大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)鄭大

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)鄭大

物理實(shí)驗(yàn)的地位、作用

物理實(shí)驗(yàn)課的目的

測(cè)量與有效數(shù)字

測(cè)量誤差及處理方法

測(cè)量結(jié)果的不確定度表示

數(shù)據(jù)處理的基本方法

怎樣上好物理實(shí)驗(yàn)課

實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定

上課須知及本學(xué)期課程安排

內(nèi)容前言

物理學(xué)從本質(zhì)上來(lái)講是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。物理學(xué)領(lǐng)域的所有成果都是理論與實(shí)驗(yàn)密切結(jié)合的結(jié)晶。

3

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)（1901—2000年）

開(kāi)獎(jiǎng)次數(shù)94次得獎(jiǎng)人數(shù)

總計(jì)

160

實(shí)驗(yàn)

108

理論

46

實(shí)驗(yàn)和理論6 41901年，首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金得主德國(guó)人倫琴(W.C.R?ntgen)，他因發(fā)現(xiàn)X射線而獲獎(jiǎng)；1902年的得主是荷蘭人塞曼(P.Zeeman)，他在1894年發(fā)現(xiàn)光譜線在磁場(chǎng)中分裂的現(xiàn)象；1903年的得主是法國(guó)人貝可勒爾(H.A.Becquerel)和居里夫婦，M.S.Curie)，他們發(fā)現(xiàn)了天然放射性，由此成為了核物理學(xué)的奠基人。由此看出，這些實(shí)驗(yàn)方面的發(fā)現(xiàn)已被公認(rèn)為是物理學(xué)發(fā)展中的最偉大的成就?？梢?jiàn)實(shí)驗(yàn)物理在物理學(xué)發(fā)展中的地位是多么重要。(2)從物理規(guī)律的建立過(guò)程看實(shí)驗(yàn)物理的重要性。1924年法國(guó)人德布羅意(DeBroglie)在光波具有微粒性的啟發(fā)下，明確提出實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，即物質(zhì)波和粒子的締合概念，通常人們將它描述為波粒二重性或二象性。這是一個(gè)大膽而偉大的假設(shè)。物理偉人愛(ài)因斯坦(A.Einstein)對(duì)此給予充分的肯定，他稱(chēng)這是照亮我們最難解開(kāi)的物理學(xué)之謎的第一縷微弱的光。并提名德布羅意獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。要強(qiáng)調(diào)說(shuō)明的是，理論上美妙的假設(shè)或推理，要最終成為被公認(rèn)的物理規(guī)律，還必須有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。德布羅意本人當(dāng)時(shí)指出，可以通過(guò)電子在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)來(lái)證明上述假設(shè)。果然，在1927年美國(guó)科學(xué)家戴維孫(C.J.Davisson)和革末(L.H.Germer)用被電場(chǎng)加速的電子束打在鎳晶體上，從而得到衍射環(huán)紋照片，恰如光波在光柵上的衍射花樣。同時(shí)由加速電場(chǎng)計(jì)算出電子束動(dòng)量對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波長(zhǎng)與在晶體光柵上衍射極大值對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的關(guān)系，證實(shí)了德布羅意關(guān)于p、間的假設(shè)關(guān)系成立。最終使德布羅意的假設(shè)得到公認(rèn)，他本人也獲得了1929年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這一歷史事實(shí)雄辯地說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果在物理學(xué)概念的提出、理論規(guī)律的確立及被公認(rèn)的過(guò)程中所占的重要地位和所起的關(guān)鍵作用。

楊振寧教授：“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)。”“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是對(duì)高等學(xué)校學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的的一門(mén)獨(dú)立的必修基礎(chǔ)課程；是學(xué)生在大學(xué)接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端。6物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。許多物理學(xué)理論和規(guī)律都是以實(shí)驗(yàn)的新發(fā)現(xiàn)為依據(jù)被提出來(lái),并進(jìn)一步由實(shí)驗(yàn)所檢驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)的地位、作用物理學(xué)研究方法理論物理實(shí)驗(yàn)物理

物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，它們?cè)诠こ碳夹g(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐的各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。如計(jì)量技術(shù)、激光技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、真空技術(shù)、航空航天技術(shù)等等?！拔锢韺?shí)驗(yàn)課”是獨(dú)立于“大學(xué)物理”的一門(mén)基礎(chǔ)課。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生在實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)技能上得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，使學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)與素養(yǎng)得到培養(yǎng)與提高。

