物理实验绪论课讲义 - 哈尔滨工程大学物理实验教学中心.ppt

理学院大学物理实验教学中心 电话:0451 传真:0451 E-mail:liang_yijun@126.com 2008年3月 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 1、有效数字的位数与小数点的位置无关； 2、“0”在有效数字中的特殊地位。 1206cm 2.0000mm 0.000125cm 0.001206mm 四位 五位 三位 四位， 3、参与计算的常数，如 4，π，e等，其有效数字的位数可以认为是无限的； 4、如遇到测量结果是用科学计数法表示时，指数部分不计入有效数字的位数。 电子的电荷 库仑四位有效数字 三、有效数字的运算 准确数+准确数=准确数 准确数+存疑数=存疑数 存疑数+存疑数=存疑数 进位视为准确数 计算结果保留一位存疑数 一般规律 1.加减法（略） 2.乘除法：与参与运算的有效数字最少 的那个数位数相同 3.乘方开方：与底的有效数字位数相同 4.指数、对数、三角函数：由改变量决定。 sin19.580=0.3351227 sin19.590=0.3352871 所以 sin19.580 =0.3351 约定： 1.表示测量结果的有效数字的末尾数永远与不确定度的末尾数具有相同的数量级（即尾数对齐）。 2.计算过程中，中间的运算结果可以适当多保留一到二位有效数字。 3.绝对不确定度取一位有效数字，相对不确定度可以取二位有效数字。 改错： 1. N =（2.586 ± 0.036） 2. N =（23.956±0.0201） 3. N =（2.36×105 ± 1000） 4. N = 1.23×1.235=1.519 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 测量值x与真值之间总存在一定的差异，这种差异称为测量误差，表示为： 我们称之为测量的绝对误差。 （二）误差的分类 误差的产生及其原因是多方面的，我们一般从其性质和来源，将误差分为三类： 1.系统误差 2.偶然误差 3.过失误差 1.系统误差 在一定条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变；或在条件改变时，按一定规律变化的误差——称为系统误差。（服从因果规律）其来源包括以下几个方面： （1）仪器误差。由于仪器本身的缺陷或没按规定条件调整、使用所造成的误差（如天平、砝码、电压电流表未按规定定期送检，以及仪器零点校正不准）。 （2）方法误差。由于实验方法本身或理论不完善所造成的误差（如用伏安法测电阻时未计及电表的内阻）。 （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 在实际测量中，由于某种偶然的原因，使测量结果在测量平均值附近起伏变化，由此产生的误差称为偶然误差。 (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。 3．过失误差