实验物理一2011

1、实验中心简介实验中心简介第一部分第一部分实验物理教学规定实验物理教学规定一、一、 物理实验课的教学目的和任务物理实验课的教学目的和任务二、上课方式，内容及相关规定二、上课方式，内容及相关规定三、三、 物理实验课的主要教学环节物理实验课的主要教学环节四、四、 成绩的评定方法成绩的评定方法一、一、 物理实验课的教学目的和任务物理实验课的教学目的和任务1. 培养学生的基本科学实验技能，提高学生培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验的科学实验基本素质基本素质，使学生，使学生初步初步掌握实验掌握实验科学的思想和方法。科学的思想和方法。2. 培养学生的科学思维和创新意识，使学生培养学生的科学思维和

2、创新意识，使学生掌握实验研究的掌握实验研究的基本方法基本方法，提高学生的分析，提高学生的分析能力和创新能力。能力和创新能力。3. 提高学生的提高学生的科学素养科学素养，培养学生理论联系，培养学生理论联系实际和实事求是的实际和实事求是的科学作风科学作风，认真严谨的科，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作团结协作，爱护公共财产的优良品德。，爱护公共财产的优良品德。 在实验室开放时间内在实验室开放时间内（13:20-15:5013:20-15:50，16:00-18:3016:00-18:30）网上预约本学期所要做的实验题目和时间网上预约本

3、学期所要做的实验题目和时间网址：网址：9:8282/请仔细阅读：请仔细阅读：物理开放式实验物理开放式实验教学规定教学规定二、上课方式，内容及相关规定二、上课方式，内容及相关规定序号序号内容内容学时学时地点地点1 1基础实验基础实验3 3各实验室各实验室2 2静电场的模拟描迹静电场的模拟描迹3 34024023 3光电效应光电效应3 34034034 4直流电桥测电阻直流电桥测电阻3 34124125 5物体密度的测定物体密度的测定3 34134136 6扭摆法测转动惯量扭摆法测转动惯量3 34144147 7示波器的原理和使用示波器的原理和使用3 34154

4、158 8读数显微镜观察盐类结晶过程读数显微镜观察盐类结晶过程3 34164169 9数码摄影数码摄影3 34204201010显微镜和偏光显微镜的组装显微镜和偏光显微镜的组装3 34234231111分光计的调节分光计的调节3 3424424本学期共本学期共8个实验，基础实验个实验，基础实验1个，平时个，平时6个，考试实验个，考试实验1个。个。三三实实验验教教学学流流程程介介绍绍自主预习：自主预习：1、课前写出预习报告：、课前写出预习报告：题目、目的、仪器、实验原题目、目的、仪器、实验原理（公式、光路理（公式、光路/电路）、所做实验内容、自拟电路）、所做实验内容、自拟数据数据记录表格记录表格

5、2、熟悉实验仪器、熟悉实验仪器3、回答问题回答问题实验操作：实验操作：1、独立操作完成实验任务；遵守制度，注意安全，、独立操作完成实验任务；遵守制度，注意安全，数据正确，仪器还原数据正确，仪器还原2、原始数据记录、原始数据记录(全部保留全部保留，教师签字教师签字)数据处理（数据处理（当堂完成当堂完成）1、重新列表：重新整理原始记录、重新列表：重新整理原始记录2、数据处理与计算、数据处理与计算3、讨论、分析和心得体会、讨论、分析和心得体会(必做必做)教师讲解教师讲解平时和期末成绩都必须及格，总成绩有效！平时和期末成绩都必须及格，总成绩有效！四、成绩的评定方法四、成绩的评定方法平时成绩平时成绩80

