大学物理实验讲义.pptxVIP

物理实验规定 ;物理实验成绩评定方法;实验作业检查 预习 实验上课前检查预习报告 实验报告提交 下次实验前提交上次实验的实验报告，延期扣分;;;测量;测量;测量;测量;测量;测量误差;约定真值 被测物理量的测量平均值或算数平均值 ，若使它最小则： 注：根据最小二乘法原理（一系列等精度测量的最佳估计值是能使 各次测量值与该值之差的平方和为最小的值） ，i=1,2,…，n — 被测量真值的最佳估计值 — 被测量值的算数平均值;真值 常用的三种真值： （1）理论值或定义值 如三角形内角和为180度。 （2）计量学约定值 光在真空中在1/299792458秒的时间间 隔内传播的距离为一米； （3）测量约定真值 当高一级标准器的误差仅为低一级仪器误差的1/3―1/20时。 ;测量误差;测量误差;测量误差;测量误差;测量误差;测量误差;系统误差的定量分析:;测量误差;测量误差;测量误差;随机误差的特点： (1) 单峰性：小误差出现的概率大； (2) 对称性：正负误差出现的概率相等； (3) 有界性：误差绝对值不会超过一定的界限； (4) 抵偿性：误差和的极限为0，平均值有利于减小随机误差。;*平均值的标准偏差—算数平均值的离散程度 在完全相同的条件下，多次进行重复测量，每次得到的测量列也不尽相同，是一个随机变量，表明算数平均值本身也具有离散性。 算数平均值的标准偏差： ;;无限次测量时单次测量的标准误差 有限次测量单次测量的标准偏差;算术平均值的标准偏差（多次测量列）;置信概率 真值经数理统计理论推算，以一定概率出现在（ ）～（ ）范围内，称为“置信概率”或“置信度”,对应的区间叫置信区间。 正态分布函数积分:;不同置信区间的置信概率;剔除坏值的依据—拉依达判据 对一系列等精度测量，根据极限误差来作为判据来剔除误差的方法。 显然误差?3 的那些测量数据都是“坏值”，应当剔除！ 注意：拉依达准则在n≤10的时候，判据不可靠！;测量结果的不确定度;测量结果的不确定度;不确定度的基本概念 不确定度的分类 —根据误差的来源，测量结??的不确定度可以归为A、B类不确定度 A 类不确定度 —多次重复测量，用统计方法求出的不确定度。 测量列的A类不确定度分量就用该测量列平均值的标准偏差表示： B 类不确定度 —用非统计方法估算的不确定度分量。本课程中一般只考虑计量器具误差这一因素，用仪器的示值误差来表示测量列的B类不确定度分量： ;不确定度的基本概念 A 类不确定度 ;n;由A类分量和B类分量按“方、和、根”方法合成 ;只考虑仪器误差，不考虑估计误差 ;常见仪器的不确定度;Δ仪=;常见仪器的不确定度;;数字式仪器:取末位±1;常见仪器的不确定度;第45页/共110页;实验室常用计量器具的示值误差： ;测量结果的不确定度;测量结果的不确定度;测量结果的不确定度;如果间接测量量与相互独立的直接测 量量（ ， ，…）间存在函 数关系，并假设为：;采用公式（1）或（2）计算，其结果是一致的。公式（2）是为了简化 积商形式求导计算过程。;测量结果的不确定度;测量结果的不确定度;例：已测得金属环的外形尺寸如下，要求给出其体积的测量结果？;3. 相对不确定度：;有效数字;有效数字;测量结果表示为区间形式，表达式的尾数对齐;测量值 = 读数值(有效数字) + 单位 有效数字 = 可靠数字（多位）＋可疑数字（一位）;有效数字（读数规则）;定步长仪器：如游标卡尺、数字显示仪表等。 读到最小步长量（没有估计）。 ;等级仪器：如电压表、电流表等。 先确定可疑位，再读数，与其对齐。;有效数字中容易出错的问题;4、有效数字位数与单位、小数点位置无关;有效数字（间接测量运算）;只保留一位可疑数字;（2）乘除运算;（3）乘方、立方、开方运算;（4）三角函数运算;（5）自然数与常量;有效数字;有效数字尾数的舍入规则;有效数字尾数的舍入规则;常用数据处理方法; 表1 不同温度下的金属电阻值;作图法形象、直观地显示出物理量间的函数关系，也可用来求某些参数。先整理出数据表格，并用坐标纸、计算机绘图。;1.选择坐标分度值，确定坐标纸大小 坐标分度值的应能基本反映测量值的准确度或精密度。 U 轴选1mm对应于0.20V，I 轴选1mm对应于mA； 定坐标纸略大于数据范围（如130mm×130mm）。; ;不当图例展示：;n;图2;I (mA);软件 计算机作图;砝码质量(Kg) ;砝码质量(Kg) ;常用数据处理方法（最小二乘法）;最小二