物理實驗課件

大學(xué)物理實驗

復(fù)習三、復(fù)習方法：熟悉實驗原理（包括原理圖和計算公式）、實驗方法和實驗內(nèi)容，認真做每個實驗的數(shù)據(jù)處理，在處理數(shù)據(jù)的過程中，熟悉誤差理論。一、考試內(nèi)容：a.誤差理論b.實驗原理（包括原理圖和計算公式）c.實驗方法和實驗內(nèi)容（要點和注意點、儀器的基本使用方法）d.數(shù)據(jù)處理e.課后討論思考題二、題型1.選擇2.填空3.簡答4.畫圖5.計算今天的課程安排：1.數(shù)據(jù)處理方法2.具體實驗數(shù)據(jù)處理3.具體實驗實驗原理實驗方法復(fù)習交作業(yè)的時間地點安排：1.本部：12月7日（星期二）中午12：00～13：00在培訓(xùn)生公寓門口2.仙林：12月6日（星期一）我的辦公室間接測量結(jié)果表示式的計算過程:4、根據(jù)函數(shù)關(guān)系，（1-27）或（1-28）求uN1、求出各直接測量量x，y，···真值的最佳估值x，y，···2、求出各直接測量量x，y，···的A類不確定度(1-6)和B類不確定度(1-10)，再求出其相應(yīng)的合成不確定度ux，uy，···(1-15)；3、間接測量量的最佳估值：5、間接測量的結(jié)果表示式：(單位)(P=0.683)備注（1）：1、2、3步中得出的為中間結(jié)果，按照各自的修約規(guī)則多保留一位有效數(shù)字。備注（2）：以上每一步都要列出公式、代入數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、最終結(jié)果等精度測量----如果同一觀察者在相同環(huán)境下，用同一種測試方法和同一臺儀器進行多次測量，此時可以認為每一次的測量精度都相同，稱作等精度測量。不等精度測量----如果在測試中有某一條件不同，則稱作不等精度測量等精度測量與不等精度測量的關(guān)系:等精度測量強調(diào)每次測量條件相同（儀器、方法、環(huán)境等）,具有相對意義，且數(shù)據(jù)處理方法不同。在對某一物理量的多次測量中,可分為等精度和不等精度測量(3)測量結(jié)果尾數(shù)的修約規(guī)則

根據(jù)GB8017-87規(guī)定的數(shù)值修約規(guī)則，測量結(jié)果尾數(shù)的修約原則是：四舍六入五湊偶，5后非零則進1，5后全零湊成偶。6.28271取4位有效數(shù)字為2.4352取3位有效數(shù)字為17.405取4位有效數(shù)字為17.415取4位有效數(shù)字為6.2834.有效數(shù)字的運算法則

運算結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)，只要求出不確定度，就可以確定出來。在不求不確定度時，按以下粗略的方法來確定。(1)加減運算規(guī)則：幾個數(shù)相加減時，結(jié)果的末位與各數(shù)末位數(shù)中數(shù)量級最大的那一位對齊。10+1=11100+10+1=?欠準數(shù)字(2)乘除運算規(guī)則：幾個數(shù)相乘除時，結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)與各數(shù)中有效數(shù)字位數(shù)最少的相同。例如：欠準數(shù)字(3)乘方、開方運算規(guī)則：在乘方、開方運算時，若乘方或開方次數(shù)不太高，其結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)與底數(shù)的位數(shù)相同。取成例如：10010101000(a)(b)(c)表示射擊精密度高，但準確度欠佳；表示準確度高，但精密度較差

表示精密度、準確度均較高，即精確度高。（2）測量結(jié)果的相對不確定度表示法為全面評價測量結(jié)果的優(yōu)劣,還應(yīng)考慮被測量量大小,故引入相對不確定度,Er。Er

的首有效數(shù)字＞3，取一位有效數(shù)字Er

的首有效數(shù)字≤3，取兩位有效數(shù)字Er參與中間計算，多保留一位有效數(shù)字。0.30001%0.40001%0.31%0.5%相對不確定度和百分差的修約規(guī)則相同0.39001%0.40%0.4%

測量結(jié)果可以表述為：

Ｎｘ＝Ｎ±ｕ單位（P）在這個范圍內(nèi)以一定的概率包含真值測量值測量不確定度包含真值的概率ｕ

只取一位有效數(shù)字，尾數(shù)只進不舍。Ｎ測的最后一位應(yīng)于ｕ末位對齊。不同精度的量具的儀器誤差用游標卡尺測量:

Δ儀=

0.02mm用鋼直尺測量：Δ儀=

0.1mm用千分尺測量:

Δ儀=

0.004mm分光計測量:

Δ儀=

1分間接測量量不確定度的估算

考慮到物理實驗課程的特點，及簡化運算，得到不確定度的傳遞公式為：Ｎ的不確定度Ｎ的相對不確定度當函數(shù)中各量間是乘除關(guān)系時，利用相對不確定度傳遞公式計算方便。THANKYOUSUCCESS2024/1/515可編輯例1長方形邊長測量結(jié)果為:a=4.000±0.005cm,b=3.000±0.005cm,則其表面積可表示為:[]次數(shù)12345平均銅棒d（mm）3.9843.9853.9963.9893.9813.9872、測量金屬棒電阻率的數(shù)據(jù)表格R1=R2=104(Ω)金屬L(mm)＋/－Rs(Ω)R(Ω)(Ω)(10-3)(mm)(10-8)銅200＋0.1119.88119.831.19833.9877.4765－0.1119.78例2

注意：Rx的相對不確定度可由書中查出為求偏導(dǎo)數(shù)：；求偏導(dǎo)數(shù)：[][]舉例----測鋼絲直徑3、確定坐標軸

習慣以橫軸表示自變量，以縱軸表示因變量。

在軸的端部表明其所代表的物理量的名稱符號及其單位。4、合理確定坐標分度應(yīng)保證圖上實驗點的坐標讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)不損失。容易讀出圖上實驗點的坐標讀數(shù)，用1、2、5進行分度.坐標原點不一定零開始。5、標出實驗點用削尖的鉛筆以“+”、“×”、“⊙”等記號標實驗點。同一圖上化幾條圖線時，每條圖線要用不同的符號標記。6、連接實驗曲線

用直尺、曲線板等工具連線。

圖線應(yīng)細而光滑。

在連線時，盡可能通過較多的點，不在線上的各點應(yīng)均勻分布在緊靠圖線兩側(cè)。彈簧伸長L與受力F的關(guān)系

（No。5焦利秤）7、圖注和說明在圖紙的明顯的位置寫出圖名和實驗條件。彈簧伸長L與受力F的關(guān)系

（No。5焦利秤）在直線上所選兩點用不同的標號標出。這兩點應(yīng)在實驗范圍內(nèi)相距遠一些。所選兩點的坐標值都要估讀1）在所做直線上選取相距較遠的兩點，從圖上讀取其坐標值（x1，y1）、（x2，y2）。2）求斜率b：設(shè)直線方程為：3）求截距a：三、逐差法逐差法是物理實驗中常