大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(同名959)課件

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)王國余1感謝你的觀賞2019-8-14大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)王國余1感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)2測量誤差與數(shù)據(jù)處理3物理實(shí)驗(yàn)課的程序與考核2感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)2感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)物理實(shí)驗(yàn)的意義物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)3感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)物理實(shí)驗(yàn)的意義3感謝你的觀賞1.1物理實(shí)驗(yàn)的意義大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等理工科院校的一門必修基礎(chǔ)課程，是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的重要課程。物理實(shí)驗(yàn)課和物理理論課具有同等重要的地位。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、著名物理學(xué)家楊振寧教授曾經(jīng)說過，“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)”，這充分說明了物理實(shí)驗(yàn)的作用和重要性。80%以上的諾貝爾物理學(xué)獎給了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。20%的獎中很多是實(shí)驗(yàn)和理論物理學(xué)家分享的。4感謝你的觀賞2019-8-141.1物理實(shí)驗(yàn)的意義大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等理工科院校的一門1.2物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對物理量的測量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識，加深對物理學(xué)原理的理解培養(yǎng)和提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力

>>培養(yǎng)和提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的素養(yǎng)

>>5感謝你的觀賞2019-8-141.2物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對物理希望

物理實(shí)驗(yàn)課程不同于一般的探索性科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，每個實(shí)驗(yàn)題目都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、安排，可使同學(xué)獲得基本的實(shí)驗(yàn)知識，在實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能等諸方面得到較為系統(tǒng)、嚴(yán)格的訓(xùn)練，是大學(xué)從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的起步，同時在培養(yǎng)科學(xué)工作者的良好素質(zhì)及科學(xué)世界觀方面，物理實(shí)驗(yàn)課程也起著潛移默化的作用。

希望同學(xué)們能重視這門課程的學(xué)習(xí)，經(jīng)過一學(xué)年的時間，真正能學(xué)有所得。6感謝你的觀賞2019-8-14希望物理實(shí)驗(yàn)課程不同于一般的探索性科2測量誤差與數(shù)據(jù)處理

2.1測量與誤差2.2測量結(jié)果的表述與不確定度2.3有效數(shù)字及其運(yùn)算2.4數(shù)據(jù)處理的基本方法7感謝你的觀賞2019-8-142測量誤差與數(shù)據(jù)處理2.1測量與誤差7感謝你的2.1測量與誤差2.1.1直接測量與間接測量測量

測量是把待測量與選作計(jì)量單位的同類標(biāo)準(zhǔn)量比較，并確定其倍數(shù)的過程。比較與賦值過程一般：物理量=數(shù)值+單位

8感謝你的觀賞2019-8-142.1測量與誤差2.1.1直接測量與間接測量比較與賦值直接測量

間接測量

依據(jù)待測量和某幾個直接測量值的函數(shù)關(guān)系通過數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得測量結(jié)果。

將待測量與預(yù)先選定好的儀器、量具比較，直接從儀器上讀出測量量的大小。hd圓柱體的體積2.1.1直接測量與間接測量9感謝你的觀賞2019-8-14直接測量間接測量依據(jù)2.1.2

測量誤差真值(絕對)誤差測量結(jié)果X與待測量的真值A(chǔ)的差值。在一定條件下，某一物理量所具有的客觀大小。10感謝你的觀賞2019-8-142.1.2測量誤差真值(絕對)誤差測量結(jié)果X與待測量的真

為了更全面地評價測量結(jié)果的優(yōu)劣，需考慮絕對誤差相對于測量值本身的大小產(chǎn)生的相對影響。相對誤差百分誤差2.1.2測量誤差

真值是不可能確知的，實(shí)用中常用約定真值代替真值，稱為百分誤差。誤差無處不在，無時不在11感謝你的觀賞2019-8-14為了更全面地評價測量結(jié)果的優(yōu)劣，需考慮絕對誤差相對于2.1.3測量誤差的分類系統(tǒng)誤差特點(diǎn)：

相同條件下，同一物理量多次測量時，X大小和符號不變或按一定規(guī)律變化。來源：

儀器誤差、理論誤差環(huán)境誤差、個人誤差減小或消除方法：

具體情況具體分析，對癥下藥。多次測量無法減小或消除系統(tǒng)誤差。具有規(guī)律性12感謝你的觀賞2019-8-142.1.3測量誤差的分類系統(tǒng)誤差相同條件下，同一物理量多隨機(jī)誤差(偶然誤差)特點(diǎn)：

一定條件下，同一物理量多次測量，X時大時小，時正時負(fù)。來源：人感官判斷能力的隨機(jī)性外界因素的起伏不定儀器內(nèi)部存在的偶然因素具有隨機(jī)性2.1.3測量誤差的分類13感謝你的觀賞2019-8-14隨機(jī)誤差(偶然誤差)一定條件下，同一物理量多次測量，X時大隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

正態(tài)分布圖單峰性對稱性有界性抵償性減小方法：多次測量具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可以減小隨機(jī)誤差的影響，但不能消除。2.1.3測量誤差的分類14感謝你的觀賞2019-8-14隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律正態(tài)分布圖單峰性減小方法過失誤差(粗大誤差)特點(diǎn)：來源：儀器使用不正確、觀察錯誤數(shù)據(jù)記錄錯誤等處理方法：分析后剔除 2.1.3測量誤差的分類與其它數(shù)據(jù)有明顯差異15感謝你的觀賞2019-8-14過失誤差(粗大誤差)來源：處理方法：2.1.3測量誤差精密度：重復(fù)測量結(jié)果相互接近的程度。描述測量結(jié)果重復(fù)性的優(yōu)劣，反映了隨機(jī)誤差的大小描述測量結(jié)果正確性的高低，反映了系統(tǒng)誤差的大小反映了總的誤差情況2.1.4精密度、正確度和精確度正確度：測量結(jié)果與真值接近的程度。精確度：對測量結(jié)果的精密性與正確性的綜 合評價。16感謝你的觀賞2019-8-14精密度：重復(fù)測量結(jié)果相互接近的程度。描述測量結(jié)果重復(fù)性的優(yōu)劣隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的形象表示子彈著靶點(diǎn)分布圖（a）隨機(jī)誤差小，系統(tǒng)誤差大（b）隨機(jī)誤差大，系統(tǒng)誤差?。╟）隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差都小2.1.4精密度、正確度和精確度17感謝你的觀賞2019-8-14隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的形象表示子彈著靶點(diǎn)分布圖（a）隨機(jī)誤差小2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)測量結(jié)果的最佳值n次等精度重復(fù)測量結(jié)果是待測量真值A(chǔ)的最佳估計(jì)值。18感謝你的觀賞2019-8-142.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)測量結(jié)果的最佳值n次等精度重復(fù)測每次測量的隨機(jī)誤差為算術(shù)平均值比任一測量值更有可能接近真值A(chǔ)2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)19感謝你的觀賞2019-8-14每次測量的隨機(jī)誤差為算術(shù)平均值比任一測量值更有可能接近真值A(chǔ)多次測量的隨機(jī)誤差估計(jì)

