物理实验导论课绪论部分-0917.pptx - 上海交通大学致远学院.pptxVIP

物理实验导论课绪论上海交通大学物理实验中心2017年9月1.为什么要上物理实验课1.1 物理实验的作用1.2 物理实验课的目的“物理”起源“物理” 源于古希腊文φυσικ，原意：自然.上图为牛顿所著“自然哲学之数学原理”汉、日语中“物理”一词源自方以智（明末清初）百科全书式著作《物理小识》问：什么物理学？答：研究（猜想）自然世界的基本规律！问：与数学研究自然世界有何不同？答：数学研究中没有客观实验！问：客观实验有什么用？答：检验研究结果科学意义的唯一手段问：实验只有检验这一用途吗？答：不是！实验的现象是发现自然规律的“密码”问：能不能像学数学一样学物理呢？答：不能！根本不知道自然的基本规律是什么问：那物理该怎么学（或研究）？答：实验 + 逻辑 （逻辑最精妙的形式是数学）物理学是研究物质运动一般规律及物质基本结构的科学，是自然科学的基础学科。 物理实验的作用超导核磁共振成像（MRI）物理实验的作用物理学的核心——揭示自然世界的内在规律物理学的基石——实验为什么实验是物理学的基石？F = m?a检验规律提示规律能包容未知——允许有误差物理学是一门实验科学，物理实验在物理学的产生、发展和应用过程中起着重要作用。物理实验的作用马德堡半球实验（奥托·冯·居里克）以诺贝尔物理学奖为例：80%以上的诺贝尔物理学奖给了实验物理学家。 其余20%的奖中很多是实验和理论物理学家分享的。物理实验的作用诺贝尔物理奖奖华人获得者李政道：生于上海，美籍华人，1957年获诺贝尔物理学奖， 时年31岁 杨振宁：生于安徽，美籍华人，1957年获诺贝尔物理学奖，时年35岁 丁肇中：生于美国，美籍华人，1976年获诺贝尔物理学奖， 时年40岁 朱棣文：生于美国，美籍华人，1997年诺贝尔获物理学奖，时年49岁 崔 琦：生于河南，美籍华人，1998年获诺贝尔物理学奖， 时年59岁 物理实验的作用李政道丁肇中杨振宁弱相互作用中宇称不守恒独立发现新的J/ψ基本粒子物理实验的作用 ， 朱棣文 崔琦 高锟发明了用激光冷却量子霍耳效应 光纤之父和俘获原子的方法 物理实验的作用 物理实验课的目的是什么？热力光电通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量掌握和理解物理理论；学习物理实验知识和设计思想培养实验能力提高实验素养2. 测量、误差和不确定度估计2.1 测量与有效数字2.2 测量误差和不确定度估算的基础知识测量与有效数字测量有效数字的读取有效数字的运算有效数字尾数的舍取规则测量 测量用合适的工具或仪器，通过科学的方法，将反映被测对象某些特征的物理量（被测物理量）与选作标准单位的同类物理量进行比较的过程，其比值即为被测物理量的测量值。例：长度测量标准单位：1983年10月第十七届国际计量大会通过了米的新定义：“米是光在真空中1／299792458秒的时间间隔内所经路程的长度”。古代常以人体的一部分作为长度的单位。“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。1790年法国国民议会通过决议，决定采用通过巴黎的地球子午线的四分之一的千万分之一为长度单位1927年国际协议，以金属镉(Cd)的红色光谱线的长度1553164.13倍作为米的长度单位测量工具：直接测量：直接将待测物理量与选定的同类物理量的标准单位相比较直接得到测量值间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系，求得该被测物理量mVρ测量结果表示测量值 = 读数值(有效数字)+单位有效数字：可靠数字＋可疑数字（一位）有效数字的读取15.2mm15.0mm科学记数法有效数字的运算：加、减法诸量相加（相减）时，其和（差）数在小数点后所应保留的位数与诸数中小数点后位数最少的一个相同。 4.178 + 21.3 25.478 = 25.5有效数字的运算：乘、除法诸量相乘（除）后其积（商）所保留的有效数字，只须与诸因子中有效数字最少的一个相同。 4.178 × 10.1 4178 4178 421978=42.2有效数字的运算：乘方、开方有效数字与其底的有效数字相同有效数字的运算：取对数运算后的尾数位数与真数位数相同例：lg1.938 = 0.2973 lg1938 = 3 + lg1.938 = 3.2973有效数字的运算：指数函数运算后的有效数字的位数与指数的小数点后的位数相同（包括紧接小数点后的零）例：106.25 = 1.8 × 106 100.0035 = 1.008有效数字的运算：三角函数 取位随角度有效数字而定例：Sin30°00′= 0.5000 Cos20°16′= 0.9381有效数字的运算：注意点正确数不适用有效数字的运算规则。取常数