大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論2013概要

1、物理實(shí)驗(yàn)管理方法物理實(shí)驗(yàn)管理方法個(gè)人個(gè)人注冊(cè)注冊(cè)預(yù)約預(yù)約實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)按預(yù)約的時(shí)間、內(nèi)容按預(yù)約的時(shí)間、內(nèi)容作實(shí)驗(yàn)作實(shí)驗(yàn)一周內(nèi)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告一周內(nèi)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告自由決定做實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（先后）。自由決定做實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（先后）。1616周參加實(shí)驗(yàn)筆試周參加實(shí)驗(yàn)筆試開(kāi)放方式：開(kāi)放方式：（1 1） 第第2 2周周 第第1515周為開(kāi)放時(shí)間；周為開(kāi)放時(shí)間；（2 2）每周）每周 周一周一 周五周五( (法定假日及周六法定假日及周六, ,日除外日除外) ) 下午下午 1 1：30 3 30 3 ：20 20 （2 2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 3 3：30 5 30 5 ：2020（2 2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第一周為注冊(cè)時(shí)間第一

2、周為注冊(cè)時(shí)間，在，在www:/90/WLSYwww:/90/WLSY 或或農(nóng)大主頁(yè)農(nóng)大主頁(yè) 理學(xué)院理學(xué)院 友情鏈接友情鏈接 物理實(shí)驗(yàn)室物理實(shí)驗(yàn)室注冊(cè)注冊(cè)( (實(shí)名實(shí)名) )注意注意: :密碼（不要多于密碼（不要多于10 10 位）位）, ,學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)必須在英文狀態(tài)下輸入必須在英文狀態(tài)下輸入, ,否則系統(tǒng)在辨認(rèn)時(shí)會(huì)否則系統(tǒng)在辨認(rèn)時(shí)會(huì)出錯(cuò)出錯(cuò)! !注冊(cè)的密碼注意保密注冊(cè)的密碼注意保密實(shí)驗(yàn)課選擇方法：實(shí)驗(yàn)課選擇方法：經(jīng)注冊(cè)預(yù)約的學(xué)生，從經(jīng)注冊(cè)預(yù)約的學(xué)生，從第二周開(kāi)始可以第二周開(kāi)始可以做實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間由學(xué)生自由選擇；。做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間由學(xué)生自由選擇；在實(shí)

3、驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間內(nèi)，學(xué)生除必須完成在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間內(nèi)，學(xué)生除必須完成教師指定的教師指定的6 6個(gè)必做實(shí)驗(yàn)個(gè)必做實(shí)驗(yàn)外，另自由選做外，另自由選做其它的實(shí)驗(yàn)；其它的實(shí)驗(yàn)；6 6個(gè)個(gè)必做實(shí)驗(yàn)必做實(shí)驗(yàn)為：為： 與先后順序無(wú)關(guān)！與先后順序無(wú)關(guān)！ A1 A1 長(zhǎng)度與固體密度測(cè)量長(zhǎng)度與固體密度測(cè)量A2 A2 用拉伸法測(cè)金屬絲的楊氏彈性模量用拉伸法測(cè)金屬絲的楊氏彈性模量A5 A5 駐波駐波A11 A11 用惠斯登電橋研究金屬電阻溫度系數(shù)用惠斯登電橋研究金屬電阻溫度系數(shù)A12 A12 用補(bǔ)償法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)用補(bǔ)償法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)A14 A14 等厚干涉等厚干涉- -用牛頓環(huán)測(cè)曲率半徑用牛頓環(huán)測(cè)曲率半徑每一個(gè)學(xué)生在每

4、一個(gè)學(xué)生在一個(gè)時(shí)間段（一個(gè)時(shí)間段（2 2學(xué)時(shí)）只能完成學(xué)時(shí)）只能完成1 1個(gè)實(shí)驗(yàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)；在；在一天中最多只能完成一天中最多只能完成2 2項(xiàng)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；在容；在同一周內(nèi)最多只能完成同一周內(nèi)最多只能完成3 3項(xiàng)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；多做的實(shí)驗(yàn)一經(jīng)查出視為作廢，并且不可以多做的實(shí)驗(yàn)一經(jīng)查出視為作廢，并且不可以重做該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)；重做該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)；學(xué)生應(yīng)學(xué)生應(yīng)按時(shí)間段（按時(shí)間段（ 1 1：3030或或 3 3：3030）準(zhǔn)時(shí)參加）準(zhǔn)時(shí)參加預(yù)約過(guò)的實(shí)驗(yàn)，超過(guò)十分鐘不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約過(guò)的實(shí)驗(yàn)，超過(guò)十分鐘不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若已若已預(yù)約預(yù)約該實(shí)驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)未按時(shí)參加未按時(shí)參加，則取消該生再，則取消該生再次預(yù)約此實(shí)驗(yàn)的權(quán)力。