在有限次測量情況下，單次測量值的的標(biāo)準(zhǔn)偏差為測量列中任一測量值的隨機(jī)誤差落在區(qū)間的概率P=68.3%。(貝塞爾公式)偏差或殘差真值落在區(qū)間的概率P=68.3%。2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)20感謝你的觀賞2019-8-14多次測量的隨機(jī)誤差估計(jì)在有限次測量情況下，單次表示真值A(chǔ)在區(qū)間的概率為P=68.3%。2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差從表達(dá)式可知，n越大，越小。物理實(shí)驗(yàn)中，一般取值。21感謝你的觀賞2019-8-14表示真值A(chǔ)在區(qū)間的概率為P2.2測量結(jié)果的表示與不確定度

2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度待測量測量結(jié)果測量總不確定度結(jié)果表達(dá)形式不確定度不確定度是對待測量的真值所處量值范圍的評定，即對測量誤差的一種評定方式。不確定度恒為正值，表示由于誤差存在，導(dǎo)致被測量的真值不能確定的程度。測量量以下標(biāo)表示22感謝你的觀賞2019-8-142.2測量結(jié)果的表示與不確定度2.2.1測量結(jié)果

為了更準(zhǔn)確地反映測量結(jié)果的優(yōu)劣，還應(yīng)同時求出測量值的相對不確定度。結(jié)果表達(dá)形式的含義相對不確定度2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度23感謝你的觀賞2019-8-14為了更準(zhǔn)確地反映測量結(jié)果的優(yōu)劣，還應(yīng)同時求出測量值的24感謝你的觀賞2019-8-1424感謝你的觀賞2019-8-14不確定度的分類2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度不確定度A類分量：根據(jù)一列測量值的統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行評估，用標(biāo)準(zhǔn)偏差來表征，記為。不確定度B類分量：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或其他信息進(jìn)行評估，用非統(tǒng)計(jì)方法評定，記為。25感謝你的觀賞2019-8-14不確定度的分類2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度不確2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度總不確定度：多次測量結(jié)果的不確定度多次測量結(jié)果表示：算術(shù)平均值A(chǔ)，B兩類不確定度的方和根合成26感謝你的觀賞2019-8-142.2.2直接測量結(jié)果的不確定度總不確定度：多次測量結(jié)果A類不確定度的估計(jì)稱為“因子”，它與測量次數(shù)和“置信概率”有關(guān)。

2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度本書約定：27感謝你的觀賞2019-8-14A類不確定度的估計(jì)稱為“因子”，它與測量次數(shù)和“置信概率”B類不確定度的估計(jì)是用非統(tǒng)計(jì)方法評定的不確定度的分量，一般應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或其他非統(tǒng)計(jì)信息估計(jì)。由實(shí)驗(yàn)室給出，或近似地取為計(jì)量儀器的誤差，即本書約定：為儀器說明書上所標(biāo)明的“最大誤差”或“不確定度限值”，統(tǒng)稱為儀器誤差限值。2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度28感謝你的觀賞2019-8-14B類不確定度的估計(jì)是用非統(tǒng)計(jì)方法評定的不確定度的分量，一般應(yīng)儀器誤差限值

指在正確使用儀器的條件下，儀器示值與被測量真值之間可能產(chǎn)生的最大誤差的絕對值。常見的儀器誤差限值見后表。

一般包含系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩種成分。2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度29感謝你的觀賞2019-8-14儀器誤差限值指在正確使用儀器2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度30感謝你的觀賞2019-8-142.2.2直接測量結(jié)果的不確定度30感謝你的觀賞2019多次測量的總不確定度單次測量結(jié)果的不確定度2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度31感謝你的觀賞2019-8-14多次測量的總不確定度單次測量結(jié)果的不確定度2.2.2直接2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成間接測量結(jié)果與誤差的傳遞一組直接測量量微小變量分別為不確定度分別為間接測量結(jié)果為測量量以下標(biāo)表示32感謝你的觀賞2019-8-142.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成間接測量結(jié)果與誤差兩邊求全微分——誤差傳遞基本公式之一方法一：直接微分法2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成33感謝你的觀賞2019-8-14兩邊求全微分——誤差傳遞基本公式之一方法一：直接微分法2.2再求全微分方法二：兩邊先取自然對數(shù)對數(shù)微分法——誤差傳遞基本公式之二2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成34感謝你的觀賞2019-8-14再求全微分方法二：兩邊先取自然對數(shù)對數(shù)微分法——誤差傳遞基本方和根合成法間接測量的不確定度為間接測量的相對不確定度為，各項(xiàng)方和根合成不確定度傳遞公式相對不確定度傳遞公式2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成間接測量值的不確定度合成35感謝你的觀賞2019-8-14方和根合成法間接測量的不確定度為間接測量的相對不確定度為例2.1解：兩邊求全微分方和根合成例2.22.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成36感謝你的觀賞2019-8-14例2.1解：兩邊求全微分方和根合成例間例2.3解：兩邊求全微分方和根合成例2.42.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成37感謝你的觀賞2019-8-14例2.3解：兩邊求全微分方和根合成例間例2.5解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對數(shù)微分法方和根合成2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成38感謝你的觀賞2019-8-14例2.5解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對例2.6解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對數(shù)微分法合并微分同類項(xiàng)方和根合成2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成39感謝你的觀賞2019-8-14例2.6解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對對于和差形式的函數(shù)時用直接微分法計(jì)算較方便對于積商形式的函數(shù)時用對數(shù)微分法計(jì)算較方便。2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成40感謝你的觀賞2019-8-14對于和差形式的函數(shù)時用直接微分法計(jì)算較方便對于積商形式的函數(shù)

2.3.1有效數(shù)字

構(gòu)成：所有的準(zhǔn)確位+1位欠準(zhǔn)位。定義：正確和有效地表示測量結(jié)果的數(shù)字。如：0.08040kg2.3有效數(shù)字及其運(yùn)算有效數(shù)字的概念41感謝你的觀賞2019-8-142.3.1有效數(shù)字 構(gòu)成：所有的準(zhǔn)確位+1位欠準(zhǔn)位有效數(shù)字的意義有效數(shù)字既反映了測量結(jié)果的大小，又反映了測量結(jié)果的不確定度。有效數(shù)字中欠準(zhǔn)位所在位置反映了不確定度的大小，有效數(shù)字的位數(shù)反映了相對不確定度的大小。2.3.1有效數(shù)字

42感謝你的觀賞2019-8-14有效數(shù)字的意義有效數(shù)字既反映了測量結(jié)果的大小，又反映了測量結(jié)正確記錄和書寫有效數(shù)字在記錄測量數(shù)據(jù)時，應(yīng)使最后一位（欠準(zhǔn)）數(shù)字恰在儀器誤差所在位。測量結(jié)果的數(shù)字中間與末尾的0，均算作有效數(shù)字。有效數(shù)字位數(shù)反映了客觀測量結(jié)果，與小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān)，也與十進(jìn)制單位的變換無關(guān)。采用科學(xué)表達(dá)式。2.3.1有效數(shù)字