6、% ：实验成绩按：实验成绩按10分制分制，预习，预习2分、分、操作操作5分、分、 报告报告3分；分；旷课、抄袭该次实验记为旷课、抄袭该次实验记为0分，旷课可以补做；分，旷课可以补做；补做及格的为补做及格的为6分分(直接找任课教师直接找任课教师)，不及格按实，不及格按实际成绩。际成绩。迟到迟到15分钟以内扣分，超过分钟以内扣分，超过15 分钟，视为旷课，分钟，视为旷课，病假须有病假条。病假须有病假条。期末考试成绩占期末考试成绩占20% 本学期期末考试为操作加笔试本学期期末考试为操作加笔试 主要内容：有关主要内容：有关误差误差和和不确定度不确定度的知识的知识1、物理实验的基本实验方法、物理实验的基

7、本实验方法2、物理实验的基本仪器、物理实验的基本仪器3、物理实验的基本调整与操作技术、物理实验的基本调整与操作技术4、物理实验数据处理的基本方法、物理实验数据处理的基本方法第二部分第二部分 物理实验基本操作物理实验基本操作1、物理实验的基本实验方、物理实验的基本实验方法法 一、比较法一、比较法3、替代比较法、替代比较法 1、直接比较法：卡尺、直接比较法：卡尺2、补偿平衡比较法：、补偿平衡比较法：天平、电桥等天平、电桥等曹冲称象曹冲称象二、放大法二、放大法3、光学放大法、光学放大法 如：显微镜，放大镜如：显微镜，放大镜4、电子学放大法、电子学放大法 如：三极管如：三极管、机械放大法、机械放大法

8、如：螺旋测微器如：螺旋测微器、积累（或累计）放大法、积累（或累计）放大法 如：秒表测周期如：秒表测周期三、转换测量法三、转换测量法四、模拟法四、模拟法1、参量换测法、参量换测法2、能量换测法、能量换测法（1）热电换测）热电换测（2）压电换测）压电换测（3）光电换测）光电换测（4）磁电换测）磁电换测静电场的模拟描迹静电场的模拟描迹2 物理实验的基本仪器物理实验的基本仪器螺旋测微计（千分尺）螺旋测微计（千分尺）5.737 mm只介绍我们常用的两种只介绍我们常用的两种49.86 mm3、物理实验的基本调整与操作技术、物理实验的基本调整与操作技术一、一、零位校准零位校准：电表的零位校准器、千分尺的初读

9、数：电表的零位校准器、千分尺的初读数二、二、水平、铅直调整水平、铅直调整：悬锤、气泡水平仪：悬锤、气泡水平仪三、三、消除视差消除视差四、四、共轴调节共轴调节五、五、逐次逼近法逐次逼近法：如天平平衡的调节：如天平平衡的调节六、六、先定性、后定量原则先定性、后定量原则 1、列表法、列表法表格内容应包括：表格内容应包括：表格名称、物理量名称、单位、数表格名称、物理量名称、单位、数据据。表中数据要用有效数字。单位只在物理量名称栏。表中数据要用有效数字。单位只在物理量名称栏内标明，不要重复写在各个数据上。内标明，不要重复写在各个数据上。次序次序123456789T（） 30.040.050.060.07

10、0.179.890.0100.2 110.0R（ ）40.30 40.39 40.51 40.60 40.71 40.78 40.91 41.01 41.104、物理实验数据处理的基本方法、物理实验数据处理的基本方法例表：测定电阻的温度系数例表：测定电阻的温度系数课堂练习1 列表列表 准备对任选物体进行长度测量（准备对任选物体进行长度测量（1010次），请次），请列出合理的表格，注意列表要求（列出合理的表格，注意列表要求（表格名表格名称、物理量名称、单位、数据）称、物理量名称、单位、数据） 在实验中我们所测的在实验中我们所测的数值数值都是含有误都是含有误差的数值，对这些数值不能任意取舍，应差的

