大学物理实验实验绪论及准备知识.pptx

大学物理实验实验绪论及准备知识授课教师：杨伟斌Tel:26731120(O)13510515125QQ：46176513办公室：第二工业中心213一、物理实验的作用和地位二、如何上好物理实验课？四、物理实验课的要求实验绪论及准备知识三、物理实验课的安排二、如何上好物理实验课？1、每次实验课前要求预习（完成预习报告）2、实验中认真操作和记录实验数据，并进行适当数据处理（经过初步处理的实验的原始数据必须有教师签名）3、实验完成后要求完成实验报告4、按时交实验报告实验课的安排1、每班分为两个A、B两个实验班2、每两位同学一组3、A、B两个实验班分别进行各自的实验。4、实验课成绩有三部分组成：平时表现(20%)、实验报告(40%)、实验考试(40%)物理实验课的要求3、不准带食品和饮料进实验室1、每人自备一个计算器（推荐：深南苑计算器）2、上课穿实训服深南苑计算器深南苑（LF118C）公司：深圳凌锋电子有限公司电话：[phone]公司地址：深圳宝安新城28区创业二路主要参考书2、大学物理实验 曾晓英等主编 湖南科技出版社3、大学物理简明教程沈临江等主编 化学工业出版社4、普通物理学程守洙、江之永主编 高教出版社1、物理学 李遒伯主编 高教出版社物理实验的准备知识介绍（数据处理方法及不确定度理论）（一）测量不确定度的基本概念（二）有效数字（三）实验不确定度的评定及计算（四）数据处理方法（一）测量不确定度的基本概念测量：通过一定的技术手段求得物理量的值直接测量：由仪器或量具直接对比读数的测量间接测量：先测量基本量然后通过计算得出结果真值：物理量客观存在的值误差：测量结果 x 和真值 x0 之间的差异估计值叫绝对误差，简称误差，即：相对误差：测量值存在误差的原因1、测量仪器及标准量的问题2、测量方法的问题3、测量者的问题所谓有效数字，是指一个数值中，从第一个非0数字算起的所有数字（二）有效数字1.25认识有效数字（三位有效数字）两位正确数字一位存疑数字1.323（四位有效数字）1.25 （二位小数）0.0033（四位小数）1.323 （三位小数）+)2.5763 （三位存疑数字）取一位存疑数字：取一位存疑数字：2.58213.5 (一位小数）2.214 (三位小数）-)211.286 （三位存疑数字）取一位存疑数字：取一位存疑数字：211.31.234（四位有效数位）32.1（三位有效数位）.12342.46837.0239.6114取三位有效数字：取三位有效数字：39.6有效数字运算规律1、加减运算随各数字中小数位最少者2、乘除运算随各数字中有效数位最少者有效数字的练习P26（1）（4)题（三）实验不确定度的评定及计算1、测量不确定度的分类2、测量不确定度的评定3、测量结果的表示测量不确定度的分类 测量不确定度是评定作为测量质量指标的此量值的范围。这里简单介绍标准不确定度，即用标准偏差来估计其不确定度的大小。1、标准不确定度的A类评定uA2、标准不确定度的B类评定uB3、合成标准不确定度uC标准不确定度的A类评定uA 由于偶然效应引起的，使得测量值分散开。用统计方法求平均值的标准偏差，标准不确定度的B类评定uB 当误差的影响，仅使测量值向某一方向有恒定的偏离，这时不能用统计的方法得到不确定度，这就是B类分量。其中：C与仪器不确定度概率分布有关，目前，我们一般取3。其中：是仪器“不确定度限值”，在实验中有以下规定：1、对于连续读数仪表，其不确定度限值取分度值的一半；2、对于有游标的量具和非连续读数的仪表，其不确定度限值取最小分度值；3、对于某些仪器，其不确定度限值需要计算：（a）指针式电表的等于量程与等级的乘积（b）电阻箱的等于示值乘以等级再加上零值电阻（c）用天平测量物体质量的等于各砝码不确定度之和 量程0 130mm，分度值0.02mm的游标卡尺测量长度时，其仪器不确定度限值=0.02mm，其B类不确定度评定为：举例：最小刻度为毫米的米尺测量长度时，其仪器不确定度限值=1/2=0.5mm，其B类不确定度评定为：合成标准不确定度uC 对一物理量测定之后，要计算测得值的不确定度，由于其测得值的不确定度来源不止一个，所以要合成其标准不确定度。约定：若其中有一个分量比另一个分量大10倍以上，就以其中大的一个分量做为合成标准不确定度。测量结果的表示（选取不同的置信概率）（选取不同的置信概率）在同学们今后的实验中，一般取K=3，最后结果只进不舍取一位。最后结果的表示OxY(mm)60.2660.2460.2868.3%60.2260.3095.4%60.2060.3299.7%对于任何一个要测量的物理量：经多次（6次以上）测量得到一组数据平均值A类不确定度B类不确定度测量结果表示：结果表示注意要点测量结果表示：1、不确定度一般约定只进不舍取一位有效数字，测量结果的末位有效数字应与不确定度的有效数字对齐2、举例：如 测量值为3.5480，不确定度为0.0542，则结果3、做26页第2题60.2660.3260.2260.2660.2860.2000.06-0.0400.02-0.0400.00360.001600.00080.0016举例：书中 P263 测量钢球直径。测量结果：测量不确定度的传递和差的不确定度传递积商的不确定度传递举例乘方的不确定度传递和差的不确定度传递当间接测量结果为直接测量分量的和或差时，结果的不确定度平方为各分量不确定度的平方之和。注意：只加不减只加不减若：则：积商的不确定度传递当间接测量结果为直接测量分量的积或商时，结果的相对不确定度平方为各分量相对不确定度的平方之和。这里同样也是只加不减若：则：乘方的不确定度传递当间接测量结果为直接测量分量的n次乘方时，其结果的相对不确定度平方为各分量相对不确定度的n倍的平方。若：则：接前一个例子，求小钢球的体积。接前一个例子，求小钢球的体积。球的体积：球的体积：已知：已知：已知：已知：（四）数据处理方法1、列表法2、作图法3、回归法4、逐差法3、回归法 回归法是指各物理量之间存在某种函数关系，最简单的是线性关系。有关回归的理论比较复杂，在此不详细介绍，使用到时再做详细介绍。4、逐差法此处我用实验十三（声速测量）的例子来加以说明（数据的单位为：mm）以上数据的每一个间隔正好是声波的半个波长（/2），即等间隔，而我需要用这一组数据求波长。若用求平均的方法求：这样，只要L9和L0中有一个测量错误，结果就是错误的。而L1-L8全部没有用上，浪费了！由此，我们取5个间隔为一组，求平均后再除以5，即：