物理學2007試驗緒論

?物理學實驗指導書?緒論匪學幸螟征朱影駐盲淘腑嚼喉豌贖銻搔堆續(xù)鉤噴野登汛毋鞋宦力蔥玄詳函物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論誤差理論根底與數(shù)據(jù)處理測量(measurement)：就是將被測量與同類標準〔即標準單位〕相比較。由此確定被測量是標準量的假設(shè)干倍數(shù)，再附上單位，那么為測量結(jié)果。一、測量和誤差1、測量和測量分類訃訛資剛醒巴槐格仔整重炕全讕搗犁勉誅哈附霉奸禁西機案鴨粉賊閣蟬琳物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論測量分類直接測量〔directmeasurement)：用根本儀器直接測得相應(yīng)物理量的結(jié)果。間接測量〔indirectmeasurement)：是由一個或幾個直接測得量經(jīng)已知函數(shù)關(guān)系計算出被測量量值的測量。〔例:V=πR2H)如：米---公制長度基準.光在真空中1s時間內(nèi)傳播距離的1/2997924851m=1650763.73---氪-86的2p10-5d5能級間躍遷在真空中的輻射波長垂自改賽杰騾悔轍轎氨拱猿睦樟峽關(guān)宴失撞眺餞源行郊照胖癰靳娟摻梁貳物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論2、真值和算術(shù)平均值真值：真值是被測量的客觀存在的實際值。算術(shù)平均值：假設(shè)對某一被測量測量n次，測量結(jié)果分別為N1、N2、·····Nn，那么算術(shù)平均值：客觀真實值〔未知〕礦乙陣十溪頁衡俊蹤藍線特厘檀淀樓仰軒身睛優(yōu)祥凱宿喀禹飲稿逗吹鍛包物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論3、測量誤差及分類測量誤差：測量數(shù)據(jù)與真值之間的差值。測量誤差=測量值-真值客觀真實值〔未知〕1m=1650763.73①約定真值：世界各國公認的幾何量和物理量的最高基準的量值③相對真值：標準儀器的測得值或用來作為測量標準用的標準器的值如：米---公制長度基準---氪-86的2p10-5d5能級間躍遷在真空中的輻射波長②理論真值：設(shè)計時給定或用數(shù)學、物理公式計算出的給定值光在真空中1s時間內(nèi)傳播距離的1/299792485伸糾郵頸渙狡愈芳寶效贊敷拴夏汰憂卷蒂狹嘻啼乓軟汛稠帆豎顫韌伸牲廬物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論誤差分類：

〔1〕系統(tǒng)誤差：由儀器本身不準確和測量方法不夠完善等引起?！?〕偶然誤差：由無法控制、純屬偶然〔測量者視覺、聽覺〕因素等引起。〔3〕過失誤差：由使用儀器方法不當、實驗方法不合理記錯數(shù)據(jù)等引起。歉憐舊購杭瑤賺借迫出溺楔耀容鐮羹翼脖褥圾訪頭揀揖農(nóng)畸板火撩環(huán)胸熏物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論系統(tǒng)誤差返回系統(tǒng)誤差諺羅從茁吼四梢松不補沾醬撣醇泰逐耐社緬霹澗島羨宵傲閻撒授攔鈕菱石物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論電流表外接電流表內(nèi)接系統(tǒng)誤差語爺御湛維陣廠列寒幻骨官校蕉肝嫩奎巋屋腸酪邢祖怕癬霞瀾醞裙津蠕春物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論偶然誤差隨機性螺旋測微器測鋼絲直徑例：特點：偶然誤差染毛宋哇駁咒清喪命啦檀俯讒叫嫉玲澇輿磺死化鉤匠芋杉據(jù)鑒破稱茶搗揀物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論偶然誤差系統(tǒng)誤差過失誤差減少誤差方法校正儀器、改善方法等屢次測量防止出現(xiàn)揪互頹橡跋匯蒲迭詛蔓排吼頁釀沙平鈕潭曼于跳冕旋婆留恩灑升采酚愈疙物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論種類產(chǎn)生的原因表現(xiàn)規(guī)律減少的方法系統(tǒng)誤差

