教学用课件测量误差及数据处理.ppt

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1、大学物理实验误差理论与数据处理第一章绪论1.2开课目的培养四个能力：动手能力、观察分析能力、综合处理能力、创新能力1.1物理实验的地位和作用1.3、实验三环节1.实验前的准备——预习：认真阅读实验教材，明确该实验的目的要求、实验原理、要测量的物理量及测量方法，认真阅读教材中有关使用仪器的介绍，弄清构造原理，操作方法和注意事项。设计好记录实验数据用的表格。预习报告（1）.实验目的（2）.实验原理（3）.实验步骤及注意事项实验原理中应画出实验原理图、电路图或者光路图。2.实验操作：检查预习报告后，进入实验操作。观察实

2、验现象、记录实验数据。（1）.记录仪器的型号、编号和规格（2）.记录实验数据，做好实验现象的观察记录3.完成实验报告：（1）.数据处理和结果分析（2）.实验结果（3）.问题讨论补充内容：（一）学习态度1物理是一门实验性极强的学科实验产生理论、实验验证理论、2人才培养的重要环节读书—实验—实习—论文—工作3既重要，必重视既来做必收获4坚决反对弄虚作假补充内容：（二）成绩考核办法1.单个实验成绩由每次的预习、实验和报告三部分组成，2.未预习（未写好实验名称、原理、主要步骤、主要仪器及积录表等）记0分3.原则上迟到15

3、分钟不准做实验记0分4.大学物理实验课程最后分数由各实验成绩的平均分决定。第2章测量不确定度评定2.1测量的基本概念1测量测量是指为确定被测对象量值而进行的实验操作。定量测量分类：——按方法分直接测量；间接测量——按条件分等精度——重复性测量（实验条件相同）；非等精度测量：实验条件完全或部分不同。——按次数分单次测量；多次测量3.1.有效数字有效数字表示测量结果的有意义的数字组成：可靠数+一位估读(可疑)数.可疑数有根据有意义，须保留可疑数是零也须记入误差发生在估读（可疑）位.有效位数：有效数字中数码的个数即第一

4、个非零数及其右边的数位个数（包括零）。有效数字及运算（第三章3.1/3.2）测量值的可疑数字位必须与仪器误差位对齐例：米尺(1mm)25.4mm,仪器误差位在4游标尺(0.01mm)25.40mm,仪器误差位在0凡是仪器上读出的数(中间0或末尾0)都是有效数字如：20.40(4位),102.500(6位)第一个非零数字左边的0不是有效数字如：0.0335（3位非5位）比较25.4mm与25.40mm的异同数量相等：25.4—25.4mm有效数字不同：25.4—25.40有效位数不同：3位—4位来源不同：米尺—游标

5、卡尺由有效数字可判断所用仪器的精度等级在十进制单位换算中测量数据的有效位数不变如：56.3mm=0.0563m=5.63×104um6.00mm=6.00×10-3m=0.600Cm(有效位数皆3位）科学计数法很重要，有时非用不可。直接测量结果的有效位数的多少取决于：▲被测物的大小，▲所用仪器的精度（误差位）3.2有效数字的运算法则基本原则：有效数字只能保留一位可疑数字；与可疑数字运算的结果也是可疑数字。运算法则：和、差可疑数字位最高例积、商有效位数最少例　　　　与同幂、根有效位数常同底3.2有效数字的运算法则基

6、本原则：有效数字只能保留一位可疑数字；与可疑数字运算的结果也是可疑数字。运算法则：和、差可疑数字位最高例积、商有效位数最少例　　　　与同幂、根有效位数常同底▲推论1.若干观测量的加、减选用精度相同的仪器最为合理▲推论2.若干观测量的乘、除应按使观测量有效位数相同的原则来选用仪器自然数可视为无穷多位有效数无理常数可比运算对象多取一位参与运算如L=2πR=2×3.142×2.35=14.7674=14.8（与2.35同）有效数字的修约（四舍六入五凑偶）▲比5大入小舍等左偶（0）▲运算前修约要多取一位，运算后取规定位数

7、例1：混合运算※7.0421/（3.025-3.021）+31.8=7.0421/0.004+31.8（先括号）=7.0/0.004+31.8（有效位数最少、多取一位）=1.75×103+31.8=2×103+31.8（有效位数最少）=2×103+0.0318×103（化为同数量级）=（2+0.0318）×103=（2+0.0）×103（可疑数字位最高、多取一位）=2×103例2：混合运算※(31/2+2.10)×3.17795=(1.73+2.10)×3.17795(无理数取三位)=3.83×3.17795（可

8、疑数字位与2.10同）=3.83×3.178（比3.83多取一位）=12.17174=12.2（有效位数最少同3.83）误差绝对误差相对误差粗大误差系统误差随机误差表示形式性质特点误差测得值真值＝－2.2测量误差的基本概念绝对误差：N=N-AN：测量结果A：客观真值相对误差N有正负之分，常称绝对误差A存在，不能测得，一般用N的平均值代替绝对误差不是误差的绝对值测量与误