大學物理實驗基礎知識文檔1公開課一等獎省優(yōu)質課大賽獲獎課件

大學物理實驗

基礎理論知識上海大學?大學物理試驗中心為何要上大學物理試驗課大學物理試驗課安排3.測量、誤差和不確定度估算4.試驗數(shù)據(jù)處理5.試驗方法與基本儀器1.1物理試驗作用物理學是研究物質運動一般規(guī)律及物質基本結構科學，是自然科學基礎學科,是學習其它自然科學和工程技術基礎。物理學是一門實驗科學：實驗可以發(fā)現(xiàn)新事實，實驗結果可認為物理規(guī)律建立提供依據(jù)實驗又是檢驗理論正確與否重要判據(jù)大學物理實驗是必修課，與理論課同等重要1.為何要上物理試驗課以諾貝爾物理學獎為例：80%以上諾貝爾物理學獎給了試驗物理學家。20%獎中很多是試驗和理論物理學家分享。試驗結果能夠很快得獎，而理論結果要經(jīng)過最少兩個試驗檢驗。有建立在共同試驗基礎上結果能夠連續(xù)幾次獲獎。1.2物理試驗課目標掌握基本知識、方法和技能經(jīng)過對試驗現(xiàn)象觀察、分析和對物理量測量，學習物理試驗知識和設計思想，掌握和了解物理理論。培養(yǎng)與提升科學試驗能力自學能力；動手實踐能力；思維判斷能力；書寫表示能力；簡單設計能力。培養(yǎng)和提升從事科學試驗素質培養(yǎng)理論聯(lián)絡實際和實事求是科學作風；嚴厲認真工作態(tài)度；主動研究和創(chuàng)新探索精神；恪守紀律、團結協(xié)作和愛護公共財產(chǎn)優(yōu)良品德。1.為何要上物理試驗課

物理試驗課程不一樣于普通探索性科學試驗研究，每個試驗題目都經(jīng)過精心設計、安排，可使同學取得基本試驗知識，在試驗方法和試驗技能諸方面得到較為系統(tǒng)、嚴格訓練，是大學里從事科學試驗起步，同時在培養(yǎng)科學工作者良好素質及科學世界觀方面，物理試驗課程也起著潛移默化作用。

希望同學們能重視這門課程學習，真正能學有所得。三、試驗課學習第零：課前自習（非上課時間）第一：試驗預習（預習課）第二：試驗操作（做試驗）第三：課后總結（完成試驗匯報）二、10周安排選課中碰到問題請到F401咨詢陸江老師：661321811～2周內在試驗中心網(wǎng)上選試驗課，每人選4個試驗。第4～9周到F樓試驗室上課。第10周操作考試（地點：F樓試驗室）。試驗中心網(wǎng)址：靜電場F102霍爾法測磁場F101牛頓環(huán)F204示波器F206轉動慣量F408空氣比熱容F406氣墊F602電橋F602焦距F304分光計F304電位差計F105粘滯系數(shù)F105本學期（冬季學期）：在第二周之前必須在試驗中心網(wǎng)站完成選試驗。下學期（春季學期）及下下學期（秋季學期）：在第一周之前必須完成選試驗。試驗C（二）、C（三）、強（二）、強（三）：在第一周之前必須完成選試驗方案。這些課沒有預習課，做試驗前必須認真看書并完成預習匯報。關于選試驗方案時間：觀看試驗預約演示視頻。基礎課要求(1-3周）前三周每位學生必須到教室上課基礎課后布置作業(yè)，第4周上課時一定要交。學生上交基礎作業(yè)以及試驗匯報右上角，寫上下周要做試驗名稱和房間號。上交地點：F樓上課試驗室。

