实验报告长度测量

1、实验题目： 长 度 测 量(1) 实验目的 学习米尺、游标卡尺、螺旋测微计和移测显微镜的结构、工作原理和使用方法，初步掌握实验数据记录、 有效数字和误差计算规则以及对测量结果的表示方法。(2) 实验仪器 米尺、游标卡尺、螺旋测微计、移测显微镜。(3) 实验原理 游标卡尺的工作原理 游标卡尺是利用主尺和副尺的分度的微小差异来提高仪器精度的。如图所示的“十分游标” ，主尺上单位 分度的长度为 1mm，副尺的单位分度的长度为，副尺有10 条刻度，当主、副尺上的零线对齐时，主、副尺上第n (n 为小于 9 的整数 ) 条刻度相距为 n× = mm，当副尺向右移动 mm时，则副尺上第 n 条刻

2、度和主尺上某刻度 对齐。由此看出，副尺移动距离等于的 n 倍时都能读出，这就是“十分游标”能把仪器精度提高到的道理。 螺旋测微计的工作原理 图如图所示， A为固定在弓形支架的套筒， C是螺距为的螺杆， B为活动套筒 , 它和测微螺杆连在一起。活动 套筒旋转一周 ,螺杆移动。 活动套筒左端边缘沿圆周刻有50个分度，当它转过 1分度，螺杆移动的距离 =50=，这样，螺杆移动时，就能准确读出。 移测显微镜移测显微镜的螺旋测微装置的结构和工作原理与螺旋测微计相似，所以能把仪器精度提高到。 由于移测显 微镜能将被测物体放大，因而物体上相距很近的两点间的距离也能测出。(4) 实验数据与处理 ( 橙色字体的

3、数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。)一、用米尺测量用米尺测量木条长度，米尺的量程2m，最小分度值 1mm。单次测量： l =(cm) l =(cm)UB( l )= 仪 / 3=0.10/ 3 =222222(15.49 15.51)2 (15.50 15.51) 2 (15.49 15 .51) 2 (15.50 15.51) 2 (15.52 15.51) 2 (15.55 15.51) 26 (6 1)=UB= 仪 / 3=0.10/ 3 =UC( l )= (UA(l)2 (UB(l)2 = (0.01)2 (0.06)2 =, 测量结果： l ± UC(l

4、 ) = ±(cm)= ±× 10-1(m) 二、用游标卡尺(千分尺)测量铜套的高H、外径 D、内径 d 等基本量度，估算各直接测量量的不确定度。(36.06 36.08)2 (36.04 36.08)2 (36.10 36 .08) 2 (36.08 36.08) 2 (36.08 36.08)2 (36.10 36.08) 26 (6 1)=同样可以计算出 UA(D)=， UA(d)= ，UB= 仪 / 3 =0.02/ 3=UC(H)= (UA(H)2 (UB)2 =,UC(D)= (UA(D)2 (UB)2 =，UC(d)= (UA(d)2 (UB)2 =

5、， 计算铜套的体积及其不确定度：V= (D 24d2) H =×10-6(m)22U(V)VDU(D)Vd U(d)2V2U(H)H( H DU(D)2 ( HdU(d)2 (D2 d 2 )U ( H )2 (式中的不确定度 U(D) U(d) U(H)代入C类不确定度 )= mm3= × 10-9 (m)测量结果为：铜套的体积 V=± ×10 (m)根据有效数字的取值规则，不确定度只取一个有效数字 根据有效数字的取值规则，测量结果有效数字的末位要与不确定度末位取齐三、用螺旋测微器(外径用千分尺)测量小铁球的直径D，并计算其体积 V 4 r 3 D33

6、6表 1- 3 最小分度值 仪 =，系统误差 =仪器的零点读数 =钢珠123456平均值UAUBUCD(mm)钢珠的直径为： D=±UB= 仪 / 3 =0.01/ 3 =UC(D)= (UA(D)2 (UB)2 =，4 3 3 3.142 3V 34 r3 6D3 3.1642 5.0063=65.(不要求计算体积 V的不确定度 )四、用移测显微镜测量(量程 100mm、最小分度值)毛细管直径( 表 1- 4) 测量玻璃毛细管内的直径 d，移测显微镜量程为 50mm，最小分度值 仪= ，序数123456平均值A 类不确定度 UAA(mm)B(mm)d(mm)D= A- B，计算 A类不确定度 UA也就是平均值标准偏差 测量结果：玻璃毛细管内的直径 d ± UA=±(mm)=±× 10- 3(m) 实验感想：写出自己实验时所获得的启示或掌握的知识。UA(D)(Di D)2 /n(n 1)