43感謝你的觀賞2019-8-14正確記錄和書寫有效數(shù)字在記錄測量數(shù)據(jù)時，應(yīng)使最后一位（欠準(zhǔn)）表示測量結(jié)果的末位數(shù)字（欠準(zhǔn)數(shù)）與不確定度的數(shù)字對齊，總不確定度取1～2位有效數(shù)字。本書約定：總不確定度只取一位有效數(shù)字；相對不確定度一般也只取一位有效數(shù)字，但是當(dāng)相對不確定度的第一位數(shù)較小時，如1、2或3時，建議取兩位有效數(shù)字。2.3.1有效數(shù)字

44感謝你的觀賞2019-8-14表示測量結(jié)果的末位數(shù)字（欠準(zhǔn)數(shù)）與不確定度的數(shù)字對齊，總不確2.3.2

有效數(shù)字的運(yùn)算間接測量的結(jié)果總是通過一定的運(yùn)算得到的。既然有效數(shù)字包括欠準(zhǔn)數(shù)字，則它的運(yùn)算應(yīng)根據(jù)測量誤差或不確定度來確定有效數(shù)字位數(shù)。進(jìn)行運(yùn)算的總原則為：由不確定度決定有效數(shù)字(即有效數(shù)字的位數(shù)及欠準(zhǔn)位位置)。進(jìn)位視為準(zhǔn)確數(shù)，運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字中只有一位欠準(zhǔn)位。45感謝你的觀賞2019-8-142.3.2有效數(shù)字的運(yùn)算間接測量的結(jié)果總是通過一定的運(yùn)算2.1.3

有效數(shù)字的運(yùn)算26.65-23.208=3.442≈3.44133.45≈133133.55≈134加減運(yùn)算可能會改變測量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)加減運(yùn)算：以最靠前的欠準(zhǔn)位為準(zhǔn)。122+10.5001=132.5001≈133133.5≈132.5≈運(yùn)算數(shù)據(jù)尾數(shù)的取舍

本書約定以下規(guī)則通用的規(guī)則是“四舍六入逢五湊偶法”。13413246感謝你的觀賞2019-8-142.1.3有效數(shù)字的運(yùn)算26.65-23.208=3.42.1.3

有效數(shù)字的運(yùn)算乘除運(yùn)算：以參與運(yùn)算的最少的有效數(shù)字為準(zhǔn)?？茖W(xué)計(jì)數(shù)法123×10.45=1285.35≈1.29×103對既有加減、又有乘除運(yùn)算的混合運(yùn)算，則可逐步按上述有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則處理，以確定最后的有效數(shù)字。47感謝你的觀賞2019-8-142.1.3有效數(shù)字的運(yùn)算乘除運(yùn)算：以參與運(yùn)算的最少的有效對數(shù)運(yùn)算：小數(shù)部分的位數(shù)與真數(shù)的位數(shù)相同。乘方、開方運(yùn)算：與底數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相同。

48感謝你的觀賞2019-8-14對數(shù)運(yùn)算：小數(shù)部分的位數(shù)與真數(shù)的位數(shù)相同。乘方、開方運(yùn)算：與2.1.3

有效數(shù)字的運(yùn)算函數(shù)運(yùn)算：由不確定度決定有效數(shù)字位數(shù)角度化為弧度49感謝你的觀賞2019-8-142.1.3有效數(shù)字的運(yùn)算函數(shù)運(yùn)算：由不確定度決定有效數(shù)字參與運(yùn)算的常數(shù)，其有效數(shù)字位數(shù)均可認(rèn)為是無窮的，需要取幾位就可取幾位。一般情況下無理數(shù)在運(yùn)算中可適當(dāng)多取一位有效數(shù)字。在中間運(yùn)算過程中，為避免由于舍入過多而造成不確定度進(jìn)位，一般可多保留一位欠準(zhǔn)數(shù)，但是作為最終結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)一定要由不確定度來決定，不得增減。50感謝你的觀賞2019-8-14參與運(yùn)算的常數(shù)，其有效數(shù)字位數(shù)均可認(rèn)為是無窮的，需要取幾位就2.2有效數(shù)字及其運(yùn)算例簡化處理混合運(yùn)算，按運(yùn)算的優(yōu)先等級計(jì)算，按各自的規(guī)則決定有效數(shù)字位數(shù)。中間運(yùn)算結(jié)果一般可多保留一位欠準(zhǔn)數(shù)，但是最終結(jié)果只保留一位欠準(zhǔn)數(shù)(不確定度所在位)。51感謝你的觀賞2019-8-142.2有效數(shù)字及其運(yùn)算例簡化處理混合運(yùn)算，按運(yùn)算的優(yōu)先等2.2測量結(jié)果的完整表述例2-3

解：已知，且求的結(jié)果表達(dá)式。先求N的測量值再計(jì)算N相對不確定度、不確定度最后寫出N的結(jié)果表達(dá)式52感謝你的觀賞2019-8-142.2測量結(jié)果的完整表述例2-3 解：已知，且求的2.4數(shù)據(jù)處理的基本方法2.4.1列表法2.4.2作圖法2.4.3逐差法2.4.4最小二乘法和直線擬合53感謝你的觀賞2019-8-142.4數(shù)據(jù)處理的基本方法2.4.1列表法53感謝你2.4.1列表法特點(diǎn)：數(shù)據(jù)表達(dá)清晰醒目，富于條理，有助于反映數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系。

遵循原則：各欄目標(biāo)明名稱和單位(單位寫在標(biāo)題欄中)表中主要為原始測量數(shù)據(jù)(重要中間結(jié)果可列入)欄目順序應(yīng)簡明、齊全、有條理表中數(shù)據(jù)正確反映結(jié)果的有效數(shù)字54感謝你的觀賞2019-8-142.4.1列表法特點(diǎn)：數(shù)據(jù)表達(dá)清晰醒目，富于條理，有2.4.2作圖法特點(diǎn)：可直觀地表示出數(shù)據(jù)間的關(guān)系及變化情況。

遵循原則：選擇合適的坐標(biāo)紙，畫出坐標(biāo)軸，標(biāo)明物理量符號、單位和刻度值，并寫明測試條件。適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸的起點(diǎn)和比例。坐標(biāo)軸的選擇和坐標(biāo)軸單位的標(biāo)定要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效數(shù)字來確定。標(biāo)點(diǎn)要分明，連線要光滑。標(biāo)明圖的名稱、作者和作圖日期，有時還要附上簡單的說明，如實(shí)驗(yàn)條件等。可分為圖示法和圖解法。