物理實(shí)驗(yàn)課使用案例教學(xué)，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)案例。其內(nèi)容或是對(duì)一些物理量進(jìn)行測(cè)量，或是對(duì)某一物理規(guī)律進(jìn)行研究。學(xué)習(xí)一個(gè)實(shí)驗(yàn)包含了一般科學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程：提出任務(wù)、研究實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇儀器設(shè)備、安裝調(diào)試、按照設(shè)計(jì)方案步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程往往存在許多隨機(jī)因素的干擾，同學(xué)們要正確運(yùn)用理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，觀察現(xiàn)象、歸納結(jié)論。返回物理實(shí)驗(yàn)課的目的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)知識(shí)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣邔?shí)驗(yàn)素養(yǎng)

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對(duì)物理量的測(cè)量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和設(shè)計(jì)思想，掌握和理解物理理論。學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)知識(shí)借助教材或儀器說(shuō)明書(shū)正確使用常用儀器；運(yùn)用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步的分析判斷；正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制實(shí)驗(yàn)曲線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫(xiě)合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢x器設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)；嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度；主動(dòng)研究和創(chuàng)新的探索精神；遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作和愛(ài)護(hù)公共財(cái)產(chǎn)的優(yōu)良品德。提高實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)返回測(cè)量與有效數(shù)字測(cè)量有效數(shù)字的讀取有效數(shù)字的運(yùn)算有效數(shù)字尾數(shù)的舍取規(guī)則

物理實(shí)驗(yàn)以測(cè)量為基礎(chǔ)，所謂測(cè)量，就是用合適的工具或儀器，通過(guò)科學(xué)的方法，將反映被測(cè)對(duì)象某些特征的物理量（被測(cè)物理量）與選作標(biāo)準(zhǔn)單位的同類(lèi)物理量進(jìn)行比較的過(guò)程，其比值即為被測(cè)物理量的測(cè)量值。測(cè)量直接測(cè)量：將待測(cè)物理量與選定的同類(lèi)物理量的標(biāo)準(zhǔn)單位直接相比較，得到的比值就是被測(cè)物理量的測(cè)量值；間接測(cè)量：利用待測(cè)物理量與某些可直接測(cè)量量之間的已知函數(shù)關(guān)系，求得該待測(cè)物理量的測(cè)量值。測(cè)量測(cè)量有效數(shù)字的讀取測(cè)量值

=讀數(shù)值(有效數(shù)字)+單位有效數(shù)字＝可靠數(shù)字＋可疑數(shù)字（一位）

3536(cm)0cm

[3]0cm[2][1]6cm

有效數(shù)字的讀取一位存疑數(shù)字有效數(shù)字的讀取1、一般讀數(shù)應(yīng)讀到最小分度以下再估一位。2、有時(shí)讀數(shù)的估計(jì)位，就取在最小分度位。例如，儀器的最小分度值為，則都是估計(jì)的，不必估到下一位。3、游標(biāo)類(lèi)量具，讀到卡尺分度值。多不估讀。4、數(shù)字式儀表及步進(jìn)讀數(shù)儀器不需估讀。1、加、減法：經(jīng)加、減運(yùn)算后，計(jì)算結(jié)果中小數(shù)點(diǎn)后面應(yīng)保留的位數(shù)和參與運(yùn)算的諸數(shù)中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的一個(gè)相同。

8+21.3

25.478=

25.5有效數(shù)字的運(yùn)算2、乘、除法：經(jīng)乘、除運(yùn)算后，計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字與諸因子中有效數(shù)字最少的一個(gè)相同?！?0.1

41784178

42.1978=42.2有效數(shù)字的運(yùn)算3、乘方開(kāi)方：有效數(shù)字與其底的有效數(shù)字相同。4、對(duì)數(shù)函數(shù):運(yùn)算后的尾數(shù)位數(shù)與真數(shù)位數(shù)相同

例：5、指數(shù)函數(shù):運(yùn)算后的有效數(shù)字的位數(shù)與指數(shù)的

小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)相同（包括緊接

小數(shù)點(diǎn)后的零）。

例：106.25=1.8×106

100.0035有效數(shù)字的運(yùn)算6、三角函數(shù):取位隨角度有效數(shù)字而定。

例：7、取常數(shù)與測(cè)量值的有效數(shù)字的位數(shù)相同。有效數(shù)字尾數(shù)的舍取規(guī)則例：將下列數(shù)字全部修約為四位有效數(shù)字