成績評定：依據(jù)前三周出勤和上課情況給予總分１００分；作業(yè)總分１００分。兩項成績平均成績作為一個試驗成績。第4~9周安排：第四面：到試驗室預習第五、六周試驗。完成預習匯報第五周：試驗操作。第六周：試驗操作。第七周：先到第六周所在試驗室報到，老師收、發(fā)匯報，針對第五、六周試驗及匯報出現(xiàn)問題老師講解1節(jié)課后后到另一個試驗室（第八、九周所選試驗室）簽到預習。第八周：試驗操作。第九周：試驗操作。物理試驗課各項所占百分比試驗預習（一節(jié)課）20％試驗操作（二節(jié)課）40％試驗匯報（課后完成）40％＊不交試驗匯報或者匯報中無經(jīng)過教師簽字預習匯報，試驗無分平時成績＝[基礎課成績(100分)+4個試驗成績(4×100分)]/5總評成績＝平時成績×70%＋考試×30%物理試驗基本程序和要求0、1.試驗課前預習預習講義中與本試驗相關全部內容經(jīng)過預習應明確三個問題：做什么？怎么做？為何？克服試驗中盲目性。預習課上盡可能按要求完成預習匯報。

預習匯報（寫在預習匯報紙上）姓名： 學號： 上課時間：星期第節(jié)試驗名稱測量電路圖、光路圖、試驗裝置示意圖、主要儀器面板圖、主要公式；原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計表格；預習思索題（1，2必做）。操作課先檢驗預習匯報！預習報告要求：看懂教材、明確目、寫出預習報告。試驗預習匯報試驗名稱：試驗原理圖：數(shù)據(jù)統(tǒng)計:預習思索題：做試驗必須有預習匯報;上課時不遲到，不無故缺課。試驗時測量數(shù)據(jù)用鋼筆或圓珠筆如實統(tǒng)計在預習匯報原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計表格內,原始數(shù)據(jù)不得隨意涂改；不得剽竊他人數(shù)據(jù)。帶講義、筆、尺等；恪守試驗室規(guī)則；了解試驗儀器使用及注意事項；不得違反操作規(guī)程。試驗完成，整理好儀器、座椅。試驗數(shù)據(jù)須經(jīng)指導老師檢驗及簽字！2.試驗操作閱讀資料、調整儀器、觀察現(xiàn)象、獲取數(shù)據(jù)、儀器還原試驗匯報格式試驗名稱試驗目標：試驗原理：原理簡述、公式、電路圖或光路圖。試驗儀器：主要儀器名稱、型號。試驗內容：主要操作內容。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表格和處理：公式－代入數(shù)據(jù)－計算，結果表示、圖示圖解試驗結果：所要求作圖必須用作圖紙（或者計算機作圖打印）。請在匯報右上角注明下次試驗名稱和房間號試驗匯報試驗名稱：實驗目：原理簡述、公式：試驗儀器：試驗內容：數(shù)據(jù)統(tǒng)計:數(shù)據(jù)處理：試驗結果：

請在匯報右上角注明下次試驗名稱和房間號試驗課后按要求完成試驗匯報、并在次周上交。上交地點：F樓上課試驗室試驗匯報應在一周內完成，下一周上課時交給上課老師，遲交匯報者教師有權酌情扣分，遲交２周或教學第10周結束后拒收匯報，匯報成績記0分。無預習匯報者，匯報成績?yōu)?分。

預習匯報及試驗匯報格式統(tǒng)一按書上要求完成。試驗匯報上交：注意事項（一）請假要求：1.病假憑校醫(yī)院證實且必須補做（必須在病假后一周內補做），不然按零分記成績。補做試驗必須在考試周之前完成。最終一周試驗在沒有時間補做情況下能夠免修一個試驗。詳細時間由學生與任課教師協(xié)商2.事假憑教務處證實能夠補做，任何其它證實一律不能夠補做。補做試驗必須在考試周之前成。詳細時間由學生與任課教師協(xié)商3.為了不影響其它同學做試驗，遲到15分鐘不允許進試驗室做試驗，按零分記成績。遲到15分鐘以內依據(jù)詳細情況扣除試驗成績0-15分?？荚嚥粶蕩Ы滩暮妥龊迷囼瀰R報。