11、数值，对这些数值不能任意取舍，应反映出测量仪器的反映出测量仪器的精精度度。有效数字及其表示有效数字及其表示什么是有效数字什么是有效数字 345，3.45，0.00345“0”是不是有效数字？是不是有效数字？例如：例如：0.0027800科学计数法科学计数法(7.50.2) 104 万万 (6.23 0.03) 10-4游标类器具游标类器具（游标卡尺、游标卡尺、分光计度盘、分光计度盘、大气压计等大气压计等）读至游标最小读至游标最小分度的整数倍，分度的整数倍，即不需估读。即不需估读。数显仪表及有数显仪表及有十进步式标度十进步式标度盘的仪表盘的仪表（电电阻箱、电桥、电阻箱、电桥、电位差计、数字电位差

12、计、数字电压表等压表等）一般应）一般应直接读取仪表的直接读取仪表的示值。示值。指针式仪表及指针式仪表及其它器具其它器具，读，读数时估读到仪器数时估读到仪器最小分度的最小分度的1/21/10，或使，或使估读间隔不大于估读间隔不大于仪器基本误差限仪器基本误差限的的1/51/3。注意指针指注意指针指在整刻度线在整刻度线上时读数的上时读数的有效位数。有效位数。 测量结果只写到开始有误差的那一位数，以后的数按测量结果只写到开始有误差的那一位数，以后的数按“小于小于5舍去；大于舍去；大于5进位；等于进位；等于5看左右看左右”的法则取舍的法则取舍。 数字修约规则数字修约规则例：将下列数保留三位小数例：将下列

13、数保留三位小数2.143512.144进位进位2.145进位进位2.144进位进位2.144舍去舍去2.14327 2.143882.14450 2.143502.14451乘除运算结果的有效位数多少以参与运算的有效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。位数最少的数为准，可比其多取一位。 如如 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）。当多取几位（不能任意减少）。加减运算的结果末位以参与运算的末位最高的加减运算的结果末位以参与运算的末位

14、最高的数为准。数为准。 如如 11.4+2.56=14.0 75-10.356=65U (V )0.741.522.333.083.664.495.245.986.767.50I (mA)2.004.0512.00 13.99 15.92 18.00 20.011.选择合适的坐标分度值，确定坐标纸的大小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对对应于测量仪表的应于测量仪表的仪器误差仪器误差。 根据表数据根据表数据U 轴可选轴可选1mm对应于对应于0.10V，I 轴可

15、选轴可选1mm对应于对应于0.20mA，并可定，并可定坐标纸的大小（略大于坐标范围、数据范围）坐标纸的大小（略大于坐标范围、数据范围） 约为约为130mm130mm。作图步骤作图步骤：实验数据列表如下实验数据列表如下. 表表1：伏安法测电阻实验数据：伏安法测电阻实验数据作图时要作图时要先整理出数据表格先整理出数据表格，并，并要要用坐标纸作图用坐标纸作图。2. 标明坐标轴：标明坐标轴： 用粗实线画坐标轴，用粗实线画坐标轴，用箭头标轴方向，标坐标用箭头标轴方向，标坐标轴的名称或符号、单位轴的名称或符号、单位,再按顺序标出坐标轴整分再按顺序标出坐标轴整分格上的量值。格上的量值。I (mA)U (V)

16、8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.000 02.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.004. 连成图线：连成图线： 用直尺、曲线板等把用直尺、曲线板等把点连成直线、光滑曲线。点连成直线、光滑曲线。一般不强求直线或曲线通一般不强求直线或曲线通过每个实验点，应使图线过每个实验点，应使图线线正穿过实验点时可以在线正穿过实验点时可以在两边的实验点与图线最为接近且分布大体均匀。图两边的实验点与图线最为接近且分布大体均匀。图点处断开。点处断开。3.标实验点标实验点： 实验点可用实验点可用“ ”、 “ ”、“ ”等符

17、号标等符号标出（同一坐标系下不同曲出（同一坐标系下不同曲线用不同的符号线用不同的符号）。）。 5.标出图线特征：标出图线特征： 在图上空白位置标明在图上空白位置标明实验条件或从图上得出的实验条件或从图上得出的某些参数。如利用所绘直某些参数。如利用所绘直线可给出被测电阻线可给出被测电阻R大小：大小：从从所绘所绘直线直线上读取两点上读取两点 A、B 的坐标就可求出的坐标就可求出 R 值。值。I (mA)U (V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.000 02.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.00电阻伏安

