大学物理实验总结

1、大学物理实验总结大学物理实验总结 一、正确读数与正确处理有效数据一、正确读数与正确处理有效数据1.读数读数螺旋测微器螺旋测微器 、游标卡尺、读数显微镜、游标卡尺、读数显微镜、电表、分光计、迈克尔逊干涉仪等分光计、迈克尔逊干涉仪等注意：注意：0在其中的作用和地位在其中的作用和地位 （1 1）单次测量）单次测量U极限误差极限误差的取法的取法a.仪器标定的最大允差仪器标定的最大允差b.b.估计一个极限误差估计一个极限误差两者中取数两者中取数值较大的作值较大的作为为 值。值。根据不同仪器、测量对象、环境条件、仪器灵敏阈等根据不同仪器、测量对象、环境条件、仪器灵敏阈等2. 数据处理步骤：数据处理步骤：（

2、a）求测量数据的算术平均值：）求测量数据的算术平均值：nxxnii1（b）修正已知的系统误差，得到测量值（如螺旋）修正已知的系统误差，得到测量值（如螺旋测微器必须消除零误差）测微器必须消除零误差） （c）用贝塞尔公式计算标准差：）用贝塞尔公式计算标准差： 1)()(12nxxxSnii直接多次测量：直接多次测量：评价测量结果评价测量结果不确定度不确定度（d）查表求置信参数）查表求置信参数（e）根据仪器标定的最大允差）根据仪器标定的最大允差ins仪nt95. 0A类不确定度类不确定度SntpA确定确定B类不确定度类不确定度3insB22)(BntsU（f）求出合成不确定度求出合成不确定度ins为

3、计量器具的误差限值为计量器具的误差限值仪器的仪器的误差限误差限（2）电表的级别电表的级别乘乘量程量程0.50.5级电压表级电压表在量程为在量程为15V15V时，仪器误差限为时，仪器误差限为1515* *0.5%=0.075(V) 0.5%=0.075(V) 量程为量程为75V75V时时, , 仪器误差限为仪器误差限为7575* *0.5%=0.375(V)0.5%=0.375(V)（1 1）仪器仪器铭牌铭牌或或说明书说明书中给出。中给出。间接测量间接测量 a、.),(ZYXfN b、不确定度的传递不确定度的传递)()()()()()()(222222zUyUxUNUzfYfXf（3 3）取仪器

4、的最小精度。取仪器的最小精度。在伏安法测电阻实验中均为单次测量在伏安法测电阻实验中均为单次测量)()()(1)(1)()()()()(2222222222YUXUYUXUYUXUFUYFXFYXF) 1 (YXF2若若)(4)()(2)(1)()()()()(2222222222YUXUYUXUYUXUFUYFXF)()()(222YUYUXU2)(2)()()()()()()()()()(22222222222222YYUXXUYYUXXUYXYUXXUYYXYUXXUYFFUrE)()()()()()()(22222222YUXXUYYUXUFUYFXFYXF)2(给出给出最后测量结果最后

5、测量结果Uxx%100 xUErg13. 0)(22BpmmSntUcm0034. 0)(22BpddSntUcm0044. 0)(22BphhSntU2222hUdUmUUhdm例：测量圆柱体密度例：测量圆柱体密度 hdm24已知已知 )(mS)(dS)(hS测量均测量均6次次 0039. 00115. 80044. 00045. 20034. 0201.7113. 02223cmg01. 00039. 0809. 2UU%4 . 0,01. 081. 2rEU3cmg解：解： 3cmg809. 20115. 80045. 201.714422hdm3.有效数字的运算规则有效数字的运算规则a