1）尾數(shù)≤4，2）尾數(shù)≥6，3）尾數(shù)＝5，a）5右面還有不為0的數(shù) 1.11859999→1.1191.11850001→1.119b）5右面尾數(shù)為0則湊偶 1.11750000→1.1181.11850000→1.118口訣：4舍6入5看右，5后有數(shù)進(jìn)上去，

尾數(shù)為0向左看，左數(shù)奇進(jìn)偶舍棄。

返回測(cè)量誤差及處理方法測(cè)量誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差測(cè)量誤差1、真值與誤差測(cè)量值：依據(jù)一定的理論方法，使用確定的儀器，通過(guò)直接測(cè)量或間接測(cè)量得到的物理量的值。

誤差：真值:一個(gè)物理量的客觀存在值，與測(cè)量所用的理論方法及儀器無(wú)關(guān)。2、誤差的分類(lèi)偶然誤差：在對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量

時(shí)，誤差的大小和符號(hào)以不可

預(yù)知的方式變化的誤差分量。測(cè)量誤差

誤差存在于一切測(cè)量之中，消除或減小誤差、對(duì)誤差作出估計(jì)是測(cè)量的不可缺少的組成部分。誤差系統(tǒng)誤差：在對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持恒定或以某種可預(yù)知的方式變化的誤差分量。系統(tǒng)誤差儀器誤差天平不等臂所造成的

系統(tǒng)誤差1、系統(tǒng)誤差的來(lái)源系統(tǒng)誤差公式

（忽略了空氣阻力）

理論誤差方法誤差內(nèi)接AVVRVAAVIRIV

用V作為VR的近似值時(shí)，求外接系統(tǒng)誤差個(gè)人誤差

心理作用，讀數(shù)（估計(jì)）偏大或偏小。生理因素聽(tīng)覺(jué)嗅覺(jué)色覺(jué)視覺(jué)對(duì)音域（20HZ--20KHZ）的辨別。對(duì)音色的辨別。系統(tǒng)誤差環(huán)境誤差市電的干擾輸入光點(diǎn)檢流計(jì)接近時(shí)，靜電干擾，使光斑移動(dòng)等。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差已定系統(tǒng)誤差：在測(cè)量結(jié)果中引入修正量對(duì)誤差進(jìn)行消除。如伏安法測(cè)電阻時(shí)要計(jì)算出電表內(nèi)阻產(chǎn)生的修正量。未定系統(tǒng)誤差：可采用合適的測(cè)量方法對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償和消除。如交換法、補(bǔ)償法、異號(hào)抵消法等。不可消除的誤差要估計(jì)出分布范圍。2、系統(tǒng)誤差的處理方法隨機(jī)誤差

隨機(jī)誤差對(duì)每一次測(cè)量結(jié)果的影響具有隨機(jī)性特點(diǎn)。但在多次測(cè)量中表現(xiàn)出確定的規(guī)律--統(tǒng)計(jì)規(guī)律。因此，可用統(tǒng)計(jì)規(guī)律對(duì)隨機(jī)誤差的影響程度作出客觀的估計(jì)和評(píng)價(jià)。1、產(chǎn)生原因:

實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境因素?zé)o規(guī)則的起伏變化，引起測(cè)量值圍繞真值發(fā)生漲落的變化。隨機(jī)誤差無(wú)法消除。隨機(jī)誤差2、無(wú)窮多次測(cè)量，隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布

隨機(jī)誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差?。罕硎緶y(cè)得值很密集，隨機(jī)誤差分布范圍窄，測(cè)量的精密度高；標(biāo)準(zhǔn)誤差大：表示測(cè)得值很分散，隨機(jī)誤差分布范圍寬，測(cè)量的精密度低。標(biāo)準(zhǔn)誤差表示測(cè)量值的離散程度隨機(jī)誤差

任意一次測(cè)量值落入?yún)^(qū)間的概率為

這個(gè)概率叫置信概率對(duì)應(yīng)的區(qū)間叫置信區(qū)間隨機(jī)誤差擴(kuò)大置信區(qū)間，可增加置信概率隨機(jī)誤差測(cè)量次數(shù)

