大学物理实验电子教案（08-09学年）.pptVIP

二 OO 九年二月 本学期课程课程安排 第 1 、 2 周《物理实验》理论基础知识 2 × 3 学时 第 3 周同学们进行网上选实验项目 http:// /wlsys 第 4 － 16 周循环进行所选实验项目的操作 《物理实验Ⅰ》的平时成绩 第 19 周进行理论基础知识考试 《物理实验Ⅰ》的考试成绩 绪 论 二、课程的基本要求 ◆了解常用仪器的性能，并学会使用方法 三、课程教学的三个重要环节 ◆阅读教材和有关资料 ◆写好预习报告 3.实验后的报告撰写阶段 一、实验名称 二、实验目的 三、仪器和用具 四、原理简述 五、实验内容及步骤 六、注意事项 七、实验数据记录 八、数据处理 九、实验结果 十、讨论 四、实验成绩的评定办法 每个实验成绩的评分参考标准 请直接登录http:// /wlsys 物理实验基本知识 第一节 测量与误差 一、测量 二、误差 解决办法：系统误差一般在测量前就可以确切知道的，所以在测量前就进行测定，同时在测量后还需作再次核准。一般有代替法、交换法、异号法等。 二、真值的最佳近似值 ——算术平均值 三、多次直接测量的数据讨论 物理实验基本知识 第三节 实验不确定度 上述误差的分析方法主要基于在完全消除系统的条件下，单纯的估算偶然误差但在具体实验中，客观的系统误差常常消除不了。所以国际上从 1980 年开始就建议在实验中用不确定度表示实验结果的不确定程度，用以评定结果的质量，表征被测物理量的真值在某个范围的可信程度。 不确定度是由于误差的存在而被测量值不能确定的程度。是被测量的真值在某一范围内的一个评定，一般用σ表示。 P=68.3% 测量的不确定度也可以理解为测量误差可能出现的范围，标示着测量结果的可靠程度如果不确定度越大，则测量结果可靠性差，应用价值低，反之，则测量结果的可靠性好，应用价值大。 一、不确定度定义 1. A类不确定度(统计不确定度） S ： 二、不确定度的分类 2. B 类不确定度（非统计不确定度） u ： 1. A类不确定度 S ： 可以通过统计方法来计算 (如偶然误差) 三、直接测量不确定度的计算 不能用统计方法只能用其他方法估算 (如仪器误差和测量估计误差) ② B 类不确定度 u ： 2. 相对不确定度 1. 合成不确定度 四、不确定度的相关表述 P=68.3% 0.589 0.612 0.587 0.596 0.596 0.593 例 用一级千分尺测量钢丝的直径如下 计算测量的合成不确定度 解：首先计算出钢丝的直径的算术平均值 由于是多次测量 ，存在统计不确定度，有 非统计不确定度用仪器误差，则 合成不确定度为 五、间接测量不确定度的计算 间接测量是通过直接测量进行的，直接测量结果的合成不确定度会对间接测量结果的合成不确定度产生影响，即不确定度的传递（播）规律。 已知关系式为： 将微分号换成不确定的符号，方和根合成 绝对不确定度： 对于函数关系是和差形式的，先对多元函数进行全微分： 相对不确定度： 对于函数关系是乘除形式的，先取对数后进行全微分： 将微分号换成不确定的符号，方和根合成 六、测量结果及不确定度的表示 结果表示为： 注意： 1 、要写上单位，否则不具备任何意义； 2 、σ只取一位有效数字，“只进不舍”； 3 、测量结果末位与绝对合成不确定度对齐 例 用标准米尺测某一物体的长度如下： 42.35 42.33 42.34 42.37 42.33 42.34 42.30 42.35 42.34 42.32 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 计算测量的合成不确定度，并写出测量结果表达式。 解： 1 、首先计算长度的算术平均值: 2 、计算统计不确定度: 3 、计算非统计不确定度: 4、计算合成不确定度: 5 、结果表达式: 已测得矩形宽、长结果分别是 求周长L=？ 解： 1 、首先计算周长的算术平均值: 3、实验结果： 2、计算间接不确定度: 已测得矩形长宽为： 解： 求面积 S 1 、首先计算面积的算术平均值: 3、实验结果： 2、计算间接不确定度: 物理实验基本知识 第四节 常用的数据处理方法 数据处理是实验中对数据的加工及运算过程,达到求得未知量的目的在这一节中，我们将熟悉下列在物理实验中常用的数据处理方法： 1 、列表 2 、作图法 3 、逐差 法 4 、最小二乘法 一、列表法 二、作图法 能够直