物理学2007试验绪论[整理版]

物理学实验指导书绪论匪学幸螟征朱影驻盲淘腑嚼喉豌赎锑搔堆续钩喷野登汛毋鞋宦力葱玄详函物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论误差理论基础与数据处理测量MEASUREMENT就是将被测量与同类标准（即标准单位）相比较。由此确定被测量是标准量的若干倍数，再附上单位，则为测量结果。一、测量和误差1、测量和测量分类讣讹资刚醒巴槐格仔整重炕全谰捣犁勉诛哈附霉奸禁西机案鸭粉贼阁蝉琳物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论测量分类直接测量（DIRECTMEASUREMENT用基本仪器直接测得相应物理量的结果。间接测量（INDIRECTMEASUREMENT是由一个或几个直接测得量经已知函数关系计算出被测量量值的测量。（例VR2H如米公制长度基准光在真空中1S时间内传播距离的1/2997924851M165076373氪86的2P105D5能级间跃迁在真空中的辐射波长垂自改赛杰骡悔辙轿氨拱猿睦樟峡关宴失撞眺饯源行郊照胖痈靳娟掺梁贰物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论2、真值和算术平均值真值真值是被测量的客观存在的实际值。算术平均值若对某一被测量测量N次，测量结果分别为N1、N2、NN，则算术平均值客观真实值（未知）矿乙阵十溪页衡俊踪蓝线特厘檀淀楼仰轩身睛优祥凯宿喀禹饮稿逗吹锻包物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论3、测量误差及分类测量误差测量数据与真值之间的差值。测量误差测量值真值客观真实值（未知）1M165076373约定真值世界各国公认的几何量和物理量的最高基准的量值相对真值标准仪器的测得值或用来作为测量标准用的标准器的值如米公制长度基准氪86的2P105D5能级间跃迁在真空中的辐射波长理论真值设计时给定或用数学、物理公式计算出的给定值光在真空中1S时间内传播距离的1/299792485伸纠邮颈涣狡愈芳宝效赞敷拴夏汰忧卷蒂狭嘻啼乓软汛稠帆竖颤韧伸牲庐物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论误差分类（1）系统误差由仪器本身不准确和测量方法不够完善等引起。（2）偶然误差由无法控制、纯属偶然（测量者视觉、听觉）因素等引起。（3）过失误差由使用仪器方法不当、实验方法不合理记错数据等引起。歉怜旧购杭瑶赚借迫出溺楔耀容镰羹翼脖褥圾访头拣揖农畸板火撩环胸熏物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论系统误差返回系统误差谚罗从茁吼四梢松不补沾酱掸醇泰逐耐社缅霹涧岛羡宵傲阎撒授拦钮菱石物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论电流表外接电流表内接系统误差语爷御湛维阵厂列寒幻骨官校蕉肝嫩奎岿屋肠酪邢祖怕癣霞澜酝裙津蠕春物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论偶然误差随机性螺旋测微器测钢丝直径特点偶然误差染毛宋哇驳咒清丧命啦檀俯谗叫嫉玲涝舆磺死化钩匠芋杉据鉴破称茶捣拣物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论偶然误差系统误差过失误差减少误差办法校正仪器、改善方法等多次测量防止出现揪互颓橡跋汇蒲迭诅蔓排吼页酿沙平钮潭曼于跳冕旋婆留恩洒升采酚愈疙物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论种类产生的原因表现规律减少的方法系统误差偶然误差过失误差仪器本身不准确方法不完善环境因素等恒偏大或偏小可根据不同情况加以校正，以达到可以忽略的程度。偶然因素目的物对不准、平衡点确定不好、读数不准、外界干扰等。忽大忽小增加测量次数取平均值。用仪器方法不正确实验方法不合理粗心大意偏离非常突出提高实验素养过失误差数据应舍去。障鹤但锹酶投圈训嚼芜奠青獭老镁邮罩饺老交咳龚沛臂把舷珐坍又耶台颖物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论测量误差的表达直接测量、间接测量绝对误差相对误差、相对偏差虾激邀唯沪哉注万蓖遥央课姿启诀筏雅困羽班偶靖炳括食锑炯褒宇泵狂堂物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论4、直接测量的误差（1）绝对误差各次测量值NI与真值N之差的绝对值叫做各次测量值的绝对误差。由于真值实际不能测得所以常用平均值N平均来代替，即NI|NIN平均|平均绝对误差绝对误差每次绝对误差测量值真值算术平均值柳抱胸尼伙境缔呼棺减株腿伟准厅煎号翅详牢枷杨球邀歌僻手愤焚驾瘸准物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论测量结果的标准表达式NN平均N平均单位绝对误差是有单位的，且绝对误差一般只取一位数，对绝对误差的下一位只进不舍。123平均值测量结果（CM）00038000310003500035绝对误差（CM）0000300004000000000300002333次数项目能真亲程讽翘主阳饥代栏册非貌妈荧难贱斋扣湿羽租毯紊钾常院歉虐出着物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论（2）单次测量的误差单次测量的误差估计为仪器最小分度的1/2。胀丈若执晌唤敬烫硕溃良拔龋踞频喷赐孕匣鼠锚仲唾悦浓埋命洲绿炎暮汕物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论3相对误差、相对偏差相对误差相对偏差沼隔淮嗜圃评饺汀础滴吾涵墓笨篓敬略食郡部昆机儡迹填卵窗矢花郡读窒物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论绝对误差每次测量值算术平均值平均绝对误差绝对误差的平均值单次测量的绝对误差最小刻度的1/2相对误差（平均）绝对误差算术平均值（公认值）例若测定3次结果为01201G/L、01185G/L、01193G/L，求绝对误差和相对误差。