基础物理实验理论.ppt

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1、合肥工业大学电物学院大物实验中心大学物理实验电子教案绪一，物理实验课的目的1，通过对物理实验现象的观察和分析，学习运用理论指导实验、分析和解决实验中问题的方法。2，培养学生从事科学实验的初步能力。3，培养学生实事求是的科学态度、严谨踏实的工作作风、勇于探索、坚忍不拔的科学精神和品德。期望提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅仅是一个教学上或实验上的技能而已。而提出新的问题，从新的角度去看旧的问题，都需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。-----阿尔伯特·爱因斯坦二、物理实验课的主要教学环节1，实验预习2，实验操作3，实验总结三、物理实验课的教学要求1，

2、课前要写预习报告2，课后要按时完成实验报告3，不允许缺少两次以上的实验课实验报告实例实验报告实例实验报告实例实验报告实例实验报告实例第一章误差和数据处理的基本知识一、测量与误差的基本概念1，测量：是将待测物理量与选作计量标准的同类物理量进行比较，并得出其倍数的过程。倍数值成为待测物理量的数值，选作的计量标准称为单位。一个物理量的测量值应由数值和单位两部分组成。如：x=123.5mm第一节测量与误差2，分类按测量手段测量可分为两类：（1）直接测量：可以用测量仪器或仪表直接读出测量值的测量。（2）间接测量：待测物理量无法进行直接测量，需要依据待测量与若干个直接测量值的函数关系求出。g=

3、4²l/T²从测量条件上可以分为：（1）等精度测量：对一个物理量进行多次重复测量时，每次测量条件都相同的一系列测量。如：用同一把游标卡尺多次测量一个物体的长度。（2）不等精度测量：对一个物理量进行多次重复测量时，测量条件完全不同或部分不同，各测量结果的可靠程度也不相同的系列测量。如：用米尺和游标卡尺测量同一个物体的长度。3，测量误差（1）真值：在某一时空状态下，待测物理量所具有的客观实际值。用数字表示时，应是一个无穷多位数。（2）测量误差：测量值X和真值X0之间的差异：△=X-X0偏差：△Xi=Xi-XX为算术平均值，Xi为第i次测量值。（3）误差的分类：a，系统误差：在多次

4、测量同一物理量时，符号和绝对值保持不变的误差；或按某一确定的规律变化的误差。如仪器的缺陷、测量理论的不完善、环境变化对测量结果造成的误差。B，随机误差（偶然误差）：在实际测量条件下，多次测量同一物理量时，误差的符号和绝对值的变化：时大时小、时正时负；以不可预定方式变化着的误差。C，粗大误差：由于观察者错误使用仪器、观察错误或记录错误数据等不正常情况下引起的误差。粗大误差会明显地歪曲客观现象。由于误差的性质不同，来源不同，处理方法不同，对测量结果的影响也不同。有时系统误差和随机误差可以加以区别，有时则难以区分，有时两者之间能够互相转化。4,测量的精密度、准确度和精确度（1）精密度：表

5、示测量结果中随机误差的大小程度。精密度高，即测量数据的重复性好、随机误差小。（2）准确度：表示测量结果中系统误差的大小程度。准确度高，即测量结果接近真值的程度好、系统误差小。（3）精确度：表示测量结果中随机误差和系统误差的综合。二、系统误差1，系统误差的种类：（1）仪器误差（2）理论方法误差（3）环境误差（4）个人误差物理实验中只考虑仪器误差。仪器误差：仪器误差是指在仪器规定的使用条件下，仪器的指示数和被测量的真值之间可能产生的最大误差，用△仪来表示。仪器上如果没有注明的估计如下：（1）用仪器的最小刻度估测：△仪=最小刻度/2（2）用仪器的级别进行估测：△仪=量程×级别%（3）数显

6、式用读数的最小单位估测。测量仪器的标准误差为：或0.683的△仪三、随机误差1，随机误差的统计分布规律大部分测量中的随机误差服从正态分布规律，也有的服从泊松分布、均匀分布、t分布等。2，随机误差的处理（1）算术平均值-бб（2）测量列的标准误差n次测量中某次测量值的标准误差为：（3）算术平均值的标准误差通过多次测量后获得一组实验数据，并把求得的算术平均值作为测量结果，如果在完全相同的条件下再重复测量时，由于随机误差的影响，不一定能得到相同的算术平均值，这表明算术平均值本身也有离散性。故引入算术平均值的标准误差：四、测量的不确定度1，测量不确定度的概念测量不确定度是指对测量结果不能肯

7、定的程度。即提供测量结果的范围，使被测量的值能以一定的概率位于其中。2,标准不确定度的A类评定因为A类评定是对一系列观测值用统计分析进行标准不确定度评定的方法，所以可以用随机误差处理的结论来表述。具体表述为：算术平均值：某一次测量值的A类标准不确定度：算术平均值的A类标准不确定度：бX=бA3，标准不确定度的B类评定B类评定是用其他方法（非统计方法）进行评定标准不确定度的。当被测量值X的标准不确定度不是由重复测量得到时，可用对X可能变化的全部信息的估计来评定。在大学物