大学物理实验数据处理基础知识

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1、大学物理实验基础知识北京建筑工程学院物理实验室2004年9月大学物理实验基础知识第一章物理实验的认识第二章误差与不确定度第三章数据处理基本知识要点：物理实验的概念、分类和物理实验课程的任务及程序要点：测量、误差、不确定度的概念测量结果的评价方法要点：有效数字、列表、作图、差值和逐差、最小二乘法引言一、物理实验课的认识（1）大学物理实验和中学物理实验有着明显区别，后者着重于对物理概念、定律、定理等的理解，而前者更注重于学习用实验的方法解决问题的能力。（2）大学物理实验是具备一套完整理论体系的一门独立的学科，希望同学们一开始就

2、给予足够的重视。（3）大学物理实验是大学期间首先接触的实验学科，其基本的实验思想和方法是其它实验学科的基础。引言二、物理实验课的目的和任务（1）物理实验培养我们发现问题的能力。（2）物理实验培养我们解决实际问题的能力。（3）物理实验培养我们严肃认真的工作作风，实事求是的科学态度和爱护国家财产，遵守纪律的良好品德。第一章物理实验的认识§1-1物理实验物理实验是为达到特定目的在实验室里人为重复自然界客观存在的物理过程。根据实验目的，物理实验可以分为：（1）定性观察实验（2）测量物理量实验（3）验证性实验（4）确定经验公式实验§

3、1-2物理实验课1、过程：签到——预习—进行实验—报告（预习报告内容包括：题目、目的、仪器、原理、实验内容、数据数据表格）（实验过程中，要求独立进行，正确记录数据，数据必须由教师检查通过后，才可离开）（正式报告内容除预习报告内容之外，另外增加：数据处理、结论、讨论。）（实验报告必须在实验完成后一周内交齐。）第一章物理实验的认识第一章物理实验的认识2、实验安排本学期共开设16个实验项目，这些实验项目是必须作的，实验室已经为你作了选择，希望同学们不要擅自更改顺序，以免造成顺序混乱。第一章物理实验的认识3、实验进度表内容╲周次基

4、本测量杨氏模量电表改装透镜焦距测定气垫导轨惠斯通电桥转动惯量测定等厚干涉灵敏电流计分光仪的使用示波器使用双棱镜干涉1准备实验、集体备课2序论课31a1b2a2b3a3b41b1a2b2a3b3a全年级分3大组，每班分a、b两小组，依据进度表查出每人每节课该做的实验。1、自031、计031、土031、信031、土035、土033、机031、电031、暖031、环031、测0312、自032、计032、土032、信032、土036、土037、机032、电032、暖032、环032、水0323、计033、水031、土038、机0

5、33、电033、暖033、自033、土034§2-1测量测量是利用仪器设备通过一定实验方法确定物理量大小的过程。三个测量要素：1、实验方法2、仪器设备3、测量结果例如用最小刻度为mm的皮尺测量桌子的长度可以获得这样的初步结果：120.50cm第二章误差和不确定度基础知识第二章误差和不确定度基础知识直接测量：用标准量与待测量进行比较。例如用直尺测量长度等。间接测量：经过测量与待测量有函数关系的其它量，再经过运算得到待测量值的测量方法。例如用直尺测量桌子的面积等。测量可以分为直接测量和间接测量两种。第二章误差和不确定度基础知识

6、§2-2误差1、定义：误差=测量值-真实值普遍存在的不可知可正可负取值不定的2、误差的分类第二章误差和不确定度基础知识（误差）第二章误差和不确定度基础知识（误差）A---随机误差：在相同条件下，对同一测量量的多次测量过程中，绝对值和符号以不可预知方式变化的误差分量。特点：不可预知，但多次测量时符合特定的统计规律f(δ)δ正态分布特点：单峰性对称性有界性第二章误差和不确定度基础知识（误差）B---系统误差：在相同条件下，对同一测量量的多次测量过程中，保持恒定变化（大小、正负不变）或按特定规律变化的误差分量。例如：天平不等臂、

7、测量倾向、电表刻度不均匀、轴不重合等。系统误差又具体分为：（1）已定系统误差（2）未定系统误差回顾：由于实际的测量过程是比较复杂的，可能要采用不同的方法和许多仪器，因此，测量结果的优劣将受许多因素影响，从这点看，正确把握误差的定义与分类方法是非常重要的，通过具体分析，可以抓住问题的主要方面，加快实验进程。C---过失误差或粗差严重违反实验规律，一旦发现立即剔除。第二章误差和不确定度基础知识（误差）§2-3不确定度1、定义：不确定度是对测量结果不确定范围的标度（σ）。P=68.3%测量的不确定度也可以理解为测量误差可能出现的

8、范围，标示着测量结果的可靠程度。如果不确定度越大，则测量结果可靠性差，应用价值低，反之，则测量结果的可靠性好，应用价值大。第二章误差和不确定度基础知识第二章误差和不确定度基础知识（不确定度）2、不确定度的分类①不确定度的A类分量---UA用统计方法获得的不确定度分量。对于一个多次测量列Xi(i=1,2…