物理实验绪论(2011.4)

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1、物理实验CAI绪论不确定度与数据处理基础绪论一、物理实验的地位和作用二、物理实验课的目的和任务三、物理实验课的程序四．注意一、物理实验的地位和作用定义：实验是在人工控制的条件下，使现象反复重演，并进行观测研究的过程。作用：1.使科学工作者获得最可靠的第一手资料；2.可以培养人们的基本科学素质和严肃、认真、实事求是的治学精神。地位：物理学中许多概念的确立、物理规律的发现，都以实验为基础，并受到实验检验。意义：实验—理论—实验，这是一个经过科学史证明的科研准则，至今不失其重大意义。物理实验是现代科学理论持续发展的必要保证。任

2、何物理理论都是相对正确的，每向前发展都必须经受新实验的考验。二、物理实验课的目的和任务物理实验课是对高等工业学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是工科学生进入大学后接受系统实验方法和实验基本训练的开端，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。本课程的具体任务是：1．培养和提高学生的物理实验技能，并通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，加深对物理学原理的理解。2．培养和提高学生的科学实验能力。包括能够自行阅读实验教材或资料，并正确理解原理，能够藉助于教材或仪器说明书正确使用常用仪器、熟悉基本实

3、验方法和测量方法，并能测试常用的物理量；能够正确记录和处理实验数据、说明实验结果，撰写合格的实验报告；能运用物理学理论对实验现象进行初步分析，并作出判断；能够自行完成简单的设计性实验。3．培养和提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度，主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品德。三、物理实验课的程序课前预习课堂实验实验报告课前预习课前写出预习报告。预习报告在做实验前由教师进行检查，不预习者不准进行实验。预习报告内容包括以下几方面：①实验名称;②实验目的;③实验仪器

4、；④实验原理(简写)；⑤实验步骤(简写)：课堂实验自觉遵守实验守则，认真听取教师指导，回答教师的提问。实验前清点所用仪器，搞清仪器的使用方法及注意事项，作到正确使用，防止损坏，未经许可不准自行换用。如仪器损坏或出现故障应立即报告教师处理。课堂实验实验过程中，要能较好地控制实验的物理过程或物理现象，有条不紊地操作，仔细地观察，及时而准确地测出并记录数据。实验完毕，将数据交教师审阅，经教师检查合格并签字认可后，再将仪器整理复原。实验报告写实验报告是学生对该实验进行总结、提高，深化实验收获的过程。要独立完成，不得抄袭或涂改数据

5、。报告要求字迹清楚、文理通顺，图表、数据处理正确。实验报告实验报告内容包括以下几方面：①实验名称;②实验目的;③实验仪器(必要时应注明仪器规格、型号及仪器编号等)；④实验原理(要用简洁的语言扼要说明实验所依据的原理和公式及原理图)；⑤实验步骤(简要)：实验报告⑥数据记录与数据处理(包括原始数据、表格、实验曲线、主要计算步骤、测量结果及其不确定度).⑦问题讨论（回答思考题，对实验中观察到的异常现象进行记录及时对为何出现异常现象进行解释，对实验结果进行分析。对实验装置和方法的改进建议及心得体会等。但不要求每个实验都写，有则写

6、，无则不要勉强写)。注意不预习不准做实验；课前写出预习报告；实验时遵守实验室学生实验守则；原始数据须由教师签字；课下完成实验报告；下次课时，原始数据（教师签字）、实验报告一起交回，晚交扣分。带计算器第一篇不确定度与数据处理基础§1测量与误差的基本概念§2随机误差的估算§3测量的不确定度§4有效数字及测量结果的表达§5实验数据处理方法（以后结合实验讲述）要求了解测量、误差的基本概念掌握标准差的基本概念和计算方法掌握不确定度的基本概念和计算方法掌握有效数字及测量结果的表达方法§1测量与误差的基本概念一、测量二、测量误差三、误

7、差的种类一、测量测量是把被测量和体现计量单位的标准量作比较的过程。注意：记录数据时其大小和单位缺一不可分类：1、直接测量:用量具或仪表直接读出被测量的测量值的测量过程。2、间接测量:w=F(x、y、z、…)二、测量误差被测量的真值：被测物理量的客观真实数值。测量误差=测量值－真值测量误差反映的是测量值偏离被测量真值的大小和方向，因此也常称为绝对误差或真误差。与绝对误差相对应，相对误差的定义为三、误差的种类1.系统误差定义：在相同条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定；或在条件改变时，按某一确定的规律变化的误

8、差，称为系统误差。注意：“相同条件”是指观测者、所用仪器、测量方法和环境条件等相同。“确定的规律”是指这种误差可以归结为某一个或若干因素的函数。来源：⑴仪器本身的固有缺陷；⑵测量方法或理论本身的近似性，或测量方法有缺陷；⑶个人习惯与偏向；⑷测量过程中，环境条件（温度、气压等）的变化。消除2.随机误差定义：在同一条件下