大学物理实验-误差理论与数据处理20090823.ppt

《大学物理实验-误差理论与数据处理20090823.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大学物理实验《绪论》误差理论与数据处理《大学物理实验》课程安排本学期（8次课32学时）（1）误差理论与数据处理4学时（2）实验项目7个24学时本次课程内容：一、基本概念二、随机误差的正态分布率三、数据处理*（重点）五、物理实验课的基本程序和要求四、实验常用的数据处理方法*（重点）1）含义：1、测量一、基本概念2）测量结果：例如：测量结果L=25.26cm.L—物理量名称、mm—测量单位、25.26—比值（单位的数目）以确定被测对象量值为目的的一组操作，即用实验的方法，将物理量与作为单位量的某量值相比较，得到其比值的过程。测量是物理实验的基础。由测量得到

2、的赋予被测对象的量值。测量结果由比值和测量单位两部分组成。3）测量的分类:①按照测量量获得的方式、途径进行分类直接测量：※间接测量：例如：米尺测长度、秒表测时间、温度计测温度等。例如：体积、密度、粘度等。可以用测量仪器或仪表直接读出测量值的测量。通过测量与被测量有关系的其他物理量，这些量可直接测得，依据它们之间的函数关系，求得被测量。、为直接测量量、为间接测量量②依据测量的条件进行分类※等精度测量:非等精度测量:就是在一定的条件下，由同一测量者，操作同一测量工具，采用同一方法，测量同一对象，这样的测量称为等精度测量．即测量的一切条件都是不变的，变化的因

3、素很小时也可认为是等精度测量．③依据测量可重复性进行分类※多次测量：单次测量：４）测量的目的:真值：得真值．2、误差将测量值记为　，真值记为　，误差记为　，即误差　　　　。误差是客观存在的，有测量就有误差，它将存在于测量过程的始终。在一定客观条件下，物理量的真实大小，它是客观存在的，是一个比较绝对的概念，一般不可知，我们的测量结果只能逼近。１）定义:测量值和真值之差。任何测量结果都有误差！根据误差性质和产生原因可将误差分为以下几类:①系统误差２）误差的分类:②随机误差③过失误差定义：①系统误差来源：a、仪器本身b、理论推导c、实验方法d、操作者e、环境

4、等。※定值系统误差变值系统误差在一定的条件下（指仪器、方法、环境和观测者一定），多次测量同一量时，测量误差的绝对值和正负符号都保持不变，或按一定规律变化，这种误差称为系统误差。发现：c、其他的判椐系统误差的处理：如：比较法、抵偿法、交换法、替代法等。a、理论分析b、对比检验a、消除产生系统误差的因素※b、对测量结果进行修正c、采用一些实验方法②随机误差定义:产生原因：如：电磁场等的微扰，测量者的心理等。在同一条件下，对同一量进行多次测量时，如果没有系统误差，测量结果仍会出现一些无规律的起伏，测量误差以不可预知的方式变化，这种误差叫做随机误差。主要是不确

5、定的随机因素，这些因素一般难以控制，往往不可抗拒。服从的规律：处理方法：③粗大误差由于实验者粗心大意或环境突发干扰而造成的,该测量值为坏值，在处理数据时应予以剔除（采用判据）。服从数理统计规律。多次测量取平均值，也就是用最佳估计的办法得近似真值。3）研究误差的目的：②提高精度①减小误差4）精度：它反映测量值的准确程度，与误差大小相对应，误差大精度低，误差小精度高。主要有三个指标：①精密度②准确度③精确度反映随机误差的影响程度。反映系统误差的影响程度。反映两者综合的影响程度。举例：打耙实验精密度高准确度低准确度高精密度低准确度高精密度高精确度高4）误差的

6、表示方法：是绝对误差与测量真值的比值的百分数。反映测量结果的可靠范围，一般所说的误差常指绝对误差。绝对误差（为真值，为测量值）用表示相对误差，则相对误差是反映测量误差在测量结果中的比重。①绝对误差：②相对误差：举例：精度大小比较测量结果有以下两种情况：如何得知，两种测量结果精度的高低？绝对误差相等求相对误差：可知：∴的精度高于。二、随机误差的正态分布率（等精度测量）1、正态分布的特征对某一物理量进行多次重复测量，不考虑系统误差，假定的对象为，真值为，由于随机误差的存在，得到的测量列,各数据存在一定的差异。根据误差的定义，发现各次测量的误差具有以下特征：

7、④n很大时，由于正负误差相互抵消，各误差的代数和趋于零。有界性单峰性对称性抵偿性通过数学推导，可以得到随机误差的概率密度分布函数①误差的绝对值有界②小误差出现的概率大于大误差出现的概率③n很大时，绝对值相等、符号相反的误差，概率相等或者称为标准差称为理论均值式中：作图分析作出概率密度分布函数曲线图（a）图（b）图(a)曲线可知：在或处的领域内具有最大的概率，同时也说明了作为测量列的测量结果是最可信赖的。图(b)曲线可知：标准差愈小，分布曲线愈陡峭，即测量列的分散性越小，也就是测量列的精度愈高；反之愈大，分散性愈大，测量列的精度愈低。2、随机误差的两个数

8、字特征在不考虑系统误差的情况下，对某一物理量进行次等精度重复测量，假定真值为，所得到的测量值（