大学物理实验基础理论ppt课件.ppt

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1、绪论对大学物理实验的认知与了解＆1物理实验课的重要性物理实验课可以使我们：（1）加强对物理学理论知识的理解认知，巩固物理理论基础；（2）培养和锻炼综合实验能力：（a）科学研究能力；（b）动手能力；（c）冷静理智的思维判断能力；（d）正确专业的科学表达能力；（e）实验设计能力；（3）掌握常规测量仪器的使用方法和原理；（4）培养严谨的工作作风，提升工作素质与修养；＆2物理实验的定义、目的与分类一、定义物理实验是为了达到特定目的在实验室里人为地重复自然界客观存在的物理过程。二、目的及分类目的分类观察物理现象——————观察性实验测量未知物理量—————测量性实

2、验验证物理规律——————验证性实验探索物理规律——————建立经验公式的实验第一章误差与数据处理基本知识请考虑以下问题：1、完成实验的最主要过程是什么？进行实验活动最主要的目的是为了获取什么？2、在完成实验过程的前提下，为了提高实验质量，通常实验者最关心的是什么？四个重要的概念：测量、误差、数据、精度（不确定度）测量数据误差精度（不确定度概念级数量级＆1—1重要的基本概念1、测量：物理实验离不开物理量的测量。利用仪器设备，通过正确的实验方法，确定待测物理量大小的过程。2、误差：由于测量仪器、方法、条件、人员等因素的限制，测量是不可能无限精确的，即测量中

3、误差不可避免。误差就是评定测量质量优劣的指标。3、测量不确定度：和误差一样，也是评定测量质量优劣的一个指标，反映的是可能存在的误差分布范围。提示：误差、不确定度是评判测量质量好坏的参数＆1—2测量要求：了解测量分类，会正确表示测量结果1、物理实验是将自然界物质运动中的物理形态按人们的意愿在实验中再现，找出各物理量质之间的关系，确定他们数值的大小，从中获得规律性的认识，或验证理论，或发现规律，或作为实际应用的依据。要得到这种定量化的认识，就必须进行测量。测量由测量过程与测量结果组成。测量结果表示测量过程所获得的待测量的值，一般由数值、单位两部分组成。2、分

4、类：按获取测量结果方法的不同，可分为直接测量和间接测量直接测量：将待测量与标准量直接比较，可在测量过程中直接读出测量结果，如用米尺测量长度、用量筒测量液体的体积、用天平称衡物质的质量；间接测量：必须在直接测量的基础上，根据直接测量量与待测量之间的函数关系，经过运算后才能得到待测物理量，如通过测量长度确定矩形面积、通过测量电压和电流确定电阻的大小；按测量条件的不同，可分为等精度测量和非等精度测量等精度测量：在相同的测量条件下，对待测量的重复性测量；非等精度测量：在不同测量条件下对待测量进行的重复性测量；＆1—3误差要求：理解误差的定义、特性、分类。1、定义

5、：在一定条件下，任何一个物理量的大小都是客观存在的，都是一个实实在在，不以人的意志为转移的客观量值，即所谓的真值。测量中，偶们总是希望准确的测量出这个真值。但是，任何测量总是依据一定的理论和方法，使用一定的仪器，在一定的环境中，由一定的人进行的，由于实验理论的近似性，仪器的灵敏度的局限性，实验环境的不稳定性和人的实验技能和判断能力的影响，测量值和真值之间总是存在着差异。这种差异，即测量结果与真值之间的差值，即误差=测量值-真值；真值：只是一个理想的概念，客观上存在，但不能确定其大小，具有不可知性；（理论真值、约定真值、相对真值）2、误差的特性：普遍性：误

6、差存在于一切测量之中，换言之，任何测量都是不完全准确的，都是有误差存在的；不确定性：和真值一样，误差也不能确定其真实值的大小，但可以缩小误差范围，提高测量精度，这也是研究误差的最终目的，才是科学实验的意义所在，不确定性可用不确定度来表示；不可知性：由于真值一般未知，因此误差是无法准确求得的；3、误差的分类误差一般可分为三大类：随机误差、系统误差、疏失误差（3.1）随机误差在测量过程中，在相同条件下重复测量同一物理量，仍然不会得到完全相同的结果，其测量值分散在一定的范围内，所得误差时正时负，绝对值时大时小，既不能预测，也无法控制，这类误差称为随机误差。随机

7、误差的产生，一般是由于测量中一些随机的未能控制的可变因素或不确定的因素引起的。如人的感官灵敏度，仪器的精密度，使估读数有起伏，或由于环境干扰导致读数的微小变化等。随机误差就单次测量而言是不确定的，但其总体服从一定的统计规律。可用统计方法估算其对测量结果的影响。规律:（a）单峰性：绝对值小的误差出现的机会（概率）比绝对值大的误差机会多；（b）对称性：绝对值相等的正误差与负误差出现的机会（概率）相等。（c）有界性：误差的绝对值不能超过一定值。（3.2）系统误差在相同条件下，对同一测量量的多次测量过程中，误差保持恒定变化（大小、正负不变）或按特定规律变化的误差

8、，如天平的零点不准，电表的刻度不均匀。分类：按对误差的掌握程度，可分为已定系统误