凡照抄同學試驗匯報，經(jīng)教師發(fā)覺，謄錄和被謄錄兩同學匯報均為0分。試驗匯報應在一周內完成，下一周上課時交給上課老師，遲交匯報者教師有權酌情扣分，遲交２周或操作考試結束后拒收匯報，匯報成績記０分。無預習匯報者，匯報成績?yōu)?分。預習匯報及試驗匯報要求統(tǒng)一按書上要求完成。試驗完成，儀器、桌椅復位。一.測量與誤差基本概念二.誤差分類三.測量結果表示和不確定度計算四.有效數(shù)字及其表示五.數(shù)據(jù)處理方法（列表法、作圖法）基礎課主要學習內容：物理學中有七個基本物理量，其基本單位是：長度單位：米；質量單位：千克；時間單位：秒；電流單位：安培；熱力學溫度單位：開爾文；物質量單位：摩爾；發(fā)光強度單位：坎德拉。3.1測量和誤差3.2不確定度估算基礎知識3.3試驗數(shù)據(jù)有效數(shù)字確實定3.測量、誤差和不確定度估算物理試驗以測量為基礎：測量物理意義就是將待測物理量與一個選作標準同類量（單位）進行比較，得出他們之間倍數(shù)關系（倍數(shù)值就是測量數(shù)值）。任何測量都可能存在誤差（測量不可能無限準確)。3.1測量和誤差——測量完整測量結果應表示為：

以電阻測量為例

R=(910±1)Ω

包含：

測量對象

測量對象

測量

測量值

量值

不確定度

單位

（Y=y表示被測對象真值落在（y

，y

）范圍內概率很大，取值與一定概率相聯(lián)絡。）測量按取得測量值方式分為直接測量：指無需對被測量與其它實測量進行函數(shù)關系輔助計算而可直接得到被測量值測量；

如：秒表測時間，米尺測長度等。間接測量：指利用直接測量量與被測量之間已知函數(shù)關系經(jīng)過計算從而得到被測量值測量。如：測圓柱體積，粘滯系數(shù)等。組合測量測量條件測量人員、方法、儀器、環(huán)境條件等。屢次測量：等精度測量在一樣測量條件下對某一物理量進行屢次重復測量。

不等精度測量在屢次測量中，只要有一個條件發(fā)生改變，就成為不等精度測量。誤差ε＝測量值x－真值A0誤差特征：普遍性、誤差是小量因為真值不可知，誤差實際上極難計算。有時能夠用準確度較高結果作為約定真值來計算誤差。誤差表示方法：絕對誤差：ε

；相對誤差：E=ε/A0；

偏差：?x=x-A

(A為約定真值）；；對公認值或理論值有百分誤差：

3.1測量和誤差——誤差注意：真值是不可知約定真值約定真值與儀器方法相關誤差與偏差測量目標和任務使偏差最小求出最近真值估算出最近真值可靠性試驗結果表示系統(tǒng)誤差定義：在對同一被測量屢次測量過程中，絕對值和符號保持恒定或以可預知方式改變測量誤差分量。產(chǎn)生原因：因為測量儀器、測量方法、環(huán)境帶入如：單擺試驗。

可否經(jīng)過屢次測量減小或消除系統(tǒng)誤差？誤差分類：系統(tǒng)誤差；隨機誤差系統(tǒng)誤差分類及處理方法：

①已定系統(tǒng)誤差：必須修正電表、螺旋測微計零位誤差；伏安法測電阻電流表內接、外接因為忽略表內阻引發(fā)誤差。②未定系統(tǒng)誤差：要預計出分布范圍

（普通為儀器誤差儀

）如：螺旋測微計制造時螺紋公差等。隨機誤差定義：在對同一量屢次重復測量中絕對值和符號以不可預知方式改變測量誤差分量。產(chǎn)生原因：

試驗條件和環(huán)境原因無規(guī)則起伏改變。比如：環(huán)境溫濕度起伏、操作讀數(shù)時視差影響。特點：服從統(tǒng)計規(guī)律①單峰性：小誤差出現(xiàn)概率比大誤差出現(xiàn)概率大；②屢次測量時分布對稱，含有抵償性——所以

取屢次測量平均值有利于消減隨機誤差。

③有界性：絕對值很大誤差出現(xiàn)概率近于0隨機誤差處理

假定對一個量進行了n次測量，測得值為yi(i=1,2，…，n)，能夠用屢次測量算術平均值作為被測量最正確預計值(假定無系統(tǒng)誤差)用標準偏差

Sx（貝塞耳公式）表示測得值分散性

Sx大，表示測得值很分散，隨機誤差分布范圍寬，測量精密度低；Sx小，表示測得值很密集，隨機誤差分布范圍窄，測量精密度高；Sx可由帶統(tǒng)計功效計算器直接求出。隨機誤差處理舉例例：用50分度游標卡尺測某一圓棒長度L，6次測量 結果以下（單位mm）： 250.08，250.14，250.06,250.10,250.06,250.10則：測得值最正確預計值為測量列標準偏差儀器誤差儀器誤差是指在正確使用儀器條件下，測量所得結果最大誤差限。包含系統(tǒng)誤差和隨機誤差。級別高：隨機誤差級別低（工業(yè)儀表）：系統(tǒng)誤差指針式電表準確度等級：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七級。

