大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)wj

物理實(shí)驗(yàn)

緒論

青海民族大學(xué)物電院課程簡(jiǎn)介物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。本課程是為本科生了解基本物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而設(shè)立的。由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)等組成，課時(shí)數(shù)為36學(xué)時(shí)左右。本教學(xué)系統(tǒng)主要由教材、教師輔導(dǎo)等構(gòu)成學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作前的預(yù)習(xí)體系。要求同學(xué)在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前必須寫好預(yù)習(xí)報(bào)告，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)揮自主實(shí)驗(yàn)的能動(dòng)性，積極探索。教學(xué)要求了解物理學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的自然科學(xué)，及其在21世紀(jì)新科技發(fā)展的地位和實(shí)驗(yàn)與理論相互依存的關(guān)系。1掌握測(cè)量誤差和不確定度的概念。和對(duì)直接測(cè)量和間接測(cè)量不確定度的計(jì)算。2正確掌握數(shù)據(jù)處理的方法和有效數(shù)字的運(yùn)算。3掌握物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作內(nèi)容和寫作方法。一、物理實(shí)驗(yàn)的目的和要求二、測(cè)量與誤差三、隨機(jī)誤差（直接測(cè)量量誤差）四、間接測(cè)量及其數(shù)據(jù)處理五、有效數(shù)字的概念和運(yùn)算六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法七、物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和要求八、物理實(shí)驗(yàn)課的考核辦法目錄一、物理實(shí)驗(yàn)的目的和任務(wù)（1）、通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和對(duì)物理量的測(cè)量，進(jìn)一步掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本方法和基本伎能；并能運(yùn)用物理學(xué)原理、物理實(shí)驗(yàn)方法研究物理現(xiàn)象和規(guī)律，加深對(duì)物理學(xué)原理的理解。（2）、培養(yǎng)與提高從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的素質(zhì)。包括：理論聯(lián)系實(shí)際和事實(shí)求是的科學(xué)作風(fēng)；嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度；不怕困難、主動(dòng)進(jìn)取的探素精神；遵守操作規(guī)程，愛(ài)護(hù)公共財(cái)物的優(yōu)良品德；以及在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中同學(xué)間相互協(xié)作、共同探素的合作精神。（3）、培養(yǎng)與提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。

包括：

自學(xué)能力——能夠自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材或參考資料，正確理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)前作好準(zhǔn)備。

動(dòng)手實(shí)踐能力——能夠借助教材和儀器說(shuō)明書，正確調(diào)整和使用常用儀器。

思維判斷能力——能夠運(yùn)用物理學(xué)理論，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步的分析和判斷。

表達(dá)書寫能力——能夠正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)能力——能夠根據(jù)課題要求，確定實(shí)驗(yàn)方法和條件，合理選擇儀器，擬定具體的實(shí)驗(yàn)程序。二.測(cè)量與誤差由于物理實(shí)驗(yàn)是測(cè)量工作，一般地，不可能得到真正的真值，即存在一定的偏差。偏差的大小反映了測(cè)量的可信的程度。另外，從偏差的分析中也可能發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象和新規(guī)律。

2-1測(cè)量:用一個(gè)作標(biāo)準(zhǔn)單位的物理量與被測(cè)量進(jìn)行比較，其倍數(shù)即為被測(cè)量的大小，標(biāo)準(zhǔn)量作為單位。直接測(cè)量：可以用儀器或儀表直接讀出測(cè)量值的測(cè)量。如用米尺測(cè)長(zhǎng)度L，物理天平稱量質(zhì)量m.間接測(cè)量：無(wú)法進(jìn)行直接測(cè)量,而需依據(jù)待測(cè)量與若干個(gè)直接測(cè)量值的函數(shù)關(guān)系求出的物理量的測(cè)量。如密度的測(cè)量ρ.物理測(cè)量分為：直接測(cè)量和間接測(cè)量

任何測(cè)量都可能存在誤差（注意誤差是指與真值比較）

真值：在某一時(shí)空狀態(tài)下，被測(cè)量所具有的客觀實(shí)際值

2-2.誤差及分類在測(cè)量過(guò)程中由于測(cè)量方法的設(shè)計(jì)、測(cè)量?jī)x器的精度、測(cè)量人員的水平的限制，測(cè)量值總是與真值有一定的差異1.誤差的定義：誤差=測(cè)量值-真值

