误差理论与数据处理资料.ppt

人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 实验课的三个环节 课前预习 实验操作 数据处理 课前预习 一.通过预习明确 做什么？怎么做？为什么？ 二.在预习的基础上书写预习报告 1.实验题目； 2.实验目的； 3.实验仪器； 4.实验原理（必要的定理、定律、简单的公导式推、光路图或电路图、受力分析等原理示意图以及相关 的文字说明）； 5.实验内容（实验步骤简写）；6.数据表格（P78）。 注意：教材中的注意事项可以不写进实验报告，但也必须进行预习。 实验操作 实验课堂上，经教师讲解后严格按照仪器的操作规程完成所要求的实验内容，采集实验数据的过程中务必要保证数据的原始性，原始数据经教师审核签字后方可生效。 注意：实验过程中不要单纯追求数据的准确性，更主要的是培养大家动手能力、发现问题并解决问题的能力；如果实验不成功，一定要分析实验失败的原因，总结经验。 数据处理  经教师审查签字后的实验数据，根据教材或教师的要求，采用计算或作图等数据处理方法对采集到的实验数据进行分析，得出实验结论。  误差理论与数据处理 误差理论 基本概念 随机误差的正态分布 有效数字 一.基本概念 1.测量 (1）测量的定义 测量是指借助一定的实验器具，通过一定的实验方法直接或间接的把待测量与选作标准单位的同类物理量进行比较得出其倍数的过程；测量结果包括比值和单位。 例如：L=25.00cm （2）测量的分类 ① 按照测量值获得的方法：直接测量、间接测量 直接测量:使用测量仪器能直接测得结果的测量。 间接测量:先直接测量一些相关的物理量，再通 过这些量之间的数学关系运算才能得到结果。 ② 按照测量条件：等精度测量、非等精度测量 等精度测量:在相同条件下进行的测量。 非等精度测量:不同的人使用不同的仪器采用不 同的方法进行测量，则各测量结果的可靠程度自然 也不相同。 ③ 按照测量过程可重复性：单此测量、多次测量 （3）测量的目的：得出真值 真值：我们把被测物理量在一定客观条件下的真实大小，称为该物理量的真值。 2 .误差 （1）误差的定义 我们把真值记为 ；把每次对应的测量值记为 ，那么 与 之差就称为测得值的误差,即 误差是客观存在的，并且存在于测量过程的始终。 （2）误差的分类 ① 系统误差 定义：在同一条件下多次测量同一物理量时，误差大小和符号始终保持不变，或者按照某种确定的规律变化，这种误差称为系统误差。 分类：定值系统误差，变值系统误差。 来源：仪器，理论，观测者，环境。 发现：理论分析法，对比法，数据分析法。 ② 随机误差 定义：在同一条件下多次测量同一物理量时，测得值总有差异，并在消除系统误差以后，差异依然存在，即误差的绝对值和符号是变化不定、不可预知的，这种误差称为随机误差。 产生原因：不确定的随机因素，难以控制，不可抗拒；如电磁场的微扰，观测者的心理等。 特点：服从正态分布。 处理方法：多次测量取平均值，用最佳估计值表示结果 ③ 粗大误差 由于观测者的粗心大意或操作不当造成的人为差错，粗大误差也称为过失误差。 （3） 误差的表示方法 绝对误差： 相对误差：绝对误差与真值之比，常用符号E 来表示，并表示成百分数。 （4） 研究误差的目的 在测量过程中尽量减小误差，并对残存误差给出适当的估计值，提高测量精度。 3.精度 通常用精度来反映测得值的可靠程度从而评价测量结果。按照误差的性质，精度可分为以下几种： （1） 正确度 例 正确度反映的是测量结果中系统误差的影响程度，即测量结果与真值的接近程度。 （2）精密度 例 精密度反映的是测量结果中随机误差的影响程度，即测量结果之间的密集程度。