約定：取儀表、量具示值誤差限或基本誤差限為?儀。儀器?儀鋼尺0.5mm游標卡尺10分度0.1mm游標卡尺20分度0.05mm游標卡尺50分度0.02mm千分尺0.004mm指針式電表?儀=量程×等級%天平約定：取分度值二分之一測量誤差與不確定度不確定度表示因為測量誤差存在而對被測量值不能確定程度。不確定度是一定概率下誤差限值不確定度反應了可能存在誤差分布范圍，即隨機誤差分量和未定系統(tǒng)誤差聯(lián)合分布范圍。不確定度總是不為零正值，是能夠詳細評定.因為真值不可知，誤差普通是不能計算，它可正、可負、也可能十分靠近零。

不確定度權威文件是國際標準化組織(ISO)、國際計量局(BIPM)等七個國際組織1993年聯(lián)合推出GuidetotheexpressionofUncertaintyinmeasurement文件；國內法規(guī)：JJF1059-1999測量不確定度評定與表示。3.2不確定度估算基礎知識直接測量量不確定度估算總不確定度分為兩類不確定度：

A類分量?A——屢次重復測量時與隨機誤差相關分量；?A=Sx

B類分量?B——與未定系統(tǒng)誤差相關分量。

?B=?儀

這兩類分量在相同置信概率下用方和根方法合成總不確定度：（我校物理試驗教學中普通用總不確定度，置信概率取為95%）隨機變量分布

正態(tài)分布：大量相對獨立原因共同作用下得到隨機變量服從正態(tài)分布。物理試驗中屢次獨立測量得到數(shù)據(jù)普通能夠近似看作服從正態(tài)分布。

μ表示x出現(xiàn)概率最大值，消除系統(tǒng)誤差后，通常就能夠得到x真值.σ稱為標準差，決定了線型寬窄。

ξ表示隨機變量x

在〔x1,x2〕區(qū)間出現(xiàn)概率，稱為置信水平。實際測量任務是經(jīng)過測量數(shù)據(jù)求得μ

和σ值。

P(x)xσ小σ大

t分布實際測量次數(shù)有限，可用平均值和單次測量標準偏差來估算μ、σ：

能夠證實平均值標準偏差與單次測量sx值有以下關系

此時可用平均值及其標準偏差來表示試驗結果因為測量次數(shù)小，數(shù)據(jù)離散度大，測量結果將不符合正態(tài)分布，而是符合t

分布。此時，置信水平不是0.683，需乘以與置信水平p、自由度k相關系數(shù)t(p,k)(值可查表)，得到置信水平為p結果：

屢次直接測量量不確定度簡化處理方法A類分量A

估算B類分量B=儀,認為B主要由儀器誤差特點來決定不確定度合成：當5＜n≤10時，可簡化認為A=Sx（置信概率≌

95%）結果表示：以測量列x平均值由A、B類不確定度合成總不確定度則：求測量數(shù)據(jù)列平均值用貝塞耳公式求標準偏差Sx

依據(jù)使用儀器得出B

B=儀由A、B合成總不確定度Ux

給出直接測量最終結果相對不確定度直接測量量不確定度估算舉例例：用螺旋測微計測某一鋼絲直徑，6次測量值yi分別為：0.249,0.250,0.247,0.251,0.253,0.250;同時讀得螺旋測微計零位x0為：0.004,單位mm，已知螺旋測微計儀器誤差為Δ儀=0.004mm，請給出完整測量結果。解：測得值最正確預計值為