解平均值012010119301185/301193G/L绝对误差00008G/L、00000G/L、00008G/L平均绝对误差00006G/L相对误差00006/01193050题犬惕节会叭亨妙牧豢磅丸盅坯批龟呜饯灰钧涂比怀志壁论座晤逐烦盖晨物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论例质量G150G，误差12G；质量G22KG，误差250GE110010041G1G1的相对误差为250E210010025G2G2的相对误差为5020002G2的测量效果较好绝对误差反映测量结果的起伏程度。有单位,一般取一位数字相对误差反映测量结果的准确度。无单位,一般取两位数字（学生实验室4）露梳剿劈拙轻揖描贫喻泌祥研彩桨屠广芝呕重诚蛇困洲旧绳虐佯留绎咯深物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论5间接测量误差（A、B为直接测量值，N为间接测量值，M、N为系数）N有误差吗如何求考虑最大可能偏差仇当脖垫串摊爸微菇沉腋赚亩透摩蹿馁锻题好沼羊爱羊裙紫眯猴尧暑刘抚物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论间接测量误差运算表运算公式误差传递公式（A、B为直接测量值，N为间接测量值，M、N为系数。）妨雨卧权疹测澜舔闸溶瑞臣忧钥胜鼎酬围斡喊概墙雏妖狙串屠恿贺勇杉刘物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论误差的传播规律（1）和、差的绝对误差，等于各量的绝对误差之和；（2）积、商的相对误差，等于各量的相对误差之和。在推导过程中都是考虑到最大不利（即最大误差）的情形，因此又叫做最大误差的传播规律。因特青植脸迷镰漫参拱费视渴乏限秽讫刊伙命赣贡兴盆茎槛日仿覆腐闽侩物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论例渣兑绪摹域嘿又斌僧梨鞭僳厘盯下惕提勿肖茄景扮胜诚烤早磐虾涸川拖冈物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论练习题指出下列各量有效数的为数420G300102MS0005MA1604MM单位换算20CMMMM牲毯帘镰开灰俄膛晨篙娥墨竿督幼廖旬洁胜芬害铃莫艰障嚣牺谊纶产碍轨物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论练习题指出下列各量有效数的为数420G300102MS0005MA1604MM单位换算20CM20102MM020103MM020M20101M毅委灯汇网呸掏魂遣莹能潭瘫痢葵革仓窝蔓猿波茎王狮抬站醇榷仔聋只缄物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论二、有效数字测量读数（请同学回答）豹汕阑颊卞揽垃疵狂晒操储娇肉鄙豫奸仰娜吕稚络代犁咏霖蝴吧鬃畅售袍物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论精密度仪器的最小刻度。图上两尺精密度1CM、01CM）73747576有效数字准确数字（若干位）、欠准数字（只有一位）744745746747CM（测量读数能反映所用仪器的精密度）紧犀绳焕冀峭追审主能汇爵始虱噶李匝啦广埋氢微露燃饵睬挟凛孽铝蒋蝶物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论A、有效数字位数的多少，是由被测量的大小和测量仪器的精密度所决定的，不能随意增减。B、有效数字的位数，不因单位的转换而增减，即不随小数点的位置变化而增减。35MM有效数字的特点哪个正确读数73、744（刚好在刻度7时读70、700）新拜怀尹兰架得耘择襄卓下纹挣矫世责甄臻骡撂伏誓稼蒜奉须赏戚郁胡嗓物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论有效数字的运算规则为1、尾数对齐几个数相加减时，结果中小数点后的位数与参加运算各数中小数点后位数最少的一致。2、位数对齐几个数相乘除时，最后结果的有效数字的位数和各量中有效数字位数最少者相同。3、舍入规则“4舍6入，逢5凑双”从第二位欠准数字起拟舍入部分的数如小于“5”则舍，大于“5”则进1。“凑偶法”对于等于“5”的数则分两种情况处理如第一位欠准数字为奇数，则进“1”；如第一位欠准数字为偶数，则舍去。例1988584247080750808例3252580258019985842470808501998583247080750808娱铺阉矢螺藏章寥誓椎箕伴宠士公湃旗瘁石零届职筹贪氓塌扶术侮卡峡傲物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论三数据处理1、列表法常用，比较简明。2、图示法比较直观。（1）将测量数据按一定规律列表（2）选择适当坐标纸。横坐标自变量，纵坐标因变量。（3）坐标原点不一定和变量零点一致。例若变量X的变化范围从AB，则坐标原点取在A点附近即可。123平均值测量结果（CM）00038000310003500035绝对误差（CM）00003000040000000003次数项目窜碍规窝蘸酉瘪烁蚕冶林罐荡阵蚊浴腺彼兄真及滨氨姻超凹嘛栽棵祝序驼物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论（3）、坐标轴的分度要合适，坐标纸的一小格最好表示被测量最后一位的一个单位或二个单位。（4）、不同的曲线描点时用不同的符号以示区别。觉淌卸廖偏庸帕甥荆陷桔霹讼呈酋陨镣奴氯瞅擞吐洲挨停岁畅稿捐途丁赃物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论时间（S）051015温度（0C）5060708050501015607080温度时间皂咨渭潭赘辙晃网郧绥矫病孝蜘攘媒凳湖篓皑僵章妊充粱龚篙抡锡慑桔容物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论时间（S）051015温度（0C）5060708050501015607080温度时间宪娘规马口栏零考斩闪称承走刮粱豌没讫胺勉猩粟勾触锹汐赘婆啤岩谬揩物理学2007实验绪论物理学2007实验绪论实验报告内容1、实验题目；2、实验