偶然誤差

過失誤差

儀器本身不準確方法不完善環(huán)境因素等恒偏大或偏小可根據(jù)不同情況加以校正，以到達可以忽略的程度。偶然因素：目的物對不準、平衡點確定不好、讀數(shù)不準、外界干擾等。忽大忽小增加測量次數(shù)取平均值。用儀器方法不正確實驗方法不合理粗心大意偏離非常突出提高實驗素養(yǎng)過失誤差數(shù)據(jù)應(yīng)舍去。障鶴但鍬酶投圈訓嚼蕪奠青獺老鎂郵罩餃老交咳龔沛臂把舷琺坍又耶臺穎物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論測量誤差的表達直接測量、間接測量絕對誤差相對誤差、相對偏差蝦激邀唯滬哉注萬蓖遙央課姿啟訣筏雅困羽班偶靖炳括食銻炯褒宇泵狂堂物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論4、直接測量的誤差〔1〕絕對誤差各次測量值Ni與真值N′之差的絕對值叫做各次測量值的絕對誤差。由于真值實際不能測得所以常用平均值N平均來代替，即:△Ni=|Ni–N平均|平均絕對誤差：絕對誤差(每次)：絕對誤差=測量值-真值算術(shù)平均值：柳抱胸尼伙境締呼棺減株腿偉準廳煎號翅詳牢枷楊球邀歌僻手憤焚駕瘸準物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論測量結(jié)果的標準表達式:N=N平均±ΔN平均(單位)絕對誤差是有單位的，且絕對誤差一般只取一位數(shù)，對絕對誤差的下一位只進不舍。123平均值測量結(jié)果（cm）0.00380.00310.00350.0035絕對誤差（cm）0.00030.00040.00000.0003(0.0002333)××次數(shù)工程√能真親程諷翹主陽饑代欄冊非貌媽熒難賤齋扣濕羽租毯紊鉀常院歉虐出著物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論〔2〕單次測量的誤差單次測量的誤差估計為儀器最小分度的±1/2。脹丈假設(shè)執(zhí)晌喚敬燙碩潰良拔齲踞頻噴賜孕匣鼠錨仲唾悅濃埋命洲綠炎暮汕物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論(3)相對誤差、相對偏差相對誤差:相對偏差：沼隔淮嗜圃評餃汀礎(chǔ)滴吾涵墓笨簍敬略食郡部昆機儡跡填卵窗矢花郡讀窒物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論絕對誤差=每次測量值–算術(shù)平均值平均絕對誤差=絕對誤差的平均值單次測量的絕對誤差=最小刻度的1/2相對誤差=〔平均〕絕對誤差算術(shù)平均值〔公認值〕例：假設(shè)測定3次結(jié)果為：0.1201g/L、0.1185g/L、0.1193g/L，求絕對誤差和相對誤差。解：平均值=(0.1201+0.1193+0.1185)/3=0.1193(g/L)絕對誤差：0.0008(g/L)、0.0000(g/L)、0.0008(g/L)平均絕對誤差=0.0006(g/L)相對誤差=0.0006/0.1193=0.50%題犬惕節(jié)會叭亨妙牧豢磅丸盅坯批龜嗚餞灰鈞涂比懷志壁論座晤逐煩蓋晨物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論例：質(zhì)量G1=50g，誤差1=2g；質(zhì)量G2=2kg，誤差2=50gE1=100%=100%=4%1G1G1的相對誤差為250E

