大学物理实验总结

1、大学物理实验总结大学物理实验总结 一、正确读数与正确处理有效数据一、正确读数与正确处理有效数据1.读数读数螺旋测微器螺旋测微器 、游标卡尺、读数显微镜、游标卡尺、读数显微镜、电表、分光计、迈克尔逊干涉仪等分光计、迈克尔逊干涉仪等注意：注意：0在其中的作用和地位在其中的作用和地位 （1 1）单次测量）单次测量U极限误差极限误差的取法的取法a.仪器标定的最大允差仪器标定的最大允差b.b.估计一个极限误差估计一个极限误差两者中取数两者中取数值较大的作值较大的作为为 值。值。根据不同仪器、测量对象、环境条件、仪器灵敏阈等根据不同仪器、测量对象、环境条件、仪器灵敏阈等2. 数据处理步骤：数据处理步骤：（

2、a）求测量数据的算术平均值：）求测量数据的算术平均值：nxxnii1（b）修正已知的系统误差，得到测量值（如螺旋）修正已知的系统误差，得到测量值（如螺旋测微器必须消除零误差）测微器必须消除零误差） （c）用贝塞尔公式计算标准差：）用贝塞尔公式计算标准差： 1)()(12nxxxSnii直接多次测量：直接多次测量：评价测量结果评价测量结果不确定度不确定度（d）查表求置信参数）查表求置信参数（e）根据仪器标定的最大允差）根据仪器标定的最大允差ins仪nt95. 0A类不确定度类不确定度SntpA确定确定B类不确定度类不确定度3insB22)(BntsU（f）求出合成不确定度求出合成不确定度ins为

3、计量器具的误差限值为计量器具的误差限值仪器的仪器的误差限误差限（2）电表的级别电表的级别乘乘量程量程0.50.5级电压表级电压表在量程为在量程为15V15V时，仪器误差限为时，仪器误差限为1515* *0.5%=0.075(V) 0.5%=0.075(V) 量程为量程为75V75V时时, , 仪器误差限为仪器误差限为7575* *0.5%=0.375(V)0.5%=0.375(V)（1 1）仪器仪器铭牌铭牌或或说明书说明书中给出。中给出。间接测量间接测量 a、.),(ZYXfN b、不确定度的传递不确定度的传递)()()()()()()(222222zUyUxUNUzfYfXf（3 3）取仪器

4、的最小精度。取仪器的最小精度。在伏安法测电阻实验中均为单次测量在伏安法测电阻实验中均为单次测量)()()(1)(1)()()()()(2222222222YUXUYUXUYUXUFUYFXFYXF) 1 (YXF2若若)(4)()(2)(1)()()()()(2222222222YUXUYUXUYUXUFUYFXF)()()(222YUYUXU2)(2)()()()()()()()()()(22222222222222YYUXXUYYUXXUYXYUXXUYYXYUXXUYFFUrE)()()()()()()(22222222YUXXUYYUXUFUYFXFYXF)2(给出给出最后测量结果最后

5、测量结果Uxx%100 xUEr例1：用一级螺旋测微计测一个小钢球的直径，测得数据如下 d（mm） 9.345 9.344 9.343 9.348 9.347 9.343 螺旋测微计的初始读数为0，试求小钢球的体积？ 解：1. 计算小钢球的直径的平均值： )(345. 9mmd 2.求得直径的标准偏差 S=0.0021mm6.所以小钢球的直径结果表达式为%04. 0%033. 0%100%100)(004. 0345. 9345. 90031. 0dUrdEmmd0.004mmins4.一级螺旋测微计的仪器最大允差)(0031. 00023. 00021. 02222mmUBAd5.用方和根合

6、成，得直径的总不确定度 3. n=6 时，取 ，则1/95. 0ntmmSA0021. 0计算小钢球的体积：)( 3 .427345. 93361415. 336mmdV小钢球体积测量结果为 ：%1 . 0)( 5 . 03 .4273rEmmV代入不确定度合成公式（表4） %1 . 0%099. 03)3()(2dUdUVUrddVVE)( 5 . 043. 03 .427%1 . 0)(3mmVUVUVV3.有效数字的运算规则有效数字的运算规则a、最终结果只保留一位存疑数字，中间过程可多保留最终结果只保留一位存疑数字，中间过程可多保留一位，其后的数字按一位，其后的数字按“四舍六入五凑偶四舍

