物理实验课件

大学物理实验

复习三、复习方法：熟悉实验原理（包括原理图和计算公式）、实验方法和实验内容，认真做每个实验的数据处理，在处理数据的过程中，熟悉误差理论。一、考试内容：a.误差理论b.实验原理（包括原理图和计算公式）c.实验方法和实验内容（要点和注意点、仪器的基本使用方法）d.数据处理e.课后讨论思考题二、题型1.选择2.填空3.简答4.画图5.计算今天的课程安排：1.数据处理方法2.具体实验数据处理3.具体实验实验原理实验方法复习交作业的时间地点安排：1.本部：12月7日（星期二）中午12：00～13：00在培训生公寓门口2.仙林：12月6日（星期一）我的办公室间接测量结果表示式的计算过程:4、根据函数关系，（1-27）或（1-28）求uN1、求出各直接测量量x，y，···真值的最佳估值x，y，···2、求出各直接测量量x，y，···的A类不确定度(1-6)和B类不确定度(1-10)，再求出其相应的合成不确定度ux，uy，···(1-15)；3、间接测量量的最佳估值：5、间接测量的结果表示式：(单位)(P=0.683)备注（1）：1、2、3步中得出的为中间结果，按照各自的修约规则多保留一位有效数字。备注（2）：以上每一步都要列出公式、代入数据、中间结果、最终结果等精度测量----如果同一观察者在相同环境下，用同一种测试方法和同一台仪器进行多次测量，此时可以认为每一次的测量精度都相同，称作等精度测量。不等精度测量----如果在测试中有某一条件不同，则称作不等精度测量等精度测量与不等精度测量的关系:等精度测量强调每次测量条件相同（仪器、方法、环境等）,具有相对意义，且数据处理方法不同。在对某一物理量的多次测量中,可分为等精度和不等精度测量(3)测量结果尾数的修约规则

根据GB8017-87规定的数值修约规则，测量结果尾数的修约原则是：四舍六入五凑偶，5后非零则进1，5后全零凑成偶。6.28271取4位有效数字为2.4352取3位有效数字为17.405取4位有效数字为17.415取4位有效数字为6.2834.有效数字的运算法则

运算结果的有效数字的位数，只要求出不确定度，就可以确定出来。在不求不确定度时，按以下粗略的方法来确定。(1)加减运算规则：几个数相加减时，结果的末位与各数末位数中数量级最大的那一位对齐。10+1=11100+10+1=?欠准数字(2)乘除运算规则：几个数相乘除时，结果的有效数字位数与各数中有效数字位数最少的相同。例如：欠准数字(3)乘方、开方运算规则：在乘方、开方运算时，若乘方或开方次数不太高，其结果的有效数字位数与底数的位数相同。取成例如：10010101000(a)(b)(c)表示射击精密度高，但准确度欠佳；表示准确度高，但精密度较差

表示精密度、准确度均较高，即精确度高。（2）测量结果的相对不确定度表示法为全面评价测量结果的优劣,还应考虑被测量量大小,故引入相对不确定度,Er。Er

的首有效数字＞3，取一位有效数字Er

的首有效数字≤3，取两位有效数字Er参与中间计算，多保留一位有效数字。0.30001%0.40001%0.31%0.5%相对不确定度和百分差的修约规则相同0.39001%0.40%0.4%

测量结果可以表述为：

Ｎｘ＝Ｎ±ｕ单位（P）在这个范围内以一定的概率包含真值测量值测量不确定度包含真值的概率ｕ

只取一位有效数字，尾数只进不舍。Ｎ测的最后一位应于ｕ末位对齐。不同精度的量具的仪器误差用游标卡尺测量:

Δ仪=

0.02mm用钢直尺测量：Δ仪=

0.1mm用千分尺测量:

Δ仪=

0.004mm分光计测量:

Δ仪=

1分间接测量量不确定度的估算

考虑到物理实验课程的特点，及简化运算，得到不确定度的传递公式为：Ｎ的不确定度Ｎ的相对不确定度当函数中各量间是乘除关系时，利用相对不确定度传递公式计算方便。THANKYOUSUCCESS2024/1/515可编辑例1长方形边长测量结果为:a=4.000±0.005cm,b=3.000±0.005cm,则其表面积可表示为:[]次数12345平均铜棒d（mm）3.9843.9853.9963.9893.9813.9872、测量金属棒电阻率的数据表格R1=R2=104(Ω)金属L(mm)＋/－Rs(Ω)R(Ω)(Ω)(10-3)(mm)(10-8)铜200＋0.1119.88119.831.19833.9877.4765－0.1119.78例2

注意：Rx的相对不确定度可由书中查出为求偏导数：；求偏导数：[][]举例----测钢丝直径3、确定坐标轴

习惯以横轴表示自变量，以纵轴表示因变量。

在轴的端部表明其所代表的物理量的名称符号及其单位。4、合理确定坐标分度应保证图上实验点的坐标读数的有效数字位数不损失。容易读出图上实验点的坐标读数，用1、2、5进行分度.坐标原点不一定零开始。5、标出实验点用削尖的铅笔以“+”、“×”、“⊙”等记号标实验点。同一图上化几条图线时，每条图线要用不同的符号标记。6、连接实验曲线

用直尺、曲线板等工具连线。

图线应细而光滑。

在连线时，尽可能通过较多的点，不在线上的各点应均匀分布在紧靠图线两侧。弹簧伸长L与受力F的关系

（No。5焦利秤）7、图注和说明在图纸的明显的位置写出图名和实验条件。弹簧伸长L与受力F的关系

（No。5焦利秤）在直线上所选两点用不同的标号标出。这两点应在实验范围内相距远一些。所选两点的坐标值都要估读1）在所做直线上选取相距较远的两点，从图上读取其坐标值（x1，y1）、（x2，y2）。2）求斜率b：设直线方程为：3）求截距a：三、逐差法逐差法是物理实验中常