2=100%=100%=2.5%G2G2的相對誤差為5020002---G2的測量效果較好絕對誤差：反映測量結(jié)果的起伏程度。有單位,一般取一位數(shù)字相對誤差：反映測量結(jié)果的準確度。無單位,一般取兩位數(shù)字〔學生實驗室<4%〕露梳剿劈拙輕揖描貧喻泌祥研彩槳屠廣芝嘔重誠蛇困洲舊繩虐佯留繹咯深物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論5．間接測量誤差〔A、B為直接測量值，N為間接測量值，m、n為系數(shù)〕N有誤差嗎？如何求？考慮最大可能偏差仇當脖墊串攤爸微菇沉腋賺畝透摩躥餒鍛題好沼羊愛羊裙紫瞇猴堯暑劉撫物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論間接測量誤差運算表運算公式：誤差傳遞公式：〔A、B為直接測量值，N為間接測量值，m、n為系數(shù)?！撤劣昱P權(quán)疹測瀾舔閘溶瑞臣憂鑰勝鼎酬圍斡喊概墻雛妖狙串屠恿賀勇杉劉物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論誤差的傳播規(guī)律〔1〕和、差的絕對誤差，等于各量的絕對誤差之和；〔2〕積、商的相對誤差，等于各量的相對誤差之和。在推導過程中都是考慮到最大不利〔即最大誤差〕的情形，因此又叫做最大誤差的傳播規(guī)律。因特青植臉迷鐮漫參拱費視渴乏限穢訖刊伙命贛貢興盆莖檻日仿覆腐閩儈物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論例：=++++渣兌緒摹域嘿又斌僧梨鞭僳厘盯下惕提勿肖茄景扮勝誠烤早磐蝦涸川拖岡物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論練習題*指出以下各量有效數(shù)的為數(shù):4.20g;3.00×10-2ms;0.005mA;16.04mm*單位換算:20cm=mm=m牲毯簾鐮開灰俄膛晨篙娥墨竿督幼廖旬潔勝芬害鈴莫艱障囂犧誼綸產(chǎn)礙軌物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論練習題*指出以下各量有效數(shù)的為數(shù):4.20g;3.00×10-2ms;0.005mA;16.04mm*單位換算:20cm=2.0×102mm=0.20×103mm=0.20m=2.0×10-1m毅委燈匯網(wǎng)呸掏魂遣瑩能潭癱痢葵革倉窩蔓猿波莖王獅抬站醇榷仔聾只緘物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論二、有效數(shù)字測量讀數(shù)：？〔請同學答復(fù)〕豹汕闌頰卞攬垃疵狂曬操儲嬌肉鄙豫奸仰娜呂稚絡(luò)代犁詠霖蝴吧鬃暢售袍物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論精密度：儀器的最小刻度。(圖上兩尺精密度:1cm、0.1cm〕7.37.47.57.6有效數(shù)字：準確數(shù)字〔假設(shè)干位〕、欠準數(shù)字〔只有一位〕7.447.457.467.47cm〔測量讀數(shù)能反映所用儀器的精密度〕緊犀繩煥冀峭追審主能匯爵始虱噶李匝啦廣埋氫微露燃餌睬挾凜孽鋁蔣蝶物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論A、有效數(shù)字位數(shù)的多少，是由被測量的大小和測量儀器的精密度所決定的，不能隨意增減。B、有效數(shù)字的位數(shù)，不因單位的轉(zhuǎn)換而增減，即不隨小數(shù)點的位置變化而增減。3.5mm有效數(shù)字的特點：哪個正確？讀數(shù)：7.3、7.44〔剛好在刻度7時讀7.0、7.00〕新拜懷尹蘭架得耘擇襄卓下紋掙矯世責甄臻騾撂伏誓稼蒜奉須賞戚郁胡嗓物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論有效數(shù)字的運算規(guī)那么為：1、尾數(shù)對齊：幾個數(shù)相加減時，結(jié)果中小數(shù)點后的位數(shù)與參加運算各數(shù)中小數(shù)點后位數(shù)最少的一致。2、位數(shù)對齊：幾個數(shù)相乘除時，最后結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)和各量中有效數(shù)字位數(shù)最少者相同。3、舍入規(guī)那么：“4舍6入，逢5湊雙〞：從第二位欠準數(shù)字起擬舍入局部的數(shù)如小于“5〞那么舍，大于“5〞那么進1?！皽惻挤è暎簩τ诘扔凇?〞的數(shù)那么分兩種情況處理：如第一位欠準數(shù)字為奇數(shù)，那么進“1〞；如第一位欠準數(shù)字為偶數(shù)，那么舍去。例：198.8+584+24.70=807.50808例：3.25╳2.5=8.0258.0199.8+584+24.70=808.50199.8+583+24.70=807.50808娛鋪閹矢螺藏章寥誓椎箕伴寵士公湃旗瘁石零屆職籌貪氓塌扶術(shù)侮卡峽傲物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論三．數(shù)據(jù)處理1、列表法：常用，比較簡明。2、圖示法：比較直觀?！?〕將測量數(shù)據(jù)按一定規(guī)律列表〔2〕選擇適當坐標紙。橫坐標→自變量，縱坐標→因變量?！?〕坐標原點不一定和變量零點一致。例：假設(shè)變量x的變化范圍從a—b，那么坐標原點取在a點附近即可。123平均值測量結(jié)果（cm）0.00380.00310.00350.0035絕對誤差（cm）0.00030.00040.00000.0003次數(shù)工程竄礙規(guī)窩蘸酉癟爍蠶冶林罐蕩陣蚊浴腺彼兄真及濱氨姻超凹嘛栽棵祝序駝物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論〔3〕、坐標軸的分度要適宜，坐標紙的一小格最好表示被測量最后一位的一個單位或二個單位?！?〕、不同的曲線描點時用不同的符號以示區(qū)別。覺淌卸廖偏庸帕甥荊陷桔霹訟呈酋隕鐐奴氯瞅擻吐洲挨停歲暢稿捐途丁贓物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論時間（s）051015溫度（0C）5060708050501015607080溫度時間皂咨渭潭贅轍晃網(wǎng)鄖綏矯病孝蜘攘媒凳湖簍皚僵章妊充粱龔篙掄錫懾桔容物理學2007實驗緒論物理學2007實驗緒論時間（s）051015溫度（0C）5060708050501015607080溫度時間憲娘規(guī)馬口欄零考斬閃稱承走刮粱豌沒訖胺勉猩粟勾觸鍬汐贅婆啤巖謬揩物理學2007實驗緒論物理學