大学物理_ (5).ppt

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1、欢迎同学们来上大学物理实验课姓名姓名：霍中生霍中生特点特点：喜欢上实验课喜欢上实验课专长专长：实验动手、电力电子实验动手、电力电子 技术、产品开发、竞赛辅导技术、产品开发、竞赛辅导办公地点办公地点：2号号科研楼科研楼A103博客博客:没有没有 微博：微博：真没有真没有 一对一当面交流：一对一当面交流：一定有一定有 邮箱邮箱:（谢绝无主题邮件谢绝无主题邮件）电话：电话：13808070689（欢迎加入飞信好友欢迎加入飞信好友,谢绝无主题短信谢绝无主题短信）本学期上课时间：周二本学期上课时间：周二2 2、3 3段，周三段，周三4 4、5 5段段其它实验课程：其它实验课程：CPUCPU散热散热/AN

2、SYS/EFD/Flotherm/CFX/ANSYS/EFD/Flotherm/CFX/Maxwell/Maxwell/建模系列综合设计型物理实验和课程设计建模系列综合设计型物理实验和课程设计 老师自我介绍老师自我介绍学学 时时 数数：31.2学学 分分 数数：2上课次数上课次数：理论课理论课2次（次（本周六本周六+下周六下周六）+实验课实验课7次次平时成绩平时成绩每次实验累积成绩每次实验累积成绩7课程成绩课程成绩理论课成绩理论课成绩 50%平时成绩平时成绩50%（总（总分分60分及格，分及格，如果没做够如果没做够5个实验，平时成绩个实验，平时成绩记记0分分）理论课考试理论课考试：910周与全

3、校期中考试一起进行周与全校期中考试一起进行不及格不及格：没做够：没做够5个实验个实验 重修，补够重修，补够7个实验个实验 做够了做够了5个实验个实验 补考理论补考理论大学物理实验大学物理实验I基本情况基本情况1 1、时间、时间：双周班：双周班：4-17周，周，单周班：单周班：3-15周周 周二周二4段段(下午下午4:20-7:02)5段段(晚上晚上7:30-10:12)5段段(晚上晚上7:30-10:12)，单周三单周三4段段、5段段 周二周二2段段(上午上午10:20-13:02)3段段(下午下午1:20-4:02)2、第一次实验第一次实验（二号科研楼（二号科研楼A108室）室）：B1组：实

4、验组：实验3密立跟油滴实验；密立跟油滴实验；B2组：用拉伸法测金属丝的杨氏模量组：用拉伸法测金属丝的杨氏模量 下一次下一次B1组和组和B2组交换实验组交换实验3 3、实验循环：、实验循环：3-63-6周周A A108108 7-10周周A119 11-12周周A116+118 13-14周周A121 15-16周周A104，17周周A A108108（补课）（补课）实验课时间、地点实验课时间、地点B B循环单周二循环单周二2 2段：段：2010041010班班3131人（应用物理）人（应用物理）B B循环单周二循环单周二3 3段：段：2010091020班班2929人（生物医学工程）人（生物医

5、学工程）+2010013150班？人（通信大类）班？人（通信大类）B B循环单周三循环单周三4 4段：段：2010084010班班3434人（电器工程及自动化）人（电器工程及自动化）B B循环单周三循环单周三5 5段：段：2010063040班班3232人（信息安全）人（信息安全）B B循环双周二循环双周二2 2段：段：2010043010班班2828人（真空电子技术）人（真空电子技术）B B循环双周二循环双周二3 3段：段：2010080030班班2828人（机械设计及自动化）人（机械设计及自动化）B B循环双周三循环双周三4 4段：段：2010001020班班2323人（英才实验班：大类）

6、人（英才实验班：大类）B B循环双周三循环双周三5 5段：段：2010021110班班3232人（电子信息工程）人（电子信息工程）各班班长要留电话，便于今后交流及紧急通知各班班长要留电话，便于今后交流及紧急通知我带的班级我带的班级学号为序学号为序,以下同学为以下同学为B1组最后一位组最后一位,之后的为之后的为B2组组 应物应物1班班 王敏王敏 生物生物2班班 邵世和邵世和 电气电气1班班 刘健刘健 信安信安4班班 王鹏王鹏 真空真空1班班 郝雪瑞郝雪瑞 机械机械3班班 马羽马羽 英才英才2班班 赵敏荐赵敏荐 信息工程信息工程1班班 孙继炜孙继炜每班实验分组每班实验分组B1组：密立密立跟油跟油滴

