物理实验内容(可打印).docVIP

测量的定义 以确定被测物理量的量值为目的的全部操作。 测量的操作包括： 选择适当的测量方法； 推导出测量的原理； 选择适合的测量仪器并正确地完成对仪器的使用； 获得想要的测量数据； 数据处理并得出科学的实验结论。 测量的分类 接测直量：从所用仪器直接读出被测物理量的量值 。 间接测量：通过测量与被测物理量有函数关系的其它直接测量量，算出被测物理量 例如 随机误差的定义 在一定条件下，对同一物理量多次测量的过程中，以不可预知的方式变化着的测量误差分量。 随机误差的正态分布 概率密度函数 标准误差 的物理意含义 随机误差介于小区间 内的概率为： 随机误差介于 的概率为： 为置信区间，P为置信概率 满足归一化条件，即 标准误差的物理含义 用它来说明数据的 分散性。 它是曲线拐点所对 应的横坐标。 它就是测量中的随 机误差分布范围， 与置信概率有如下 关系： 随机误差的特点 单峰性：绝对值小的误 差比绝对值大的误差出 现的概率大。 对称性：绝对值相等且 符号相反的随机误差出 现的概率一样大。 有界性：绝对值很大的随机误差出现的概率非常小。 抵偿性：当测量次数为无穷大时，随机误差的代数和趋于0 。 随机误差的两个特征参量 平均值 分析 根据随机误差的抵偿性 当 时 即 标准偏差： 在误差理论中，用标准偏差来代替标准误差。 当 时 系统误差的定义 它是指在对同一物理量进行多次测量的过程中，数值大小和符号保持恒定，或以可预知方式变化的测量误差分量。 已定系统误差：一旦发现，就要对它进行修正，或者在测量值中把它给减掉。 未定系统误差：要求估算出它的误差分布的范围 仪器误差 不确定度的定义 合理赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数 含义：它是对测量结果可信赖程度的评定。它表示了被测物理量的真值以一定概率落在了某个量值范围之内 。即： 不确定度的分类 以评定方法的不同，分为Ａ类不确定度（　　，用统计方法得到）和Ｂ类不确定度（　　，用非统计方法得到）。 以概率不同，分为标准不确定度（　　）和扩展不确定度（　）。这二者的关系为：　　　　　　　。 不确定度的评定 A类不确定度，是由重复观测列的标准偏差S（x）算得，即： B类不确定度是依据有关的测量信息和经验来加以评定的，重点考虑各种不同类型的仪器所产生的测量不确定度，即： 直接测量不确定度的计算 多次测量：　　　　　　　　　　　　　 　 　　其中 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 单次测量： 有效数字 有效数字的定义：由准确数字（若干位）和可疑数字（一位或两位）构成的测量值。 有效数字的位数 以数据中最高非0数字为界，其左边的“0”不是有效数字，其右边的“0”都是有效数字。 公式中的常数被认为是无穷多位有效数字。 如果用科学记数法表示数据，则系数部分是有效数字。 仪器读数规则 可以估读的仪器，必须估读到分度值的下一位。 一般采用1/2和1/10估读法。 不能估读的仪器（游标卡尺、数显仪表）就读到分度值那一位。 单位换算 十进制：换算前后有效位数不变。 非十进制：换算后的有效位数由不确定度　　　　来决定。 数据的修约 尾数舍入规则：小于5舍去；大于5进1；等于5时，凑成偶数。 结果表达方法： 不确定度一般只保留1位有效数字；但首位为小数字（1、2、3）时，可以保留2位。中间不确定度比规定多保留1位。 测量值的有效位数决定于它的不确定度（与不确定度的未位取齐）。 例1.　直接测量（教材Ｐ45.第3大题） 解： 　测量结果： 间接测量不确定度的计算 间接测量的表达式： 间接测量标准不确定度的合成 测量公式的函数关系为加减形式： 测量公式的函数关系为乘除（乘方、开方）形式： 例2：间接测量（教材Ｐ45.第4大题）　　　　　　　　　　　　　　　　　　 解： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 测量结果：　 《微波布拉格衍射》实验的数据 测量公式　　　　　　　　　　　　　 其中：　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 测量数据 　　　 例题讲解 例3. 《微波布拉格衍射》实验的数 测量结果：　 作图法 用坐标纸作图。　　　　　　　　　　 选择合适的坐 　　标轴比例。 标出数据点和 　　理论点。　　　　　　　　　 连成光滑的图线。　　　　　　　　　　　 标出图名及注解 图解 意义：利用已经