5、但在以后該實(shí)驗(yàn)未滿次預(yù)約此實(shí)驗(yàn)的權(quán)力。但在以后該實(shí)驗(yàn)未滿員時(shí)，經(jīng)指導(dǎo)教師同意可以做此實(shí)驗(yàn)。員時(shí)，經(jīng)指導(dǎo)教師同意可以做此實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須出示預(yù)習(xí)報(bào)告學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須出示預(yù)習(xí)報(bào)告( (包括包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器、步驟、數(shù)據(jù)表格等，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器、步驟、數(shù)據(jù)表格等，該預(yù)習(xí)報(bào)告后面加上數(shù)據(jù)處理等可做為正式該預(yù)習(xí)報(bào)告后面加上數(shù)據(jù)處理等可做為正式報(bào)告提交報(bào)告提交) )，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室在教師處簽到；在教師處簽到；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后經(jīng)教師檢查數(shù)據(jù)后，要在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)束后經(jīng)教師檢查數(shù)據(jù)后，要在實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)中錄入本次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)中錄入本次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；未正確簽；未正確簽到學(xué)

6、生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)效！到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)效！校園網(wǎng)預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間：校園網(wǎng)預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間：每個(gè)實(shí)驗(yàn)只允許預(yù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)只允許預(yù)約一次！約一次！實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)在實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)在一周內(nèi)提交實(shí)驗(yàn)一周內(nèi)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告報(bào)告，否則按零分記錄否則按零分記錄該實(shí)驗(yàn)。報(bào)告交理該實(shí)驗(yàn)。報(bào)告交理學(xué)樓物理實(shí)驗(yàn)室二層的專(zhuān)用信箱中（每班學(xué)樓物理實(shí)驗(yàn)室二層的專(zhuān)用信箱中（每班一個(gè)）。一個(gè)）。學(xué)生在學(xué)生在第第八八周前至少應(yīng)完成周前至少應(yīng)完成七七項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)（以（以提交報(bào)告為準(zhǔn)）提交報(bào)告為準(zhǔn)），未完成未完成任務(wù)的學(xué)生不能任務(wù)的學(xué)生不能進(jìn)行下一輪實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)課成績(jī)按進(jìn)行下一輪實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)課成績(jī)按不及格不及格處處理。理。 學(xué)生在學(xué)生在第十五周前應(yīng)至少完成本

7、專(zhuān)業(yè)所規(guī)定第十五周前應(yīng)至少完成本專(zhuān)業(yè)所規(guī)定完成的實(shí)驗(yàn)數(shù)量完成的實(shí)驗(yàn)數(shù)量， 物理實(shí)驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)B-32B-32學(xué)時(shí)的各專(zhuān)學(xué)時(shí)的各專(zhuān)業(yè)業(yè)( (煙臺(tái)研究院煙臺(tái)研究院, ,水院水院, ,食院食院, ,理學(xué)院理學(xué)院) )最少完成最少完成1212個(gè)實(shí)驗(yàn)個(gè)實(shí)驗(yàn), , 未按時(shí)完成的學(xué)生按不及格處理；多未按時(shí)完成的學(xué)生按不及格處理；多做不限（最多為做不限（最多為1818個(gè)實(shí)驗(yàn)）。個(gè)實(shí)驗(yàn)）。凡不正常完成實(shí)驗(yàn)，而偽造、抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)凡不正常完成實(shí)驗(yàn)，而偽造、抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的學(xué)生，一經(jīng)查出，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)按不及格處的學(xué)生，一經(jīng)查出，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)按不及格處理。理。 三、三、 考核方法：考核方法： 第十六周第十六周進(jìn)行期末理論考試；

8、進(jìn)行期末理論考試； 考試考試內(nèi)容內(nèi)容涉及涉及所有所有的實(shí)驗(yàn)（分為選做和必的實(shí)驗(yàn)（分為選做和必做），完成做），完成少于規(guī)定少于規(guī)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)量數(shù)量的學(xué)生的學(xué)生不能不能參參加理論考試；加理論考試； 成績(jī)?cè)u(píng)定方法為：成績(jī)?cè)u(píng)定方法為：平時(shí)平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)和期末理論考試?yán)碚摽荚嚦煽?jī)成績(jī)各占各占50%50%， 總評(píng)不及格或總評(píng)不及格或理論考核低于理論考核低于2020分分（滿分（滿分5050分）分）者，按不及格處理；凡實(shí)驗(yàn)不及格者者，按不及格處理；凡實(shí)驗(yàn)不及格者, ,來(lái)年需來(lái)年需重作實(shí)驗(yàn)重作實(shí)驗(yàn). . 理學(xué)樓理學(xué)樓 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容204-206A3碰撞碰撞 A25基本電學(xué)量測(cè)量基本電學(xué)量測(cè)量212-21

9、4A12電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) A17偏振偏振211-213A2楊氏彈性模量楊氏彈性模量 C1誤差配套誤差配套215-217A18示波器示波器 A13霍耳效應(yīng)霍耳效應(yīng)108-110A11電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù) B5熱電偶熱電偶111-113A22普朗克常量普朗克常量 A9粘滯系數(shù)粘滯系數(shù)115-117A5駐波駐波 A7表面張力表面張力 B 113-115A1長(zhǎng)度測(cè)量長(zhǎng)度測(cè)量 A10剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量B109 (地下）地下）A14牛頓環(huán)牛頓環(huán)B111 (地下）地下）A19分光計(jì)分光計(jì) 可供選做可供選做 ( 18-6=12)( 18-6=12)個(gè)實(shí)驗(yàn)個(gè)實(shí)驗(yàn) 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)的意義

