中德物理实验绪论

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1、欢迎大家进入物理实验室学习！实验中心网站202.120.99.174罗锻斌dbluo@ecust.edu.cn分班：德环091（A、B）德电091（C、D）A:示波器B:分光计C:杨氏模量D:直流电桥报告要求：电子档打印（1个绪论加4个实验）中英文均可。实验体会（英文，长短不限）交5个报告，第五周班长收集交至理学院106谢老师处。课程的作用与目的测量误差测量结果的最佳值随机误差的估算不确定度有效数字直接测量结果表述间接测量的误差间接测量结果表述数据处理的基本方法实验报告学生实验守则通知基础知识物理实验的作用物理学是一门实验科学,其任何规律和理论都从实践和实验中来，并受到实践的

2、反复检验，由此而不断发展。伽利略把实验和逻辑引入物理学,使物理学最终成为一门科学。经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。近代物理学是从实验事实与经典物理学的矛盾中发展起来的。物理实验的作用密立根在1923年获诺贝尔奖时说：“科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验。有时一条腿在前面，有时另一条腿走在前面。但只有使用两条腿，才能前进。在实验过程中寻找新的关系，上升为理论，然后再在实践中加以检验。”1905年爱因斯坦的光量子假说总结了光的微粒和波动之间的争论，很好地解释了光电效应的实验结果。但是直到1916年当密立根以极其严密的实验证实了爱因斯坦的光电方程之后，光的粒子性才为人们所

3、接受。物理实验的作用物理实验课程的目的学习实验知识培养实验能力提高实验素养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。X射线的发现与研究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。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。学生的实验修养学习前人创造的实验方法并加以发展和创新

4、关注实验的物理思想（单摆测g，密立根油滴测e）了解实验装置与仪器设计的独创性之所在，遵守操作规程实验时边观察现象边思考，及时发现问题做实验的主人（提出探索问题，如何研究，分析结果）本学期实验内容1、示波器2、电桥3、分光计4、拉伸法杨氏模量下周实验：希望同学们能重视这门课程的学习，学有所得。测量直接测量x，y：指无需对被测量与其它实测量进行函数关系的辅助计算，就可直接得到被测量值的测量间接测量Z=f（x，y）：从一个或几个直接测量结果按一定的函数关系计算出来的的过程hdM测量数据包括数字和单位量具的精度10.0063g10g一个10克左右的重物10.01g10g10.006g

5、一根直径1CM左右的铜栓1cm量具的精度1.1026cm1.102cm1.10cm实验数据的有效位数确定有效位数的确定，是为了保证测量结果的准确度基本不会因位数取舍而受影响，同时避免因读取或保留一些无意义的多余位数而做无用功。有效位数能在一定程度上反映量值的不确定度。a)读数：原始数据有效位数的确定b)运算：运算过程中的有效位数c)结果表示：测量结果最终表达式中的有效位数实验中必须重视三个环节：什么是有效数字？若干位准确数字＋1位欠准数字构成有效数字直接测量量保留一位欠准数有效数字的运算单位换算不改变有效数字位数例如10cm=100mm应为：10cm=1.0mm?0.100c

6、m=1.00mm有效数字的运算加减乘除的运算法则对数、三角函数、n次方运算法则：最终结果由误差位决定有效位数。有效数字取舍:4“舍”6“入”5“取偶”。4.5454.544.5554.56加减乘除运算原则:准确数与准确数运算结果为准确数；其它运算结果为欠准数。加减:30.3+1.38431.684应为31.7乘除:105.22×0.03442088315663.57748应为3.6以精度最低的数对齐以有效数字位数最少的数对齐注意:中间过程多保留一位有效数字误差=测量值-真值误差（真值为客观存在量）测量误差物理实验是以测量为基础的，但是测量结果都可能存在误差。可以说任何测

7、量不可能无限准确。操作读数时的视差影响测量误差的来源（1）仪器、装置引入的误差；（2）原理、方法引入的误差；（3）环境、条件引入的误差；（4）实验者引入的误差；系统误差：同一条件，同一量，多次测量时Δ相同。随机误差：同一条件，同一量，多次测量时Δ不同．误差分类ΔΔ系统误差来源：发现：测量仪器，实验方法，环境条件，实验者分析检查法；对比实验法等(仪器、参量、条件)(理论、仪器、数据)系统误差消除：从根源上（找出误差原因，加以消除）利用修正式（如：伏安法）实验方法（交换法，抵消法，零示法等）随机误差的统计规