大学物理实验(上)

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1、普通物理实验2011-2012学年第一学期主讲教师：李林副教授助教：朱龙秀苗晓莉课程设置目的增强对基本物理概念、实验方法及实验技能的了解；提高运用物理方法进行科学实验的能力；培养和提高从事科学实验的素质；课程安排和特点课程性质：必修开课对象：理学院授课时间：48学时授课方式：PowerPoint、小组讨论助教指导课程内容和时间安排：第一周：绪论第二周：有效数字、数据处理及长度测量第三至十四周：实验第十五周：复习第十六周：考试课程主要实验和内容绪论有效数字、数据处理及长度测量（要写报告）实验5：物体密度的测量实验2：用三线摆测转动惯量实验6：用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模

2、量实验4：电桥及其应用实验1：示波器的使用实验7：薄透镜焦距的测量实验8：光的干涉和应用实验3：碰撞打耙实验小组安排及考核方式周第1组第2组第3组第4组第5组第6组第7组第8组345实验一、二实验二、一实验三、四实验四、三实验五、六实验六、五实验七、八实验八、七678实验三、四实验四、三实验五、六实验六、五实验七、八实验八、七实验一、二实验二、一91011实验五、六实验六、五实验七、八实验八、七实验一、二实验二、一实验三、四实验四、三121314实验七、八实验八、七实验一、二实验二、一实验三、四实验四、三实验五、六实验六、五考核：平时成绩50%+期终考试50%（闭卷、理

3、论考试）平时成绩=预习20%+操作30%+报告35%+加分15%预习及实验报告要求预习报告和实验报告内容参见《大学物理实验》（上册）P1-P2其中，加分依据为“分析讨论”部分的书写分析讨论可以写思考题、实验经验、启发感想等一、序言1、物理学与科学实验科学实验是有目的地去尝试和探索？证明根据现象判断假设和预见的真伪假设和预见（推测）策划适当的手段和方法科学实验的重要性2、物理理论和物理实验一、序言物理理论实验事实检验物理模型和确立物理规律对实验观测结果的归纳和总结，并在此基础上去解释新的实验结果和预测新的实验现象。物理学正是靠着实验和理论的相互配合激励，探索前进，从而使人

4、类对于自然基本规律的认识不断向前发展的。相辅相成相互促进缺一不可例一：De.Broglie的波粒二象性（p=h/λ）一、序言因此，获得1929年和1937年的诺贝尔物理学奖。德布罗指出可用电子在晶体上的衍射实验来证实计算并证实了p和λ之间关系的假设1924年，德布罗意提出“波粒二象性”1927年，戴维孙和盖尔末用被电场加速过的电子束打在镍晶体上，得到衍射环纹照片例二：W.C.Rentegen于1895年发现X射线X射线：是由高速电子轰击重元素靶而产生的波长在nm量级的电磁辐射。X射线的发现气体中电传导的研究J.J汤姆逊被X射线照射的气体具有导电性是由于X射线引起分子电离

5、而使气体带有电荷劳伦茨创立电子论Zeeman效应理论解释实验基础结论：实验物理和理论物理共同推动着物理学发展的进程一、序言科学实验：是为了试图验证某些预测或获取新的信息，通过技术性操作来观测由预先安排的方法所产生的现象。（探索的过程）一、序言3、科学实验和教学实验教学实验：是以传授知识、培养人才为目的。其目标不在于探索，而在于培养学生未来进行探索的基本能力。教学实验都是理想化了的，排除了次要干扰因素，经过精心设计准备，是一定能成功的。结论：学生的任务主要是积累知识、提高能力和培养素质。明确目标自觉行动二、测量误差与不确定度评定2误差与误差分类1测量与测量分类精密度、正确

6、度与准确度3随机误差的统计规律3单次测量的不确定度估计4不确定度的合成与传递2多次测量的不确定度估计1不确定度的概念(一)测量及误差(二)不确定度不等精度测量：所有测量条件只要有一个不相同测量等精度测量直接测量间接测量单次测量多次测量不等精度测量1测量分类等精度测量：每次测量条件都相同。（如同一观察者，同一组仪器，同一测量方法和同样环境条件下测试等等。）(一)、测量及误差真值a：是指被测物理量客观存在的一个确定的值，它通常是未知的，是个理想的概念。误差：观测值与真值之差，也称绝对误差。由于真值是未知的，这就使得用误差来表示测量结果的准确度遇到了困难。2误差与误差分类(一

7、)、测量及误差2误差与误差分类偶然误差误差系统误差疏忽误差偶然误差（亦称随机误差）　　　　：包括判断误差、实验条件涨落及观测者所不能控制的干扰所引起的误差。特点：测量结果与真值之差时正时负，时大时小，无法控制，可以表示为一随机变量X。分布于某一范围之内，服从于一定的统计规律。μ为其总体的均值。无法避免，也无法直接消除与修正。它对测量结果的影响只能用统计的方法作出估计。(一)、测量及误差系统误差：来源：仪器仪表校准的误差、个人习惯的误差、实验条件及不完善技术所产生的误差。系统误差表现在一系列重要测量中测量结果差不多都朝着相同方向偏离真值一定