大学物理实验预备知识

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1、郑州大学物理实验中心大学物理实验绪论为什么要上物理实验课物理实验基础知识怎样上好物理实验课上课须知主要内容为什么要上物理实验课？物理实验的作用物理学是研究物质运动一般规律及物质基本结构的科学，是自然科学的基础学科,是学习其它自然科学和工程技术的基础。物理学是从本质上讲一门实验科学，物理实验在物理学的产生、发展和应用过程中起着重要作用。为什么要上物理实验课？1901—2000年开奖94次得奖人数总计160实验108理论46实验和理论6以诺贝尔物理学奖为例：为什么要上物理实验课？物理实验课是大学学习

2、期间第一门最基础、最系统的实验课程。其目的在于:学习实验知识培养实验技能提高科学素养返回学习实验知识通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识和设计思想，掌握和理解物理理论。为什么要上物理实验课？培养实验能力借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器；运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断；正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告；能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验。为什么要上物理实验课？提高实验素养培养理论联系实际和实事求是的科学作风；严肃认真

3、的工作态度；主动研究和创新的探索精神；遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。为什么要上物理实验课？物理实验课程不同于一般的探索性的科学实验研究，每个实验题目都经过精心设计、安排，可使同学获得基本的实验知识，在实验方法和实验技能诸方面得到较为系统、严格的训练，是大学里从事科学实验的起步，同时在培养科学工作者的良好素质及科学世界观方面，物理实验课程也起着潜移默化的作用。为什么要上物理实验课？物理实验基础知识测量误差及处理方法不确定度及测量结果的表示数据处理的基本方法物理实验以测量为基础，所谓测

4、量，就是用合适的工具或仪器，通过科学的方法，将反映被测对象某些特征的物理量（被测物理量）与选作标准单位的同类物理量进行比较的过程，其比值即为被测物理量的测量值。测量误差及处理方法测量直接测量：将待测物理量与选定的同类物理量的标准单位直接相比较，得到的比值就是被测物理量的测量值；间接测量：利用待测物理量与某些可直接测量量之间的已知函数关系，求得该待测物理量的测量值。测量测量误差及处理方法测量测量误差及处理方法测量误差1、真值与误差测量值：依据一定的理论方法，使用确定的仪器，通过直接测量或间接测量得

5、到的物理量的值。误差：真值:一个物理量的客观存在值，与测量所用的理论方法及仪器无关。2、误差的分类随机误差：在对同一被测量进行多次测量时，误差的大小和符号以不可预知的方式变化的误差分量。误差存在于一切测量之中。如何减小误差,并对误差作出估计是测量的不可缺少的组成部分。误差系统误差：在对同一被测量进行多次测量时，误差的大小和符号保持恒定或以某种可预知的方式变化的误差分量。测量误差及处理方法测量误差仪器误差天平不等臂所造成的系统误差1、系统误差的来源测量误差及处理方法系统误差公式（忽略了空气阻力）理

6、论误差测量误差及处理方法系统误差方法误差内接AVVRVAAVIRIV用V作为VR的近似值时，求外接测量误差及处理方法系统误差个人误差心理作用，读数（估计）偏大或偏小。生理因素听觉嗅觉色觉视觉对音域（20HZ--20KHZ）的辨别。对音色的辨别。测量误差及处理方法系统误差环境误差市电的干扰输入光点检流计接近时，静电干扰，使光斑移动等。测量误差及处理方法系统误差已定系统误差：在测量结果中引入修正量对误差进行消除。如伏安法测电阻时要计算出电表内阻产生的修正量。未定系统误差：可采用合适的测量方法对误差进

7、行补偿和消除。如交换法、补偿法、异号抵消法等。不可消除的误差要估计出分布范围。2、系统误差的处理方法测量误差及处理方法系统误差测量误差及处理方法随机误差随机误差对每一次测量结果的影响具有随机性特点。但在多次测量中表现出确定的规律--统计规律。因此，可用统计规律对随机误差的影响程度作出客观的估计和评价。1、产生原因:实验条件和环境因素无规则的起伏变化，引起测量值围绕真值发生涨落的变化。随机误差无法消除。2、无穷多次测量，随机误差服从正态分布测量误差及处理方法随机误差标准误差表示测量值的离散程度标准

8、差小：表示测得值很密集，随机误差分布范围窄，测量的精密度高；标准差大：表示测得值很分散，随机误差分布范围宽，测量的精密度低。标准差表示测量值的离散程度测量误差及处理方法随机误差任意一次测量值落入区间的概率为这个概率叫置信概率对应的区间叫置信区间0.683测量误差及处理方法随机误差扩大置信区间，可增加置信概率测量误差及处理方法随机误差测量次数较小时,偏离正态分布较多，测量次数较大时,趋于正态分布。分布时，置信区间和置信概率的计算需引入算术平均值3、有限次测量，随机误差服从t分布测量误差及处理方法随