高二物理竞赛物理实验绪论课件

物理实验绪论直接测量结果不确定度的估算

分为两类单次测量多次测量单次测量结果不确定度的估算：仪器误差仪：任何仪器，由于技术上的局限，总存在误差。在正确使用仪器的条件下，测量所得结果与被测量的真值之间可能存在的最大误差。如最小分度值为0.01mm的千分尺，其仪器误差（又常称为示值误差）为0.004mm。单次测量时一般不计算A类分量A（尽管A依然存在，但在单次测量条件下，往往是仪比A大得多，故忽略A对总不确定度的贡献），取=仪。多次测量结果不确定度的估算：

估算A类分量A=估算B类分量B=仪计算总不确定度间接测量结果和不确定度的合成

测量式为单元函数测量式为多元函数测量式为单元函数已知：测量式,直接测量量间接测量量的不确定度为测量式为多元函数已知各直接测量量的不确定度对间接测量量不确定度的影响方和根合成得间接测量结果的总不确定度：如果测量式是积商形式的函数式，则合成不确定度的计算式为（先取对数，再方和根合成）不确定度与测量结果的有效数字测量结果或运算结果的有效数字,由误差或不确定度决定,所以,先约定误差或不确定度的有效位数,然后再确定结果的有效位数.误差或不确定度的有效数字约定取一位或两位,当误差或不确定度第一位比较小(如1,2,3,)时,取两位;而相对误差或相对不确定度取两位.例如,计算得D=0.05632mm,L=0.2341mm,应据“四舍五入”的原则,取舍为:D=0.06mm,L=0.23mm.测量值或运算结果的有效数字尾数应与误差或不确定度的尾数取齐.测量结果的多余的尾数按“四舍六入,逢五配双”的规则进行取舍.例如:某运算结果:V=1.265m3,V=0.055m3,则先取定V=0.06m3(四舍五入),再由尾数对齐规则,确定V=1.26m3,(四舍六入,逢五配双),最后记为:V=1.260.06m3,.例已知密度测量式为：，直接测量数据为：L=67.20.5mm,M=14.060.02g，直径D（单位mm）的测量数据为：5.642；5.648；5.640；5.653；5.639；5.646，其中所用测量仪器误差为0.004mm。求密度及合成不确定度。D解：直径D的最佳值和不确定间接测量量的最佳值和不确定度为：数据处理方法列表法作图法逐差法最小二乖法*列表法列表法的主要作用是科学、清晰地记录实验数据，并能大致反映出物理量之间的关系或可能存在的问题。基本要求：注明单位和名称简明地反映出数据之间的联系和计算的程序。必要的附加说明，如仪器规格、实验条件等。（请参阅实验报告范例）作图法作图法主要是用图示的方法，形象、直观、简便地表示物理量之间的变化关系，同时还可方便地求出某些实验结果。作图规则必须用坐标纸作图，常用的有毫米方格纸，对数坐标纸和极坐标纸等。本课程只要求用毫米方格纸作图。选定坐标轴。以横轴代表自变量，纵轴代表因变量，并注明物理量的名称和单位。用等精度原则对坐标分度值进行标定。坐标分度值的选取要保证图上观测点的坐标读数的有效数字与实验测量数据的有效数字相同，也即坐标上的估读位恰好是测量数据的存疑位，如以横坐标表示电流，其测量数据为：1.00A；2.00A等，有三位有效数据，则横坐标选定的最小分度值（一般为1或2毫米）应标