18、特性曲线电阻伏安特性曲线6.标出图名：标出图名： 在图线下方或空白位在图线下方或空白位置写出图线的名称及某些置写出图线的名称及某些必要的说明。必要的说明。A(1.00,2.76)B(7.00,18.58)由图上由图上A、B两点可得被测电阻两点可得被测电阻R为：为：)k(379. 076. 258.1800. 100. 7ABABIIUUR至此一张图才算完成至此一张图才算完成不当图例展示不当图例展示：n(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲线图玻璃材料色散曲线图图图1曲线太粗，不曲线太粗，不均匀，不光

19、滑均匀，不光滑。应该用直尺、曲应该用直尺、曲线板等工具把实线板等工具把实验点连成光滑、验点连成光滑、均匀的细实线。均匀的细实线。n(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲线图玻璃材料色散曲线图改正为改正为：图图2I (mA)U (V)0 02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.001.003.00电学元件伏安特性曲线电学元件伏安特性曲线横轴坐标分度选取横轴坐标分度选取不当。不当。横轴以横轴以3 cm 代代表表1 V，使作图和读图都使作图和读图都

20、很困难。实际在选择坐标很困难。实际在选择坐标分度值时，应既满足有效分度值时，应既满足有效数字的要求又便于作图和数字的要求又便于作图和读图，读图，一般以一般以1 mm 代代表的量值是表的量值是10的整数的整数次幂或是其次幂或是其2倍或倍或5倍。倍。I (mA)U (V)o o1.002.003.004.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.00电学元件伏安特性曲线电学元件伏安特性曲线改正为：改正为：定容气体压强温度曲线定容气体压强温度曲线1.20001.60000.80000.4000图图3P(105Pa)t()60.00140.00100.

21、00o120.0080.0040.0020.00图纸使用不当图纸使用不当。实际作图时，实际作图时，坐标原点的读坐标原点的读数可以不从零数可以不从零开始开始。定容气体压强温度曲线定容气体压强温度曲线1.00001.15001.20001.10001.0500 P(105Pa)50.0090.0070.0020.0080.0060.0040.0030.00t()改正为：改正为：将多个测量数据按次序分为数量相等的前后两组，后一将多个测量数据按次序分为数量相等的前后两组，后一组的第一个数与前一组的第一个数相减，第二个数与第组的第一个数与前一组的第一个数相减，第二个数与第二个数相减，依次类推，然后求这些

22、差值的平均值。二个数相减，依次类推，然后求这些差值的平均值。次数次数 i 01 2 3 4 5 6 7Fi( 10-1kg) 013.2023.2033.2043.2053.2063.2073.20ni(cm)n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7例如：在测杨氏模量实验中，每加一次砝码测一次例如：在测杨氏模量实验中，每加一次砝码测一次钢丝伸长量，共测钢丝伸长量，共测8次，数据列表如下：次，数据列表如下：3、逐差法、逐差法将将i=0,1,2,3为一组；为一组；i=4,5,6,7为一组，对应的为一组，对应的ni值相值相减，再求平均伸长量：减，再求平均伸长量：40516273()()()()

23、4 4nnnnnnnnn 逐差法优点逐差法优点：第一，可消除零点误差。第一，可消除零点误差。第二，扩大了测量范围，实验中对应第二，扩大了测量范围，实验中对应3.2010-1kg伸长伸长 量，现为对应量，现为对应4 3.2010-1kg的伸长量。的伸长量。第三，使用了全部测量数据，有利于减小误差。第三，使用了全部测量数据，有利于减小误差。 013.2023.2033.2043.2053.2063.2073.20通过实验，等精度地测得一组实验数据通过实验，等精度地测得一组实验数据（xi，yi，i =1，2n），设此两物理量），设此两物理量 x、y 满足线满足线性关系，且假定实验误差主要出现在性关系

