大学物理实验绪论课件.ppt

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1、大学物理实验的任务1.对学生进行实验方法和实验技能的基本训练。2.了解一些物理量的测量方法。3.熟悉一些常用仪器的原理和性能，掌握其基本的使用方法。4.能够正确记录和处理实验数据，分析判断实验结果，并写出完整的实验报告。5.培养并提高学生独立观察和分析实验现象的能力以及理论联系实际的工作能力。6.培养严格认真的工作作风和实事求是的工作态度。西安工程大学本学期实验内容A.等厚干涉（125室）E.惠斯通电桥（425室）B.分光计调节和使用（127室）F.密度测量（427室）C.电位差计（325室）G.杨氏模量测量（525室）D.伏安法测电阻（327室）H.三线摆测转动惯量（5

2、27室）西安工程大学物理实验要求1.实验前充分预习,写好预习报告（2分），进实验室时要按学号排队签到。2.实验操作：原则上每人一台仪器，独立完成。（按各自学号入座）3.损坏实验仪器需要赔偿！4.离开实验室需要保持室内整洁！（板凳放在桌子底下，仪器摆放整齐，桌面要干净）5.撰写实验报告：下一次作实验时必须交上一次的实验报告（学习委员按班学生序号排列交给上课的实验老师，并写上未交实验报告学生名单）。第一次做实验时必须交上绪论部分的实验报告！6.上实验课时不允许迟到，迟到五分钟之内扣实验成绩1分，十分钟之内2分，十五分钟之内3分，十五分钟后按旷课处理。7.本学期做6个实验，最后

3、一次实验作为期末考试。西安工程大学西安工程大学要学会做实验和撰写实验报告就必须弄懂物理实验过程中遇到的一些基本物理概念以及学会对数据误差的估算和掌握实验数据的处理方法与技巧。测量误差与数据处理物理实验物理实一、测量1.概念：测量就是将被测量与选作计量单位的同类量作比较，从而确定其倍数的过程。测量结果应包含物理量的大小和单位。2.测量的分类直接测量：可用测量仪器直接读出测量结果的测量，如电压表测电压，西安工程大学压表测电压，电流表测电流间接测量：先测出与被测量相关的直接测量量，然后代入已知的函数关系式进行计算，从而求得测量值。求待测电阻R＝U/I3.测量的过程：单次测量等精

4、度测量(大学物理实验中常常是在等精度条件下分析实验数据）多次测量非等精度测量物理实验物理实等精度测量：以下四个条件不变的情况下进行的多次测量就是等精度测量。我们以后的数据处理方法都是在等精度测量的基础上推导出来的，在等精度条件下，可以对数据进行算术平均值处理测量人员不变——换人测量环境不变——白天、夜晚测量仪器不变——精度与档次测量对象不变——同一物理量西安工程大学由于受实验理论的近似性，实验仪器的灵敏度和分辨能力的局限性，实验环境的不稳定性和人的实验技能和判断能力的影响等，真值只是一个理想值，通常采用多次测量的平均值代替真值，称为最佳值。西安工程大学二、误差西安工程大学

5、1.误差的分类误差按其性质和产生的原因可分为：系统误差、随机误差和粗大误差（特点，来源，分布规律）物理实验物理实由于误差的存在，在物理实验中通常用测量列的标准偏差来评价等精度条件下测量列中测量值的离散程度，用算术平均值的标准偏差来反映平均值的离散程度西安工程大学贝塞尔公式表征测量列中某次值的随机误差落在区间的概率是68.3%。由于随机误差的存在，两个测量列的算术平均值也不相同，引入算术平均值的标准差：即指测量一列数据，算出其平均值和平均值的标准偏差那么任意一测量列的平均值落在区间的可能性为68.3%。测量列的标准偏差在大学物理实验中，有些学生不知道什么时候用测量列的标准偏

6、差，什么时候用平均值的标准偏差，不明白他们的具体区别是什么？在区别它们之间，首先引入一个概念——粗大误差粗大误差：明显偏离真值的误差。遇见这种情况就直接删除该数据。测量列的标准偏差是来评价等精度条件下测量列中每个测量值的离散程度，在判断某一测量值是否含有粗大误差时，可以用作为判据。平均值的标准偏差是对测得的结果进行评价的，测得的结果就是测量列的算术平均值,所以是反映平均值的离散程度。而我们在对同一物理量作n次测量之后，所求得的结果是n次测量值的算术平均值，不是某一次测量值，所以常用的是平均值的标准偏差来放映测得结果的分散性。测量列的标准偏差是为平均值的标准偏差服务的，通过

7、对一列数据中含有粗大误差的数据进行剔除之后，再求平均值的标准偏差去评价测量结果（常用的方法是在测量次数n>10，如果某一测量量的偏差大于，则该数据值就作为含有粗大误差的数据给予剔除）。此方法称为拉依达准则。对测量次数n10时，我们可以采用肖维涅准则：即某一测量量的偏差xix大于cx,则此测量量可认为含有粗大误差而剔除（式中的c取值可参考P12表2－2－1）。西安工程大学三、直接测量的误差估算1.单次直接测量结果的完成表示（单位）Ex=在实际测量中，有的被测量是随时间变化的，我们无法对其进行重复测量，只能进行单次测量，测