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應用型系列教材大學物理實驗自主學習指南第一章實驗數(shù)據(jù)的外理測量誤差0101測量的基本概念

測量和測量值單位測量是物理實驗的基本操作,其實質是將待測物體的某物理量與相應的標準做定量比較。測量的結果應包括數(shù)值(度量的倍數(shù))、單位(所選定的標準物理量)以及結果的可信賴程度(用誤差來表示)。01測量的基本概念直接測量、間接測量和等精度測量測量分為直接測量和間接測量。儀器的不同、方法的差異、測量條件的改變以及測量者素質的高低都會造成測量結果的變化,這樣的測量是不等精度測量。實際上,一切物質都在運動中,沒有絕對不變的人和事物。只要其變化對實驗的影響很小乃至可以忽略,就可以認為是等精度測量。01測量的基本概念測量的正確度、精密度和精確度對同一物理量進行多次等精度測量,其結果也不完全相同。正確度表示測量結果系統(tǒng)誤差的大小,精密度表示測量結果隨機誤差的大小,精確度則綜合反映出測量的系統(tǒng)誤差與隨機誤差的大小。01測量的基本概念

測量的系統(tǒng)誤差測量儀器的零點不準、砝碼磨損乃至測量環(huán)境和條件的變化都可能造成測量結果的不正確。沒被發(fā)現(xiàn)或沒校正系統(tǒng)誤差的測量,其誤差最終都應反映在測量結果上。02測量儀器的精度和測量值的有效數(shù)字儀器的精確度等級測量值的有效數(shù)宇測量結果的精密度和正確度是與測量儀器的精確度等級密切相關的,我們通常用儀器的精度和儀表的級別來描述儀器的這種性質。用數(shù)字式儀表測量,凡是能穩(wěn)定顯示的數(shù)值都應記錄下來,其數(shù)值的位數(shù)就是該測量值的有效數(shù)字。測量結果的有效數(shù)字0201有效數(shù)字的一般概念有效數(shù)字的一般概念任何一個物理量的測量結果總是存在一定的誤差,表示測量值的數(shù)值時不應隨意取位,而是要有一定意義的表示法。有效數(shù)字的位數(shù)與十進制單位變換無關,即與小數(shù)點的位置無關。根據(jù)有效數(shù)字的定義,對儀器讀數(shù)時,必須讀到估讀的一位。02有效數(shù)字的運算規(guī)則加減法的運算乘除法的運算加減運算后的有效數(shù)字位數(shù)則以參與運算的各分量的有效數(shù)字的最后一位數(shù)上最大的為準,其他各分量在運算過程中保留到它的下一位,最后還與它取齊。乘除法的有效數(shù)字運算規(guī)則規(guī)定,以參加運算的幾個量中有效數(shù)字位數(shù)最少的分量為準,其他的分量(包括常數(shù)),保留到此上述分量的有效數(shù)字多一位來進行運算。02有效數(shù)字的運算規(guī)則函數(shù)運算尾數(shù)的舍入進行函數(shù)運算時,有效數(shù)字的取位不能用有效數(shù)字的四則運算法則。通常所用的位數(shù)舍入法則是四舍五入。對于大量位數(shù)分布概率相同的數(shù)據(jù)來說,這樣的舍入是非常合理的,因為總是入的概率大于舍的概率。常用的數(shù)據(jù)處理方法0301列表法列表法應注意以下幾點:1.忠于實驗結果,記錄原始數(shù)據(jù);2.表中應標明物理量及其單位;3.如果多次等精度測量,應標出測量序號,表后留出平均值、標準差和A類標準差的空位,以便進一步做數(shù)據(jù)處理;01列表法列表法應注意以下幾點:4.如果記錄兩組相關物理量,一般把作為自變量的數(shù)據(jù)列在上方,把作為因變量的數(shù)據(jù)對應列在下方,便于反映出物理量之間的內在關聯(lián);5.可把每次測量的估讀誤差一并寫在數(shù)據(jù)后(也可另加注明);6.如果在一個實驗中有兩個以上的數(shù)據(jù)表,最好在每個表上方標記名稱。02作圖法圖示法圖解法解實驗方程選取合適的坐標紙,把兩組互相關聯(lián)的物理量的每一對測量值標記成坐標紙上的一個點,用符號“+”表示,叫做數(shù)據(jù)點。然后根據(jù)實驗的性質,把這些點連成折線,或擬合成直線或曲線。圖解法求解實驗方程,其參數(shù)的誤差與所有測量數(shù)據(jù)的誤差都有關,也與坐標紙的種類、大小以及作圖者自身的技能有關。03逐差法逐

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