7、实滴实验验B2组：用用拉伸法测拉伸法测金属丝的金属丝的杨氏模量杨氏模量1、没有订教材的同学要尽快补订或向高年、没有订教材的同学要尽快补订或向高年级同学借，级同学借，没有教材无法预习没有教材无法预习！2、请、请各行政班派人各行政班派人以班为单位，下课后尽以班为单位，下课后尽快到科快到科A101室领取室领取2011版实验版实验指导书指导书、实验报告实验报告纸纸1010张和坐标纸。张和坐标纸。每套每套8元。元。3 3、具体发放时间：第一周星期六、星期天具体发放时间：第一周星期六、星期天上午上午10点点-下午下午4点点）。）。领取实验指导书等领取实验指导书等应提前应提前5 5分钟到达指定实验室分钟到达

8、指定实验室。上课应带齐上课应带齐教材教材、指导书、实验报告、指导书、实验报告纸、坐标纸、纸、坐标纸、科学计算器科学计算器、0.50.5自动铅笔、自动铅笔、直尺直尺等。等。第一次上实验课第一次上实验课1 1、考勤、考勤：学生进入实验室应坐到规定编号的座位学生进入实验室应坐到规定编号的座位上做实验，做完后数据必须经老师签字、整理好上做实验，做完后数据必须经老师签字、整理好实验仪器后才能离开实验室。实验仪器后才能离开实验室。2 2、迟到迟到：迟到半小时以上算缺勤迟到半小时以上算缺勤。3、友情提示、友情提示：（：（1 1）如果你因各种问题可能缺课，如果你因各种问题可能缺课，应提前规划、提前上课或补课，

9、拖到期末应提前规划、提前上课或补课，拖到期末有挂科有挂科风险风险！（2 2）有出国计划或有奖学金要求的同学必须每）有出国计划或有奖学金要求的同学必须每次课都更加严格要求自己，分数是你自己努力得次课都更加严格要求自己，分数是你自己努力得到的，不是老师施舍的，老师不会凭空给你到的，不是老师施舍的，老师不会凭空给你8585分分或或9090分以上。分以上。实验课考勤实验课考勤每次实验的成绩分成三部分，即预习每次实验的成绩分成三部分，即预习2020分、操作分、操作4040分、实验报告分、实验报告4040分（平均成分（平均成绩一般为绩一般为1616分、分、3232分、分、3232分）。分）。学生须在做完实

10、验学生须在做完实验的下周一前的下周一前将实验将实验报告交给报告交给科代表科代表。科代表按分组、实验号整理后周二下科代表按分组、实验号整理后周二下午午4 4点在实验室交给霍老师（点在实验室交给霍老师（未按时交的要未按时交的要登记登记）。）。关于实验报告和成绩关于实验报告和成绩1.教材：第一章为理论部分必须学好。其教材：第一章为理论部分必须学好。其它各章，实验层次跨度较大，内容它各章，实验层次跨度较大，内容很强很强很丰富很丰富。可作为基础实验方法工具书。可作为基础实验方法工具书。2.指导书：是一本必备的实验指导书：是一本必备的实验 傻瓜傻瓜书，内容、步骤、数据书，内容、步骤、数据 表格、数表格、数

11、据处理公式尽在其中，据处理公式尽在其中，更新很快，更新很快，一般不含实验原理一般不含实验原理。物理实验课教材、指导书物理实验课教材、指导书测量、测量、误差、误差、不确定度、不确定度、有效数字、有效数字、数据处理。数据处理。理论课内容理论课内容理论理论考试题考试题范解范解理论课要解决的问题如何描述测量和测得物理规律的可靠性？如何描述测量和测得物理规律的可靠性？（1 1）用全世界认同的专业术语描述）用全世界认同的专业术语描述不确定度定不确定度定义、标准偏差、不确定度合成和传递、有效数字等义、标准偏差、不确定度合成和传递、有效数字等 （2 2）这种可靠性指的是统计意义上的确定性）这种可靠性指的是统计

12、意义上的确定性如何描述测得的物理规律？如何描述测得的物理规律？（1 1）列表法（）列表法（2 2）作图法（）作图法（3 3）逐差法（）逐差法（4 4）最小二乘）最小二乘法法如何提高测量和测得规律的可靠性？如何提高测量和测得规律的可靠性？多次测量、与公认值比较、多次测量、与公认值比较、发现系统误差、修正系统发现系统误差、修正系统误差（很多方法在以后的实验中逐步学习和体会）误差（很多方法在以后的实验中逐步学习和体会）不可靠的测量和规律将导致科研生产、各行各业带来及其巨大的困难和不可估量的损失，甚至造成政府管理决策的巨大难题唐山大地震后几位专家拿出了应力变化数据、地磁变化数据、地电导率变化数据等，都