測量列標準偏差測量次數(shù)n=6，可近似有

則：測量結果為x=0.246±0.004mm單次直接測量量不確定度簡化處理方法

Ux=儀過程：1.求間接測量量最正確值2.寫出（或求出）各直接測量量不確定度Ux,Uy,Uz,…

3.依據(jù)不確定度傳遞公式求出UN或EN4.完整表示出N值EN相對不確定度間接測量量不確定度合成不確定度傳遞公式間接測量量不確定度合成舉例例：已知金屬環(huán)外徑內徑高度求環(huán)體積V和不確定度UV。解：求環(huán)體積求偏導合成求UV

結果V=9.44±0.08cm3

S=(8.05±0.05)cm2幾個錯誤認識最正確真值不確定度S=8.10cm2，8.00cm2？有效數(shù)字=可靠數(shù)字+1位可疑（或欠準）數(shù)字3.3實驗數(shù)據(jù)有效數(shù)字確定

在試驗中我們所測被測量都是含有誤差數(shù)值，對這些數(shù)值不能任意取舍，應反應出測量值準確度。所以在統(tǒng)計數(shù)據(jù)、計算以及書寫測量結果時，應依據(jù)測量誤差或試驗結果不確定度來定出終究應取幾位有效位數(shù)。有效數(shù)字定義：可靠數(shù)字與1位可疑（或欠準）數(shù)字全體。（1）直接測量量（原始數(shù)據(jù)）讀數(shù)應反應儀器準確度游標類器具（游標卡尺、分光計度盤、大氣壓計等）讀至游標最小分度整數(shù)倍，即不需估讀。數(shù)顯儀表及有十進步式標度盤儀表（電阻箱、電橋、電位差計、數(shù)字電壓表等）普通應直接讀取儀表示值。不需估讀。（1）直接測量量（原始數(shù)據(jù)）讀數(shù)應反應儀器準確度指針式儀表及其它器具，讀數(shù)時估讀到儀器最小分度1/2～1/10，或使估讀間隔小于儀器基本誤差限1/5～1/3。（1）直接測量量（原始數(shù)據(jù)）讀數(shù)應反應儀器準確度注意指針指在整刻度線上時讀數(shù)有效位數(shù)。直接讀數(shù)注意事項

第一位非“0”前“0”不屬有效數(shù)字，

第一位非“0”后“0”都屬有效數(shù)字。

末位“0”不能隨意增減。

0.0021兩位有效數(shù)字，

0.00201為三位有效數(shù)字，

0.00位四位有效數(shù)字十進單位制中，有效數(shù)字位數(shù)不因單位換算而改變。M=30.20g=3.020×104mgM=30.20g=30200mg×（2）科學表示式M=3.020×104mgnot30.20×103mg

not3020×10mg

Why？科學表示式：N×10n或者N×10-n形式，而且N中小數(shù)點位于第1、2位有效數(shù)字之間。優(yōu)點：對大數(shù)和小數(shù)非常簡單！3.8×10-3m=3.8×10-2dm=3.8×10-1cm=3.8mm（3）間接測量值有效位數(shù)-運算規(guī)則加減運算結果末位以參加運算末位最高數(shù)為準。（與小數(shù)點后位數(shù)最少那個相同）例：11.4+2.56=14.0

75-10.356=65乘除運算結果有效位數(shù)多少以參加運算有效位數(shù)最少數(shù)為準，可比其多取一位。例：3.12657×0.0157÷186.245=3.127×0.0157÷186.2=2.64×10-49.0330÷0.316+100.4=28.6+100.4=129.0冪運算結果有效位數(shù)與底數(shù)有效位數(shù)相同。例：1233=1.860867×106

11.090536…（3）間接測量值有效位數(shù)-運算規(guī)則三角函數(shù)和對數(shù)運算：先進行不確定度估算，結果取至不確定度那一位。例：常數(shù)不影響原有效數(shù)字位數(shù)。用計算器進行計算時中間結果可不作修約或適當多取幾位（不能任意降低）。（4）測量結果表示式中有效位數(shù)上大物理試驗中心要求：

A、S、B、儀、U：有效位數(shù)只取1位。中間過程可取兩位。

E：有效位數(shù)取1~2位。（E<10%時取1位，

E≥10%時取2位。）例：E=0.1%;E=2%;E=10%測量值最終一位應與不確定度所在位對齊。例：g=980.13cm/s2,Ug=0.32cm/s2,則：g=(980.1±0.3)cm/s2