55感謝你的觀賞2019-8-142.4.2作圖法特點(diǎn)：可直觀地表示出數(shù)據(jù)間的關(guān)系及變兩量有依賴關(guān)系的圖線

兩量無依賴關(guān)系的圖線

56感謝你的觀賞2019-8-14兩量有依賴關(guān)系的圖線兩量無依賴關(guān)系的圖線56感謝你的觀賞202.4.3逐差法使用條件：對隨等間距變化的物理量x進(jìn)行測量和函數(shù)可以寫成x的多項(xiàng)式時，可用逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。方法：對應(yīng)項(xiàng)相減，即隔項(xiàng)求差。優(yōu)點(diǎn)：盡量利用了各測量量，而又不減少結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)，57感謝你的觀賞2019-8-142.4.3逐差法使用條件：對隨等間距變化的物理量x進(jìn)行測在驗(yàn)證函數(shù)的表達(dá)式的形式時，要用逐項(xiàng)逐差，不用隔項(xiàng)逐差。這樣可以檢驗(yàn)每個數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的變化是否符合規(guī)律。

在求某一物理量的平均值時，不可用逐項(xiàng)逐差，而要用隔項(xiàng)逐差；否則中間項(xiàng)數(shù)據(jù)會相互消去，而只到用首尾項(xiàng)，白白浪費(fèi)許多數(shù)據(jù)。使用逐差法時要注意以下問題58感謝你的觀賞2019-8-14在驗(yàn)證函數(shù)的表達(dá)式的形式時，要用逐項(xiàng)逐差，不用隔項(xiàng)逐差。這樣2.4.4最小二乘法和直線擬合特點(diǎn)：對同一組數(shù)據(jù)擬合可得到相同的完全客觀的結(jié)果。

一元線性擬合經(jīng)驗(yàn)公式：

可控制的物理量：應(yīng)變的物理量：59感謝你的觀賞2019-8-142.4.4最小二乘法和直線擬合特點(diǎn)：對同一組數(shù)據(jù)擬合對每一個

，測量值和在最佳直線上的對應(yīng)值之間存在一偏差：判據(jù)：最小二乘60感謝你的觀賞2019-8-14對每一個，測量值和在最佳直線上的對應(yīng)值3物理實(shí)驗(yàn)課的程序與考核物理實(shí)驗(yàn)課的程序物理實(shí)驗(yàn)課的考核61感謝你的觀賞2019-8-143物理實(shí)驗(yàn)課的程序與考核物理實(shí)驗(yàn)課的程序61感謝你的觀3.1物理實(shí)驗(yàn)課的程序課前做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)課堂完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課后撰寫實(shí)驗(yàn)報告62感謝你的觀賞2019-8-143.1物理實(shí)驗(yàn)課的程序課前做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)62感謝你的觀賞23.1.1實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)在統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報告紙上認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)報告（名稱、器材、目的、原理、內(nèi)容和步驟、注意事項(xiàng)）。要求簡明扼要。準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄紙，列出待測物理量，畫好數(shù)據(jù)記錄表格，表中要留有余地，以便有估計(jì)不到的情況發(fā)生時能夠記錄。

認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義，以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹行?，搞清楚?shí)驗(yàn)原理(包括測量公式)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作要點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理及其分析方法等。63感謝你的觀賞2019-8-143.1.1實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)在統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報告紙上認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)3.1.2實(shí)驗(yàn)中的操作與記錄

應(yīng)準(zhǔn)時到實(shí)驗(yàn)室，首先簽到。對照講義檢查實(shí)驗(yàn)儀器。禁止盲目動手操作。聽老師的講解。根據(jù)資料和老師在實(shí)驗(yàn)課上的簡要介紹，按照儀器操作規(guī)程安裝與調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀器，選擇測試條件，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)事求是地讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并記錄在原始數(shù)據(jù)記錄紙上。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需經(jīng)教師檢查簽字后，方可整理實(shí)驗(yàn)儀器，簽署離開時間，離開實(shí)驗(yàn)室。64感謝你的觀賞2019-8-143.1.2實(shí)驗(yàn)中的操作與記錄應(yīng)準(zhǔn)時到實(shí)驗(yàn)室，首先簽到。3.1.3課后撰寫實(shí)驗(yàn)報告

完整的實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)包含以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀器：補(bǔ)充記錄實(shí)驗(yàn)所用主要儀器的編號和規(guī)格，便于以后對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行復(fù)查。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟實(shí)驗(yàn)報告書寫應(yīng)字跡工整、措詞簡練、步驟完整、數(shù)據(jù)真實(shí)、圖表齊全、書寫規(guī)范。數(shù)據(jù)記錄和處理回答問題或討論簽字的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄紙65感謝你的觀賞2019-8-143.1.3課后撰寫實(shí)驗(yàn)報告完整的實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)包含以下內(nèi)容3.2物理實(shí)驗(yàn)課程的考核在完成規(guī)定數(shù)目的實(shí)驗(yàn)并交齊實(shí)驗(yàn)報告后方可參加期末考核。實(shí)驗(yàn)成績是平時成績和期末考試成績的綜合評價。平時成績占總分的60%，期末考試成績占總分的40%。平時成績是每次實(shí)驗(yàn)得分的平均(含緒論)，總分低于36分者重修；期末考試為筆試，統(tǒng)一試卷，統(tǒng)一及格分?jǐn)?shù)線。66感謝你的觀賞2019-8-143.2物理實(shí)驗(yàn)課程的考核在完成規(guī)定數(shù)目的實(shí)驗(yàn)并交齊實(shí)驗(yàn)報每次實(shí)驗(yàn)評分標(biāo)準(zhǔn)

預(yù)習(xí)報告1分實(shí)驗(yàn)操作3～4分?jǐn)?shù)據(jù)記錄1～2分完成報告4分每次實(shí)驗(yàn)包括預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、完成報告，以完成報告為最后程序，總分為10分。67感謝你的觀賞2019-8-14每次實(shí)驗(yàn)評分標(biāo)準(zhǔn)預(yù)習(xí)報告1分每次實(shí)驗(yàn)包括預(yù)習(xí)、期末考試成績本學(xué)期期末考試滿分為40分，考試形式為筆試。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)A(多學(xué)時)兩個學(xué)期期末均有筆試；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)B/C(少學(xué)時)本學(xué)期期末有筆試，第二學(xué)期直接以平時成績評分?？荚嚽绊殔㈤單锢韺?shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站考試通知中的復(fù)習(xí)內(nèi)容、考試樣卷。物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站：/68感謝你的觀賞2019-8-14期末考試成績本學(xué)期期末考試滿分為40分，考試形式為筆試。68作業(yè)復(fù)習(xí)P5-23自學(xué)P34-47完成習(xí)題P32-33第2題、第3題(1)(3)(4)(6)(8)

第4題(1)(2)(3)(5)、第5題(1)(4)第6題(1)(2)(5)注意：第6題(5)只有本部多學(xué)時才要求做。ThankYou69感謝你的觀賞2019-8-14作業(yè)復(fù)習(xí)P5-23ThankYou69感謝你的觀賞20科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ詫W(xué)能力——能自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材和參考資料，理解實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備；對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的基本問題，能夠通過查閱資料而得到解決。

