有效数字和不确定度.ppt

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1、《大学物理实验》讲授内容1.物理实验的课程设置及考核办法2.与测量和误差相关的基础知识3.有效数字的概念及运算法则4.测量结果的评定5.常用的数据处理方法绪论一.为什么开设《大学物理实验》课物理学是许多应用学科的基础物理学本身是一门实验科学如电磁相互作用的发现，电磁波理论的确立。物理实验中应用到的实验知识、方法和技能是其他科学实验的基础。二.物理实验课的目的及任务通过物理量测量，应用物理知识，验证理论，加深对物理学原理和规律的认识；学习实验基本知识、基本方法和基本技能（三基），培养科学实验能力（实验方法、测量技能、

2、分析处理数据）；养成实事求是的科学态度，培养创新意识。达到目的：会使用仪器，提高动手能力，善于总结实验，求实创新。任务：定性观察物理现象；定量测定物理量的大小。三.物理实验课的安排分二学期完成第一学期为基础实验，共8次，一次理论课（不确定度及数据处理）和7个实验；着重基础实验技能和习惯的培养第二学期为自选题目，分为三个单元：基础性物理实验、综合性物理实验和设计性实验，共几十个题目，同学们可根据自己的学分、专业或兴趣选做。四.三个教学环节及基本要求三个教学环节:1.课前预习—实验能否取得主动的关键。2.课堂实验。3.

3、课后报告—实验的总结。课前预习课前预习课前认真阅读实验教材，了解实验目的、原理、方法、内容、仪器等，主要预习原理、仪器的调整及注意事项。要求课前写好预习报告。预习报告①实验名称：②实验目的：通过实验达到的要求。③实验原理和内容：实验的理论依据，写出待测量计算公式的简要推导过程。忌会三条：a.照抄讲义b.只写一个代数式c.无图④实验仪器：列主要仪器的名称、型号、规格等。⑤操作步骤：只写主要的、重要的。此外，在原始数据记录纸上画好表格。注意：未写预习报告，取消本次实验资格；未画表格，扣部分预习分。课堂实验带上教材、写

4、好预习的实验报告，还有坐标纸、计算器等。教师先简要讲解。学生调试仪器、测试记录数据（用钢笔、圆珠笔填写，不得随意涂改）。注意遵守实验室规则，了解实验仪器的使用及注意事项。注意：原始数据（用钢笔或中性笔填写）须经教师检查签字后才能离开，离开前应整理实验仪器，打扫卫生。课后完成实验报告课后报告：⑥实验数据记录老师签字的原始数据附在实验报告上，切忌课后涂改数据⑦数据处理计算平均值、不确定度，写出最后的测量结果，作图。注意：数据计算要求写出中间过程，作图必须用坐标纸⑧结果分析一定要有实验的结论和对实验结果的讨论、分析、建议

5、或完成思考题。五.成绩考核办法每次实验报告的成绩平均，即为学期成绩；上课时必须向老师提交预习报告，未预习取消实验资格，成绩记0分；实验必须按时。迟到一分钟扣一分，15分钟以上则取消实验资格，成绩记0分；编造、抄袭原始数据或在报告中涂改原始数据，成绩记0分；预约实验而缺席，成绩记0分；成绩为0分或不及格者，在实验室有空位并获老师同意，给予一次重做机会，成绩按分数的80%计算，但最高不超过75分。迟交报告者，只按照80%记分。学生不按要求操作造成实验仪器损坏者，除按学校规定赔偿外，还可视情况扣除操作分。实验报告的上交和

6、领取实验报告在实验完成的下一周星期一之前交，分实验投入A座3楼大厅专用实验报告箱内。几周后，可在四楼实验柜中分班级取回；报告至少保存一学期，以备在成绩有误时核对查询。今天课后完成三页题，三周星期一前交到三楼楼道的不确定度报告箱内，以后的实验按实验题目交。实验报告纸到中心办公室323购买，电话85990273测量不确定度与数据处理一.测量误差1.测量：用实验方法找出物理量的量值叫测量，即把待测量与作为计量单位的同类已知量相比较，找出待测量的大小，比较的过程叫测量。实验数据：比较的结果记录下来原始数据（未经计算，须经老

7、师签字）正确记录数据：待测量的名称、大小、单位、准确度如用游标卡尺测量钢球的直径测量的分类按测量方法分为：直接测量和间接测量如通过测量钢球直径D（直接测量）来计算钢球体积V=πD3/6（间接测量）按测量条件分为：重复性测量（等精度测量）和复现性测量（非等精度测量）按测量次数分为：单次测量和多次测量2.误差概念误差有正负大小之分，称绝对误差注意：绝对误差不是误差的绝对值如测g单摆三线摆气垫导轨ms-29.7829.7959.811误差存在于一切实验过程中，并因主观因素的影响，客观条件的干扰及实验技术不同而不同。讨论误

8、差目的对自己的实验结果进行评定，即置信度，置信度越高，测量越准确分析测量中产生误差原因，找寻减小误差的方向，采取措施尽可能减小误差。如合理设计实验、选择仪器、采用一些测量方法（如比较法、复称法）、修正公式、调节仪器等，都是为了减小测量误差。对测量中未能消除的误差作出估计。误差分类及来源根据误差性质及产生原因，可将误差分为系统误差和随机误差。系统误差定义：在一