10、和目的開(kāi)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)的意義和目的 物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)的科學(xué)。物理學(xué)新概念的確立和新規(guī)律物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)的科學(xué)。物理學(xué)新概念的確立和新規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都依賴(lài)于反復(fù)實(shí)驗(yàn)。的發(fā)現(xiàn)都依賴(lài)于反復(fù)實(shí)驗(yàn)。 物理實(shí)驗(yàn)的方法、思想、儀器和技術(shù)已經(jīng)被普遍地應(yīng)物理實(shí)驗(yàn)的方法、思想、儀器和技術(shù)已經(jīng)被普遍地應(yīng)用在自然科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域和技術(shù)部門(mén)。用在自然科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域和技術(shù)部門(mén)。 物理學(xué)理論上新的突破常常是通過(guò)新的實(shí)驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)的。物理學(xué)理論上新的突破常常是通過(guò)新的實(shí)驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)的。 物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的：使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的：使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，受到嚴(yán)格的訓(xùn)練，掌握初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、養(yǎng)知識(shí)的同時(shí)，受到嚴(yán)格的訓(xùn)

11、練，掌握初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?shí)驗(yàn)?zāi)芰Π▌?dòng)手能力和動(dòng)腦能力。安裝、調(diào)整和操包括動(dòng)手能力和動(dòng)腦能力。安裝、調(diào)整和操作實(shí)驗(yàn)裝置的技能，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、選取實(shí)驗(yàn)條件、分析作實(shí)驗(yàn)裝置的技能，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、選取實(shí)驗(yàn)條件、分析現(xiàn)象、判斷故障和審查數(shù)據(jù)等方面的能力。現(xiàn)象、判斷故障和審查數(shù)據(jù)等方面的能力。物理實(shí)驗(yàn)課的主要教學(xué)環(huán)節(jié)（預(yù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)課的主要教學(xué)環(huán)節(jié)（預(yù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 報(bào)告）報(bào)告）(1) (1) 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材(2) (2) 寫(xiě)好預(yù)寫(xiě)好預(yù) 習(xí)報(bào)告習(xí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容( (要寫(xiě)出哪些是已知

12、量，哪些是要寫(xiě)出哪些是已知量，哪些是待測(cè)量，待測(cè)量是用什么儀器去測(cè)量等待測(cè)量，待測(cè)量是用什么儀器去測(cè)量等) )簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)原理( (或主要的計(jì)算公式或主要的計(jì)算公式) )數(shù)據(jù)記錄表格數(shù)據(jù)記錄表格2. 2. 實(shí)驗(yàn)中的觀測(cè)：實(shí)驗(yàn)中的觀測(cè)：實(shí)驗(yàn)操作、記錄數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)操作、記錄數(shù)據(jù)1212實(shí)驗(yàn)后的報(bào)告：實(shí)驗(yàn)后的報(bào)告：內(nèi)容：內(nèi)容： 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理：寫(xiě)出簡(jiǎn)要的原理及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理：寫(xiě)出簡(jiǎn)要的原理及有關(guān)的計(jì)算公式，如有必要的圖計(jì)算公式，如有必要的圖( (如電路圖、如電路圖、光路圖等光路圖等) )還要繪制出來(lái)。還要繪制出來(lái)。 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)處理數(shù)

13、據(jù)處理 討論以及對(duì)實(shí)驗(yàn)的建議、體會(huì)等。討論以及對(duì)實(shí)驗(yàn)的建議、體會(huì)等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一律用統(tǒng)一規(guī)格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙書(shū)寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一律用統(tǒng)一規(guī)格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙書(shū)寫(xiě)。1313 期望：期望：同學(xué)們以研究者的態(tài)度同學(xué)們以研究者的態(tài)度 組裝實(shí)驗(yàn)裝置，觀測(cè)分組裝實(shí)驗(yàn)裝置，觀測(cè)分析，探討最佳實(shí)驗(yàn)方案，從中積累經(jīng)驗(yàn)、鍛煉技巧，為析，探討最佳實(shí)驗(yàn)方案，從中積累經(jīng)驗(yàn)、鍛煉技巧，為以后獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和解決新的實(shí)驗(yàn)課題創(chuàng)造條件。以后獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和解決新的實(shí)驗(yàn)課題創(chuàng)造條件。一、測(cè)量的誤差一、測(cè)量的誤差 測(cè)量：測(cè)量：為確定被測(cè)量對(duì)象的量值而進(jìn)行的被測(cè)物與儀為確定被測(cè)量對(duì)象的量值而進(jìn)行的被測(cè)物與儀器相比較的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。器相比較的實(shí)驗(yàn)