較小時(shí),偏離正態(tài)分布較多，測(cè)量次數(shù)較大時(shí),趨于正態(tài)分布。

分布時(shí)，置信區(qū)間和置信概率的計(jì)算需引入算術(shù)平均值2、有限次測(cè)量，隨機(jī)誤差服從t分布

用多次測(cè)量的算術(shù)平均值作為被測(cè)量的最佳估計(jì)值。

可以證明，測(cè)量次數(shù)

為趨于無(wú)窮大時(shí)，算術(shù)平均值等于真值。隨機(jī)誤差

假定對(duì)一個(gè)物理量進(jìn)行了有限的

次測(cè)量，測(cè)得的值為，算術(shù)平均值為：

3、算術(shù)平均值替代真值隨機(jī)誤差4、平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)量列單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差：測(cè)量列平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

待測(cè)量的值處于置信區(qū)間內(nèi)的置信概率為。隨機(jī)誤差若置信概率提高到，置信區(qū)間則為，其中是與測(cè)量次數(shù)和置信概率有關(guān)的量。n345672.481.591.241.050.926一般，我們?nèi)y(cè)量次數(shù)為6次。

物理實(shí)驗(yàn)中，置信概率一般取作,這時(shí)t分布相應(yīng)的置信區(qū)間可寫(xiě)為:或測(cè)量結(jié)果的不確定度表示不確定度的基本概念直接測(cè)量不確定度估計(jì)與表示間接測(cè)量不確定度的合成不確定度的基本概念概念：不確定度

是指由于測(cè)量誤差存在而對(duì)被測(cè)量值不能確定的程度。意義：不確定度是對(duì)一定置信概率下被測(cè)量的真值所處的量值范圍的評(píng)定。

置信概率一般取

A類(lèi)分量:可以用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法估算的分量。不確定度的基本概念

根據(jù)《測(cè)量不確定度表示指南ISO1993（E)》的精神，總不確定度分為兩類(lèi)：B類(lèi)分量

:不能用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法估算的分量。

總不確定度：為儀器誤差4、電表的示值誤差，量程準(zhǔn)確度等級(jí)%。注：儀器誤差舉例1、游標(biāo)卡尺，儀器示值誤差一律取卡尺分度值。2、螺旋測(cè)微計(jì)，量程在0—25mm及25—50mm的一級(jí)千分尺的儀器

示值誤差均為mm。3、天平的示值誤差，約定為天平最小分度值的一半。5、數(shù)字式儀表，示值誤差取其末位數(shù)最小分度的一個(gè)單位。6、儀器示值誤差或準(zhǔn)確度等級(jí)未知，可取其最小分度值的一半為示值誤差（限）。7、電阻箱、電橋等，使用儀器給出的專(zhuān)用公式計(jì)算示值誤差。直接測(cè)量不確定度估計(jì)與表示對(duì)等精度測(cè)量列經(jīng)如下運(yùn)算：1.求測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值：剔除異常數(shù)據(jù)2.用已知系統(tǒng)誤差修正平均值。3.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差：4.計(jì)算A分量:多次測(cè)量估算步驟7、測(cè)量結(jié)果表示：6.合成5.估計(jì)B分量:單次測(cè)量估算步驟

當(dāng)無(wú)需、無(wú)法多次測(cè)量、或儀器精密度差，只測(cè)量一次時(shí)，零點(diǎn)誤差d0=+0.004mm,

螺旋測(cè)微計(jì)的儀器誤差為Δ儀=0.004mmn123456（mm）0.2490.2500.2470.2510.2530.250例1：用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)某一鋼絲的直徑，原始

數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，請(qǐng)給出完整的測(cè)量結(jié)果。原始數(shù)據(jù)表格直接測(cè)量不確定度估計(jì)與表示舉例零點(diǎn)誤差d0=+0.004mm,

螺旋測(cè)微計(jì)的儀器誤差為Δ儀=0.004mmn123456(mm)0.2490.2500.2470.2510.2530.250(mm)0.2450.2460.2430.2470.2490.246(mm)0.246(mm)0.0010.0000.003-0.001-0.0030.000

例１解：

誤差在小數(shù)點(diǎn)后第三位三位有效數(shù)字

標(biāo)準(zhǔn)偏差：

保留一位不確定度A分量：總不確定度：不確定度B分量：測(cè)量結(jié)果表示為：誤差取一位前后位數(shù)對(duì)齊

間接測(cè)量不確定度的合成

設(shè)待測(cè)量與各直接測(cè)量之間有函數(shù)關(guān)系：則：1、待測(cè)量的平均值用公式計(jì)算。2、待測(cè)量的不確定度