(ΔX=X-X0)2.誤差特點(diǎn)：普遍存在；是小量。由于真值常常未知，測(cè)量永遠(yuǎn)不可能得到真值。無(wú)法得到誤差。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因：a.測(cè)量?jī)x器本身的缺陷b.測(cè)量方法或計(jì)算公式的近似性c.測(cè)量條件（環(huán)境等）與所使用儀器的規(guī)定使用條件不符d.實(shí)驗(yàn)者的不良習(xí)慣誤差分類：系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差（偶然誤差）粗大誤差粗大誤差（過(guò)失誤差）：

讀數(shù)錯(cuò)誤、記錄錯(cuò)誤、計(jì)算錯(cuò)誤等。這屬于不正常的測(cè)量范疇，應(yīng)盡量避免。偶然誤差的來(lái)源：1.實(shí)驗(yàn)者本人感覺(jué)器官分辨能力的限制。如測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，受眼睛分辨本領(lǐng)的限制而產(chǎn)生的最小刻度以下的估讀。2.測(cè)量過(guò)程之中，實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境因素的微小的、無(wú)規(guī)則的起伏變化。如天平測(cè)質(zhì)量時(shí)外界氣流的影響、地板或桌子的無(wú)規(guī)則震動(dòng)，三、隨機(jī)誤差(偶然誤差）3-1.隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律—正態(tài)分布正態(tài)分布(又稱Gauss分布)：物理實(shí)驗(yàn)中多次獨(dú)立測(cè)量得到的數(shù)據(jù)一般可以近似看作服從正態(tài)分布。

決定了線型的寬窄，σ越大，正態(tài)曲線就越平坦它表征了測(cè)量值的分散程度。Δx(=xi-x0)為誤差，σ稱為標(biāo)準(zhǔn)差，0(Δx)Δx曲線與Δx軸之間所包圍的面積等于1。隨機(jī)誤差落在區(qū)域[-σ，σ]之內(nèi)的概率為P這表示作任何一次測(cè)量時(shí)，測(cè)量值的誤差落在[-，+]區(qū)間的概率是68.3%,若把區(qū)間范圍擴(kuò)大到[-2，+2]，則測(cè)量值的誤差落到此區(qū)域的概率為95.4%;落到[-3，+3]區(qū)間的率為99.7%。0Δxf(Δx)多次測(cè)量的誤差估算假定對(duì)一個(gè)量進(jìn)行了有限的n次測(cè)量，測(cè)得的值為xi(i=1,2，…，n)，可以用多次測(cè)量的算術(shù)平值作為被測(cè)量的最佳估計(jì)值(假定無(wú)系統(tǒng)誤差)

用標(biāo)準(zhǔn)偏差σx

表示測(cè)得值在附近的分散性σx

按貝塞耳公式求出：注意這是在有限次測(cè)量時(shí)，多次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。以算術(shù)平均值為結(jié)果時(shí)，（算術(shù)）平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)為：

絕對(duì)誤差：每次測(cè)量值與算術(shù)平均值之差的絕對(duì)值

平均絕對(duì)誤差：相對(duì)誤差：（用百分?jǐn)?shù)表示）或百分比誤差：（X0是指公認(rèn)值或理論值）3-2直接測(cè)量量偶然誤差的估算過(guò)程1.多次測(cè)量求測(cè)量數(shù)據(jù)列的平均值：用貝塞耳公式求標(biāo)準(zhǔn)偏差：平均絕對(duì)誤差：測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式：相對(duì)誤差：或或（單位）（單位）注意：1.誤差的最后結(jié)果一般只取一位有效位數(shù)（最多二位）2.相對(duì)誤差Er：≤1%保留一位有效位數(shù)；＞1%保留二位有效位數(shù)2.單次測(cè)量在實(shí)際測(cè)量中，有的測(cè)量不能或不需要重復(fù)多次測(cè)量；或者儀器精度不高，測(cè)量條件比較穩(wěn)定，多次重復(fù)測(cè)量同一物理量的結(jié)果相近。

單次測(cè)量的結(jié)果表達(dá)式：

例：用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)某一圓棒長(zhǎng)度L，6次測(cè)量結(jié)果如下（單位mm）：

25.08，25.14，25.06,25.10,25.06,25.10則：測(cè)得值的最佳估計(jì)值為:測(cè)量列的標(biāo)準(zhǔn)偏差:相對(duì)誤差：

