物理实验误差分析ppt课件VIP

李林峰_760315 ，大学物理实验，简介，大学物理实验的任务和目的：(1)通过对实验现象的观察、分析和测量，加深对物理原理的理解。(2)培养和提高他们的学术和工作能力。(1)阅读教材，总结要点，做好工作前的准备；(2)借助教材或仪器说明书，正确使用仪器；(3)用物理理论分析实验现象；(4)正确记录和处理实验数据，写出合格报告；(3)培养科学精神，提高科学素养，逐步形成理论联系实际、实事求是的科学作风，采取认真认真的工作态度。(4)培养和提高学生的科学实验能力，包括：自学能力；动手操作能力；综合分析能力；科技写作能力；设计能力；引言；(3)上课时间在第二实验楼五楼进行，为期一到两周。第二，每堂课都将按照时间表来安排，每堂课都将按照实验周期时间表来安排。下一课从实验开始。(1)实验课程总时长为50小时，分两个学期完成。每学期进行八个实验，每个实验三个小时。一阶误差理论。1、物理实验课程的教学安排，物理实验的基本程序和要求。实验课前预习(非常重要)(1)预习课堂笔记中与本实验相关的所有内容。(2)编写预习报告(实验题目、目的、原理、主要计算公式、原理图)并准备原始实验数据记录表。(1)你需要带实验讲义、钢笔、尺子、计算器等。提前五分钟进入实验室，根据小组编号入座。不要擅自做任何事情以避免仪器损坏或事故。(2)实验操作必须在教师检查仪器的安装和调试后才能进行。(4)请将实验后使用的仪器整理好，放回原处。只有得到老师的允许才能离开实验室。(3)操作完成后，应请教师检查实验记录并签字。未经老师签名的记录无效。(5)课后按要求完成实验报告，并在下次实验时上交。引言实验测量误差的理论基础是数据处理方法测量和误差的基本概念测量结果的不确定度的评定有效数及其运算结果表示实验数据处理的常用方法测量和误差的基本概念测量的定义和分类直接测量可以由测量仪器或仪表直接读出。间接测量：根据测量值与一些直接测量值之间的函数关系，这种测量称为间接测量。测量：是通过物理实验将测量的量与作为标准的相同种类的单位量进行比较的过程。测量是物理实验的基础。长度、质量、温度等。体积密度粘度等。真值，算术平均值，真值：在一定客观条件下一个物理量的真实大小。(真值是一个理想的概念，通常不可能准确知道。)，算术平均值：多次测量的算术平均值可用作真实值的最佳近似值，3。误差，偏差，误差：实测值与实测物理量真值之差，偏差：实测值与实测物理量算术平均值之差，4。测量产生的误差、原因和性质的分类可分为系统误差和随机误差。系统误差：当在相同条件下多次测量相同的物理量时，结果的符号和大小根据某些规则而变化。误差、来源、仪器误差、方法误差、环境误差、人为误差、特征：倾向性、方向性(过大或过小)、消除方法：改进、修正和修正。原因：仪器、理论推导、实验方法、操作、环境等。在消除或纠正系统误差后，消除方法：取多次测量的平均值，随着测量次数的增加，偶然(随机)误差遵循统计规律，其分布函数为：x:表示测量误差(测量值与真值之差)，:表示测量值与真值的偏差程度，称为标准误差，f (x):表示测量误差出现的概率x，当6n10时，服从t分布。个样本的最佳估计的标准差如下：引言，当n趋于无穷大且服从正态分布时，标准差如下：1。测量结果的不确定度评定：1.不确定性的概念；3.直接测量的不确定度评定程序：4.间接测量的不确定度评定程序：2.不确定性的分类；1.为什么要引入不确定性？误差概念的局限性，一般来说，真值是不可用的，误差是测量值和真值之间的差，所以它不能被获得。我们只能通过某些方法来估计测量误差。(一)、不确定度的概念，2、不确定度的含义：所谓测量不确定度，是指测量误差的存在和测量值的不确定度。事实上，它是对某个数值范围内的测量真实值的评估。表征测量结果分散性的参数。(2)不确定度的分类，不确定度的两种分量，(1)A类评定不确定度A:用统计方法获得。这种不确定性被认为服从正态分布规律。(2)B类非统计不确定度是指为简化B类不确定度的估计，通过非统计方法获得或评估的不确定度，仅讨论与仪器不确定度相对应的不确定度。仪器的不准确度主要由仪器误差来表示，即：(3)组合不确定度，补充，常用仪器指示误差的大小，1。米刻度，2。卡钳，3。千分尺，4。平衡，5。温度计，6。数字显示仪器，7。电流表仪器、简介、(3)直接测量的不确定度评估步骤，(3)测量柱的样本标准偏差的计算，以及(1)测量数据中可确定的系统误差的校正；(2)计算测量列的算术平均值作为测量结果的最佳值，(4)将样品的标准偏差作为不确定度的a类分量，(5)计算不确定度的b类分量，(6)计算组合不确定度，(7)写出最终结果表示，例如：用米尺测量物体的长度，测量六次，测量值分别为：l=51.3751.35；51.34；51.39；51.34；51.38；(厘米)。