與各直接測(cè)量量的不確定度的關(guān)系為：計(jì)算和差形式方便

計(jì)算乘除、指數(shù)形式方便

或間接測(cè)量不確定度合成步驟間接測(cè)量不確定度的合成3.根據(jù)公式求出間接測(cè)量量的不確定度:

或相對(duì)不確定度:1.求出各直接測(cè)量量的平均值和合成不確

定度（加減時(shí))或相對(duì)不確定度(乘除、指數(shù)時(shí));2.求出間接測(cè)量量的平均值:4.測(cè)量結(jié)果表示為：例2：測(cè)得某園柱體質(zhì)量M，直徑D，高度H值如下，計(jì)算其密度及不確定度。間接測(cè)量不確定度的合成舉例例2解：1、園柱體密度公式：2、計(jì)算密度平均值：三位有效數(shù)字3、間接測(cè)量量的不確定度計(jì)算誤差只取一位測(cè)量結(jié)果：最后一位與誤差位對(duì)齊數(shù)據(jù)處理的基本方法作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最小二乘法線性擬合逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

作圖法可形象、直觀地顯示出物理量之間的函數(shù)關(guān)系，也可用來(lái)求某些物理參數(shù)，因此它是一種重要的數(shù)據(jù)處理方法。作圖時(shí)要先整理出數(shù)據(jù)表格，并要用坐標(biāo)紙作圖。1.選擇合適的坐標(biāo)分度值，確定坐標(biāo)紙的大小

坐標(biāo)分度值的選取應(yīng)能基本反映測(cè)量值的準(zhǔn)確度或精密度。根據(jù)表１數(shù)據(jù)U軸可選1mm對(duì)應(yīng)于0.10V，I軸可選1mm對(duì)應(yīng)于0.20mA，并可定坐標(biāo)紙的大小（略大于坐標(biāo)范圍、數(shù)據(jù)范圍）約為130mm×130m。表1：伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

例3：

作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)2.標(biāo)明坐標(biāo)軸：

用粗實(shí)線畫(huà)坐標(biāo)軸，用箭頭標(biāo)軸方向，標(biāo)坐標(biāo)軸的名稱(chēng)或符號(hào)、單位,再按順序標(biāo)出坐標(biāo)軸整分格上的量值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.003.標(biāo)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)：

實(shí)驗(yàn)點(diǎn)可用“

”、“

”、“

”等符號(hào)標(biāo)出（同一坐標(biāo)系下不同曲線用不同的符號(hào)）。

4.連成圖線：

用直尺、曲線板等把點(diǎn)連成直線、光滑曲線。一般不強(qiáng)求直線或曲線通過(guò)每個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，應(yīng)使圖線線正穿過(guò)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)時(shí)可以在兩邊的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)與圖線最為接近且分布大體均勻。圖點(diǎn)處斷開(kāi)。作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)5.標(biāo)出圖線特征：

在圖上空白位置標(biāo)明實(shí)驗(yàn)條件或從圖上得出的某些參數(shù)。如利用所繪直線可給出被測(cè)電阻R大?。簭乃L直線上讀取兩點(diǎn)A、B的坐標(biāo)就可求出R

值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.006.標(biāo)出圖名：在圖線下方或空白位置寫(xiě)出圖線的名稱(chēng)及某些必要的說(shuō)明。A(1.00,2.76)由圖上A、B兩點(diǎn)可得被測(cè)電阻R為：至此一張圖才算完成電阻伏安特性曲線作者：xxB(7.00,18.58)不當(dāng)圖例展示：nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖圖1不當(dāng)：曲線太粗，不均勻，不光滑。應(yīng)該用直尺、曲線板等工具把實(shí)驗(yàn)點(diǎn)連成光滑、均勻的細(xì)實(shí)線。作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖改正為：作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖2I(mA)U(V)02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.001.003.00電學(xué)元件伏安特性曲線不當(dāng)：橫軸坐標(biāo)分度選取不當(dāng)。橫軸以3cm

代表1V，使作圖和讀圖都很困難。實(shí)際在選擇坐標(biāo)分度值時(shí)，應(yīng)既滿足有效數(shù)字的要求又便于作圖和讀圖，一般以1mm代表的量值是10的整數(shù)次冪或是其2倍或5倍。作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)I(mA)U(V)o1.002.003.004.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.00電學(xué)元件伏安特性曲線改正為：作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最小二乘法直線擬合