動手實(shí)踐能力——能借助實(shí)驗(yàn)教材或儀器說明書，正確地使用儀器，進(jìn)行各種基本操作；培養(yǎng)一定的動手操作能力，能夠解決實(shí)驗(yàn)中的一般性技術(shù)問題，排除簡單故障；在一定的儀器設(shè)備條件下，通過努力，得出盡可能好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果70感謝你的觀賞2019-8-14科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ詫W(xué)能力——能自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材和參考資料，理解實(shí)觀察能力——能夠通過自身的感覺器官和實(shí)驗(yàn)儀器，捕捉實(shí)驗(yàn)過程所呈現(xiàn)的各種現(xiàn)象，發(fā)覺實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的各種特征，通過對現(xiàn)象的觀察和比較，獲得全面的、本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)信息。綜合分析能力——能運(yùn)用物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)原理對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行初步分析、判斷和解釋；對各種因素可能引起的誤差進(jìn)行初步估計(jì)，對結(jié)果進(jìn)行初步評價。71感謝你的觀賞2019-8-14觀察能力——能夠通過自身的感覺器官和實(shí)驗(yàn)儀器，捕捉實(shí)驗(yàn)過程所科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ祷乇磉_(dá)能力——能正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)表格，繪制圖線，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報告。設(shè)計(jì)能力——對于簡單設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，能從研究對象或課題要求出發(fā)，查閱資料；依據(jù)基本原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，確定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，選配實(shí)驗(yàn)儀器，擬定實(shí)驗(yàn)程序，合理地、有效地安排測量方案和實(shí)驗(yàn)步驟。

72感謝你的觀賞2019-8-14科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ祷乇磉_(dá)能力——能正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)表科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)應(yīng)用知識的能力，反對弄虛作假嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)主動研究的探索精神 遵守紀(jì)律、愛護(hù)公共財產(chǎn)的優(yōu)良品德

團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同探索的協(xié)同心理講究科學(xué)方法、遵守操作規(guī)程、注意安全的良好習(xí)慣返回73感謝你的觀賞2019-8-14科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度返回73感謝你的實(shí)驗(yàn)原理在理解的基礎(chǔ)上，用簡短的文字扼要地闡述實(shí)驗(yàn)原理，切忌整篇照抄，力求做到圖文并茂，用圖表示原理圖、電路圖或者光路圖。寫出實(shí)驗(yàn)所用的主要公式，說明式中各物理量的意義和單位，以及公式適用條件(或?qū)嶒?yàn)必要條件)。返回74感謝你的觀賞2019-8-14實(shí)驗(yàn)原理在理解的基礎(chǔ)上，用簡短的文字扼要地闡述實(shí)驗(yàn)原理，切忌實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟簡述主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)步驟。

返回75感謝你的觀賞2019-8-14實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟簡述主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)記錄和處理數(shù)據(jù)記錄和處理表格應(yīng)包括物理量名稱、單位和簡單的公式。數(shù)據(jù)處理要有完整的計(jì)算、作圖和不確定度的估算，而且計(jì)算要有簡潔的計(jì)算公式；代入的數(shù)據(jù)要有根有據(jù)；作圖要美觀、規(guī)范；最后以較準(zhǔn)確的形式給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，必要時要注明結(jié)果的實(shí)驗(yàn)條件。特別要注意有效數(shù)字的正確表示。返回76感謝你的觀賞2019-8-14數(shù)據(jù)記錄和處理數(shù)據(jù)記錄和處理表格應(yīng)包括物理量名稱、單位和簡單大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)王國余77感謝你的觀賞2019-8-14大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)王國余1感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)2測量誤差與數(shù)據(jù)處理3物理實(shí)驗(yàn)課的程序與考核78感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)2感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)物理實(shí)驗(yàn)的意義物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)79感謝你的觀賞2019-8-141物理實(shí)驗(yàn)課的意義與任務(wù)物理實(shí)驗(yàn)的意義3感謝你的觀賞1.1物理實(shí)驗(yàn)的意義大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等理工科院校的一門必修基礎(chǔ)課程，是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的重要課程。物理實(shí)驗(yàn)課和物理理論課具有同等重要的地位。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、著名物理學(xué)家楊振寧教授曾經(jīng)說過，“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)”，這充分說明了物理實(shí)驗(yàn)的作用和重要性。80%以上的諾貝爾物理學(xué)獎給了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。20%的獎中很多是實(shí)驗(yàn)和理論物理學(xué)家分享的。80感謝你的觀賞2019-8-141.1物理實(shí)驗(yàn)的意義大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等理工科院校的一門1.2物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對物理量的測量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識，加深對物理學(xué)原理的理解培養(yǎng)和提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力

>>培養(yǎng)和提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的素養(yǎng)

>>81感謝你的觀賞2019-8-141.2物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對物理希望

物理實(shí)驗(yàn)課程不同于一般的探索性科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，每個實(shí)驗(yàn)題目都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、安排，可使同學(xué)獲得基本的實(shí)驗(yàn)知識，在實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能等諸方面得到較為系統(tǒng)、嚴(yán)格的訓(xùn)練，是大學(xué)從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的起步，同時在培養(yǎng)科學(xué)工作者的良好素質(zhì)及科學(xué)世界觀方面，物理實(shí)驗(yàn)課程也起著潛移默化的作用。

希望同學(xué)們能重視這門課程的學(xué)習(xí)，經(jīng)過一學(xué)年的時間，真正能學(xué)有所得。82感謝你的觀賞2019-8-14希望物理實(shí)驗(yàn)課程不同于一般的探索性科2測量誤差與數(shù)據(jù)處理

2.1測量與誤差2.2測量結(jié)果的表述與不確定度2.3有效數(shù)字及其運(yùn)算2.4數(shù)據(jù)處理的基本方法83感謝你的觀賞2019-8-142測量誤差與數(shù)據(jù)處理2.1測量與誤差7感謝你的2.1測量與誤差2.1.1直接測量與間接測量測量

測量是把待測量與選作計(jì)量單位的同類標(biāo)準(zhǔn)量比較，并確定其倍數(shù)的過程。比較與賦值過程一般：物理量=數(shù)值+單位

84感謝你的觀賞2019-8-142.1測量與誤差2.1.1直接測量與間接測量比較與賦值直接測量

間接測量

依據(jù)待測量和某幾個直接測量值的函數(shù)關(guān)系通過數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得測量結(jié)果。

將待測量與預(yù)先選定好的儀器、量具比較，直接從儀器上讀出測量量的大小。hd圓柱體的體積2.1.1直接測量與間接測量85感謝你的觀賞2019-8-14直接測量間接測量依據(jù)2.1.2

測量誤差真值(絕對)誤差測量結(jié)果X與待測量的真值A(chǔ)的差值。在一定條件下，某一物理量所具有的客觀大小。86感謝你的觀賞2019-8-142.1.2測量誤差真值(絕對)誤差測量結(jié)果X與待測量的真

為了更全面地評價測量結(jié)果的優(yōu)劣，需考慮絕對誤差相對于測量值本身的大小產(chǎn)生的相對影響。相對誤差百分誤差2.1.2測量誤差

真值是不可能確知的，實(shí)用中常用約定真值代替真值，稱為百分誤差。誤差無處不在，無時不在87感謝你的觀賞2019-8-14為了更全面地評價測量結(jié)果的優(yōu)劣，需考慮絕對誤差相對于2.1.3測量誤差的分類系統(tǒng)誤差特點(diǎn)：

