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大学物理实验课程绪论 衡阳师范学院物电系 汪新文 2012年2月  1. 为什么要上物理实验课 2. 测量、误差和不确定度估计 3. 作图法和最小二乘法 4. 怎样上好物理实验课 5. 若干注意事项 1.为什么要上物理实验课 1.1 物理实验的作用 1.2 物理实验课的目的 1.2 物理实验课的目的 学习实验知识 培养实验能力 提高实验素养 学习实验知识 通过对实验现象的观察、分析和对 物理量的测量，学习物理实验知识和设 计思想，掌握和理解物理理论。 培养实验能力 借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器； 运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断； 正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告； 能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验。 提高实验素养 培养理论联系实际和实事求是的科学风； 严肃认真的工作态度； 主动研究和创新的探索精神； 遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。  物理实验课程不同于一般的探索性的科学实验研究，每个实验题目都经过精心设计、安排，可使同学获得基本的实验知识，在实验方法和实验技能诸方面得到较为系统、严格的训练，是大学里从事科学实验的起步，同时在培养科学工作者的良好素质及科学世界观方面，物理实验课程也起着潜移默化的作用。 希望同学们能重视这门课程的学习，经过一年的时间，真正能学有所得。 2. 测量、误差和不确定度估计 2.1 测量与有效数字 2.2 测量误差和不确定度估算的基础知识 2.1 测量与有效数字 测量 有效数字的读取 有效数字的运算 有效数字尾数的舍取规 测 量 物理实验以测量为基础，所谓测量，就是用合适的工具或仪器，通过科学的方法，将反映被测对象某些特征的物理量（被测物理量）与选作标准单位的同类物理量进行比较的过程，其比值即为被测物理量的测量值。  直接测量：直接将待测物理量与选定的同类物理量的标准单位相比较直接得到测量值； 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系，求得该被测物理量。 测量值 = 读数值(有效数字)+单位 有效数字＝可靠数字＋可疑数字（一位） 有效数字的读取 15.2mm 15.0mm 有效数字的运算 加、减法：诸量相加（相减）时，其 和（差）数在小数点后所应保留的位 数与诸数中小数点后位数最少的一个 相同。 4.178 + 21.3 25.478 = 25.5  乘、除法：诸量相乘（除）后其积（商） 所保留的有效数字，只须与诸因子中有效 数字最少的一个相同。 4.178 × 10.1 4178 4178 421978=42.2  乘方开方: 有效数字与其底的有效数 字相同。 对数函数: 运算后的尾数位数与真数 位数相同。 例：lg1.938 = 0.2973 lg1938 = 3 + lg1.938 = 3.2973 指数函数:运算后的有效数字的位数与指数的小数点后的位数相同（包括紧接小数点后的零）。 例： 106.25 = 1.8 × 106 100.0035 = 1.008  三角函数:取位随角度有效数字而定。 例：Sin30°00′= 0.5000 Cos20°16′= 0.9381 正确数不适用有效数字的运算规则。 取常数与测量值的有效数字的位数相同。 有效数字尾数的舍入规则 例：将下列数字全部修约为四位有效数字 1）尾数≤4，11.118 2）尾数≥6，11.119 3）尾数＝5， a）5右面还有不为0的数 11.119 11.119 b） 5右面尾数为0则凑偶 11.118 11.118 一次性修约到指定的位数，不可以进行数次修约，否则得到的结果也有可能是错误的。 例：将数字10.2749945001修约为四位有效数字。 一步到位：10.2749945001——10.27（正确）。 错误结果： 10.2749945001——10.274995—— 10.275——10.28 2.2 测量误差和不确定度估算