設(shè)兩物理量x、y滿足線性關(guān)系y=a+bx，等精度地測(cè)得一組互相獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù){xi，yi}i=1,…..,n當(dāng)所測(cè)各yi

值與擬合直線上的a+bxi之間偏差的平方和最小時(shí)，即所得系數(shù)a,b最好,擬合公式即為最佳經(jīng)驗(yàn)公式。最小二乘法直線擬合最小二乘法直線擬合解方程得:最小二乘法直線擬合

最小二乘法處理數(shù)據(jù)除給出a、b外，還應(yīng)給出相關(guān)系數(shù)r，

r

定義為

r

表示兩變量之間的函數(shù)關(guān)系與線性的符合程度，r[-1，1]。|r|1，x、y間線性關(guān)系好，|r|0

，x、y間無(wú)線性關(guān)系，擬合無(wú)意義。

物理實(shí)驗(yàn)中一般要求r絕對(duì)值達(dá)到以上(3個(gè)9以上)

。其中相關(guān)系數(shù)r標(biāo)準(zhǔn)偏差最小二乘法直線擬合怎樣上好物理實(shí)驗(yàn)課

課前實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)

課堂實(shí)驗(yàn)操作

課后撰寫(xiě)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的三個(gè)環(huán)節(jié)：1、實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)

(1)課前仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)教材，以達(dá)到；

明確學(xué)習(xí)該實(shí)驗(yàn)的目的；基本弄懂實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)條件、使用儀器；實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。

(2)寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告：

實(shí)驗(yàn)題目；

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

實(shí)驗(yàn)原理，包括主要計(jì)算公式、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖；不要抄書(shū)！數(shù)據(jù)記錄表格；怎樣上好物理實(shí)驗(yàn)課2、課堂實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)的核心，是學(xué)生主動(dòng)研究、探索的好機(jī)會(huì)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)收獲的大小取決于個(gè)人主觀能動(dòng)性發(fā)揮的程度。

（1）在了解儀器的調(diào)整和使用方法、注意事項(xiàng)的基礎(chǔ)上，經(jīng)教師檢查無(wú)誤后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。（2）努力弄懂為何這樣安排實(shí)驗(yàn)步驟，這些操作步驟的目的是什么。（3）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)前，首先仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。（4）認(rèn)真讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)規(guī)范填入記錄表格。根據(jù)誤差分布，對(duì)結(jié)果影響較大的量一定要努力測(cè)準(zhǔn)。（5）原始數(shù)據(jù)須經(jīng)指導(dǎo)老師檢查，簽字后請(qǐng)將使用的儀器整理好，歸回原處經(jīng)教師允許后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。怎樣上好物理實(shí)驗(yàn)課3、課后撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)；（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?）實(shí)驗(yàn)原理：簡(jiǎn)單敘述有關(guān)物理內(nèi)容（電路圖、光路圖、實(shí)驗(yàn)裝置示意圖、測(cè)量依據(jù)的主要公式、需要滿足的實(shí)驗(yàn)條件等；（4）實(shí)驗(yàn)步驟：簡(jiǎn)明扼要；（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：表格要給出表的名稱(chēng)，寫(xiě)清已知量、待測(cè)量和

單位。記錄主要儀器的型號(hào)、規(guī)格、等級(jí)、誤差限等。老師簽字的原始數(shù)據(jù)附上。怎樣上好物理實(shí)驗(yàn)課課后按要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并在下次實(shí)驗(yàn)時(shí)交來(lái)。（6）數(shù)據(jù)處理與結(jié)果：

按要求計(jì)算待測(cè)量的值和不確定度，計(jì)算要有簡(jiǎn)要的過(guò)程，作圖一定要用坐標(biāo)紙。一定要列出完整的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，注意有效數(shù)字和單位的正確表達(dá)；（7）問(wèn)題討論：

找出影響結(jié)果的主要因素，提出減小誤差可能采取的措施，對(duì)實(shí)驗(yàn)中異?，F(xiàn)象的解釋?zhuān)瑢?duì)實(shí)驗(yàn)方法或手段改進(jìn)的建議。課后思考題。

怎樣上好物理實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定1.成績(jī)?cè)u(píng)定辦法1）缺做一次實(shí)驗(yàn)，本學(xué)