結(jié)果表達(dá)式：3-3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度1、不確定度不確定度是建立在誤差理論基礎(chǔ)上的一個(gè)新概念，是誤差的數(shù)字指標(biāo)。它表示由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值不能肯定的程度，即測(cè)量結(jié)果不能肯定的誤差范圍。每個(gè)測(cè)量結(jié)果總存在著不確定度，作為一個(gè)完整的測(cè)量結(jié)果不僅要標(biāo)明其量值大小，還要標(biāo)出測(cè)量不確定度，以表明該測(cè)量結(jié)果的可信賴程度。由于誤差來(lái)源眾多，測(cè)量結(jié)果不確定度一般包含幾個(gè)分量。為了估算方便，按估計(jì)其數(shù)值的不同方法，它可以分為A、B兩類分量。A類分量是能用統(tǒng)計(jì)方法算出的標(biāo)準(zhǔn)誤差，用符號(hào)uA表示；B類分量是能用其他方法估計(jì)出來(lái)的“等價(jià)標(biāo)準(zhǔn)誤差”，用符號(hào)uB表示。

2、不確定度的簡(jiǎn)化估算方法

測(cè)量次數(shù)n≤10時(shí)A類分量的估算：對(duì)于有限次測(cè)量，由誤差理論可知，要得到與無(wú)限次測(cè)量相同的置信概率，A類分量應(yīng)在前乘一因子tP（n-1），即A類不確定度為

uA＝tP（n-1）Sx

因子tP（n-1）的值，在置信概率P以及測(cè)量次數(shù)n確定后，可從專門的數(shù)表中查到。在置信概率P＝0.683時(shí)，n＝5時(shí)tP（n-1）＝1.14，n＝10時(shí)tP（n-1）＝1.06

故：在實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量一般要求n=（6--10），且置信概率P＝0.683時(shí)因子tP（n-1）=1，且以多次測(cè)量的平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差來(lái)表征算術(shù)平均值的A類不確定度。即uA＝

B類分量的簡(jiǎn)化估算：

B類不確定度原則上應(yīng)考慮影響量的各種可能值，作為基礎(chǔ)訓(xùn)練，我們簡(jiǎn)化處理，主要考慮儀器誤差限的“等價(jià)標(biāo)準(zhǔn)誤差”。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中初步認(rèn)定它服從均勻分布，則uB＝（P＝0.683）

3、合成不確定度：

最后測(cè)量結(jié)果的不確定度，應(yīng)將A、B兩類分量合成。

合成不確定度

uc＝

儀器誤差（1）、儀器的最大誤差（極限誤差）：

儀器誤差就是指在正確使用儀器的條件下，測(cè)量所得結(jié)果的最大誤差，或誤差限，用△儀表示。下面列舉幾種常用器具的儀器誤差、1）、有刻度的儀器，若未標(biāo)出精度（等級(jí)），取其最小分度的一半為△儀。如米尺、溫度計(jì)；而對(duì)于不能連續(xù)讀數(shù)的儀器就以最小分度值做為△儀。如秒表：2）、標(biāo)有精度的儀器儀表，如卡尺：一般測(cè)量范圍在0~300mm以下的其分度值便是儀器的△儀。如精度是0.02mm的卡尺示值誤差是±0.02mm。螺旋測(cè)微儀：實(shí)驗(yàn)室一般使用的是一級(jí)，測(cè)量范圍在0~100mm以下的，示值誤差為±0.004mm。

物理天平：

最大稱量感量示值誤差

500g20mg20mg

1000g50mg50mg

3）、標(biāo)有精度等級(jí)的儀器儀表，可用公式計(jì)算△儀

如電表：

△儀

=±量程×準(zhǔn)確度等級(jí)﹪

=±Xm×Sn﹪

（電表的準(zhǔn)確度等級(jí)Sn

分為0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七級(jí)）

例：0.5級(jí)電壓表量程為3V時(shí)

△儀=±3×0.5﹪=±0.015V4）、數(shù)字顯示儀器儀表，可以用所顯示的最小數(shù)字作為△儀

如數(shù)字毫秒計(jì)最小顯示值為0.01s，

則△儀

=±0.01s

（2）、儀器的標(biāo)準(zhǔn)誤差：

儀器誤差也同樣包含系統(tǒng)誤差和偶然誤差，級(jí)別較高的儀器主要是偶然誤差；級(jí)別較低的或工業(yè)用表主要是系統(tǒng)誤差；實(shí)驗(yàn)室常用儀表兩種誤差都有，且數(shù)值相近。一般儀器誤差的概率密度函數(shù)遵從均勻分布，則儀器的標(biāo)準(zhǔn)誤差：

