01大学物理实验理论

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1、大学物理实验理论1.1大学物理实验开设的重要性大学物理实验是理工科学生进行科学基础训练的重要实践环节。是学习和从事科学实验的起步，其目的是学习获得基本的实验知识，在实验方法，实验技能和实验数据处理等方面受到较为系统和严格的训练，培养学生严肃认真的科学态度和实事求是的科学精神，提高学生的科学素养。第一章绪论1.2大学物理实验课程的基本教学环节第一，实验前的预习。第二，实验中的操作。第三，实验后的报告。1.3如何学好大学物理实验课第一，掌握基本的实验方法和测量技术.第二，培养良好的实验习惯.第三，养成善于

2、分析的习惯.第四，握好每个实验的重点.第五，注意创新能力的培养.7/4/20213一、实验时间安排：二、实验轮换顺序：三、实验地点：四号教学楼三楼大学物理实验中心（4114；4305；4312；4314,4721）磁场描绘,金属杨氏模量，十一线电位差计，电桥测电阻，电位差计测电阻，非平衡电桥，霍尔元件参数测定第二章误差与不确定度本章要点：误差的概念与表示方法随机误差、系统误差和粗大误差的特性和处理方法测量不确定度的概念和评定方法测量数据处理的方法本章是测量的基本理论，搞测量就得与误差打交道。误差的合成

3、与分配测量是人类认识和改造世界的一种重要手段。对客观事物的认识过程中，需要进行定性分析定量研究，定量就需要进行测量。测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程。未来自动测试系统结构图10.22LXI与现有仪器组成混合系统2.1误差的概念与表示方法误差=测量值-真值例如，在电压测量中，电压真值5V，测得的电压为5.3V，则误差=5.3V-5V=+0.3V问题：5V真值怎么知道的？真值是一个理想的概念。真值客观存在，却难以获得。2.1.1测量误差例如：现在是什么时间？能准确地报出北京时刻吗？1.误差的

4、概念在《通用计量术语及定义》（JJF1001-1998）中，［量的］真值truevalue［ofquantity］是“与给定的特定量的定义一致的值。”并注明：量的真值只有通过完善的测量才有可能获得；真值按其本性是不确定的；与给定的特定量定义一致的值不一定只有一个。真值是一个理想的概念，真值虽然是客观存在，但却又难以获得。因为自然界任何物体都处于永恒的运动中，一个量在不同时间、空间都会发生变化，从而有不同的真值。故真值应是指在瞬间条件下的值，一般来说是无法通过完善的测量来获得。例如：某个5号电池，标称电

5、压1.5v，真值是多少？----很难确定！实际上对“真值”的应用通常是用以下三种办法：①真值可由理论（或定义）给出例1：三角形内角和为180度由国际计量统一定义给出（例如秒的定义为铯原子能级跃迁9192631770个周期的持续时间为1秒）。1s=9192631770周期αβγγ=31˚+121˚+29˚α+=181˚用量角器分别量得三内角为：β+误差=181-180=1˚例2：秒的定义②用“约定真值”代替“真值”③用“不确定度”评定测量结果实际测量中常把高一等级的计量标准测得的实际值作为真值使用。“实

6、际值”≈“约定真值”。逆向思维，回避真值，研究不能确定的程度。例如用卷皮尺量长度，不能确定的范围在毫米量级，而用游标卡尺测量，不能确定的范围在微米量级。2.基本术语(1)测量仪器的示值---测量仪器所给出的量的值。也称测量值、测得值。尽量不要用具体数量来说准确度。例如：准确度10mV只能用某一等级或范围来描述，例如：某电流表为1级表（准确度<1%）(2)测量结果---由测量所得到的赋予被测量的值。是在示值的基础上经过数据处理后的估计值，包括修正值、平均值及不确定度等。(3)测量准确度---测量结果与被

7、测量的真值的一致程度。但由于真值难以获得，故准确度是一个定性概念。(4)测量的重复性---在相同的测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量结果之间的一致性，用“r”表示。“r”不能太小，应较大，才能满足重复性的要求。也称等精度测量---同一个人、同一台仪器、同一地点、同一方法，在短时间内进行重复测量。例：用数字电压表测量电压16次。(5)测量的复现性---在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。也称再现性---换了个人，换了台仪器，在另外的时间地点进行测量，其结果不能超出的范围，“R”

8、表示。R大则容易满足复现性。例：不同人用不同的电压表测量市电，都是220v左右。3.误差的来源⑴仪器误差指针式仪表的零点漂移、刻度误差以及非线性引起误差；数字式仪表的量化误差（如6位半的电压表比3位半量化误差小）；比较式仪表中标准量本身的误差（如天平的砝码）均为仪器误差。1.999999V1.999V非线性μVmV⑵方法误差由于测量方法不合理造成的误差称为方法误差。例如：用普通模拟式万用表测量高阻上的电压。100k1mAv100k电压表内阻被测电阻Rx，