14、過(guò)程。測(cè)量分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。測(cè)量分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。直接測(cè)量：是指在測(cè)量工具上直接讀出被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量。直接測(cè)量：是指在測(cè)量工具上直接讀出被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量。如：用米尺測(cè)桌子的長(zhǎng)度，用天平測(cè)物體的質(zhì)量。如：用米尺測(cè)桌子的長(zhǎng)度，用天平測(cè)物體的質(zhì)量。 間接測(cè)量：是指利用已知函數(shù)關(guān)系和直接測(cè)量值，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到間接測(cè)量：是指利用已知函數(shù)關(guān)系和直接測(cè)量值，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到該被測(cè)量值的測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的測(cè)量，有許多是間接測(cè)量。該被測(cè)量值的測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的測(cè)量，有許多是間接測(cè)量。 測(cè)量值測(cè)量值誤差存在于一切測(cè)量過(guò)程之中誤差存在于一切測(cè)量過(guò)程之中。ix真x 被測(cè)量真值，實(shí)際常取多次測(cè)量的平均值被測(cè)量

15、真值，實(shí)際常取多次測(cè)量的平均值。等精度測(cè)量，不等精度測(cè)量。后者取平均值無(wú)意義。等精度測(cè)量，不等精度測(cè)量。后者取平均值無(wú)意義。真xxE相對(duì)誤差相對(duì)誤差( (相對(duì)不確定度相對(duì)不確定度) )： ( (用百分?jǐn)?shù)表示用百分?jǐn)?shù)表示) ) 誤差的表示：誤差的表示：如：欲測(cè)量某地的重力加速度如：欲測(cè)量某地的重力加速度g g，利用函數(shù)關(guān)系，利用函數(shù)關(guān)系glT2 直接測(cè)量量：擺長(zhǎng)直接測(cè)量量：擺長(zhǎng) 和振動(dòng)周期和振動(dòng)周期T Tl224Tlg計(jì)算得到計(jì)算得到 g g 。iixnx1絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差( (不確定度不確定度) )：ixxx 真二、誤差的分類(lèi)及其處理方法二、誤差的分類(lèi)及其處理方法 1 1、系統(tǒng)誤差：特點(diǎn)：誤差

16、大小恒定，具有規(guī)律性、重、系統(tǒng)誤差：特點(diǎn)：誤差大小恒定，具有規(guī)律性、重現(xiàn)性和可修正性。如：由于天平左右臂長(zhǎng)不完全相等。現(xiàn)性和可修正性。如：由于天平左右臂長(zhǎng)不完全相等。物放短臂端稱(chēng)得輕，物放長(zhǎng)臂端稱(chēng)得重。物放短臂端稱(chēng)得輕，物放長(zhǎng)臂端稱(chēng)得重。按誤差來(lái)源分：按誤差來(lái)源分：2 2、隨機(jī)誤差、隨機(jī)誤差( (偶然誤差偶然誤差) )：特點(diǎn)：誤差具有隨機(jī)性。：特點(diǎn)：誤差具有隨機(jī)性。 隨機(jī)誤差的分布服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大多數(shù)服從正態(tài)分布隨機(jī)誤差的分布服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大多數(shù)服從正態(tài)分布 對(duì)系統(tǒng)誤差的研究對(duì)系統(tǒng)誤差的研究: 1): 1)探索系統(tǒng)誤差的來(lái)源探索系統(tǒng)誤差的來(lái)源, , 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案消除或削減該項(xiàng)誤差。方案

17、消除或削減該項(xiàng)誤差。2) 2)估計(jì)系統(tǒng)誤差的可能范圍。估計(jì)系統(tǒng)誤差的可能范圍。隨機(jī)誤差的正態(tài)分布隨機(jī)誤差的正態(tài)分布誤差概率密度分布函數(shù)誤差概率密度分布函數(shù)()fx0 0()fxx測(cè)量結(jié)果的評(píng)價(jià)：測(cè)量結(jié)果的評(píng)價(jià)：( (定性定性) )1 1、精密度、精密度 指重復(fù)測(cè)量所得結(jié)果相互接近的程度。指重復(fù)測(cè)量所得結(jié)果相互接近的程度。 2 2、正確度、正確度 指測(cè)量結(jié)果接近真值的程度。指測(cè)量結(jié)果接近真值的程度。 3 3、準(zhǔn)確度、準(zhǔn)確度 是綜合反映系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差大小的程度是綜合反映系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差大小的程度圖圖(A)圖圖(B)圖圖 (C)精密度高精密度高準(zhǔn)確度低準(zhǔn)確度低精密度低精密度低準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高精

18、確度高精確度高平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差 實(shí)驗(yàn)中常用標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)估計(jì)測(cè)量的隨機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)中常用標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)估計(jì)測(cè)量的隨機(jī)誤差。設(shè)對(duì)某一物理量測(cè)得設(shè)對(duì)某一物理量測(cè)得n n個(gè)測(cè)量值個(gè)測(cè)量值x x1 1，x x2 2，x xn n。它。它們算術(shù)平均值是們算術(shù)平均值是當(dāng)當(dāng)nn時(shí)，平均值趨近真值。每一次測(cè)量值時(shí)，平均值趨近真值。每一次測(cè)量值x xi i與平均值與平均值之差稱(chēng)為殘差，即之差稱(chēng)為殘差，即nixnxnii,2, 111，表示測(cè)量結(jié)果表示測(cè)量結(jié)果nixxxii，21表示每一次測(cè)量值的絕對(duì)誤差表示每一次測(cè)量值的絕對(duì)誤差 標(biāo)準(zhǔn)偏差的統(tǒng)計(jì)意義：標(biāo)準(zhǔn)偏差小的測(cè)量值，顯示測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差的統(tǒng)計(jì)意義：標(biāo)準(zhǔn)偏差

