大学物理实验复习资料.ppt

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1、大学物理实验(复习课)期末考核（笔试）占总评成绩40%A.物理实验的目的、基本原理（图）、测试公式；B.根据误差的概念来记录，处理，表达实验结果；根据不确定度决定结果数据的有效位数。C.实验中常用到的数据处理方法（列表法、逐差法、作图法、最小二乘拟合法）。每一种方法的应用条件、优缺点及使用时的注意事项。D.常用仪器的常用调节方法。（螺旋测微器的使用、游标卡尺的使用、光学仪器中叉丝分划线调整、三点调节法、电学实验中的平衡法、补偿法、替代法等）。考题类型选择题计算改错题计算题作图题问答题本学期做过的实验惠斯通电桥前11个实验电子示波器的使用占总评45%薄透镜焦距的测量分光计的调整

2、与使用金属丝杨氏模量的测量弦振动实验声速的测量自选实验(3个以上)等厚干涉占总评15%谱线波长的测量牛顿定律的验证转动惯量与转动定律一、基本仪器的调节与读数游标卡尺（使用、读数、误差）螺旋测微器（使用、读数、误差）分光计及角游标（调节、读数、误差）钢直尺（读数、误差估计）惠斯通电桥（调零、比例臂选择、比较电阻使用、误差形成）读数显微镜（调节、测量、误差、间接测量）电子示波器（调节、电压测量、频率测量、李萨如图形测频率）光杠杆镜、望远镜（调节、观察、测量注意）12.56mmL=12.56±0.02mm使用、读数、误差3.301mma=3.301±0.005mm使用、读数、误差a

3、=314°42′±1′使用、读数、误差Rx=(2612×10±27)Ωd4牛顿圈直径的测量△d=?△仪=0.005mm0.01mm等厚干涉条纹的观测e=e+△e△e/e=△L/L+△△d/△d想看到一个周期完整的图形该如何操作？使用、读数、误差光杠杆镜测量微小变化的原理放大率：ΔS/ΔL=2D/b二、认识实验装置、元件与作用光杠杆镜电子毫秒计挡光片(杆)双面镜三棱镜空气劈尖牛顿圈仪色环电阻光栅压电换能器(传感器)三、实验的基本原理与现象分析微小位移的测量，有什么方法？弦振动原理、波长测量方法？驻波现象，包络形状？等厚干涉条纹、牛顿环纹，缺陷判断与检测电子束运动轨迹图形，正弦波

4、图形的形成，李萨如图平行光束的产生与分割（自准直原理与现象、反射光路法原理）光路调整原则：同轴等高，后级调整不影响前级已调状态检流计读数为零，测量电阻，什么原理？汞原子谱线，出现紫、绿、黄线，排列规则？几何关系（光栅方程）？气垫导轨平衡判断，误差来源，验证性实验的思考方法（固定变量法）转动惯量的测量原理，力矩怎样改变，角角速度怎样测量？误差控制？传感器的最佳工作频率，测量声速的方法及相应原理与观察到的现象误差理论；不确定度(实验结果的表达式)；处理实验数据的基本方法；实验数据的记录、结果的正确表达四、数据处理理论（一）误差理论（1）测量：确定被测量量值大小的过程，可分为直接测

5、量和间接测量。直接测量？存在误差间接测量？绝对误差：测量值与真值的差，用正值表示（△N）相对误差：为绝对误差与测量值之比，常以百分数表示：百分误差：为测量值与理论值之差与理论值之比，也以百分数的形式表示,可写为下式：实验误差的分类过失误差系统误差随机误差（2）系统误差Δ仪:(单次测量时的极限误差)在对同一被测量的多次测量中，保持恒定的或可预知变化规律的测量误差的分量称为系统误差。分类：a.可定系统误差调整误差、理论误差、方法误差，被测量的环境误差和人员误差往往是可以判断和找出其规律并设法消除其影响的系统误差分量。b.未定系统误差(Δ仪)以测试仪器（最大）允许误差Δ仪为量度，往

6、往在具体测量中实验者不知道该测量值误差的确切大小和正负故称其为未定系统误差。（3）随机误差(又叫偶然误差）用S值来描述在相同条件下多次测量同一个量时，误差的绝对值时大时小，符号时正时负，不可预定而随机出现的误差。测量次数为有限时描写分布函数的特征参数为：S称为标准偏差。显然当n→∞时,,则S→ε。标准误差在概率分布曲线中的意义置信度（置信概率）根据数理统计，测量值出现的概率：在±ε范围内的概率为：68.5％；在±2ε范围内的概率为：95.5％；在±3ε范围内的概率为：99.7％；所以3ε称为极限误差。如何确定测量值结果表达式中数据的有效位数？（二）数据处理物理量的大小是由有单

7、位的有效数字来表示的，测量的结果（即测量值）都包含有误差（即存疑数），而其有效位数则由测量的不确定度所确定。X=U（单位）1、不确定度值位数的确定不确定度本身只是个估计值，一般情况下，取1-2位，采取进位法(只进不舍),保留位后有非零数则进位首位有效数字≤3时,保留2位首位有效数字＞3时,保留1位2、测量值有效数字的确定测量值尾数所在位应与不确定度尾数所在位对齐3、测量值数字进舍规则拟舍弃数字最左一位5“舍”；5（包括=5而其后尚有非零的数）“进”；=5且其后无数字或皆为“0”时，按欲保留的末位为奇