物理实验绪论.ppt

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1、实验室纪律,实验报告及原始数据记录要求,每个实验都要完成实验报告。原始数据记录在实验报告后面！原始数据不能代替实验报告中的数据。实验报告中的数据必须整理成表格形式，并有处理结果。实验报告的完成实验报告的完成分三步走一、实验预报二、采集原始数据三、分析处理数据，实验总结，完成实验结报。,物理实验的作用,物理实验是研究物质运动一般规律及物质基本结构的科学，它必须以客观事实为基础，必须依靠观察和实验。归根结底物理学是一门实验科学，无论物理概念的建立还是物理规律的发现都必须以严格的科学实验为基础，并通过今后的科学实验来证实。物理实验在物理学的发展过程中起着重要的和直接的作用。实验可以发现新事实，实验结

2、果可以为物理规律的建立提供依据。研究科学史，我们可以发现，历史上有许多聪明的人曾经发明了很多在今天看来很稀奇古怪的理论，但都灰飞烟灭了。担当终极裁判员的角色的就是科学实验。无论这个理论是多莫美妙，都必须接受终极裁判员的裁决。,科学实验有严格的程序，不能像日常生活那样大大咧咧。,实验数据有效位数的确定,物理实验以测量为基础。完整的测量结果应表示为：以电阻测量为例,Y = y 表示被测对象的真值落在（y ，y ）范围内的概率很大， 的取值与一定的概率相联系。测量分为直接测量和间接测量直接测量指可直接得到被测量值的测量；间接测量指利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系经过计算从而得到被测量值的测

3、量。任何测量都可能存在误差（测量不可能无限准确)。,测量对象,测量对象的量值,测量的不确定度,测量值的单位,实验数据有效位数的确定,实验中我们所测的被测量都是含有误差的数值，对这些数值不能任意取舍，应反映出测量值的准确度。所以在记录数据、计算以及书写测量结果时，应根据测量误差或实验结果的不确定度来定出究竟应取几位有效位数。 直接测量量（原始数据）的读数应反映仪器的精确度游标类器具（游标卡尺、分光计度盘、大气压计等）读至游标最小分度的整数倍，即不需估读。数显仪表及有十进步式标度盘的仪表（电阻箱、电桥、电位差计、数字电压表等）一般应直接读取仪表的示值。指针式仪表及其它器具，读数时估读到仪器最小分度

4、的1/21/10，或使估读间隔不大于仪器基本误差限的1/51/3。,实验数据有效位数的确定,单位应在表格头上注明，或直接记录在读数后面。不要忘记！注意指针指在整刻度线上时读数的有效位数。,实验数据有效位数的确定,读读认认,实验数据有效位数的确定,中间运算结果的有效位数加减运算的结果末位以参与运算的末位最高的数为准。 如 11.4+2.56=14.0 75-10.356=65乘除运算结果的有效位数多少以参与运算的有效位数最少的数为准，可比其多取一位。如 40009=3.6104 2.0000.99=2.00用计算器进行计算时中间结果可不作修约或适当多取几位（不能任意减少）。测量结果表达式中的有效

5、位数总不确定度的有效位数，取1 2位首位大于5时，一般取1位；首位为1、2时，一般取2位例 ：估算结果 =0.548mm时，取为=0.5 mm；=1.37 时， 取为 =1.4,实验数据有效位数的确定,被测量值有效位数的确定Yy中，被测量值 y 的末位要与不确定度的末位对齐。（求出 y后先多保留几位，求出，由决定 y的末位）例：环的体积不确定度分析结果 最终结果为：V=9.440.08cm3即：不确定度末位在小数点后第二位，测量结果的最后一位也取到小数点后第二位。,作图法处理实验数据,作图法可形象、直观地显示出物理量之间的函数关系，也可用来求某些物理参数，因此它是一种重要的数据处理方法。作图时

6、要先整理出数据表格，并要用正规纸张作图。1.选择合适的坐标分度值，确定坐标纸的大小：坐标分度值的选取应能反映测量值的有效位数，一般以 12mm对应于测量仪表的仪表误差。2. 标明坐标轴：用粗实线画坐标轴，用箭头标轴方向，标坐标轴的名称或符号、单位,再按顺序标出坐标轴整分格上的量值。3.标实验点：实验点可用“+”、“”、“ ”等符号标出（同一坐标系下不同曲线用不同的符号）。,作图法处理实验数据,5.标出图线特征：在图上空白位置标明实验条件或从图上得出的某些参数。如利用所绘直线可给出被测电阻R大小：从所绘直线上读取两点 A、B 的坐标就可求出 R 值。6.标出图名：在图线下方或空白位置写出图线的名

7、称及某些必要的说明。,由图上A、B两点可得被测电阻R为：,电阻伏安特性曲线,至此一张图才算完成,作图法处理实验数据,错误作图实例,修改,作图法处理实验数据,错误作图实例,实验数据处理,注意：在实验中，我们测得的数据有些是等间距的，有些是不等间距的，还有等精度测量，不等精度测量等等。不同的数据分布有不同的处理方式，在预习相关实验项目时要仔细阅读相关章节，务求理解。不确定度计算(简易方法)算平均值(测得值的最佳估计值为)算标准偏差 s (测量列的标准偏差),实验数据处理,总不确定度分为两类不确定度：A 类分量多次重复测量时 与随机误差有关的分量；B 类分量与未定系统误差有关的分量。直接测量量不确定

8、度的估算用方和根方法合成总不确定度：A 类分量A 的估算：,当 5 n 10时，可简化认为 A=Sy（置信概率95%）,实验数据处理,B 类分量B= 仪 , 认为 B 主要由仪器的误差特点来决定.不确定度合成：实例,实验数据处理,间接测量量的不确定度合成,偏导数后，以各量的平均值代入求系数。,实验数据处理,仪在实验报告册最后有详细说明,实验考核方式及成绩构成,平时实验成绩占50%考试成绩占30%其他(纪律，品德，责任心，创新等因素)20%考试安排在最后一次实验后进行，分两种考核方式：一种是上机考试，十五个选择题，半个小时一种是操作考试，随机选择实验项目独立完成，并在完成后回答老师提问。哪些同学参加操作考试，考什么内容，由计算机随机选择决定！,