13、说自己预测到了唐山大地震，但认真分析后，地震的时间、震中位置、级别都有很大误差。汶川512地震后也冒出了无数专家和砖家相机设相机设计生产计生产容得较容得较大的误大的误差吗？差吗？汽车设计、制造呢？请看汽车设计、制造呢？请看ITER国际核聚变发电合作项目国际核聚变发电合作项目屏蔽层屏蔽层第一节第一节测量与误差测量与误差一、测量与误差一、测量与误差的基本概念的基本概念100100米米20032003世界冠军世界冠军-圣吉斯圣吉斯-科林斯科林斯-10-10秒秒0707 田径世锦赛男子田径世锦赛男子110110米栏米栏 重温重温0.010.01秒的差距秒的差距刘翔刘翔12秒91第一枚田径金牌复杂、有趣

14、的测量覆盖了人复杂、有趣的测量覆盖了人类科研生产生活的方方面面类科研生产生活的方方面面9秒秒76刷新百米纪录加特林成第一飞人刷新百米纪录加特林成第一飞人 9秒秒69牙买加选手博牙买加选手博尔特尔特鸟巢新飞人鸟巢新飞人2009年年8月月17日，牙买加飞日，牙买加飞人博尔特最后以人博尔特最后以9秒秒58成绩成绩夺得冠军（风速夺得冠军（风速0.9m/s），），并创造新的世界纪录并创造新的世界纪录大学物理实验是所有的、大量的、大学物理实验是所有的、大量的、复杂的测量的基础复杂的测量的基础是其他实验课的基础课程是其他实验课的基础课程内容包括测量理论、实验两部分内容包括测量理论、实验两部分学习本课程要求学

15、习本课程要求理论分析理论分析和和动手实动手实践能力践能力都得到充分锻炼都得到充分锻炼（一）测量（一）测量（一）测量（一）测量1.1.1.1.测量的含义测量的含义测量的含义测量的含义1.1.1.1.测量的含义测量的含义测量的含义测量的含义测量就是把待测物理量与作为计量单测量就是把待测物理量与作为计量单位的同类已知量相比较，找出被测量位的同类已知量相比较，找出被测量是单位的多少倍的过程是单位的多少倍的过程。倍数倍数 读数读数+单位单位数据数据 1.1.1.1.测量的含义测量的含义测量的含义测量的含义测量就是把待测物理量与作为计量单测量就是把待测物理量与作为计量单位的同类已知量相比较，找出被测量位的

16、同类已知量相比较，找出被测量是单位的多少倍的过程是单位的多少倍的过程。测量的要素：对象，测量的要素：对象，单位单位，方法，精，方法，精度。度。倍数倍数 读数读数+单位单位数据数据 2.2.2.2.测量的分类测量的分类测量的分类测量的分类按方法分类：按方法分类：按条件分类：按条件分类：直接测量直接测量直接测量直接测量直接测量直接测量直接测量直接测量 基本基本间接测量间接测量 间接测量间接测量 间接测量间接测量 间接测量间接测量 大量大量 转化成直接测量转化成直接测量 等精度测量等精度测量等精度测量等精度测量等精度测量等精度测量等精度测量等精度测量非等精度测量非等精度测量非等精度测量非等精度测量非

17、等精度测量非等精度测量非等精度测量非等精度测量（二）（二）（二）（二）误差的基本概念误差的基本概念误差的基本概念误差的基本概念 2.2.2.2.绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差 4 4 4 4误差的分类误差的分类误差的分类误差的分类 5 5 5 5误差的几个基本概念误差的几个基本概念误差的几个基本概念误差的几个基本概念 3 3 3 3误差来源误差来源误差来源误差来源 1.1.1.1.真值真值真值真值1.1.1.1.真值真值真值真值物理量物理量F(t,X,fF(t,X,f)客观值客观值真值真值真值真值2.2.2.2.绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差绝对

18、误差与相对误差绝对误差与相对误差真值真值真值真值a.a.绝对误差绝对误差真值真值气垫导轨气垫导轨:2.2.2.2.绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差a.a.绝对误差绝对误差 测量重力加速度测量重力加速度单摆单摆:三线摆三线摆:单摆：单摆：修正值修正值=真值真值-测量值测量值=-误差误差气垫导轨气垫导轨:三线摆三线摆:b.相对误差相对误差 3.3.3.3.误差的来源误差的来源误差的来源误差的来源a.a.仪器误差仪器误差天平测质量砝码准确性标尺刻度准确性天平的不等臂天平的变动性a.a.仪器误差仪器误差 2.2.2.2.误差来源误差来源误差来源误差来源 b.b.

