大学物理实验（最新）.ppt

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1、大学物理实验绪论课程设置：第一学期：以基础性实验为主。第二学期：基础性实验、综合性实验、设计性实验、探索研究性实验。分必做实验和选做实验。实验课流程：选课（选课系统）预习（预习报告）实验课数据处理及结果分析考试实验成绩评定：实验课成绩（70％），考试成绩（30％）实验课成绩(100分/单个）：预习（10分）操作（30分）记录（5分）整理（5分）实验报告（50分）第一章测量与误差第一节测量与分类物理实验离不开对物理量的测量一个物理量的测量值必须包括数值和单位两部分计量单位采用SI国际标准单位制物理量电阻R的测量？可以用万用表直接测量R；可以通过欧姆定律测量R＝U/I；有的电阻可以通过

2、公式测量；直接测量间接测量直接测量：可以用测量仪器仪表或量具直接读出测量值的测量，称为直接测量，相应的物理量称为直接测量量。间接测量:有些物理量需要依据待测物理量与若干个直接测量量的函数关系求出，这样的测量称为间接测量。相应的物理量称为间接测量量。大多数的物理量都是间接测量量。这里s就是一个间接测量量，可以通过测量直接测量量直径d获得s值，采用千分尺测量：d＝（di＋d0）单位这里d0是千分尺的零点修正值，di是每次测量值。如何得到准确度较高的测量值？第二节有效数字有效数字：在测量的结果中可靠数字加上可疑数字称为有效数字，简单地说就是测量中有意义的数字。有效数字位数：有效数字的个数

3、称为有效数字位数，即使最后一位或几位是“0”，也必须写上。注意：4.45cm是三位有效数字，而4.450cm是四位有效数字。4.255mm可疑数字（千分位）4.25mm精度不同可疑数字（百分位）4.250mm零也一定要写上表明精度1.2.1原始数据有效位数的确定通过仪表、量具等读取原始数据时，通常要把计量器具所能读出或估计的位数全读出来。游标类量具——一般记下对齐线的数值，不必进行更细的估读；对数字式显示仪表及有十进步进式标度盘的仪表—一般应直接读取仪表的示值；对指针式仪表——读数时一般要估读到最小分度值的1/4~1/10；螺旋测微计或测量显微镜鼓轮的读数—要估读到1/10分度，少

4、数也可估读到0.2或0.5分度。1.2.2应注意的问题：在十进制单位换算中,其测量数据的有效数字位数不变。例如，对于43.6mm，若以米为单位表示，则是0.0436m，仍然是3位有效数字。有效数字的科学表示法——通常在小数点前保留一位整数，写成（N可正可负）的标准形式。例如：0.000000021m应写成。10V转换成以mV为单位时应写成，而不能写成10000mV。计算公式中的常数，如π、e、及1/3等应比参加运算的各数中有效数字位数最多的还要多取一位。无理常数π等在公式中参加运算时，其取的位数应比最终结果多一位．计算公式中的系数不是测量而得，不存在可疑数，因此书写不必写出后面的“

5、0”。例如R=D/2，R的有效数字仅由直接测量值D的有效位数决定。1.2.3有效数字的运算法则加减运算：运算结果的可疑位置与参与运算各量中可疑位置最高者相同。如:14.61+2.216+0.00672=16.83272=16.83乘除运算：运算结果的有效位数一般与参与运算的各量中有效位数最少者相同。如:4.178x10.1=42.1978=42.2乘方、开方运算：有效位数一般与其底的有效位数相同。1.2.4有效数字的修约法则：“四舍六入五分析”原则：拟舍弃数字的最左一位数字为5时，而右面无数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数，则进1，为偶数或0则舍弃，即“单进偶不进”；修约过程

6、一次完成，不能多次连续修约；根据不确定度确定测量结果的可疑位。例1：保留四位有效数字3.14159－－－－3.1423.21550－－－－3.2162.71729－－－－2.7176.378501－－－－6.3794.51050－－－－4.510例2：x=3.4546cmU=0.05cm一次修约得：X=(3.45±0.05)cm不能连续修约：x=3.4546cm→3.455cm→3.46cm第三节误差1.3.1测量误差待测物理量的真值同我们的测量值之间总会存在某种差异，这种差异就称为测量误差。dy为测量误差y为某物理量的测量值Yt为真值1.3.2误差的分类系统误差随机误差粗大误差（

7、剔除）1.3.2.1系统误差系统误差是重复测量中保持恒定或以可预知方式变化的测量误差分量，这类误差称为系统误差。系统误差的来源：仪器的结构和标准不完善或使用不当引起的误差；理论或方法误差；环境误差；实验人员的生理或心理特点所造成的误差。系统误差包括己定系统误差和未定系统误差：己定系统误差是指符号和绝对值已经知道的系统误差分量；未定系统误差是指符号和绝对值未被确定而未知的系统误差分量。一般只能估计其限值或分布特征值。系统误差的减小与修正：对已定系统误差进行修正；选择适当