北邮物理实验绪论x

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1、1物理实验绪论IntroductionofPhysicsexperiments物理实验中心杨胡江2014年2月22日2绪论课的内容大学物理实验课程介绍测量不确定度UncertaintyofMeasurement数据处理方法Dataprocessingmethods课程介绍：物理实验什么是物理？物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的学科，是一门以实验为基础的自然科学。什么是实验？教堂屋顶上摇晃的铜吊灯——摆锤的等时性小球沿斜面滚下的运动是加速直线运动3实践、实验、试验实践practice:改造社会和自然的有意识的活动实验ex

2、periment:用来检验（或者验证）某种假说、假设、原理、理论而进行的明确、具体、可操作、有数据、有算法、有责任的技术操作行为。是科学研究的基本方法之一。根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。通常实验要预设“实验目的”、“实验环境”，进行“实验操作”，最终以“实验报告”的形式发表“实验结果”。科学实验的特性：目的性、探索性、可感知性教学实验：实验目的主要是为了使学生获得和运用知识，并在这过程中掌握

3、实验技能、形成实验能力和科学的自然观。试验：对未知事物的试探性操作，没有理论，带盲目性。课程介绍：物理实验沥青滴漏实验（可能还要做100年）1927年实验开始1930年切开封口1938年12月第1滴沥青滴出1947年2月第2滴沥青滴出1954年4月第3滴沥青滴出1962年5月第4滴沥青滴出1970年8月第5滴沥青滴出1979年4月第6滴沥青滴出1988年7月第7滴沥青滴出2000年11月28日第8滴沥青滴出2013年7月9日第9滴沥青滴出56l实验课的作用“我觉得学习有两种方法。一个办法是按部就班的；一个办法是渗透性的。什么叫渗透性的呢？就是在你还

4、不太懂的时候，在好像乱七八糟的状态之下，你就学到了很多东西。”——摘自《杨振宁文录》7学习物理实验课的目的主动学习、独立实验、实事求是、创新意识通过阅读实验教材和仪器说明书，能够正确使用常用的实验仪器能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，并对实验结果进行误差分析能够运用所学物理理论知识对实验现象进行分析判断8物理实验的基本设置上课时间。9、10班周二上午，11、12班周一下午。实验安排。实验开放：周一、周二晚上18:30-20：30；周五上午8:30-11:30上课要求（示波器不写报告）。实验内容安排（看课程通知单）9实验报告必须按要求书写，格式要

5、规范实验课前必须预习，写预习报告。记录数据不得用铅笔写，原始数据必须有教师签字。不得迟到、早退、旷课。旷课两次则重修。请假必须有假条，所缺实验在开放时间补齐。迟到10分钟内扣10分,20分钟内20分,30分钟内30分,30分钟以上记为旷课.大学物理实验课要求10实验报告的要求实验目的实验原理与操作步骤基本物理思想、实验设计原理、物理公式及其意义、电路图（光路图）等；主要操作步骤实验仪器名称实验数据处理与分析实验数据计算、不确定公式推导与计算、结果表示、误差分析、结果讨论回答问题与实验总结11绪论课作业第23-25页第1,2,14,16大题第9大题中

6、的(1),(4),(5),(6)小题第13大题中的(1),(2),(7)小题12测量不确定度与数据处理方法1测量误差2不确定度和结果的表达3有效数字4常用数据处理方法13测量误差（1）．测量与误差的基本概念测量测量的目的是为了得到真值——所谓真值是指被测量真实值的大小，但由于误差的存在真值总是得不到的。（误差）（测量值）（真值）14（2）误差的分类系统误差：在同一被测量的多次测量过程中，保持恒定或以可预知的方式变化的测量误差分量。随机误差：在同一量的多次测量中已不可预知的方式变化的测量误差分量。系统误差的特点是具有确定性。随机误差的特点是单个具有随

7、机性，而总体服从统计规律。粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。它可能是随机误差的某种极端情况，也可能是由于测量过程中人为过失而产生的错误。15（3）随机误差的统计处理0xD)(xDxD)(xdxD+D)(xDxD)(xdxD+D)(xfDxD)(xdxD+D对某一物理量进行等精度测量，得一测量列：当时，误差的概率分布如图，这种分布称为（高斯）正态分布正态分布的特点：①单峰性：②对称性：④抵偿性：③有界性：误差出现在区间的概率为68.3%出现在区间的概率为99.7%。称为极限误差。16（4）.多次测量结果的最佳值——算术平均值设在误差符合正态分布的

8、情况下，一系列等精度测量值为：假设相应的真值为……两边取和根据正态分布的特点当测量次数时，有即（测量列的算术平均值等于真值