大学物理实验绪论.ppt

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1、大学物理实验绪论1一、物理实验的目的和作用1.物理学是一门实验科学，任何物理规律和理论都从实践中来，并受到实践的反复检验、不断修正、不断完善、不断发展。2.通过实验，可以加快自然规律的发现和新理论的形成。3.通过物理实验，可以重现重要的物理学定理、定律的发现过程，学习科学探索的思想方法24.培养动手能力，受到基本的实验训练，初步掌握基本的实验方法和实验技巧。即：学会一些基本的测量方法，熟悉常规仪器的原理、性能和使用方法，学会正确记录实验数据和对实验数据的处理方法。5.提高观察和分析问题的能力，培

2、养理论联系实际、实事求是、严肃认真的科学态度。3二、实验的基本程序1．预习实验前要了解本次实验的目的、实验原理、实验方法、可能出现的问题等。并写好预习报告。预习报告内容：实验名称，实验者姓名，实验原理（包括原理图和线路图），实验步骤，主要仪器的使用方法和注意事项，列出相关数据表格，回答预习思考题。预习报告可以和实验报告合二为一。不写预习报告不得进行实验42．操作在预习的基础上，根据实验原理、实验目的、实验方法，牢记注意事项，调整仪器或线路连接，进行实验观察和测量。将实验测量的原始数据记录在事先设计的

3、数据表上，实验结束后将其作必要的处理，写入实验报告。实验操作是实验的关键，只有认真、细致、操作正确，才能得到可靠的实验结果。实验结束时实验数据必须得到教师签字、认可。时刻注意爱护实验仪器，有些实验在通电前要得到实验教师的认可。53．报告完成实验报告是实验成功的终结，仅有完整的测量数据，没有对数据的处理分析，不一定能得出正确的预期结果。实验报告内容：包括实险名称、实验者姓名、实验日期和正文。正文包括实验目的、实验仪器(型号、精度）、实验原理（原理图、计算公式）、实验内容和步骤、数据处理、结论，回答讨论题。其中最

4、重要的是实验仪器、测量原理、实验数据及其处理（计算或作图）、结果讨论并计算相对不确定度。最好能记录实验中观察到的异常现象并作出可能的解释。对实验方法和仪器提出改进建议，写出实验心得。实验报告必须使用统一的实验报告纸,由实验教师签过字的实验原始数据粘贴在实验报告后。6a.直接测量把待测量量与标准量进行比较的过程．得到待测量量的大小和单位。如长度、质量、时间。b.间接测量待测量量由若干直接测量的量经过一定的函数关系运算后获得。如体积、密度、比热。直接测量量和间接测量量没有严格的区分，用不同的实验方法，对同一物

5、理量，既能是直接测量量，也能是间接测量量。如体积、电流、功率等。三、测量、误差与不确定度1．测量测量分为直接测量和间接测量。7C.等精度测量与不等精度测量对某一物理量进行多次重复测量，每次的条件都相同尽管各次测得的结果有所不同，但没有理由判断某次测量比另一次更精确，只能认为每次测量的精确程度是相同的。将这种同样精确程度的测量称为等精度测量。这样的一组数据称为测量列。在诸测量条件中，只要有一个发生了变化这时所进行的测量就为不等精度测量。保持测量条件完全相间的多次测量是极其困难的，但当某一条件的变化对测量结果影响

6、不大甚至可以忽略时，仍可视这种测量为等精度测量。除了特别指明外，我们所讨论的测量均为等精度测量82．误差a.真值在确定的条件下，待测量量具有的真实值叫真值。实际上受各种条件的限制，测量不能绝对正确，真值永远不能得到。只可能尽量得到真值的近似值或称近真值，有时也称最佳值。b.误差受到测量的环境、方法、仪器以及观测者等诸多因素的影响，使测量值偏离真值，这种偏离叫做误差。c.绝对误差测量值与真值的偏差称为绝对误差。设被测量量的真值为a，测量值x的绝对误差Δ为：Δ＝

7、x–a

8、d.相对误差绝对误差与真值的比的百分值

9、=Δ/a100%9实际测量时，有时可以用下列各类值代替真值与测量值之差来估算误差（1）理论值，如三角形内角之和为180等（2）公认值世界各国公认的一些常数，如在标准大气压下，OْC时水的密度为99984kg／m3（3）计量学约定真值，如国际及国家计量部门规定的长度、时间、质量等标准（4）相对真值，用准确度高一个等级的仪器校正的测定值103.不确定度测量值与最佳值（近真值）之偏差称为不确定度也有绝对不确定度和相对不确定度之分表示为：绝对不确定度：相对不确定度：4.不确定度的分类按不确定度

10、出现的特点不同,可分为:系统不确定度、随机不确定度和粗差。11a.系统不确定度由测量装置、环境、方法、人员等产生的不确定度特点是在同一条件下（实验方法仪器、环境和观察者等不变），每次测量同一物理量时，不确定度的大小和符号始终保持恒定或按一定的规律变化。来源有以下几个方面：①仪器的固有缺陷如刻度不准，零点没调准，仪器水平或铅直未调整好，法码本身未经核准