大学物理实验(最新)-1大连理工大学物理实验答案课件.ppt

绪论v 课程设置：第一学期：以基础性实验为主。第二学期：基础性实验、综合性实验、设计性实验、探索研究性实验。分必做实验和选做实验。v 实验课流程：选课（选课系统）预习（预习报告）实验课 数据处理及结果分析 考试 实验成绩评定：实验课成绩（70），考试成绩（30）实验课成绩(100分/单个）：预习（10分）操作（30分）记录（5分）整理（5分）实验报告（50分）第一章 测量与误差 第一节 测量与分类 物理实验离不开对物理量的测量 一个物理量的测量值必须包括数值 和单位两部分 计量单位采用SI国际标准单位制 物理量电阻R的测量？v 可以用万用表直接测量R；v 可以通过欧姆定律测量RU/I；v 有的电阻可以通过公式 测量；直接测量 间接测量 直接测量：可以用测量仪器仪表或量具直接读出测量值的测量，称为直接测量，相应的物理 量称为直接测量量。间接测量:有些物理量需要依据待测物理量与若干个直接测量量的函数关系求出，这样的测量称为间接测量。相应的物理量称为间接测量量。大多数的物理量都是间接测量量。第二节 有效数字有效数字：在测量的结果中可靠数字加上可疑数字称为有效数字，简单地说就是测量中有意义的数字。有效数字位数：有效数字的个数称为有效数字位数，即使最后一位或几位是“0”，也必须写上。注意：4.45cm是三位有效数字，而4.450cm是四位有效数字。1.2.1 原始数据有效位数的确定 通过仪表、量具等读取原始数据时，通常要把计量器具所能读出或估计的位数全读出来。游标类量具一般记下对齐线的数值，不必进行 更细的估读；对数字式显示仪表及有十进步进式标度盘的仪表 一般应直接读取仪表的示值；1.2.2 应注意的问题：v 在十进制单位换算中,其测量数据的有效数字位数不变。例如，对于43.6mm，若以米为单位表示，则是0.0436m，仍然是3位有效数字。v 有效数字的科学表示法通常在小数点前保留一位整数，写成（N 可正可负）的标准形式。例如：0.000000021m应写成。10V转换成以mV为单位时应写成，而不能写成10000 mV。l 计算公式中的常数，如、e、及1/3等 应比参加运算的各数中有效数字位数 最多的还要多取一位。1.2.3 有效数字的运算法则v 加减运算：运算结果的可疑位置与参与运算各量中可疑位置最高者相同。如:14.61+2.216+0.00672=16.8 3272=16.83 乘除运算：运算结果的有效位数一般与参与运算的各量中有效位数最少者相同。如:4.178 x 10.1=42.1978=42.2 乘方、开方运算：有效位数一般与其底的有效位数相同。1.2.4 有效数字的修约法则：v“四舍六入五分析”原则：拟舍弃数字的最左一位数字为5时，而右面无 数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数，则进1，为偶数或0则舍弃，即“单进偶不进”；修约过程一次完成，不能多次连续修约；v 根据不确定度确定测量结果的可疑位。例1：保留四位有效数字 3.14159 3.142 3.21550 3.216 2.71729 2.717 6.378501 6.379 4.51050 4.510例2：x=3.4546cm U=0.05cm一次修约得：X=(3.450.05)cm不能连续修约：x=3.4546 cm3.455cm 3.46cm 第三节 误 差1.3.1 测量误差 待测物理量的真值同我们的测量值之间总会存在某种差异，这种差异就称为测量误差。dy为测量误差y 为某物理量的测量值Yt为真值1.3.2.1 系统误差 系统误差是重复测量中保持恒定或以可预知方式变化的测量误差分量，这类误差称为系统误差。系统误差的来源：仪器的结构和标准不完善或使用 不当引起的误差；理论或方法误差；环境误差；实验人员的生理或心理特点所造 成的误差。系统误差包括己定系统误差和未定系统误差：己定系统误差是指符号和绝对值已经知 道的系统误差分量；未定系统误差是指符号和绝对值未被确 定而未知的系统误差分量。一般只能估 计其限值或分布特征值。1.3.2.2 随机误差 随机误差是重复测量中以不可预知方式变化的测量误差。用一级025mm千分尺测得一铜丝直径d/m为：19.465，19.466，19.465，19.464，19.467，19.466，19.887,19.465v 抵偿性:即随机误差的算术平均值随着测量 次数的增加而减小，最后趋于零；v 单峰性:即绝对值小的误差出现的概率大；v 有界性:即绝对值很大的误差出现的概率接 近零。v 无限多次重复测量的算术平均值恰好等于被测量量的真值；v 有限次测量中，算术平均值就是真值的最好近似，是多次测量的最佳值；v 可以用算术平均值来近似代替真值作为测量结果。