7、六入五凑偶”的法则处理。的法则处理。b、两个量相两个量相加加（或相（或相减减）以存疑数字最大数位为准以存疑数字最大数位为准c、几个量相几个量相乘乘（或相（或相除除）的积（或商）的积（或商）与有效数字最少的相同与有效数字最少的相同d、一个数的一个数的乘方乘方、开方开方e、计算器计算器定函数位数定函数位数f、公式中的某些公式中的某些常数的取值常数的取值3.数据处理的基本方法数据处理的基本方法a、列表法、列表法 b、图示法、图示法 c、图解法、图解法 d、逐差法、逐差法g、测量测量结果结果的有效数字表示的有效数字表示 （1）结果的最后一位与不确定度的位数对齐，而舍结果的最后一位与不确定度的位数对齐，

8、而舍去其它多余的数字。去其它多余的数字。（2）测量结果的不确定度，一般只保留一位有效数测量结果的不确定度，一般只保留一位有效数字，其余的取舍采用逢一进一的原则。字，其余的取舍采用逢一进一的原则。cmA56.18cmcmUA2 . 013. 0cmUAAA2 . 06 .18cmB512.cmB020.UcmUBBB) 1 . 05 .12(例例3 3：用量程为用量程为750mV，满偏，满偏150150格，格，0.5级的指针式电压表级的指针式电压表测量某元件两端电压，测得的数据如下测量某元件两端电压，测得的数据如下, ,试给出结果。试给出结果。 1234567V（格）2.520.548.675.

9、2110.5132.5145.6 解：解：设电压表已校准，已定系统误差为设电压表已校准，已定系统误差为0。单次测量单次测量 0.5级的电压表的最大允差为级的电压表的最大允差为3.75(mV)=0.5%750=insmVU4不确定度不确定度 测量的电压值测量的电压值格测得格数150750mVVV（格）2.520.548.675.2110.5132.5145.6原始读数原始读数有效数运算有效数运算正确结果正确结果错误结果错误结果V（mV）12.5 102.5 243.0 376.0 552.5 662.5 728.0V（mV ）12102 243376 552.5 662.5 728.0V（mV

10、）12102243376 552 662 728二、实验方法的掌握二、实验方法的掌握1、比较法、比较法a、直接比较法、直接比较法b、间接比较法、间接比较法2、放大法、放大法a、累计放大法：、累计放大法：b、机械放大法、机械放大法C、电磁放大法、电磁放大法D、光学放大法、光学放大法4、模拟法、模拟法3、转换法、转换法a、参量换测法、参量换测法b、能量换测法、能量换测法5、光学实验方法、光学实验方法1.直读法直读法. 2.零示法零示法3.加载和卸载加载和卸载 和双游和双游标测量标测量热电换测、热电换测、压电换测压电换测光电换测、磁电换测 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪螺旋测微器、螺旋测微器、读数显微

11、镜读数显微镜光电效应法光电效应法光杠杆，干涉光杠杆，干涉间接测量间接测量干涉法、衍射法、光谱法干涉法、衍射法、光谱法 、光测法光测法 三、实验技能的培养三、实验技能的培养主要体现在仪器的调整与操作过程中主要体现在仪器的调整与操作过程中1.零位调整零位调整仪器使用前检查和校正仪器的零位仪器使用前检查和校正仪器的零位2. 水平、铅直调整水平、铅直调整3. 光路共轴调整光路共轴调整4. 消视差调节消视差调节水准仪水准仪 气泡气泡 垂线垂线自准法自准法 粗调粗调 细调细调目镜目镜5. 逐次逼近调节逐次逼近调节分光计分光计6. 恢复仪器初态恢复仪器初态仪器正式调整前的状态仪器正式调整前的状态7. 先定性

12、后定量原则先定性后定量原则8. 回路接线法回路接线法9.避免空程避免空程 误差误差四、实验考核四、实验考核实验知识（实验知识（60分）：分）：20道问答题中（任选道问答题中（任选12道回答）道回答）1、考试时间：、考试时间：2015.12.30(十七周周三十七周周三) 下午下午2:00-3:302、考试方法：笔试、考试方法：笔试(闭卷闭卷)3、考试内容：、考试内容：绪论知识（绪论知识（40分）：有效数据的处理、不确定度计算分）：有效数据的处理、不确定度计算有疑问：联系倪老师（有疑问：联系倪老师问答：问答：须理解实验，不仅限于预习题、思考题。须理解实验，不仅限于预习题、思考题。可能会针对实验原理、电路图、数据处理与分析、作图处理等提出问题。可能会针对实验原