19、小的測(cè)量值，顯示測(cè)量值偏離真值的可能性較小，即測(cè)量值的可靠性較高。值偏離真值的可能性較小，即測(cè)量值的可靠性較高。1122nxxnxSiix標(biāo)準(zhǔn)偏差，以標(biāo)準(zhǔn)偏差，以S Sx x表示為（有時(shí)也寫(xiě)為表示為（有時(shí)也寫(xiě)為 ）xS Sx x數(shù)值的大小是測(cè)量精密度高低的重要參數(shù)。數(shù)值的大小是測(cè)量精密度高低的重要參數(shù)。 三、直接測(cè)量結(jié)果的表示和不確定度的估計(jì) ( (一一) )、 測(cè)量結(jié)果的完整表示測(cè)量結(jié)果的完整表示 (二)、為什么要引入不確定度為什么要引入不確定度 根據(jù)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)（根據(jù)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)（CIPMCIPM）在）在19811981年通過(guò)年通過(guò)的的建議書(shū)建議書(shū)1 1 實(shí)驗(yàn)不確定度的表達(dá)實(shí)驗(yàn)不確定度

20、的表達(dá)，誤差將由，誤差將由不確定度取代。不確定度取代。 前述為經(jīng)典誤差理論，它把誤差分為系統(tǒng)誤前述為經(jīng)典誤差理論，它把誤差分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類(lèi)來(lái)處理。差和隨機(jī)誤差兩類(lèi)來(lái)處理。不確定度能更準(zhǔn)確地用于測(cè)量結(jié)果的表示不確定度能更準(zhǔn)確地用于測(cè)量結(jié)果的表示。:不確定度不確定度表示完整的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)寫(xiě)成表示完整的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)寫(xiě)成X X 的形式。的形式。x 測(cè)量值不等于真值，可以設(shè)想真值就在測(cè)量值附近的測(cè)量值不等于真值，可以設(shè)想真值就在測(cè)量值附近的一個(gè)量值范圍內(nèi)。一個(gè)量值范圍內(nèi)。 測(cè)量不確定度就是評(píng)定作為測(cè)量質(zhì)量指標(biāo)的此量值測(cè)量不確定度就是評(píng)定作為測(cè)量質(zhì)量指標(biāo)的此量值范圍。范圍。 設(shè)測(cè)量值為設(shè)測(cè)量值為

21、x, x,其測(cè)量不確定度為其測(cè)量不確定度為 u u，其真值可能在量值，其真值可能在量值范圍（范圍（x-u,x+u)x-u,x+u)之中，顯然此量值范圍越窄，即測(cè)量不確之中，顯然此量值范圍越窄，即測(cè)量不確定度越小，用測(cè)量值表示真值的可靠性就越高。定度越小，用測(cè)量值表示真值的可靠性就越高。 對(duì)測(cè)量不確定度的評(píng)定，常以估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差去表示大對(duì)測(cè)量不確定度的評(píng)定，常以估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差去表示大小，此時(shí)稱(chēng)其為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。小，此時(shí)稱(chēng)其為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。 不確定度是指由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)值不能肯不確定度是指由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)值不能肯定的程度，是表征被測(cè)量的真值在某個(gè)量值范圍的評(píng)定。定的程度，是表征被測(cè)

22、量的真值在某個(gè)量值范圍的評(píng)定。可以理解為一定概率的誤差限值。誤差落在區(qū)間可以理解為一定概率的誤差限值。誤差落在區(qū)間(-,+)(-,+)之外的可能性之外的可能性( (概率概率) )非常小。非常小。( (三三) )、不確定度的簡(jiǎn)化評(píng)定方法、不確定度的簡(jiǎn)化評(píng)定方法22BAB B類(lèi)分量類(lèi)分量 B B：用其它方法：用其它方法( (非統(tǒng)計(jì)學(xué)方法非統(tǒng)計(jì)學(xué)方法) )評(píng)定的分量；評(píng)定的分量；不確定度的表述不確定度的表述 不確定度用于測(cè)量結(jié)果的報(bào)告不確定度用于測(cè)量結(jié)果的報(bào)告X X 表達(dá)式中，表示真表達(dá)式中，表示真值在區(qū)間值在區(qū)間( -, +)( -, +)內(nèi)的可能性內(nèi)的可能性( (概率概率) )約等于或大于約等于