相同條件下，同一物理量多次測量時，X大小和符號不變或按一定規(guī)律變化。來源：

儀器誤差、理論誤差環(huán)境誤差、個人誤差減小或消除方法：

具體情況具體分析，對癥下藥。多次測量無法減小或消除系統(tǒng)誤差。具有規(guī)律性88感謝你的觀賞2019-8-142.1.3測量誤差的分類系統(tǒng)誤差相同條件下，同一物理量多隨機(jī)誤差(偶然誤差)特點(diǎn)：

一定條件下，同一物理量多次測量，X時大時小，時正時負(fù)。來源：人感官判斷能力的隨機(jī)性外界因素的起伏不定儀器內(nèi)部存在的偶然因素具有隨機(jī)性2.1.3測量誤差的分類89感謝你的觀賞2019-8-14隨機(jī)誤差(偶然誤差)一定條件下，同一物理量多次測量，X時大隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

正態(tài)分布圖單峰性對稱性有界性抵償性減小方法：多次測量具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可以減小隨機(jī)誤差的影響，但不能消除。2.1.3測量誤差的分類90感謝你的觀賞2019-8-14隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律正態(tài)分布圖單峰性減小方法過失誤差(粗大誤差)特點(diǎn)：來源：儀器使用不正確、觀察錯誤數(shù)據(jù)記錄錯誤等處理方法：分析后剔除 2.1.3測量誤差的分類與其它數(shù)據(jù)有明顯差異91感謝你的觀賞2019-8-14過失誤差(粗大誤差)來源：處理方法：2.1.3測量誤差精密度：重復(fù)測量結(jié)果相互接近的程度。描述測量結(jié)果重復(fù)性的優(yōu)劣，反映了隨機(jī)誤差的大小描述測量結(jié)果正確性的高低，反映了系統(tǒng)誤差的大小反映了總的誤差情況2.1.4精密度、正確度和精確度正確度：測量結(jié)果與真值接近的程度。精確度：對測量結(jié)果的精密性與正確性的綜 合評價。92感謝你的觀賞2019-8-14精密度：重復(fù)測量結(jié)果相互接近的程度。描述測量結(jié)果重復(fù)性的優(yōu)劣隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的形象表示子彈著靶點(diǎn)分布圖（a）隨機(jī)誤差小，系統(tǒng)誤差大（b）隨機(jī)誤差大，系統(tǒng)誤差?。╟）隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差都小2.1.4精密度、正確度和精確度93感謝你的觀賞2019-8-14隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的形象表示子彈著靶點(diǎn)分布圖（a）隨機(jī)誤差小2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)測量結(jié)果的最佳值n次等精度重復(fù)測量結(jié)果是待測量真值A(chǔ)的最佳估計(jì)值。94感謝你的觀賞2019-8-142.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)測量結(jié)果的最佳值n次等精度重復(fù)測每次測量的隨機(jī)誤差為算術(shù)平均值比任一測量值更有可能接近真值A(chǔ)2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)95感謝你的觀賞2019-8-14每次測量的隨機(jī)誤差為算術(shù)平均值比任一測量值更有可能接近真值A(chǔ)多次測量的隨機(jī)誤差估計(jì)

在有限次測量情況下，單次測量值的的標(biāo)準(zhǔn)偏差為測量列中任一測量值的隨機(jī)誤差落在區(qū)間的概率P=68.3%。(貝塞爾公式)偏差或殘差真值落在區(qū)間的概率P=68.3%。2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)96感謝你的觀賞2019-8-14多次測量的隨機(jī)誤差估計(jì)在有限次測量情況下，單次表示真值A(chǔ)在區(qū)間的概率為P=68.3%。2.1.5隨機(jī)誤差的估計(jì)算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差從表達(dá)式可知，n越大，越小。物理實(shí)驗(yàn)中，一般取值。97感謝你的觀賞2019-8-14表示真值A(chǔ)在區(qū)間的概率為P2.2測量結(jié)果的表示與不確定度

2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度待測量測量結(jié)果測量總不確定度結(jié)果表達(dá)形式不確定度不確定度是對待測量的真值所處量值范圍的評定，即對測量誤差的一種評定方式。不確定度恒為正值，表示由于誤差存在，導(dǎo)致被測量的真值不能確定的程度。測量量以下標(biāo)表示98感謝你的觀賞2019-8-142.2測量結(jié)果的表示與不確定度2.2.1測量結(jié)果

為了更準(zhǔn)確地反映測量結(jié)果的優(yōu)劣，還應(yīng)同時求出測量值的相對不確定度。結(jié)果表達(dá)形式的含義相對不確定度2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度99感謝你的觀賞2019-8-14為了更準(zhǔn)確地反映測量結(jié)果的優(yōu)劣，還應(yīng)同時求出測量值的100感謝你的觀賞2019-8-1424感謝你的觀賞2019-8-14不確定度的分類2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度不確定度A類分量：根據(jù)一列測量值的統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行評估，用標(biāo)準(zhǔn)偏差來表征，記為。不確定度B類分量：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或其他信息進(jìn)行評估，用非統(tǒng)計(jì)方法評定，記為。101感謝你的觀賞2019-8-14不確定度的分類2.2.1測量結(jié)果的表達(dá)形式與不確定度不確2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度總不確定度：多次測量結(jié)果的不確定度多次測量結(jié)果表示：算術(shù)平均值A(chǔ)，B兩類不確定度的方和根合成102感謝你的觀賞2019-8-142.2.2直接測量結(jié)果的不確定度總不確定度：多次測量結(jié)果A類不確定度的估計(jì)稱為“因子”，它與測量次數(shù)和“置信概率”有關(guān)。

2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度本書約定：103感謝你的觀賞2019-8-14A類不確定度的估計(jì)稱為“因子”，它與測量次數(shù)和“置信概率”B類不確定度的估計(jì)是用非統(tǒng)計(jì)方法評定的不確定度的分量，一般應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或其他非統(tǒng)計(jì)信息估計(jì)。由實(shí)驗(yàn)室給出，或近似地取為計(jì)量儀器的誤差，即本書約定：為儀器說明書上所標(biāo)明的“最大誤差”或“不確定度限值”，統(tǒng)稱為儀器誤差限值。2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度104感謝你的觀賞2019-8-14B類不確定度的估計(jì)是用非統(tǒng)計(jì)方法評定的不確定度的分量，一般應(yīng)儀器誤差限值