δ儀＝3-4測(cè)量和數(shù)據(jù)處理程序

1、直接測(cè)量及其數(shù)據(jù)處理

1）、單次直接測(cè)量結(jié)果不確定度

單次直接測(cè)量結(jié)果的誤差主要是由儀器誤差及測(cè)量時(shí)的具體環(huán)境條件影響所引起的，即：實(shí)驗(yàn)中不確定度的分析只分析B類不確定度。一般情況下以儀器的分度值作為△儀，則儀器的標(biāo)準(zhǔn)誤差：

δ儀＝

注：對(duì)任何物理量進(jìn)行單次測(cè)量時(shí)，一定要記下測(cè)量?jī)x器的極限誤差△儀。

例：用物理天平測(cè)物體的質(zhì)量得到m測(cè)，物理天平的儀器不確定度uB＝，則測(cè)量結(jié)果表示為：

m2）、多次直接測(cè)量結(jié)果的不確定度

分析多次直接測(cè)量結(jié)果的誤差，不確定度A類分量S＝tP（n-1）

實(shí)驗(yàn)時(shí)tP（n-1）近似取1，所以A類不確定度SA

不確定度B類分量uB＝（P＝0.683）

則合成不確定度

uC＝

例：用一電壓表測(cè)量某電壓10次，得到下列數(shù)據(jù)

次數(shù)n12345678910

電壓P/V1.531.501.521.511.551.521.491.531.541.48

A類不確定度的計(jì)算

因?yàn)?1.52v

由得

B類不確定度的計(jì)算已知電壓表量程為3V，等級(jí)為0.5級(jí)則△儀

=±3×0.5﹪=±0.015VUB＝0.015/合成不確定度

測(cè)量結(jié)果表示為：U=0.02v四、間接測(cè)量的偶然誤差的估算4-1、間接測(cè)量是指利用某種已知的函數(shù)關(guān)系從直接測(cè)量量來(lái)得到待測(cè)量量的測(cè)量。設(shè)間接被測(cè)量量y與各直接測(cè)量量Xi(i=1,2,,n)由函數(shù)f來(lái)確定：適用于和差形式的函數(shù)適用于積商形式的函數(shù)間接測(cè)量偶然誤差估算的舉例結(jié)果表達(dá)式：解：圓柱體的體積為

=3.017103

mm3例1設(shè)有一圓柱體，其直徑為d=9.8000.005mm，高度h=40.000.06mm，求圓柱體的體積V、標(biāo)準(zhǔn)偏差σv和Er。例

4-2、間接測(cè)量及其數(shù)據(jù)處理(WP25)

例：?jiǎn)未螠y(cè)量測(cè)得一圓拄體的直徑、長(zhǎng)度

D=1.00cm，L=16.00cm，）求圓柱體的體積V。

v=

=1/4×3.142×1.002×16.00

=12.57cm3

B類不確定度

0.006

0.006由不確定度傳遞公式

則

v

注：在測(cè)量過(guò)程中，不確定度可以保留2位，但最后只保留1位（當(dāng)首位數(shù)字小于3時(shí)可以取2位），

例：計(jì)算結(jié)果得到不確定度為0.2414

0.25

測(cè)得值取幾位，由不確定度來(lái)決定。不確定度那一位與有效數(shù)字的末位對(duì)齊。即測(cè)得值的保留位數(shù)與不確定度的保留位數(shù)相等，后面的尾數(shù)則采用“小于5舍，大于5進(jìn)，等于5將保留的數(shù)字湊成偶數(shù)”的原則取舍。如上例中測(cè)得，

而0.25，所以最后的結(jié)果為

X=（46.18）

4-3、間接測(cè)量的誤差傳遞

誤差傳遞的基本公式

注意：當(dāng)幾個(gè)直接測(cè)量量是加減關(guān)系時(shí)，先算絕對(duì)誤差，后算相對(duì)誤差較方便。當(dāng)幾個(gè)直接測(cè)量量是乘除關(guān)系時(shí)，先算相對(duì)誤差，后算絕對(duì)誤差較方便。例：?jiǎn)未螠y(cè)量測(cè)得一圓柱體的直徑、長(zhǎng)度D=（1.00）cm，L=（16.00）cm