23、或大于9595。xxx1 1、測(cè)量結(jié)果表示中一律采用不確定度、測(cè)量結(jié)果表示中一律采用不確定度 這兩類(lèi)分量用方和根合成：這兩類(lèi)分量用方和根合成：2 2、不確定度的分類(lèi)及合成方法、不確定度的分類(lèi)及合成方法不確定度不確定度 從評(píng)定方法上分為兩類(lèi)分量從評(píng)定方法上分為兩類(lèi)分量A A類(lèi)分量類(lèi)分量 A A：多次重復(fù)測(cè)量時(shí)：多次重復(fù)測(cè)量時(shí), ,用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算的分量；用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算的分量； 4、B類(lèi)分量的估算方法類(lèi)分量的估算方法 可近似取計(jì)量器具的誤差限值可近似取計(jì)量器具的誤差限值 ，即，即 B = 儀儀小結(jié)：小結(jié)：在普通物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)同一量作多次測(cè)量時(shí)，當(dāng)在普通物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)同一量作多次測(cè)量時(shí)，當(dāng)時(shí)時(shí)106

24、n1)(12nxxSniiA儀B2222儀SBA1nt測(cè)量次數(shù)n 測(cè)量量 1 2 3 4 5 6 平均值 s 儀 x y z 直接測(cè)量量直接測(cè)量量 (x,y,z)測(cè)量結(jié)果：測(cè)量結(jié)果：xxxyyyzzz式中式中611iixnx儀22xSx1)(12nxxSniiA由于由于n=6)(0單位xxx 測(cè)量結(jié)果的表示測(cè)量結(jié)果的表示x x0 0 測(cè)量結(jié)果的值測(cè)量結(jié)果的值 不確定度不確定度單次測(cè)量：?jiǎn)未螠y(cè)量：x x0 0= =x x， x x= = B B多次測(cè)量：多次測(cè)量：220BAxxx ，0 xEx相對(duì)不確定度相對(duì)不確定度用用%表示表示2525含義：真值落在在區(qū)間含義：真值落在在區(qū)間( x( x0 0

25、 -, x -, x0 0 +) +)內(nèi)的可能性內(nèi)的可能性( (概率概率) ) 約等于或大于約等于或大于9595。 次次 數(shù)數(shù) 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 10 0 L L( (c cm m) ) 4 42 2. .3 32 2 4 42 2. .3 34 4 4 42 2. .3 35 5 4 42 2. .3 30 0 4 42 2. .3 34 4 4 42 2. .3 33 3 4 42 2. .3 37 7 4 42 2. .3 34 4 4 42 2. .3 33 3 4 42 2. .3 35 5 試計(jì)算試計(jì)算LL例：例：2626用

26、標(biāo)準(zhǔn)米尺（用標(biāo)準(zhǔn)米尺（ ）測(cè)某一物體的長(zhǎng)度共）測(cè)某一物體的長(zhǎng)度共1010次，次，其數(shù)據(jù)如下：其數(shù)據(jù)如下：( (直接測(cè)量）直接測(cè)量）cmB05. 0解：解：求平均值求平均值 101101iiLL34423042354234423242101.( )cm(.3442 )(02.0018.01101012cmLLSiI).35423342344237423342 276ncmSA02.0cmB05.0求標(biāo)準(zhǔn)偏差求標(biāo)準(zhǔn)偏差A(yù)類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度已知已知B類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度222205.002.0BALcmL05. 0054. 0cmLL05. 034.42總不確定度總不確定度28均為小數(shù)點(diǎn)后第二位均

27、為小數(shù)點(diǎn)后第二位.對(duì)齊！對(duì)齊！實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示:cmA02.0cmB05.0cmLL05. 03 .42cmLL054. 034.42)()(四、間接測(cè)量的結(jié)果和不確定度的合成設(shè)設(shè)，zyxF1 1）當(dāng)）當(dāng) 為為和差形式和差形式的函數(shù)，間接測(cè)量量的不確定度：的函數(shù)，間接測(cè)量量的不確定度：222222zyxzFyFxF式中的：為間接測(cè)量結(jié)果；式中的：為間接測(cè)量結(jié)果； x x，y y，z z，為直接測(cè)量結(jié)為直接測(cè)量結(jié)果。間接測(cè)量量果。間接測(cè)量量 的不確定度的不確定度 由各直接測(cè)量量的不確由各直接測(cè)量量的不確度度 , , 及及 等合成。等合成。xyz 根據(jù)間接測(cè)量量計(jì)算公式形式的不同，可有根據(jù)

28、間接測(cè)量量計(jì)算公式形式的不同，可有兩種合成方法：兩種合成方法： 2 2）當(dāng)）當(dāng) 為為積商形式積商形式的函數(shù)時(shí)，先對(duì)公式兩端取對(duì)數(shù)的函數(shù)時(shí)，先對(duì)公式兩端取對(duì)數(shù)222222lnlnlnzyxzFyFxF設(shè)設(shè)，zyxF，zyxFlnln然后求全微分，得到間接測(cè)量量的相對(duì)不確定度然后求全微分，得到間接測(cè)量量的相對(duì)不確定度 例：已知金屬空心圓柱體的外徑例：已知金屬空心圓柱體的外徑D2 =3.6000.004cm, 內(nèi)徑內(nèi)徑D1=2.8800.004cm,高度高度h=2.5750.004cm, 求圓柱體的體積求圓柱體的體積 V和不確定度和不確定度v圓柱體體積的對(duì)數(shù)及其微分式為圓柱體體積的對(duì)數(shù)及其微分式為(