指在正確使用儀器的條件下，儀器示值與被測量真值之間可能產(chǎn)生的最大誤差的絕對值。常見的儀器誤差限值見后表。

一般包含系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩種成分。2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度105感謝你的觀賞2019-8-14儀器誤差限值指在正確使用儀器2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度106感謝你的觀賞2019-8-142.2.2直接測量結(jié)果的不確定度30感謝你的觀賞2019多次測量的總不確定度單次測量結(jié)果的不確定度2.2.2直接測量結(jié)果的不確定度107感謝你的觀賞2019-8-14多次測量的總不確定度單次測量結(jié)果的不確定度2.2.2直接2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成間接測量結(jié)果與誤差的傳遞一組直接測量量微小變量分別為不確定度分別為間接測量結(jié)果為測量量以下標(biāo)表示108感謝你的觀賞2019-8-142.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成間接測量結(jié)果與誤差兩邊求全微分——誤差傳遞基本公式之一方法一：直接微分法2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成109感謝你的觀賞2019-8-14兩邊求全微分——誤差傳遞基本公式之一方法一：直接微分法2.2再求全微分方法二：兩邊先取自然對數(shù)對數(shù)微分法——誤差傳遞基本公式之二2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成110感謝你的觀賞2019-8-14再求全微分方法二：兩邊先取自然對數(shù)對數(shù)微分法——誤差傳遞基本方和根合成法間接測量的不確定度為間接測量的相對不確定度為，各項(xiàng)方和根合成不確定度傳遞公式相對不確定度傳遞公式2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成間接測量值的不確定度合成111感謝你的觀賞2019-8-14方和根合成法間接測量的不確定度為間接測量的相對不確定度為例2.1解：兩邊求全微分方和根合成例2.22.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成112感謝你的觀賞2019-8-14例2.1解：兩邊求全微分方和根合成例間例2.3解：兩邊求全微分方和根合成例2.42.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成113感謝你的觀賞2019-8-14例2.3解：兩邊求全微分方和根合成例間例2.5解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對數(shù)微分法方和根合成2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成114感謝你的觀賞2019-8-14例2.5解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對例2.6解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對數(shù)微分法合并微分同類項(xiàng)方和根合成2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成115感謝你的觀賞2019-8-14例2.6解：兩邊求全微分方和根合成再求全微分兩邊取自然對數(shù)對對于和差形式的函數(shù)時用直接微分法計(jì)算較方便對于積商形式的函數(shù)時用對數(shù)微分法計(jì)算較方便。2.2.3間接測量結(jié)果不確定度的合成116感謝你的觀賞2019-8-14對于和差形式的函數(shù)時用直接微分法計(jì)算較方便對于積商形式的函數(shù)

2.3.1有效數(shù)字

構(gòu)成：所有的準(zhǔn)確位+1位欠準(zhǔn)位。定義：正確和有效地表示測量結(jié)果的數(shù)字。如：0.08040kg2.3有效數(shù)字及其運(yùn)算有效數(shù)字的概念117感謝你的觀賞2019-8-142.3.1有效數(shù)字 構(gòu)成：所有的準(zhǔn)確位+1位欠準(zhǔn)位有效數(shù)字的意義有效數(shù)字既反映了測量結(jié)果的大小，又反映了測量結(jié)果的不確定度。有效數(shù)字中欠準(zhǔn)位所在位置反映了不確定度的大小，有效數(shù)字的位數(shù)反映了相對不確定度的大小。2.3.1有效數(shù)字

118感謝你的觀賞2019-8-14有效數(shù)字的意義有效數(shù)字既反映了測量結(jié)果的大小，又反映了測量結(jié)正確記錄和書寫有效數(shù)字在記錄測量數(shù)據(jù)時，應(yīng)使最后一位（欠準(zhǔn)）數(shù)字恰在儀器誤差所在位。測量結(jié)果的數(shù)字中間與末尾的0，均算作有效數(shù)字。有效數(shù)字位數(shù)反映了客觀測量結(jié)果，與小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān)，也與十進(jìn)制單位的變換無關(guān)。采用科學(xué)表達(dá)式。2.3.1有效數(shù)字

119感謝你的觀賞2019-8-14正確記錄和書寫有效數(shù)字在記錄測量數(shù)據(jù)時，應(yīng)使最后一位（欠準(zhǔn)）表示測量結(jié)果的末位數(shù)字（欠準(zhǔn)數(shù)）與不確定度的數(shù)字對齊，總不確定度取1～2位有效數(shù)字。本書約定：總不確定度只取一位有效數(shù)字；相對不確定度一般也只取一位有效數(shù)字，但是當(dāng)相對不確定度的第一位數(shù)較小時，如1、2或3時，建議取兩位有效數(shù)字。2.3.1有效數(shù)字

120感謝你的觀賞2019-8-14表示測量結(jié)果的末位數(shù)字（欠準(zhǔn)數(shù)）與不確定度的數(shù)字對齊，總不確2.3.2

有效數(shù)字的運(yùn)算間接測量的結(jié)果總是通過一定的運(yùn)算得到的。既然有效數(shù)字包括欠準(zhǔn)數(shù)字，則它的運(yùn)算應(yīng)根據(jù)測量誤差或不確定度來確定有效數(shù)字位數(shù)。進(jìn)行運(yùn)算的總原則為：由不確定度決定有效數(shù)字(即有效數(shù)字的位數(shù)及欠準(zhǔn)位位置)。進(jìn)位視為準(zhǔn)確數(shù)，運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字中只有一位欠準(zhǔn)位。121感謝你的觀賞2019-8-142.3.2有效數(shù)字的運(yùn)算間接測量的結(jié)果總是通過一定的運(yùn)算2.1.3

有效數(shù)字的運(yùn)算26.65-23.208=3.442≈3.44133.45≈133133.55≈134加減運(yùn)算可能會改變測量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)加減運(yùn)算：以最靠前的欠準(zhǔn)位為準(zhǔn)。122+10.5001=132.5001≈133133.5≈132.5≈運(yùn)算數(shù)據(jù)尾數(shù)的取舍

本書約定以下規(guī)則通用的規(guī)則是“四舍六入逢五湊偶法”。134132122感謝你的觀賞2019-8-142.1.3有效數(shù)字的運(yùn)算26.65-23.208=3.42.1.3

有效數(shù)字的運(yùn)算乘除運(yùn)算：以參與運(yùn)算的最少的有效數(shù)字為準(zhǔn)?？茖W(xué)計(jì)數(shù)法123×10.45=1285.35≈1.29×103對既有加減、又有乘除運(yùn)算的混合運(yùn)算，則可逐步按上述有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則處理，以確定最后的有效數(shù)字。123感謝你的觀賞2019-8-142.1.3有效數(shù)字的運(yùn)算乘除運(yùn)算：以參與運(yùn)算的最少的有效對數(shù)運(yùn)算：小數(shù)部分的位數(shù)與真數(shù)的位數(shù)相同。乘方、開方運(yùn)算：與底數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相同。

124感謝你的觀賞2019-8-14對數(shù)運(yùn)算：小數(shù)部分的位數(shù)與真數(shù)的位數(shù)相同。乘方、開方運(yùn)算：與2.1.3