舍入規(guī)則：4“舍”6“入”；5前位為奇數(shù)“入”，偶數(shù)“舍”。例：9.446→9.45 0.235→0.24 0.345→0.34

測量值用科學記數(shù)法表示，則不確定度也應該用科學記數(shù)法表示，而且不確定度中10冪指數(shù)應與測量值中10冪指數(shù)相同。例：m=(2.756×106±2×104)g應寫成： m=(2.756×106±0.02×106)g =(2.76±0.02)×106g4.試驗數(shù)據(jù)處理

列表法作圖法和圖解法逐差法最小二乘法和一元線性擬合列表法處理試驗數(shù)據(jù)表1：物體下滑加速度a與斜面高度h關系h(cm)1.5002.0002.5003.0003.5004.000a(cm/s2)10.3613.7016.7319.9123.1026.27最簡單、最慣用。要求：1.表格名稱。2.表明各欄目物理量及單位。3.自變量由小到大或由大到小按序排列，數(shù)據(jù)統(tǒng)計必須正確反應有效數(shù)字。4.特殊說明。如自定符號等。作圖法處理試驗數(shù)據(jù)

作圖法可形象、直觀地顯示出物理量之間函數(shù)關系，也可用來求一些物理參數(shù)，是一個主要數(shù)據(jù)處理方法。作圖時要先整理出數(shù)據(jù)表格，并要用鉛筆和正規(guī)紙張作圖。作圖步驟：試驗數(shù)據(jù)列表以下.

表1：伏安法測電阻試驗數(shù)據(jù)1.選擇適當坐標分度值，確定坐標紙大小坐標分度值選取應能反應測量值有效位數(shù)，普通以1～2mm對應于測量儀表儀表誤差。依據(jù)表１數(shù)據(jù)U軸可選1mm對應于0.10V，I軸可選1mm對應于0.20mA，并可定坐標紙大小（略大于坐標范圍、數(shù)據(jù)范圍）約為130mm×130mm。3.標試驗點：試驗點可用“”、“”、“”等符號標出（同一坐標系下不一樣曲線用不一樣符號）。2.標明坐標軸：

用粗實線畫坐標軸，用箭頭標軸方向，標坐標軸名稱或符號、單位,再按次序標出坐標軸整分格上量值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.004.連成圖線：

用直尺、曲線板等把點連成直線、光滑曲線。普通不強求直線或曲線經(jīng)過每個試驗點，應使圖線線正穿過試驗點時能夠在兩邊試驗點與圖線最為靠近且分布大致均勻。圖點處斷開。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.005.標出圖線特征：在圖上空白位置標明試驗條件或從圖上得出一些參數(shù)。如利用所繪直線可給出被測電阻R大?。簭乃L直線上讀取兩點A、B坐標就可求出R值。電阻伏安特征曲線作圖者：***日期：年月日6.標出圖名：

在圖線下方或空白位置寫出圖線名稱及一些必要說明。至此一張圖才算完成由圖上A、B兩點可得被測電阻R為：A(1.00,2.76)B(7.00,18.58)nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖圖1曲線太粗，不均勻，不光滑。應該用直尺、曲線板等工具把試驗點連成光滑、均勻細實線。

不妥圖例展示：nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖更正為：圖2I(mA)U(V)02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.001.003.00電學元件伏安特征曲線橫軸坐標分度選取不妥。橫軸以3cm

代表1V，使作圖和讀圖都很困難。實際在選擇坐標分度值時，應既滿足有效數(shù)字要求又便于作圖和讀圖，普通以1mm代表量值是10整數(shù)次冪或是其2倍或5倍。I(mA)U(V)o1.002.003.004.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.00電學元件伏安特征曲線更正為：定容氣體壓強～溫度曲線1.1.60000.80000.4000P(×105Pa)t(℃)60.00140.00100.00o120.0080.0040.0020.00圖紙使用不妥。實際作圖時，坐標原點讀數(shù)能夠不從零開始。圖3定容氣體壓強～溫度曲線1.00001.15001.1.10001.0500

P(×105Pa)50.0090.0070.0020.0080.0060.0040.0030.00t(℃)更正為：注意事項：

用鉛筆作圖正規(guī)作圖紙。坐標軸、單位、原點。定百分比。

普通情況下，圖紙上每小格（mm）代表測量值最終一位可靠數(shù)字1個單位。通常取1、2、5，切忌取2.5、3、7等。標度須整齊。標出試驗點，連線（光滑細線）。注解和說明。?特點：隨時觀察數(shù)據(jù)，判斷試驗是否正常充分利用數(shù)據(jù)，減小隨機誤差?適用范圍：自變量等間隔改變線性函數(shù)關系。?方法：?

