大学物理实验基础知识80

发布时间：2024-11-28

大学物理实验基础理论

台州学院物理系主讲：李宏远

2009年2月

大学物理实验基础理论第一章物理实验的认识要点：物理实验的概念、分类和物理实验课程的任务及程序

第二章误差与不确定度要点：测量、误差、不确定度的概念测量结果的评价方法

第三章数据处理基本知识要点：有效数字、列表、作图、插值和逐差、最小二乘法2

引言(1)大学物理实验和中学物理实验有着明显区别，后者着重于对物理概念、定律、定理等的理解，而前者更注重于学习用实验的方法解决问题的能力。 (2)大学物理实验是具备一套完整理论体系的一门独立的学科，希望同学们一开始就给予足够的重视。 (3)大学物理实验是大学期间首先接触的实验学科，其基本的实验思想和方法是其它实验学科的基础。 (4)大学物理实验应以自学为主。3

第一章物理实验的认识§1-1 物理实验物理实验是为达到特定目的在实验室里人为的对自然界客观存在的物理规律进行再探索的过程。根据实验目的，物理实验可以分为： (1)定性观察实验(如光的偏振等) (2)测量物理量实验(密度，重力加速度等) (3)验证性实验(静电场描绘等) (4)确定经验公式实验(刚体转动等)4

第一章物理实验的认识§1-2 物理实验课

要求

1、过程：预习—进行实验—报告 (1)预习报告内容包括：题目、目的、仪器、原理、实验关键步骤及注意事项、数据表格. (2)实验时对号登记，要求独立进行，正确记录仪器型号、规格和测量数据(尽量用列表法),数据必须由教师检查通过签字，仪器复原后，才可离开. (3)正式报告内容除预习报告内容之外，另外增加：记录仪器编号和规格，数据处理、结论、讨论。实验报告必须在实验完成后一周内交齐，对优秀的取3份学院存档。 2、遵守实验规则5

实验报告示例成绩原始数据记录表格

台州学院

批阅日期

物理与电子工程学院实验报告

签课字堂生完效成指导教师签字

班级同组

学号

姓名

实验课程实验项目

实验日期第4页第1页

年

月

日

预习简要(原理、公式电路图、注意事项等):

五、实验数据计算与处理一、实验目的 ……………………… ………… 二、实验原理, 主要公式; ……………

线路图等…………………… 三、主要主要仪器名称 …………… …………… 四、内容和操作步骤

课前完成

六、实验结果分析、思考、心得

课后完成

…………… ……………

第2页

第3页

教学安排本学期教学计划20学时，其中讲课2学时，基础实验18学时,具体安排如下。

理论课内容：

绪论；第一章误差及数据处理

实验：第2周—第16周，基础实验，周一(二)下午、晚上；共6个实验。 *考试：第 6 个实验为操作考试，8

第二章误差和不确定度基础知识§2-1 测量测量是利用仪器设备通过一定实验方法确定物理量大小的过程。测量“四要素”: 1、对象 2、方法 3、条件 4、准确度(仪器)测量结果“四要素”

例如用最小刻度为 mm 的皮尺测量桌子的长度可以获得这样的初步结果： 120.50cm最小刻度以下估读一位9

第二章误差和不确定度基础知识测量可以分为直接测量和间接测量两种。直接测量：用标准量与待测量进行比较。例如用直尺测量长度等。(包括单次直接测量、多次直接测量) 间接测量：通过测量与待测量有函数关系的其它量，再经过运算得到待测量值的测量方法。例如用直尺测量桌子的面积、通过测圆拄体的直径和高求体积、通过测圆拄体的体积和质量求密度等。10

第二章误差和不确定度基础知识§2-2 误差1、定义：误差=测量值-真实值

x xz普遍存在的不可知可正可负取值不定的11

第二章误差和不确定度基础知识(误差)2、误差的分类仪器误差理论方法误差来源分类：系统误差装置误差个人误差环境误差(条件误差)

A 随机误差( 类) 性质分类： B 系统误差( 类) 疏失误差误差大小的评价：精密度、准确度、精确度12

第二章误差和不确定度基础知识(误差)精密度---多次测量中数据的离散性，即随机误差准确度---多次测量中数据的平均值偏离真值的程度，即系统误差精确度 ---泛指上述两种误差的综合评价。

(a)精密高；准确度低

( b)精密度？准确度？

(c)精密度？准确度？

( d)精密高；准确度高

第二章误差和不确定度基础知识(误差)A---随机误差：在相同条件下，对同一测量量的多次测量过程中，绝对值和符号以不可预知方式变化的误差分量。特点：不可预知，但多次测量时符合特定的统计规律 f(δ ) 正态分布特点：单峰性对称性有界性[ , ]

是标准偏差,其数值标志误差的离散程度。

第二章误差和不确定度基础知识(误差)置信区间和置信概率