有效數(shù)字的運(yùn)算函數(shù)運(yùn)算：由不確定度決定有效數(shù)字位數(shù)角度化為弧度125感謝你的觀賞2019-8-142.1.3有效數(shù)字的運(yùn)算函數(shù)運(yùn)算：由不確定度決定有效數(shù)字參與運(yùn)算的常數(shù)，其有效數(shù)字位數(shù)均可認(rèn)為是無窮的，需要取幾位就可取幾位。一般情況下無理數(shù)在運(yùn)算中可適當(dāng)多取一位有效數(shù)字。在中間運(yùn)算過程中，為避免由于舍入過多而造成不確定度進(jìn)位，一般可多保留一位欠準(zhǔn)數(shù)，但是作為最終結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)一定要由不確定度來決定，不得增減。126感謝你的觀賞2019-8-14參與運(yùn)算的常數(shù)，其有效數(shù)字位數(shù)均可認(rèn)為是無窮的，需要取幾位就2.2有效數(shù)字及其運(yùn)算例簡化處理混合運(yùn)算，按運(yùn)算的優(yōu)先等級計(jì)算，按各自的規(guī)則決定有效數(shù)字位數(shù)。中間運(yùn)算結(jié)果一般可多保留一位欠準(zhǔn)數(shù)，但是最終結(jié)果只保留一位欠準(zhǔn)數(shù)(不確定度所在位)。127感謝你的觀賞2019-8-142.2有效數(shù)字及其運(yùn)算例簡化處理混合運(yùn)算，按運(yùn)算的優(yōu)先等2.2測量結(jié)果的完整表述例2-3

解：已知，且求的結(jié)果表達(dá)式。先求N的測量值再計(jì)算N相對不確定度、不確定度最后寫出N的結(jié)果表達(dá)式128感謝你的觀賞2019-8-142.2測量結(jié)果的完整表述例2-3 解：已知，且求的2.4數(shù)據(jù)處理的基本方法2.4.1列表法2.4.2作圖法2.4.3逐差法2.4.4最小二乘法和直線擬合129感謝你的觀賞2019-8-142.4數(shù)據(jù)處理的基本方法2.4.1列表法53感謝你2.4.1列表法特點(diǎn)：數(shù)據(jù)表達(dá)清晰醒目，富于條理，有助于反映數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系。

遵循原則：各欄目標(biāo)明名稱和單位(單位寫在標(biāo)題欄中)表中主要為原始測量數(shù)據(jù)(重要中間結(jié)果可列入)欄目順序應(yīng)簡明、齊全、有條理表中數(shù)據(jù)正確反映結(jié)果的有效數(shù)字130感謝你的觀賞2019-8-142.4.1列表法特點(diǎn)：數(shù)據(jù)表達(dá)清晰醒目，富于條理，有2.4.2作圖法特點(diǎn)：可直觀地表示出數(shù)據(jù)間的關(guān)系及變化情況。

遵循原則：選擇合適的坐標(biāo)紙，畫出坐標(biāo)軸，標(biāo)明物理量符號、單位和刻度值，并寫明測試條件。適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸的起點(diǎn)和比例。坐標(biāo)軸的選擇和坐標(biāo)軸單位的標(biāo)定要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效數(shù)字來確定。標(biāo)點(diǎn)要分明，連線要光滑。標(biāo)明圖的名稱、作者和作圖日期，有時還要附上簡單的說明，如實(shí)驗(yàn)條件等?？煞譃閳D示法和圖解法。

131感謝你的觀賞2019-8-142.4.2作圖法特點(diǎn)：可直觀地表示出數(shù)據(jù)間的關(guān)系及變兩量有依賴關(guān)系的圖線

兩量無依賴關(guān)系的圖線

132感謝你的觀賞2019-8-14兩量有依賴關(guān)系的圖線兩量無依賴關(guān)系的圖線56感謝你的觀賞202.4.3逐差法使用條件：對隨等間距變化的物理量x進(jìn)行測量和函數(shù)可以寫成x的多項(xiàng)式時，可用逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。方法：對應(yīng)項(xiàng)相減，即隔項(xiàng)求差。優(yōu)點(diǎn)：盡量利用了各測量量，而又不減少結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)，133感謝你的觀賞2019-8-142.4.3逐差法使用條件：對隨等間距變化的物理量x進(jìn)行測在驗(yàn)證函數(shù)的表達(dá)式的形式時，要用逐項(xiàng)逐差，不用隔項(xiàng)逐差。這樣可以檢驗(yàn)每個數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的變化是否符合規(guī)律。

在求某一物理量的平均值時，不可用逐項(xiàng)逐差，而要用隔項(xiàng)逐差；否則中間項(xiàng)數(shù)據(jù)會相互消去，而只到用首尾項(xiàng)，白白浪費(fèi)許多數(shù)據(jù)。使用逐差法時要注意以下問題134感謝你的觀賞2019-8-14在驗(yàn)證函數(shù)的表達(dá)式的形式時，要用逐項(xiàng)逐差，不用隔項(xiàng)逐差。這樣2.4.4最小二乘法和直線擬合特點(diǎn)：對同一組數(shù)據(jù)擬合可得到相同的完全客觀的結(jié)果。

一元線性擬合經(jīng)驗(yàn)公式：

可控制的物理量：應(yīng)變的物理量：135感謝你的觀賞2019-8-142.4.4最小二乘法和直線擬合特點(diǎn)：對同一組數(shù)據(jù)擬合對每一個

，測量值和在最佳直線上的對應(yīng)值之間存在一偏差：判據(jù)：最小二乘136感謝你的觀賞2019-8-14對每一個，測量值和在最佳直線上的對應(yīng)值3物理實(shí)驗(yàn)課的程序與考核物理實(shí)驗(yàn)課的程序物理實(shí)驗(yàn)課的考核137感謝你的觀賞2019-8-143物理實(shí)驗(yàn)課的程序與考核物理實(shí)驗(yàn)課的程序61感謝你的觀3.1物理實(shí)驗(yàn)課的程序課前做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)課堂完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課后撰寫實(shí)驗(yàn)報告138感謝你的觀賞2019-8-143.1物理實(shí)驗(yàn)課的程序課前做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)62感謝你的觀賞23.1.1實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)在統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報告紙上認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)報告（名稱、器材、目的、原理、內(nèi)容和步驟、注意事項(xiàng)）。要求簡明扼要。準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄紙，列出待測物理量，畫好數(shù)據(jù)記錄表格，表中要留有余地，以便有估計(jì)不到的情況發(fā)生時能夠記錄。

認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義，以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹行?，搞清楚?shí)驗(yàn)原理(包括測量公式)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作要點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理及其分析方法等。139感謝你的觀賞2019-8-143.1.1實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)在統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報告紙上認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)3.1.2實(shí)驗(yàn)中的操作與記錄

應(yīng)準(zhǔn)時到實(shí)驗(yàn)室，首先簽到。對照講義檢查實(shí)驗(yàn)儀器。禁止盲目動手操作。聽老師的講解。根據(jù)資料和老師在實(shí)驗(yàn)課上的簡要介紹，按照儀器操作規(guī)程安裝與調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀器，選擇測試條件，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)事求是地讀取