逐項逐差

?

多項間隔逐差逐差法處理試驗數(shù)據(jù)例：邁克耳遜干涉儀測激光波長（每隔50個條紋測一個數(shù)據(jù)）n123dn(mm)51.3251551.3413051.35716n+3456dn+3(mm)51.3721051.3883951.40388?d=dn+3-dn0.04695

0.04709

0.046725.判斷以下推導過程是否正確？5.試驗方法與基本儀器比較法

直接比較法：米尺測長度間接比較法：李薩如圖形測電信號頻率放大法

螺旋放大法：螺旋測微器，讀數(shù)顯微鏡光學放大法：望遠鏡，放大鏡，復射式光點檢流計電子學放大法轉換法參量轉換法：測鋼絲楊氏模量能量轉換法：熱電、壓電、光電、磁電換測賠償法：電位差計測電動勢模擬法

物理模擬：飛機數(shù)學模擬：靜電場描繪慣用力學試驗基本儀器介紹1．游標卡尺游標卡尺基本原理是：游標上N個分度格長度與主尺上N-1個分度格長度相同。若主尺上最小分度值為a，游標上最小分度值為b，則(N-1)a=Nb，主尺上每一格與游標上一格之差為游標精度值或游標最小分度值。即若游標卡尺為N=50，a=1mm，其準確度為：1/50=0.02mm

游標尺讀數(shù)方法是：先讀出主尺上與游標“0”刻度對應整數(shù)刻度L(mm)值，再把主尺上L(mm)以后不足1mmΔL部分從游標上讀出．若游標上第K條線與主尺上某一刻度線對齊，Ｎ為附尺格數(shù)，則ΔL部分讀數(shù)為：最終結果為：上圖讀數(shù)為25+19×1/50=25.38mm。2．螺旋測微計螺旋測微計由一根精密螺桿和與它配套螺母套筒兩部分組成。螺桿后端連接一個可旋轉微分套筒。微分套筒每旋轉一周，螺桿前進（或后退）一個螺距．若微分套筒圓周上刻有N個分度，螺距為a(mm)，則每轉動一個分度，螺桿移動距離為a/N，螺距為a=0.5mm，分套筒圓周上刻有50個分度，每轉動一個分度，螺桿移動距離為0.5/50=0.01mm，讀數(shù)時還要預計一位。注意事項：1.在使用千分尺時，當測量長為零時，讀數(shù)應為零。如不為零，要把這一數(shù)值統(tǒng)計下來，在測量時作為校正值d0，測量值等于讀數(shù)減去校正值。2.在使用千分尺時，要注意不要丟掉主尺上可能露出半整數(shù)。3.測量過程螺旋測微計為何應一直沿一個方向轉動？

慣用電學試驗基本儀器介紹

1．直流電源

試驗室慣用直流電源有直流穩(wěn)壓電源、直流穩(wěn)流電源、干電池.

直流穩(wěn)壓電源經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉化為直流電，其輸出電壓基本不隨交流電源電壓波動和負載電流改變而有所起伏，內阻小，輸出電壓有時在一定范圍內可調。使用時要注意預防短路。

直流穩(wěn)流電源一樣是把交流電轉變?yōu)橹绷麟?，且在一定負載范圍內輸出穩(wěn)恒電流，電流大小可調。

干電池電壓穩(wěn)定，內阻小，但其容量有限，應注意經(jīng)常更換。試驗室慣用干電池如甲電池，電動勢約1.5伏，額定放電電流為300mA。使用時要禁止短路。

2．電表試驗室慣用指針式電表有均勻刻度磁電式直流電表，也有非均勻刻度電磁式交直流兩用電表、電動式交直流兩用電表等，如指針式直流電流表、指針式直流電壓表、交直流兩用電流表等，當前數(shù)字電壓表也得到了廣泛應用。[指針式電表]