24、，且假定实验误差主要出现在yi上，设拟合直上，设拟合直线公式为线公式为 y =f(x)=a+bx，当所测各当所测各yi值与拟合直线上值与拟合直线上各估计值各估计值 f (xi)= a+bxi之间偏差的平方和最小之间偏差的平方和最小，即，即 0)(2iibxayas0)(2iiixbxaybs22( )()miniiiisyf xya bx寻找最佳经验公式：寻找最佳经验公式：y=a+bx据此解得据此解得 222)(iiiiiiixnxxyxyxa22)(iiiiiixnxyxnyxb将得出的将得出的a和和b代入直线方程，即得代入直线方程，即得最佳经验最佳经验公式。公式。 最小二乘法处理数据除给出

25、最小二乘法处理数据除给出 a、b 外，还应给外，还应给出出相关系数相关系数 r ， r 定义为定义为22)()()()(yyxxyyxxriiiinxxinyyi其中其中r 表示两变量之间的线性关系的密切程度。表示两变量之间的线性关系的密切程度。|r|1，x、y 间线性关系好，间线性关系好， |r|0 ，x、y 间无线性间无线性关系，拟合无意义。关系，拟合无意义。物理实验中一般要求物理实验中一般要求 r 绝对值达到绝对值达到0.999以上以上。相关系数相关系数r ：第三部分第三部分 测量不确定度表示测量不确定度表示1 误差的基本概念误差的基本概念2 有效数字及其表示有效数字及其表示3 测量结果

26、的不确定度评定测量结果的不确定度评定 1 、误差的基本概念、误差的基本概念一、测量一、测量1，物理学的基础，物理学的基础2，测量类型：直接，测量类型：直接/间接测量；等精度测量间接测量；等精度测量d=13.2170.006（mm），），k=23，测量结果：，测量结果：数值数值单位单位可靠性可靠性课堂练习2 测量测量 对任选物体进行长度测量（对任选物体进行长度测量（1010次），并填入已经拟好的表格内。次），并填入已经拟好的表格内。次序次序12345678910 L（mm）二、测量误差二、测量误差1，测量误差：，测量误差：测量值测量值与被测量与被测量真值真值之间的差值。之间的差值。系统误差、系统

27、误差、随机误差、粗大误差随机误差、粗大误差2，测量误差的分类，测量误差的分类误差存在于一切测量过程的始终误差存在于一切测量过程的始终概念概念：测量列，真值和约定真值，等精度测量和：测量列，真值和约定真值，等精度测量和不等精度测量不等精度测量系统误差系统误差概念概念：在同样条件下，对同一物理量进行多次测量，：在同样条件下，对同一物理量进行多次测量，其误差的大小和符号保持不变或随着测量条件的其误差的大小和符号保持不变或随着测量条件的变化而有规律地变化。变化而有规律地变化。来源来源：仪器因素：仪器因素 、理论或条件因素、理论或条件因素 、人员因素、人员因素 研究系统误差的重要性研究系统误差的重要性：

28、影响随机误差的估计，：影响随机误差的估计，有时比较大。有时比较大。请分析可能的产生原因！请分析可能的产生原因！在系统误差中发现问题在系统误差中发现问题1894年年瑞利瑞利发现大气中存在惰性气体发现大气中存在惰性气体- Ar氩气：氩气：系统误差系统误差空气中发现了惰性气体空气中发现了惰性气体 Ar氩气氩气英国物理学家瑞利用不同的方法制取氮气英国物理学家瑞利用不同的方法制取氮气N2：反复进行了更加精确的实验，测量。随机误差对测量结果反复进行了更加精确的实验，测量。随机误差对测量结果的影响随着大量测量应该趋于的影响随着大量测量应该趋于0。那么这个差值是由系统误。那么这个差值是由系统误差引起的。差引起

