大学物理实验绪论v.ppt

大学物理实验课程 绪 论,北京电子科技学院物理实验室 2012年2月,实验内容,实验课的性质 实验乃独立设课，不是理论课的配套课程，但又与理论课有联系。 实验内容不是按照理论课的内容顺序开设的，因此在遇到相关实验时，除了要预习实验外，还需要自学实验理论的相关内容。 做实验时注意 每个实验有两种原理：一种是理论上的原理，一种是实验方案原理，理论原理确定原则上的可行性，实验方案原理则确定手段的可行性，二者之间存在一定的鸿沟。,实验内容,第一学期实验 实验一 绪论 实验二 杨氏模量的测量 实验三 碰撞打靶中的能量分析 实验四 电学实验（一） 实验五 电学实验（二） 第二学期实验 实验六 电学实验（三） 实验七 电学实验（四） 实验八 分光计测三棱镜顶角 实验九 分光计测光栅常数 实验十 全息实验,实验预习,明确实验目的 理解实验原理 了解实验注意事项 预习报告是实验工作的前期准备，是写给自己参考用的，故要求简单明了。实验前应清楚本次实验应达到什么目的，通过什么实验方法和测量哪些数据才能实现实验的目的。,实验报告（一）,北京电子科技学院 （BESTI） 实 验 报 告 课程：大学物理实验 班级：0722 姓名：张* 学号：072238 成绩： 指导老师： 实验日期：08-03-11 实验密级：无 预习程度： 实验时间：12:50-3:20 仪器组次： 必修/选修：必修 实验序号：N-1 实验名称： 迈克尔逊干涉仪 实验目的与要求： 1、学习迈克尔逊干涉仪的原理和调节方法 。 2、观察等倾干涉条纹的原理和调节方法。 3、用迈克尔逊干涉仪测量光波波长。,实验报告（二）,实验仪器：,实验原理:（电路图或光路图），主要公式； 实验步骤: 数据处理部分:自行设计原始数据记录表格（分清已知量、指定量、待测量和单位）； 实验预习思考题。,严禁抄书！,实验报告（三）,实验操作要求,遵守实验室规则； 进实验室做实验，其实验者学号必须与仪器组号一一对应！ 了解实验仪器的使用及注意事项，正式测量之前可作试验性探索操作； 仔细观察和认真分析实验现象，如实记录实验数据和现象；用钢笔或圆珠笔记录数据，原始数据不得改动 实验完毕，请老师检查实验数据，经老师审阅合格并签名后方可整理仪器. 整理完毕后须经教师审阅签名方可离开实验室。,严禁：进实验室不知道自己要做什么实验！,严禁：在实验室梦游，游乐！,实验报告内容：,1、补充修改预习实验报告内容； 2、实验仪器（仪器规格、型号、精度）； 3、数据处理（整理数据,数据计算、绘图、实验结果）； 原始数据不能代替实验报告中的数据。 原始数据记录附在实验报告后面！ 实验报告中的数据必须整理成表格形式，并有处理结果。 4、实验思考题； 5、实验分析、总结和体会。 注意：实验报告原则上不能超过6页纸。 实验报告应在一周内交至物理实验室。,同行，读者，客户，而不是老师。,物理实验成绩评定及评分标准,每次实验成绩，按满分100分进行评分，其中预习10分，操作40分，报告50分。 2.物理实验课成绩评定,实验数据有效位数的确定,物理实验以测量为基础。 测量结果应表示为：,测量对象,测量对象的最佳估计值,测量的不确定度,测量值的单位,测量分为直接测量和间接测量 直接测量指可直接得到被测量值的测量； 间接测量指利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系经过计算从而得到被测量值的测量。 任何测量都可能存在误差（测量不可能无限准确)。,以电阻测量为例,Y = y 表示被测对象的真值落在（y ，y ）范围内的概率很大， 的取值与一定的概率相联系。,Y = y ,R = 35.6 0.4,实验数据有效位数的确定,实验中我们所测的被测量都是含有误差的数值，对这些数值不能任意取舍，应反映出测量值的准确度。所以在记录数据、计算以及书写测量结果时，应根据测量误差或实验结果的不确定度来定出究竟应取几位有效位数。 直接测量量（原始数据）的读数应反映仪器的精确度 游标类器具（游标卡尺、分光计度盘、大气压计等）读至游标最小分度的整数倍，即不需估读。 数显仪表及有十进步式标度盘的仪表（电阻箱、电桥、电位差计、数字电压表等）一般应直接读取仪表的示值。 指针式仪表及其它器具，读数时估读到仪器最小分度的1/21/10，或使估读间隔不大于仪器基本误差限的1/51/3。,实验数据有效位数的确定,单位应在表格头上注明，或直接记录在读数后面。不要忘记！ 注意指针指在整刻度线上时读数的有效位数。,实验数据有效位数的确定,读读认认,实验数据有效位数的确定,读读认认,实验数据有效位数的确定,读读认认,实验数据处理,仪在实验中的详细说明,实验数据有效位数的确定,中间运算结果的有效位数 加减运算的结果末位以参与运算的末位最高的数为准。 如 11.4+2.56=14.0 75-10.356=65 乘除运算结果的有效位数多少以参与运算的有效位数最少的数为准，可比其多取一位。 如 40009=3.6104 2.0000.99=2.00 用计算器进行计算时中间结果可不作修约或适当多取几位（不能任意减少）。 测量结果表达式中的有效位数 总不确定度 的有效位数，只取1位，并且只进不舍。 例 ：估算结果 =0.548mm时，取为 =0.6 mm； =1.37 时， 取为 =2,实验数据有效位数的确定,被测量值有效位数的确定 Yy 中，被测量值 y 的末位要与不确定度的末位对齐。 （求出 y后先多保留几位，求出 ，由决定 y的末位） 例：环的体积 不确定度分析结果 最终结果为：V=9.440.08cm3 即：不确定度末位在小数点后第二位，测量结果的最后一位也取到小数点后第二位。,单次测量的实验数据处理,单次测量真值的最佳估计值：修正系统误差后，测量值 即为最佳估计值 不确定度计算 单次测量的测量结果表达式为:,多次测量的实验数据处理,多次测量真值的最佳估计值：算术平均值 单次测量的测量结果表达式为: 不确定度计算,总不确定度分为两类不确定度： A 类分量多次重复测量时 与随机误差有关的分量； B 类分量与未定系统误差有关的分量。 直接测量量不确定度的估算 用方和根方法合成总不确定度：,可以用统计学方法估算的分量，可以使用标准误差来表示。,A 类分量 :,不同置信度下参数 与测量次数的关系,Ta的取值,一般，我们取测量次数为610次，P=0.683，这时A 类分量 : 如果要求置信度较高时，A类分量为：,B 类分量,不能用统计学方法估算的分量。一般指仪器误差和一些特殊估测的极限误差。,直接测量不确定度计算举例,某一长度测量10次，结果如下：单位（cm) 63.57，63.58，63.55，63.56，63.56，63.59，63.55，63.54，63.57，63.57，写出该直接测量结果的最终表达式。 解：可计算出 A类不确定度：,平均值有效数字位数不要超过测量值的有效数字;,举例,由标准偏差计算式 B类不确定度：米尺仪器误差 总不确定度：,不确定度保留1位有效数字，并且“只进不舍”。,不确定度的最后一位数字要和平均值的最后一位数字对齐。,注意事项：,1.平均值有效数字位数不要超过测量值的有效数字; 2.不确定度和相对不确定度保留1位有效数字，并且“只进不舍”。 3.不