物理实验理论课.pptx

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1、根据实验目的，实验类型可分为 应用性实验验证性实验探索性实验类型不同，数据处理不同，结论表述不同。第1页/共14页一、应用性实验一、应用性实验一、应用性实验一、应用性实验测量物理量的值为主关键点是测量一切物理实验的基础第2页/共14页一、应用性实验一、应用性实验一、应用性实验一、应用性实验测量的前提：仪器调整到位 实验原理要求的条件 调整的要求 测量要求达到的条件 目的性调整的原则 判据 制约第3页/共14页一、应用性实验一、应用性实验数据处理数据处理结论表述：通过实验，某测量量的测量值为多少，不确 定度为多少，精度为多少。结果表示：测量值为多少，精度（相对不确定度）为多少。第4页/共14页二

2、、验证性实验二、验证性实验二、验证性实验二、验证性实验有理论或假设根据理论，精心设计实验检验理论的真伪或适用范围 第5页/共14页二、验证性实验二、验证性实验二、验证性实验二、验证性实验验证的前提：明确的理论依据验证的过程：根据理论设计实验，突出验证的物理对象 验证结果评价：一致 或 不一致 第6页/共14页二、验证性实验二、验证性实验数据处理数据处理结结论论表表述述：通通过过实实验验，某某测测量量量量的的测测量量值值为为多多少少，不不确确定定度度为为多多少少，在在多多少少精精度度上上与与理理论论值值一一致致（或或不不一一致致），由由此此验验证证（或或没没有有验验证证）什么理论。什么理论。一致

3、性讨论：设高一级实验值（理论值）为：一致，即可以验证理论不一致，即不能验证理论第7页/共14页三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验寻找两个或多个物理量间的变化关系的实验也就是寻找经验公式如何寻找？第8页/共14页三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验寻找经验公式的一般过程：实验测量得到 n组 数据作 实验曲线将曲线与标准函数曲线对比，找出接近的标准函数形式通过对函数进行最小二乘法处理，确定标准函数中的常数 对得出的常数进行物理合理性分析得出最终的具体经验公式基础实验：给定几个标准函数，分别进行最小二乘法拟合，从中选取 最佳函数即可。通过相关系数 r 来选取

4、第9页/共14页三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验相关系数 r：根据最小二乘法：min解得：将 a，b 回代 S 得：由于则|r|1定义为第10页/共14页三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验相关系数 r 的性质(1)-1 r 1(2)r=1，测量点严格在一，测量点严格在一 条直线上条直线上(3)|r|越接近越接近 1，线性程度，线性程度 越好越好(4)|r|r0 时，才可用直线时，才可用直线 方程描述数据点方程描述数据点第11页/共14页三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验相关系数 r 的作用(1)用于判别实验数据是否线性相关(2

5、)当已知数据应该成直线分布时，用于当已知数据应该成直线分布时，用于判断实验数据测量是否正确判断实验数据测量是否正确(3)用于选择最佳函数形式，选择用于选择最佳函数形式，选择|r|最大所对应的函数形式为最佳函数最大所对应的函数形式为最佳函数 第12页/共14页三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验三、探索性实验从寻找经验公式到探求物理规律 在得出经验公式后，应对公式中的系数进行必要的改进，使其有量纲意义，以符合必要的物理解释。此时，经改进的经验公式对应的相关系数可能会比未改进的相关系数小（绝对值），但它更符合物理规律，因此，只要它能满足|r|r0 即可。第13页/共14页感谢您的观看！第14页/共14页