19、方法误差方法误差两女同学：两女同学：测测得得100.68米米男女同学男女同学 测测得得100.06米米两男同学：两男同学：测测得得99.33米米例：测量100米跑道长度电流表外接电流表外接电流表内接电流表内接例：伏安法测电阻a.a.仪器误差仪器误差 2.2.2.2.误差来源误差来源误差来源误差来源 b.b.方法误差方法误差c.c.环境误差环境误差例：在马路旁测扬声器的灵敏度？！噪声环境在打桩机旁测地震信号？！振动环境在电焊机旁测手机的灵敏度？！电磁干扰环境a.a.仪器误差仪器误差 2.2.2.2.误差来源误差来源误差来源误差来源 b.b.方法误差方法误差c.c.环境误差环境误差d.d.人员误差

20、人员误差眼睛斜看指针，不正确放置电表不同的人测得值可能有差异及可靠程度不同a.系统误差系统误差4.4.4.4.误差的分类误差的分类误差的分类误差的分类特点：特点：确定性确定性螺旋测微计测小球直径螺旋测微计测小球直径电压表测电压电压表测电压a.系统误差系统误差4.4.4.4.误差的分类误差的分类误差的分类误差的分类特点：特点：确定性确定性螺旋测微计测小球直径螺旋测微计测小球直径电压表测电压电压表测电压随机性随机性螺旋测微器测钢丝直径螺旋测微器测钢丝直径特点：特点：b.偶然误差偶然误差c.系统然误差与偶然误差的关系系统然误差与偶然误差的关系偶然误差偶然误差随机性随机性可通过多次测量来减小可通过多次

21、测量来减小系统误差系统误差确定性确定性可用特定方法来消除可用特定方法来消除 ：精密度与正确度的综合：精密度与正确度的综合 反映反映 ：实验结果与真值的符合：实验结果与真值的符合 程度程度 ：重复测量数据相互分散：重复测量数据相互分散 的程度的程度准确度准确度准确度准确度准确度准确度准确度准确度准确度准确度正确度正确度正确度正确度正确度正确度正确度正确度正确度正确度精密度精密度精密度精密度精密度精密度精密度精密度精密度精密度5.5.5.5.误差的几个基本概念误差的几个基本概念误差的几个基本概念误差的几个基本概念系统误差系统误差偶然误差偶然误差a.c.b.图图(A)图图(B)图图 (C)精密度高精

22、密度高正确度低正确度低精密度低精密度低正确度高正确度高准确度高准确度高本节小结本节小结一一 测量的含义，要素，分类测量的含义，要素，分类 二二 绝对误差，相对误差，修正值绝对误差，相对误差，修正值 三三 误差的来源，误差的分类误差的来源，误差的分类,精度精度根据获得测量结果的不同方法，测量可分为根据获得测量结果的不同方法，测量可分为_测量和测量和_测量；根据测量条件测量；根据测量条件的不同，测量分为的不同，测量分为_测量测量_测量。测量。在试验中，进行多次在试验中，进行多次(等精度等精度)测量时，若每测量时，若每次读数的重复性好，则次读数的重复性好，则_误差一定误差一定小，其测量结果的小，其测

23、量结果的_高。高。直接直接间接间接等精度等精度非等精度非等精度偶然偶然精密度精密度测量的四要素是测量的四要素是_、_、_和和_。误差按性质可分为误差按性质可分为_和和_误差。误差。对象对象方法方法单位单位准确度准确度系统系统偶然偶然修正值修正值=真真值值 -测量值测量值凡可用仪器量具直接读出某物理量值凡可用仪器量具直接读出某物理量值称为称为_测量，例如测量，例如_；在直接测出与被量具有一定函数关系在直接测出与被量具有一定函数关系的几个量后的几个量后,通过函数关系式确定被测通过函数关系式确定被测量的大小的测量称为量的大小的测量称为_测量，例测量，例如如_。直接直接米尺测长度米尺测长度间接间接V=

24、S/t 测速度测速度误差按其来源可分为误差按其来源可分为:_误差；误差；_误差误差_误差；和误差；和_误差。误差。用伏安法测中值电阻时用伏安法测中值电阻时,由实验电路由实验电路引入的误差属于引入的误差属于_。仪器仪器环境环境方法方法人员人员系统误差系统误差三角形三内角和的测量值是三角形三内角和的测量值是 ，其绝对误差等于其绝对误差等于_，修正值是，修正值是_。下列几个测量结果中，测量精度最低的是下列几个测量结果中，测量精度最低的是（）D在用物在用物距、像距法测凸透镜地焦距时距、像距法测凸透镜地焦距时需要测量像地位置，由于眼睛对像的需要测量像地位置，由于眼睛对像的清晰度分辨本领不足而使每次读数不清晰度分辨本领不足而使每次读数不同产生的误差是同产生的误差是 偶然误差偶然误差分光计测角度时由于度盘偏心引起的分光计测角度时由于度盘偏心引起的角度测量误差按正弦规律变化，这是角度测量误差按正弦规律变化，这是系统误差系统误差end