29、函數(shù)為積商形式先取對(duì)數(shù)函數(shù)為積商形式先取對(duì)數(shù))hhV1lnhDDV21224575.2880.2600.3422hDDVlnln4lnln21222122222lnDDDDV2122112lnDDDDV解：間接測(cè)量量圓柱體的體積為解：間接測(cè)量量圓柱體的體積為39.436cm308.00081.0436.9cmVVVV 代入方和根合成公式，代入方和根合成公式，222222lnlnlnzyxzFyFxF222122122122221222hDDDDDDVhDDV662222222109 .64104 . 24 .2481. 3575. 2004. 0880. 2600. 3004. 0880. 2

30、2880. 2600. 3004. 0600. 32%81. 00081. 0109 .64216VV因此圓柱體體積為因此圓柱體體積為 VV = 9. .44土土0.08cm3V則有則有幾點(diǎn)說(shuō)明：幾點(diǎn)說(shuō)明：1、不確定度、不確定度 有效數(shù)字一般只取一位，相對(duì)不確定度有效數(shù)字一般只取一位，相對(duì)不確定度E有有效數(shù)字一般取兩位數(shù)。在對(duì)不確定度截尾時(shí)，為了不人為效數(shù)字一般取兩位數(shù)。在對(duì)不確定度截尾時(shí)，為了不人為地縮小不確定度地縮小不確定度 ，均采用進(jìn)位的方法。如：，均采用進(jìn)位的方法。如：0.38與與0.33都應(yīng)都應(yīng)取取0.4。3、測(cè)量值的截尾原則，一般按、測(cè)量值的截尾原則，一般按“四舍六入，逢五湊偶四舍

31、六入，逢五湊偶”的的規(guī)則來(lái)進(jìn)行。規(guī)則來(lái)進(jìn)行。例如若例如若 =0.03cm,如果如果 則則 應(yīng)取成應(yīng)取成18.62cm625.18NN635.18NN如果如果 則則 應(yīng)取成應(yīng)取成18.64cm2、測(cè)量值應(yīng)保留的位數(shù)，應(yīng)由不確定度所在的位確定。、測(cè)量值應(yīng)保留的位數(shù)，應(yīng)由不確定度所在的位確定。原則是：測(cè)量值的末位與不確定度的末位對(duì)齊。例如應(yīng)原則是：測(cè)量值的末位與不確定度的末位對(duì)齊。例如應(yīng)將（將（3.56250.033)cm 寫(xiě)成（寫(xiě)成（3.56 0.04)cm,因?yàn)椴淮_定因?yàn)椴淮_定度取一位后度取一位后,在小數(shù)點(diǎn)后第二位。在小數(shù)點(diǎn)后第二位。 五、有效數(shù)字及其表示五、有效數(shù)字及其表示有效數(shù)字是精確值加一

32、位估計(jì)值（可疑數(shù)字）組成。有效數(shù)字是精確值加一位估計(jì)值（可疑數(shù)字）組成。運(yùn)用有效數(shù)字時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)：運(yùn)用有效數(shù)字時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)： 1、有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。例如：、有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。例如：73.5mm和和 7.35cm及及73.0mm均為三位有效數(shù)字。均為三位有效數(shù)字。3、表示測(cè)量值最后結(jié)果的有效數(shù)字尾數(shù)與不確定度的尾要取齊。、表示測(cè)量值最后結(jié)果的有效數(shù)字尾數(shù)與不確定度的尾要取齊。2、對(duì)較大或較小的數(shù)值，常用科學(xué)記數(shù)法表示。例如：、對(duì)較大或較小的數(shù)值，常用科學(xué)記數(shù)法表示。例如：73.0mm換成微米為單位，不應(yīng)寫(xiě)成換成微米為單位，不應(yīng)寫(xiě)成73000 ，而應(yīng)寫(xiě)為，而應(yīng)寫(xiě)為m

33、m41030. 7 4、對(duì)、對(duì), 等無(wú)理數(shù)，常數(shù)和系數(shù)等應(yīng)比測(cè)量值多取一位，或等無(wú)理數(shù)，常數(shù)和系數(shù)等應(yīng)比測(cè)量值多取一位，或直接按計(jì)算器上的按健取用。直接按計(jì)算器上的按健取用。(即有效數(shù)字的位數(shù)不取決于這些即有效數(shù)字的位數(shù)不取決于這些數(shù)的位數(shù)數(shù)的位數(shù)) 如如:周長(zhǎng)周長(zhǎng) , 體積體積 中的中的2,1/4等。等。2Rl2hDV241有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則：有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則：（2）在乘除的運(yùn)算中，結(jié)果跟參與運(yùn)算的各量中有效數(shù)字位數(shù)）在乘除的運(yùn)算中，結(jié)果跟參與運(yùn)算的各量中有效數(shù)字位數(shù)最少的相同；最少的相同；（1）在加減運(yùn)算中，則按參與加減的各量的末位數(shù)中數(shù)量級(jí)最）在加減運(yùn)算中，則按參與加減的各量的末位數(shù)中數(shù)量

