实验绪论下(郑2011)3.1.pptVIP

主讲人：郑乔 联系电话：879(35553) E-mail: physics@sjzri.edu.cn 物理实验中心网站：202.206.44.185 本次课主要讲解五个内容； 一、上学期实验中存在的一些问题 1、实验前的准备不够 4、结果表示和计算数值不认真 [数值、单位、不确定度三者缺一不可；数值计算要认真！] 1）直接测量量的不确定度计算 a.等精度多次测量 b.单次测量（只测量一次） 2）间接测量量的不确定度计算 5、要用心培养自己的良好科学素养 二、系统误差的分析和处理 注意： 分析实验理论公式所依据的理论模型是否能够反映实际情况；（单摆、伏安法） a. 实验方法的对比 用不同的实验方法测同一待测量（保证测量环境相同），在随机误差允许范围内看结果是否一致。发现方法误差 (3)、选择恰当的测量方法，通过测量过程中的抵消效果，使系统误差不带到结果中去 ①.交换法:交换被测物在测量中的位置 ②.比较法:用高精度的标准器，采取比较的方法测量 三、物理实验中的基本实验方法 b.间接比较法： 利用物理量之间的函数转换关系制成相应的仪器来间接地通过比较测出待测量的方法。如：各种电表测电路中的电流、电压等；利用发光光谱测高温；利用激光测长距离等。 此方法的基本要点：寻找与待测量有关的物理量，而这个物理量又很容易被测量，利用它们之间的函数转换关系制成转换器（如传感器）测出待测量的数值来。 这种方法使用的方面很多，有：参量换测；能量换测；热电换测；磁电换测；压电换测；光电换测等。（声速测量，磁场测量等） 四、实验方案的选择原则 以下，我们通过几个示例说明其应用。 ③利用电位差计测 优点：测量出的 相对前两种方法较精确。 缺点：操作不如伏安法方便，观察不如示波器直观。 2、测量仪器的选择和搭配 ① 仪器选择：精度、量程、使用方式。 ② 仪器搭配：保证测量时由仪器引入的 误差符合测量要求，同时又经济实惠 仪器搭配原则—误差均分原则 内容：测间接测量量 ，若要求所测量由仪器引入的最大相对误差Δw/w不大于给定的百分数值，则各直接测量量（独立变量）的仪器误差限Δins对间接测量量w的Δw/w贡献按等贡献分配。即： 最大相对误差传递公式：（仪器误差传递公式） 解： ∵ 相对误差传递公式： 由误差均分原则： ∴ 因此， 用十分度的游标卡尺（ ）测高度H可满足要求。 用外径千分尺（ ）测直径D可满足要求。 确定最佳测试条件的原则： 设间接测量量 ，其相对误差为： 欲使 最小，只要满足下式即可。 五、本学期实验安排及操作考试说明： 1、第2周 实验理论课；第4~12周实验操作 [每个学生必须通过网选(202.206.44.185)确定4个实验项目，在此时间段内完成，做为平时成绩(3.13日17:00开始选)] 2、第14~16周，实验操作考试。 （对每个学生，由教师在6个考试实验中随机指定其中之一做为考试项目。单人单组完成实验全过程，以此做为期末考试成绩。） 3、平时实验网选资源可以一次性选全，也可随时选，尽量在本班规定的时间内选择实验。 （若出现上课时间冲突，无法选择时，请到实验室办公室解决） 4实验报告书写形式将挂在网上，请用B5纸打印。 ①伏安法：由电流表、电压表直接测二极管的 （ ） i=1、2… 优点：简单、方便，容易操作。 缺点：电表的内阻会引入较大的误差。 1、实验方法的选择 例：测二极管的伏安特性曲线。 实验室可提供的测试方法有三种： ②示波器：通过荧屏直接观察。 优点：直观，可通过荧屏直接看到特性曲线。 缺点：会受到仪器自身结构和人视觉的限制。 第二章（第6节） 实验方案的选择原则 实验前，要根据测量的不同要求来适当地选择实验方法！ 第二章（第6节） 实验方案的选择原则 第二章（第6节） 实验方案的选择原则 第二章（第6节） 实验方案的选择原则 误差均分： 应用举例： 测量某圆柱体的体积（H≈40mm；D≈4mm)，要求由仪器引入的相对误差≤0.5%，问应如何选配仪器？ 第二章（第6节） 实验方案的选择原则 第二章（第6节） 实验方案的选择原则 4、最佳测试条件的确定 测量结果的误差大小除了与仪器