29、的。大气分离法大气分离法：从空气中去除了氧气，二氧化碳，水蒸汽，：从空气中去除了氧气，二氧化碳，水蒸汽，剩余的就应该是氮气，测得其密度为剩余的就应该是氮气，测得其密度为1.2572g/L；化学法化学法：氨气制取氮气，测得其密度为：氨气制取氮气，测得其密度为1.2560g/L，比前者，比前者小小0.095%更值得分析！更值得分析！随机误差随机误差1、正态分布规律：适用大量的随机测量误差、正态分布规律：适用大量的随机测量误差正态分布的概率密度分布曲线正态分布的概率密度分布曲线正态分布的正态分布的标准偏差标准偏差：表征测量值表征测量值的分散性的分散性%3 .68p随机误差在随机误差在 范围内的概率范

30、围内的概率2、测量列的标准偏差：、测量列的标准偏差：niixnx11定义该测量列的标准偏差为：定义该测量列的标准偏差为： 1)()(12nxxxSnii%3 .68p对某个物理量对某个物理量x作作n个等精度测量，得到一个测量个等精度测量，得到一个测量列，其算术平均值为列，其算术平均值为最佳值最佳值（期望值）（期望值）统计意义统计意义：当测量次数足够多，测量列中任意测量值：当测量次数足够多，测量列中任意测量值与平均值的偏离落在区间内的概率为与平均值的偏离落在区间内的概率为0.683。3 、算术平均值的标准偏差、算术平均值的标准偏差nxSnnxSniixx)() 1()(12)(%3 .68p考虑

31、：算术平均值的离散程度考虑：算术平均值的离散程度国家标准国家标准GB4883-85推荐，判断一个异常值以推荐，判断一个异常值以格罗布斯方法格罗布斯方法为准。此方法给出一个和数据个为准。此方法给出一个和数据个数数n相联系的系数。相联系的系数。当已知数据个数当已知数据个数n，算术平均值和测量列标准，算术平均值和测量列标准偏差偏差S，则可以保留的测量值，则可以保留的测量值Xi的范围为的范围为:)()(sgxxsgxningn（ =0.05）系数表（见教材）系数表（见教材P10）异常值（粗大误差）的剔除异常值（粗大误差）的剔除例：测得一组长度值（单位：例：测得一组长度值（单位： cm ）98.28 9

32、8.26 98.24 98.29 98.2198.30 98.97 98.25 98.23 98.25cmscmx227. 0,328.9818. 2,10ngncmsgxcmsgxnn823.98,833.97数据数据98.97在此范围外应舍去。在此范围外应舍去。,029. 0,257.98cmscmx11. 2, 9ngncmsgxcmsgxnn318.98,196.98审查测量数据均在格罗布斯判据范围内审查测量数据均在格罗布斯判据范围内。除去后再次计算除去后再次计算课堂练习3 去除异常值去除异常值 对测量得到的数据计算平均值，对测量得到的数据计算平均值，标准偏差，然后进行异常值剔除。标准

33、偏差，然后进行异常值剔除。一、不确定度的定义一、不确定度的定义不确定度表示由于测量误差存在而对被测量值不能不确定度表示由于测量误差存在而对被测量值不能确定的程度。确定的程度。不确定度是一定概率下的误差限值不确定度是一定概率下的误差限值。3 、测量结果的不确定度评定、测量结果的不确定度评定不确定度反映了可能存在的误差分布范围。不确定度反映了可能存在的误差分布范围。分为两类分为两类: A类分量类分量uA(多次测量时多次测量时)用统计学方法用统计学方法计算的分量计算的分量; B类分量类分量uB是用其他方法是用其他方法(非统计方非统计方法法)计算的分量。计算的分量。d=13.2170.006（mm），

