武汉大学物理实验绪论11-2市公开课一等奖省名师优质课赛课一等奖课件

物理实验绪论1)直接测量米尺测长度146.15cm，末位估读2)间接测量R＝V／Ⅰ1.测量分类一、基本概念1）真值：客观值A,A只能迫近.2）近似真值：通常是平均值.3）绝对误差：ε＝测量值－真值相对误差＝（绝对误差/真值）×100％2.误差1）系统误差：(1)特征：环境一定时，误差大小符号不变，条件改变时，误差改变有规律性(2)原因：仪器结构（零点偏差），公式误差(3)分类：已定系统误差，确切掌握规律，如:零点偏差.未定系统误差，不能确切掌握规律，仪表允许误差.(4)校正：对已定系统误差可校正,加修正项.以后仅考虑未定系统误差3.误差分类2）随机误差(1）特征：单次测量误差无规律性，大小、方向不可能预知(2）原因：测量中不确定原因，微扰;测量对象不稳定性，波动，气流.(3）校正：屡次测量取平均(4）屡次测量X数据整体，服从正态分布统计规律，测量值为X概率f（x）为σ－正态分布标准偏差mXiiεε0f()εiεiε也是随机变量其概率密度f()ε亦服从正态分布随机误差的特点为（1）对称分布（2）误差大者概率小（3）不可消除随机误差（4）测量值随机误差()fεε0随机误差分布曲线拐点拐点ss68.3%随机误差iε落在区间s()s，内的概率为68.3%s的意义：（5）测量值标准偏差是测量质量好坏的评判标准。s()fεε00ε()fεssss甲乙甲乙对同一物理量作多次测量，其随机误差分布分别为甲测量比乙测量好。甲：分布曲线狭长，数据集中，重复性好，较小。s乙：分布曲线扁平，数据分散，重复性差，较大。s测量质量n()8s的理论公式S0i21sn(XAi)nxsn()s的实用公式有限Si21n(Xi)nxsX1实用标准差（每次测量标准差）算术平均值的标准差X算术平均值比个别测量值更可能靠近真值，X的标准差比的标准差小。XX若有限，算术平均值标准差的实用计算式为nnxsSi21n(Xi)Xn1()nxs二测量的不确定度U4.测量的不确定度U不确定度U1）意义:是对测量误差预计量，用来评定被测量真值所在范围；

①误差未知，U适合用于详细场所。②误差有正负，U＞02）分类：UA：随机误差，统计规律（平均）UB：未定系统误差，非统计方法，本书多指仪器误差。3）合成二、的计算和测量结果表达U1）直接测量：015n~XsSi21n(Xi)nX1AUBUr仪（为某项仪器误差）r仪2+U合成AU2BU对单次测量：U＝△仪（因UA分量无法计算）测量结果表示（单位）最正确值：2）间接测量设：()fzXy，为直接测量量Xy间测U公式最正确值：间接测量量的合成不确定度为z2+eUzf()eXUX22ef()eyyU2分别为直接测量量的合成不确定度XyUXyU由合成不确定度U传递公式得：结果表示：（单位）3）结果表达中的有效数字取舍问题UX+-X仅含一位有效数字。（采用保险性“进位法”，即非零全入法取舍）。根据确定有效数字位数。U其末位有效数字应与对齐。U（采用统计性四舍五入法，即“四舍余五入，整五凑偶入”进行取舍）。取舍标准UUX01%0可保留两位有效数字。r例如：若由测量和计算得UX135.341mm0.22mm若135.351mmXX则取()mm+-0.3135.4135.350mmX若X则取()mm+-0.3135.4135.250mmX若X则取()mm+-0.3135.2取舍实例结果表达应取成：+-XXU135.3()+-mm0.3UUX01%00.23%r1.有效数字：由若干位可靠数加最末一位可疑数组成与仪器精密度相关中间和末尾0是有效数字尾数舍入法则：四舍余五入，整五凑偶入例：2.465=2.46，2.475=2.48，2.4652=2.47三．有效数字及其运算05101520L1=12.5mmL2=12.0mm051015202.有效数字运算规则可靠数与可靠数运算为可靠数，可靠数与可疑数、可疑数与可疑数运算为可疑数，但进位是可靠数。加、减13.46

+0.31513.775=13.78

1)加、减乘法92.16×5.43276483686446080500.4288=500.4最高位乘积无进位时，结果有效数字位数与因数中最少位数相同；有进位时，结果有效数字位数比因数中最少位数多一位。几个数相乘除时，其结果有效数字位数普通与参加运算数中位数最少相等乘法42.16×2.312648＋843296.968=972)乘、除2)幂和根结果有效数字位数与底有效数字位数相等由y确定y有效数字位数得结果表示式为：3)普通函数例：确定y有效数字位数，并将y测量结果表示出来。误差传递公式：而得：4)常数可靠数有没有穷多位结果有效数字位数由U确定3.科学计数法:例：用卡尺测圆柱体外径D，高H以下表（0.02mm）次数DH（cm）求V=？

16.0048.096

…106.0008.096（2）（1）（3）（4）四舍五入，对齐直接测量量结果表达（5）间接测量量结果表达布置作业四、处理数据方法：列表法,作图法,逐差法（线性，x多项式且x等间距改变）,线性回归法。五、作业：P291、2、3、4、6六、试验成绩评定及事项（一）试验过程：60％1、预习汇报：20分（1）简述公式及意义（2）较详细试验步骤（确定试验方案）（3）数据报表2、操作过程：20分3、数据测量：20分（二）试验汇报：40％完整试验汇报，数据处理，思索题。下一次试验交前一次试验汇报，不得无故迟交，并注意保留全部试验汇报，期末装订成册呈交。大学物理试验补充规范1.预习汇报规范以下：试验名称、试验目标、简述试验原理，这三个部分写在正规汇报纸上。试验数据统计纸只统计原始数据及试验中问题。2.数据统计规范以下:1)须用钢笔统计2)不得涂改3)作图须用坐标纸3.要注意试验室安全，尤其是老师没讲课前，学生不得动试验仪器。