尝试计算组合不确定度，并写出测量结果。解决方法: 1)测量数据中可确定系统误差的校正(如零点校正，本主题不要求)2)最佳L值的计算；(3)计算a类不确定度：(4)b类不确定度：(5)组合不确定度：6)测量结果：(3)间接测量的不确定度评定程序，间接测量和直接测量是间接测量的最佳值。1。间接测量的最佳值。2。不确定性的传递是用微量元素代替微量元素，获得：不确定性与微量元素的关系：如和差式函数F，测量结果的标准不确定度N为：当X、Y、Z相互独立时，对于由乘法和除运算支配的函数，微元被微元代替，例如，已知质量m=(213.040.05)g的铜圆柱体，使用0 125毫米的游标卡尺，分度值为0.02毫米。直径d用0 25毫米的初级千分尺测量六次，测量值列于下表(仪器的零指示值均为零)中，以计算铜密度。(1)高度h的最佳值和不确定度，游标卡尺的仪器误差：(2)直径d的最佳值和不确定度：千分尺的仪器误差：因此：(4)密度的不确定性：(3)密度的算术平均值：所以我们可以得到：(5)密度测量的最终结果是：嘿。3.有效数及其运算。(1)有效数字，有效数字=可靠数字可疑数字。有效数字定义正确，并且，或者从左边第一个非零数字到右边最后一个数字的所有数字都是有效数字。(1)有效位数与小数点无关。转换单位时，有效数字不变。2.有效数字的特征，例如：59.6毫米=5.96厘米=0.0596米，(2)当“0”不表示小数点位置(0在数字的中间或后面)时，是有效数字，因此数据的最后一个“0”不能随便加或减。例如：3.0厘米？应记录为3.00厘米，(3)常数不必取有效数字，但在计算常数时取的位数不应小于其他值的有效数字。(4)为了方便，特别是对于较大或较小的值，通常使用科学记数法。(2)直接测量的有效数量，1。一般读数应低于最低刻度，然后估算为1；2。有时，估计的读取位置在最小索引位置；3。光标测量工具只读取光标的分度值，一般不猜测读数；4。数字仪表和阶梯读数仪表不需要估计，仪表显示的缺失数字是不准确的数字；例如，读数：读数l=25.6 (mm)，2.02 cm，0.919 k，(3)间接测量的有效数字运算，(1)加减时，“尾数相等”。278.3) 12.531 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，280.831，26.65-)，3.925 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 22.725，(2)乘法和除法时，位数相等。例如，例如：5.34820.5=110，37643217=173，(3)结果的有效位数与乘法和除法的有效位数相同。例如：(4)三角函数、对数和指数函数的有效位数通常与其变量的位数相同。(5)测量结果有效位数的确定：有效位数由不确定度决定。最后一位应该与具有不确定性的位相同，并且额外的位应该根据尾数减少规则来选择。“四、六、五甚至”将以下数据保留为三个有效数字：3.54499、3.5466、3.5450、3.5350、3.54、3.55、3.54、3.54和4。结果表明，测量结果值可由有效数字的定义和仅有一个数字的不确定度来确定。方法是：任何测量结果的最后一位数字必须与不确定度所在的数字对齐。也就是说，测量结果的最终有效数字完全取决于不确定性所在的数字，剩余部分应根据规则进行选择。例如：测量一个物理量d=0.5002(单位)，估计不确定度，(单位)，测量结果：实验数据处理的常用方法， (1)制表法， (2)作图法(图解法)；图解法)， (3)分步差分法，1。列表法，列表法1:伏安电阻数据记录的例子，电流I和电压U是直接测量；电流单位I:a；电压单位u:v；根据有效的数字规则记录数据。(1)选择要划分的坐标。(3)追踪实验点。(等。)，(4)。连接。连接成平滑的曲线和直线，连接线可能不会穿过所有的实验点，因此实验点均匀分布在曲线的两侧。(5)。计算时要计分。(斜率、截距等。)，所选点的标记应不同于实验点。斜率和截距不能用实验点来计算。(6)。曲线标注。此外，还必须加强台湾海峡两岸之间的协调。例如：杨氏模量实验(钢丝伸长率的平均值x在恒定的递增载荷下测量)。步进法取平均值：测量序号：12345678测量值：X1 X2 x 3X 4x5 x 6X7 8，步进伸长：定义步进伸长X1X2X3x4(分成两组):Xi=Xi 4-Xi，步进法具有充分利用数据和减少误差的优点。