普通不强求直线或曲线经过每个试验点，应使图线过每个试验点，应使图线 两边试验点与图线最为靠近且分布大致均匀。两边试验点与图线最为靠近且分布大致均匀。3.标试验点标试验点：试验点可用试验点可用“”、“”等符号标出（同一等符号标出（同一坐标系下不一样曲线用不坐标系下不一样曲线用不一样符号一样符号）。）。第24页5.标出图线特征：标出图线特征：在图上空白位置标明试在图上空白位置标明试验条件或从图上得出一些参验条件或从图上得出一些参数。如利用所绘直线可给出数。如利用所绘直线可给出被测电阻被测电阻R大小：从大小：从所绘所绘直直线线上读取两点上读取两点 A、B 坐标就坐标就可求出可求出 R 值。值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.000 02.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.00电阻伏安特征曲线电阻伏安特征曲线6.标出图名：标出图名：在图线下方或空白位置在图线下方或空白位置写出图线名称及一些必要说写出图线名称及一些必要说明。明。由图上由图上A、B两点可得被测电阻两点可得被测电阻R为：为：至此一张图才算完成至此一张图才算完成作者：作者：xxxxA(1.00,2.76)B(7.00,18.58)第25页试验汇报预习汇报试验过程程汇报第26页第27页