物理实验绪论课讲义(2008-3).ppt

/;主要内容;某些同学的错误观念;;（一）课前预习及预习报告 （二）实验操作及注意事项 （三）课后书写实验报告 （四）期末考核; 认真阅读实验讲义，明确实验目的和实验原理，初步了解实验方法和关键步骤。认真填写预习报告（按标准预习报告填写），画出实验原理图（电路图、光路图）和画出或设计实验数据记录表格。 ; 实验者应准时来到实验室进行实验。首先，在实验前应认真对照讲义上的仪器介绍或听老师的讲解熟悉仪器，禁止盲目动手。其次，在进行实验操作时，严格遵守实验规则，爱护实验仪器，未经许可不得调换仪器。实验过程中如果发现仪器设备出现故障，应及时报告指导教师。最后，实验结束后要实事求是地记录实验数据，实验数据一律用钢笔或圆珠笔填写。实验完毕后，实验数据需经教师检查签字后方可离开。;一、有效数字的概念;二、有效数字的性质和说明;三、有效数字的运算; 32.1 + 3.267 35.367 结果：35.4;一般规律;约定：;改错：;一·基本知识 （一）测量和误差;从一个或几个直接测量结果按一定的函数关系计算出来的的过程，称为间接测量。;真值:是反映物体特性的某一物理量在一定的条件下所具有的真实数值;;（二）误差的分类;1.系统误差;（3）个人误差。由于观察者生理或心理特点造成的误差。通常与观测人员的反映速度和固有习惯等有关（如有的人对准目标时总是偏左或偏右，致使读数偏大或偏小）。 （4）环境误差。由于外界环境（如温度、光照、电磁等）的恒定偏离规定条件时而产生的误差。 系统误差具有确定性，它总向一个方向偏离或按一定规律变化。在实验中可以通过校准仪器、改进实验设备、选择更好的实验方法或进行理论修正来消除或尽量使之减小。对于那些既不能修正，又不能消除的系统误差应根据具体情况在测量误差（或测量不确定度）中反映出来。 ;2.偶然误差;(1)随机现象：在一定条件下，可能发生也可能不发生，或者出现多种结果的偶然现象。 (2)概率：某一事件在试验中发生的可能性的大小，用P(X)或P{X|…}表示。 ;; 偶然误差的特点：在相同条件下，对同一物理量作多次重复测量（专业术语：等精度重复测量），其测量值将有时偏大，有时偏小。每次测量值的偏大偏小具有偶然性，但只要测量次数足够多，测量所得到的一系列数据的偶然误差就服从一定的统计规律，即正态分布规律。;标准正态分布如下图所示：;; 3．过失误差 ;（三）测量的不确定度;; ;合成不确定度 ;在物理实验中，常常遇到的仪器误差是指国家标准规定的或生产厂家给出的计量工具、计量仪表的准确等级或允许的误差范围，并且根据测试方法或使用条件的简化约定，我们通常用Δ仪表示。它是仪器的最大可能误差，其置信概率为99.7%，属于B类不确定度。;二、直接测量的数据处理 ;（二）多次测量的不确定度;2.多次测量的标准偏差;;3.测量结果的合成不确定度;（三）间接测量的不确定度的合成;常用的不确定度传播公式;例题:;（四）测量结果的完整表示;用螺旋测微器测得一钢丝直径D，仪器误差0.004mm，测量前进行零点修正，修正后数据如下： D(mm) 1.516 1.519 1.514 1.522 1.513 1.523 1.517 ;已知：A=71.3 ? 0.5 cm ； B=6.262 ? 0.002 cm ; C=0.751 ? 0.001 cm ; D=271 ? 1 cm 求：;解：（1）;一、列表法;二、图示法与图解法;2. 标明坐标轴： 方向，坐标轴的名称、单位, 分格。;5.标出图线特征： 在图上空白位置标明实验条件或从图上得出的某些参数。如利用所绘直线可给出被测电阻R大小：从所绘直线上读取两点 A、B 的坐标就可求出 R 值。;不当图例展示：;n;图2;I (mA);定容气体压强～温度曲线;定容气体压强～温度曲线;2.曲线改直;三、逐差法;一般方法;逐差法;四. 最小二乘法直线拟合; 最小二乘法直线拟合; 最小二乘法直线拟合; 最小二乘法直线拟合;特点： 1.电压连续可调 2.带有过流保护 3.使用时要注意极性;2.电表;电流表;电压表;使用电表时的注意事项;4.电表的误差;例题：有一量程为4A、准确度等级为1.0的电表，当电表指针示数为2A时，发现仪器最大误差0.03A，此表是否合格？;3.电阻;电阻箱;电阻箱的主要参数： 1.总电阻 2.额定功率 3.准确度等级（七级） 0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 ;（三）课后书写实验报告 ; 6、数据处理及结果。数据处理要有完整的计算、作图