求圓柱體的體積V。V=

則v

E

五、有效數(shù)字表示法及運(yùn)算規(guī)則在實(shí)驗(yàn)中我們所測(cè)的被測(cè)量都是含有誤差的數(shù)值，對(duì)這些數(shù)值不能任意取舍，要正確地反映出測(cè)量值的準(zhǔn)確度。所以在記錄數(shù)據(jù)、計(jì)算以及書寫測(cè)量結(jié)果時(shí)，要求用有效數(shù)字來(lái)正確表達(dá)。定義：所有的準(zhǔn)確數(shù)加一位可疑數(shù)稱為有效數(shù)字7.0mm(1)有效數(shù)字的位數(shù)與儀器的精度（最小分度值）有關(guān)，有效位數(shù)越多，表明測(cè)量的準(zhǔn)確度越高。(2)“0”的特殊性：如15.10mm0.01510m(3)有效數(shù)值書寫時(shí)應(yīng)注意：有效數(shù)值的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。也不因使用的單位不同而改變。例如重力加速度某人測(cè)量值為980cm/s2,改寫單位為m/s2,仍為三位有效數(shù)字，即9.80m/s2(9.8m/s2注意0不可隨意添減)。若經(jīng)mm/s2為單位,應(yīng)寫成9.80×103mm/s2，不能寫成9800mm/s2.有效數(shù)字在記錄中應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：(4)誤差的取位和結(jié)果的表示：

誤差本身是一個(gè)估計(jì)的范圍，所以在普通物理實(shí)驗(yàn)中，一般情況下誤差的位數(shù)只取一位。測(cè)量量的平均值的最后一位應(yīng)與誤差所在位對(duì)齊。

進(jìn)位法則：四舍六入五湊偶,并規(guī)定，若擬舍棄數(shù)字5，而其后尚有非零數(shù)，則進(jìn)位。如：9.8245m/s→9.82m/s9.8251m/s→9.83m/s9.8250m/s→9.82m/s9.8150m/s→9.82m/s(5)常數(shù)不作有效數(shù)字對(duì)待如:L=2πRπ=3.1416…2.乘除運(yùn)算：其結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)按各因子中的最少有效數(shù)字位數(shù)取舍。例如：5.348×205=1.10×103在運(yùn)算過(guò)程中的有效數(shù)字取舍，一般遵循：

1.加減運(yùn)算：以參與運(yùn)算的末位最高的數(shù)為準(zhǔn)（即豎式對(duì)齊）

例如：12.4+0.571=13.0

3.乘方、開方運(yùn)算：其結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)與底數(shù)的有效位數(shù)相同。例如：4.對(duì)數(shù)、三角函數(shù)和n次方的運(yùn)算：其結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)必須按照誤差傳遞公式來(lái)決定。例：已知求y解：直接測(cè)量量（原始數(shù)據(jù)）的讀數(shù)應(yīng)反映儀器的精確度游標(biāo)類器具游標(biāo)卡尺、分光計(jì)度盤、大氣壓計(jì)等

讀至游標(biāo)最小分度的整數(shù)倍，即不需估讀。數(shù)顯儀表及有十進(jìn)步式標(biāo)度盤的儀表（電阻箱、電橋、電位差計(jì)、數(shù)字電壓表等）一般直接讀取儀表的顯示值。指針式儀表及其它器具讀數(shù)時(shí)估讀到儀器最小分度的1/2～1/10，或使估讀間隔不大于儀器基本誤差限的1/5～1/3。直接讀數(shù)注意事項(xiàng)注意指針指在整刻度線上時(shí)讀數(shù)的有效位數(shù)。數(shù)值書寫的要求1).有效數(shù)字的位數(shù)是由誤差來(lái)確定。測(cè)量值的最后一位應(yīng)與誤差所在位對(duì)齊。一般地，誤差只取一位，不可多取。例如：S=(2.350.03)cm2。2).為方便起見(jiàn)，對(duì)較大或較小的數(shù)值，常采用科學(xué)記數(shù)法，即使用10n的形式，例如重力加速度可寫成9.8010-3km/s2；阿伏加德羅常數(shù)6.022141991023/mol等等。3).結(jié)果是由間接測(cè)量得到的，其有效數(shù)字由算出結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差確定。在沒(méi)有給出各數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，根據(jù)有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則決定。4).一個(gè)完整的測(cè)量結(jié)果表達(dá)式應(yīng)有幾部分組成：結(jié)果的代表符=（數(shù)值不確定度）單位例如：N=(3.4560.002)cm有效數(shù)字應(yīng)用舉例：6.6006.0=1.1(6788+67.88)2.0=1.4×104(4400000±2000)m的正確表達(dá)式（440.0±0.2)×104m123×3=5×103