(1)電表內部結構

磁電式儀表：永久磁鐵兩個極上連著帶圓筒孔腔極掌，極掌之間裝有圓柱形軟鐵芯，它作用是使極掌和鐵心間空隙中磁場很強，并且磁力線是以圓柱軸為中心呈均勻輻射狀。在圓柱形鐵心和極掌間空隙處放有長方形線圈，線圈上固定一根指針，當有電流流過時，線圈受電磁力矩作用而偏轉，直到跟游絲反扭力矩平衡，線圈偏角大小與所通入電流成正比，電流方向不一樣，偏轉方向也不一樣。電磁式儀表內部結構分兩種：扁線圈吸引型結構和圓線圈推斥型結構。

電動式儀表內部結構包含固定線圈和固定在轉軸上可動線圈。當電流流入固定線圈后在空間形成磁場，而在可動線圈中同時也有電流流過，則與磁電式儀表一樣，此可動線圈將受到力矩作用，會帶動與軸相連指針轉動，直至與游絲產(chǎn)生反作用力矩相平衡。電動力式儀表一樣可以交直流兩用，刻度也是非均勻。(2)電表主要規(guī)格：電表主要規(guī)格有：量程（最大可測電流或電壓）、內阻、準確度等級。國家標準要求電表普通分為7個準確度等級：0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0。(3)電表盤面慣用符號及其意義：

(4)電表誤差：電表誤差可分為基本誤差和附加誤差兩部分。在要求正常工作條件下正確使用時只需考慮基本誤差。電表基本誤差γ是由其內部特征和質量方面缺點等引發(fā)，用絕對誤差?A和量程Am之比來表示：若電表準確度等級為K時，在要求正常工作條件下基本誤差極限小于±K%。在普通物理試驗中普通只考慮基本誤差影響，可按下式簡化誤差估算：?A=Am?K%

，即使用某電表測量被測電流或電壓時只要被測量不超出表量程，測量誤差只與所選電表量程和級別相關，被測值越小，測量相對誤差越大。如用量程3V、準確度等級為0.5級電壓表測得某一電壓為2.315V，則該電壓完整表示為：U=2.32±0.02V(5)電表使用注意事項①正確選擇量程，使用多量程電表時應使被測電流或電壓小于量程（以防打表）且靠近于量程（以減小ΔA/A）；②注意極性，正確接線；③注意電表聯(lián)法：電流表串聯(lián)在被測電路內，電壓表并聯(lián)在被測電壓兩端。④正確讀數(shù)：讀數(shù)時應使眼睛、指針連線垂直于電表刻度表面，當電表準確度等級在1.0級以上時表盤刻度附近會配有鏡面，讀數(shù)時應使眼睛、指針和指針像成一直線，以盡可能減小讀數(shù)引起附加誤差。并應估讀到電表最小分度1/2---1/10。[數(shù)字電壓表]

數(shù)字電壓表是經(jīng)過A/D轉換器芯片采取雙積分原理進行A/D轉換，實現(xiàn)直流電壓數(shù)字顯示、測量。它特點是：①測量精度高，溫度穩(wěn)定性好；②噪音小，讀數(shù)穩(wěn)定；③自動調零，自動確定極性，使用方便；④輸入阻抗高（100MΩ～106MΩ），對被測電路幾乎無影響；⑤抗干擾能力強，強磁場中照樣適用。數(shù)字電壓表有單量程、多量程之分，顯示有三位半、四位半等，級別有0.01級、0.05等，普通可依據(jù)被測電壓大小、準確度等要求選取合適量程、位數(shù)、級別。其電壓測量儀器誤差普通用：?U=K%?U+n個字

來計算，其中第一項中K為準確度等級，U為測量值，此項代表A/D轉換器和功效轉換器綜合誤差，第二項n個字代表因為數(shù)字化處理而帶來誤差，普通反應為末位數(shù)字n個字改變量。3.電阻箱

電阻箱普通是由電阻溫度系數(shù)較小錳銅線繞制精密電阻串聯(lián)而成，經(jīng)過十進制旋鈕可使阻值改變。其主要規(guī)格有：總電阻、額定電流（或額定功率）和準確度等級。試驗室慣用ZX21型六位十進式電阻箱外