34、），k=2测量结果：测量结果：数值数值单位单位可靠性可靠性二、二、 标准不确定度的评定标准不确定度的评定nxSnnxSniixx)() 1()(12)()(xSuA 观测次数观测次数n充分多，才能使充分多，才能使A类不确定度的评类不确定度的评定可靠，一般在置信概率为定可靠，一般在置信概率为68%时，认为时，认为n应应大于大于5。在物理实验中，。在物理实验中，n 一一 般取般取610A类标准不确定度，类标准不确定度， 1、标准不确定度的标准不确定度的A类评定类评定2标准不确定度的标准不确定度的B类评定类评定仪仪 包含了仪器的系统误差，也包含了环境以及测包含了仪器的系统误差，也包含了环境以及测量者

35、自身可能出现的变化（具随机性）对测量结果量者自身可能出现的变化（具随机性）对测量结果的影响。的影响。仪仪可从仪器说明书中得到，它表征同一规可从仪器说明书中得到，它表征同一规格型号的合格产品，在正常使用条件下，一次测量格型号的合格产品，在正常使用条件下，一次测量可能产生的最大误差。可能产生的最大误差。B类标准不确定度类标准不确定度uB： 3仪Bu 三、合成标准不确定度及扩展不确定的评定三、合成标准不确定度及扩展不确定的评定 1、合成标准不确定度、合成标准不确定度 （2）对间接测量）对间接测量)()(2212icniicxuxfyu(1) 对直接测量对直接测量 22( )( )( )cABuxux

36、ux2、扩展不确定度的评定、扩展不确定度的评定扩展不确定度扩展不确定度U由合成标准不确定度由合成标准不确定度uc乘以包乘以包含因子含因子k得到得到 U=k uc 四、 测量不确定度的报告与表示测量不确定度的报告与表示1测量结果及其不确定度的报告形式测量结果及其不确定度的报告形式报告的形式有多种，在我们实验中采用下面报告的形式有多种，在我们实验中采用下面形式形式：2, kUyY2测量结果及其不确定度的有效位数测量结果及其不确定度的有效位数 注意：注意：按按JJF1059，在报告最终结果时，不，在报告最终结果时，不确定度有效位数的取舍可将其最末位后面的确定度有效位数的取舍可将其最末位后面的数数进位

37、！进位！U=0.02746g/cm3,uc(y)或或U(y)通常最多为两位有效数字。通常最多为两位有效数字。首位有效数字为首位有效数字为1或或2，结果保留，结果保留2位；位；首位有效数字为首位有效数字为3以上的数字，结果保留以上的数字，结果保留1位位U=0.0321(cm)U=0.028 g/cm3U=0.013 gU=0.04(cm)U=0.0122g例题例题测量结果的有效位数由不确定度来确定。采用同一测量结果的有效位数由不确定度来确定。采用同一测量单位来表述测量结果和其不确定度时，它们的测量单位来表述测量结果和其不确定度时，它们的末位应是对齐末位应是对齐的。的。(,2YyUk单位）例：表达

38、结果例：表达结果 )/(6850.23cmg =2.680.04(g/cm3)U=0.04 (g/cm3)结果的表达：结果的表达：五、测量不确定度计算举例测量不确定度计算举例例例2：用螺旋测微计测一铁球的直径：用螺旋测微计测一铁球的直径 d测量记录：螺旋测微计测量记录：螺旋测微计, 零点读数为零点读数为-0.004mm, 仪器误差限为仪器误差限为 0.004mm。 数据如下表，数据如下表， 单位单位:mm次数次数12345678d(mm)13.217 13.208 13.218 13.209 13.215 13.207 13.213 13.215数据处理：数据处理：mmdSmmSmmd0015. 0)(,0042. 0,2127.13,03. 2, 8ngnmmdmmd204.13)0042. 003. 22127.13(221.13)0042. 003. 22127.13(数据均可保留。零点修正后结果为：数据均可保留。零点修正后结果为：不确定度来源不确定度来源1多次测量多次测量 uA(d)=0.0015mm2 螺旋测微计误差螺旋测微计误差 mmmmduB0023. 03004. 0)(合成标准不确定度合成标准不确定度 mmmm