34、級(jí)最大的那一位為結(jié)果的末位大的那一位為結(jié)果的末位 如無(wú)不確定度的估算，如無(wú)不確定度的估算，1）可疑數(shù)字無(wú)論跟可靠數(shù)字還是跟可疑）可疑數(shù)字無(wú)論跟可靠數(shù)字還是跟可疑數(shù)字一起運(yùn)算，其結(jié)果均為可疑數(shù)字。數(shù)字一起運(yùn)算，其結(jié)果均為可疑數(shù)字。2）運(yùn)算結(jié)果一般只保留）運(yùn)算結(jié)果一般只保留一位可疑數(shù)字，末位多余的可疑數(shù)字按一位可疑數(shù)字，末位多余的可疑數(shù)字按“四舍六入，逢五湊偶四舍六入，逢五湊偶”的原則取舍。的原則取舍。 34.4+21.28355.683結(jié)果為結(jié)果為 55.74104 . 28680013. 008. 45 .39根據(jù)上述原則，可以給出以下運(yùn)算規(guī)律：根據(jù)上述原則，可以給出以下運(yùn)算規(guī)律：328- 2

35、4.7結(jié)果為結(jié)果為303 303.3加減與乘除的運(yùn)算法則不同加減與乘除的運(yùn)算法則不同!直接測(cè)量有效數(shù)字的確定直接測(cè)量有效數(shù)字的確定 如何讀數(shù)如何讀數(shù)讀數(shù)的一般規(guī)則：讀數(shù)的一般規(guī)則： 讀至儀器誤差所在的位置讀至儀器誤差所在的位置(1) 自然數(shù)不是測(cè)量值，不存在誤差，自然數(shù)不是測(cè)量值，不存在誤差， 故有效數(shù)字是無(wú)窮位。故有效數(shù)字是無(wú)窮位。(2) 常數(shù)常數(shù) 、e等的位數(shù)可與參加運(yùn)算的量中有效數(shù)字位數(shù)最少等的位數(shù)可與參加運(yùn)算的量中有效數(shù)字位數(shù)最少的位數(shù)相同的位數(shù)相同 或多取一位?；蚨嗳∫晃弧Ｈ缭谌缭贒=2R中，中，2不是一位有效數(shù)字，而是無(wú)窮位不是一位有效數(shù)字，而是無(wú)窮位如：如：L=2 R 其中其中R

36、=2.35 10-2m 就應(yīng)取就應(yīng)取3.14(或或3.142)即即L=2 3.142 2.35 10-2=0.148(m)自然數(shù)與常量自然數(shù)與常量36當(dāng)物體長(zhǎng)度在當(dāng)物體長(zhǎng)度在2424與與2525之間時(shí)，之間時(shí)， 讀數(shù)為讀數(shù)為24.724.7當(dāng)讀數(shù)正好為當(dāng)讀數(shù)正好為2424時(shí)讀數(shù)為時(shí)讀數(shù)為24.024.0被測(cè)物體被測(cè)物體用米尺測(cè)長(zhǎng)度用米尺測(cè)長(zhǎng)度37儀儀=100mA 0.1%= 0.1mA指針在指針在82mA82mA與與83mA83mA之間：讀為之間：讀為82.2mA82.2mA指針正好在指針正好在82mA82mA上：讀為上：讀為82.0mA82.0mA對(duì)于對(duì)于0.1級(jí)表：級(jí)表：用用0.1級(jí)量程為

37、級(jí)量程為100mA電流表測(cè)電電流表測(cè)電流流38必須用必須用坐標(biāo)紙坐標(biāo)紙作圖，坐標(biāo)的橫軸為自變量，縱軸為因變量。作圖，坐標(biāo)的橫軸為自變量，縱軸為因變量。六、用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)六、用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖規(guī)則：作圖規(guī)則： 1、選擇合適的坐標(biāo)分度值，坐標(biāo)的分度要和測(cè)量的有效數(shù)、選擇合適的坐標(biāo)分度值，坐標(biāo)的分度要和測(cè)量的有效數(shù)字位數(shù)對(duì)應(yīng)。坐標(biāo)的原點(diǎn)，不一定要和變量的零點(diǎn)一致。如：變字位數(shù)對(duì)應(yīng)。坐標(biāo)的原點(diǎn)，不一定要和變量的零點(diǎn)一致。如：變量變化范圍（量變化范圍（a,b)，坐標(biāo)的原點(diǎn)在，坐標(biāo)的原點(diǎn)在a附近即可。附近即可。 x,y二變量變化范圍表現(xiàn)在坐標(biāo)紙上的長(zhǎng)度應(yīng)相差不大。二變量變化范圍表現(xiàn)在坐標(biāo)紙上的長(zhǎng)度應(yīng)相差不大。xyabcdxyabcdxyacdb七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的直線擬合七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的直線擬合tg問(wèn)題：通過(guò)作圖求直線斜率的方法：點(diǎn)斜式？量角度問(wèn)題：通過(guò)作圖求直線斜率的方法：點(diǎn)斜式？量角度 求求 ？6、寫(xiě)圖名。實(shí)驗(yàn)者姓名、實(shí)驗(yàn)日期，將圖紙與實(shí)