6-1.數(shù)據(jù)整理的重要步驟-----列表法

在原始數(shù)據(jù)記錄以及整理數(shù)據(jù)時(shí)，都要進(jìn)行正規(guī)列表。將各量的關(guān)系有序地排列成表格形式。既有利于一目了然地表示各物理量之間的關(guān)系，又便于發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。六.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量得到一批數(shù)據(jù)，然而從這些數(shù)據(jù)中得出有意義的結(jié)果就必須經(jīng)過(guò)正確的數(shù)據(jù)處理。因此數(shù)據(jù)處理也物理實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)處理的表格法---逐差法：

在有些實(shí)驗(yàn)中，我們連續(xù)取得一些數(shù)據(jù)。如果依次相減，就會(huì)發(fā)現(xiàn)中間許多數(shù)據(jù)并未發(fā)揮作用，而影響到實(shí)驗(yàn)的可靠性。例如：金屬楊氏彈性模量實(shí)驗(yàn)和等厚干涉的牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)等。在金屬楊氏彈性模量實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)測(cè)量鋼絲的伸長(zhǎng)位置為：A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10等10個(gè)數(shù)據(jù)。若為求鋼絲的伸長(zhǎng)量，依次相減，則伸長(zhǎng)量A有：中間各次測(cè)量均未起到作用。為發(fā)揮多次測(cè)量的優(yōu)越性，將數(shù)據(jù)分成前后兩組：A1、A2、A3、A4、A5為一組，A6、A7、A8、A9、A10為另一組；將這兩組對(duì)應(yīng)相減，得出5組，且每一組相減間距是原來(lái)臨近間距的5倍，這樣有：這種處理數(shù)據(jù)的方法稱為逐差法。此法的優(yōu)點(diǎn)是充分利用所測(cè)的數(shù)據(jù)，有利于減少測(cè)量的隨機(jī)誤差和儀器帶來(lái)的誤差。是實(shí)驗(yàn)中常用的處理數(shù)據(jù)的方法。為了直觀和便于處理，也常用列表格方法來(lái)表示。例如實(shí)驗(yàn)一金屬楊氏彈性模量的數(shù)據(jù)處理：序號(hào)荷重砝碼質(zhì)量mg(N)標(biāo)尺讀數(shù)S(cm)荷重砝碼質(zhì)量差4牛頓時(shí)的讀數(shù)差S(cm)S的絕對(duì)誤差(S)(cm)增砝碼時(shí)減砝碼時(shí)平均值10S0=0.00S0’=0.10(S)1=0.0321×9.80S1=0.99S1’=1.00(S)2=0.0332×9.80S2=1.80S2’=1.90(S)3=0.0243×9.80S3=2.70S3’=2.80(S)4=0.0154×9.80S4=3.62S4’=3.7065×9.80S5=4.51S5’=4.5976×9.80S6=5.40S6’=5.4987×9.80S7=6.32S7’=6.32作圖法可以分為二種：一、圖示法，它用圖形曲線來(lái)表達(dá)物理量的變化。例如靜電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)。二、圖解法，它是用作圖的方法來(lái)尋求兩個(gè)物理測(cè)量量的解析關(guān)系。6-2.作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)6-2-1圖示法是用圖形來(lái)表達(dá)物理量的變化。如靜電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)中就是采用此法。從圖示法中，有時(shí)也能得出定量的結(jié)果。6-2-2圖解法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖解法可形象、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。作圖步驟：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表如上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)能反映測(cè)量值的有效位數(shù)，一般以1～2mm對(duì)應(yīng)于測(cè)量?jī)x表的最小分度值或?qū)?yīng)于測(cè)量值的次末位數(shù)）。2、標(biāo)明坐標(biāo)軸：

用粗實(shí)線畫坐標(biāo)軸，用箭頭標(biāo)軸方向，標(biāo)坐標(biāo)軸的名稱或符號(hào)、單位,再按順序標(biāo)出坐標(biāo)軸整分格上的量值。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)使圖線兩邊的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)與圖線最為接近且分布大體均勻。圖線正穿過(guò)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)時(shí)可以在點(diǎn)處斷開。3、標(biāo)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)點(diǎn)可用“+”、“*”、“?！钡确?hào)標(biāo)出（同一坐標(biāo)系下不同曲線用不同的符號(hào)）。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.00