6、、最终结果只保留一位存疑数字，中间过程可多保留最终结果只保留一位存疑数字，中间过程可多保留一位，其后的数字按一位，其后的数字按“四舍六入五凑偶四舍六入五凑偶”的法则处理。的法则处理。b、两个量相两个量相加加（或相（或相减减）以存疑数字最大数位为准以存疑数字最大数位为准c、几个量相几个量相乘乘（或相（或相除除）的积（或商）的积（或商）与有效数字最少的相同与有效数字最少的相同d、一个数的一个数的乘方乘方、开方开方e、计算器计算器定函数位数定函数位数f、公式中的某些公式中的某些常数的取值常数的取值3.数据处理的基本方法数据处理的基本方法a、列表法、列表法 b、图示法、图示法 c、图解法、图解法 d、

7、逐差法、逐差法g、测量测量结果结果的有效数字表示的有效数字表示 （1）结果的最后一位与不确定度的位数对齐，而舍结果的最后一位与不确定度的位数对齐，而舍去其它多余的数字。去其它多余的数字。（2）测量结果的不确定度，一般只保留一位有效数测量结果的不确定度，一般只保留一位有效数字，其余的取舍采用逢一进一的原则。字，其余的取舍采用逢一进一的原则。cmA56.18cmcmUA2 . 013. 0cmUAAA2 . 06 .18cmB512.cmB020.UcmUBBB) 1 . 05 .12(例例3 3：用量程为用量程为750mV，满偏，满偏150150格，格，0.5级的指针式电压表级的指针式电压表测量

8、某元件两端电压，测得的数据如下测量某元件两端电压，测得的数据如下, ,试给出结果。试给出结果。 1234567V（格）2.520.548.675.2110.5132.5145.6 解：解：设电压表已校准，已定系统误差为设电压表已校准，已定系统误差为0。单次测量单次测量 0.5级的电压表的最大允差为级的电压表的最大允差为3.75(mV)=0.5%750=insmVU4不确定度不确定度 测量的电压值测量的电压值格测得格数150750mVVV（格）2.520.548.675.2110.5132.5145.6原始读数原始读数有效数运算有效数运算正确结果正确结果错误结果错误结果V（mV）12.5 102

9、.5 243.0 376.0 552.5 662.5 728.0V（mV ）12102 243376 552.5 662.5 728.0V（mV ）12102243376 552 662 728二、实验方法的掌握二、实验方法的掌握1、比较法、比较法a、直接比较法、直接比较法b、间接比较法、间接比较法2、放大法、放大法a、累计放大法：、累计放大法：b、机械放大法、机械放大法C、电磁放大法、电磁放大法D、光学放大法、光学放大法4、模拟法、模拟法3、转换法、转换法a、参量换测法、参量换测法b、能量换测法、能量换测法5、光学实验方法、光学实验方法1.直读法直读法. 2.零示法零示法3.加载和卸载加载和

10、卸载 和双游和双游标测量标测量热电换测、热电换测、压电换测压电换测光电换测、磁电换测 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪螺旋测微器、螺旋测微器、读数显微镜读数显微镜光电效应法光电效应法光杠杆，干涉光杠杆，干涉间接测量间接测量干涉法、衍射法、光谱法干涉法、衍射法、光谱法 、光测法光测法 三、实验技能的培养三、实验技能的培养主要体现在仪器的调整与操作过程中主要体现在仪器的调整与操作过程中1.零位调整零位调整仪器使用前检查和校正仪器的零位仪器使用前检查和校正仪器的零位2. 水平、铅直调整水平、铅直调整3. 光路共轴调整光路共轴调整4. 消视差调节消视差调节水准仪水准仪 气泡气泡 垂线垂线自准法自准法 粗调

11、粗调 细调细调目镜目镜5. 逐次逼近调节逐次逼近调节分光计分光计6. 恢复仪器初态恢复仪器初态仪器正式调整前的状态仪器正式调整前的状态7. 先定性后定量原则先定性后定量原则8. 回路接线法回路接线法9.避免空程避免空程 误差误差四、实验考核四、实验考核操作：随机抽调一个你所做过的实验操作：随机抽调一个你所做过的实验1、考试时间：、考试时间：6月月26日日(星期六星期六) 下午分四场下午分四场2、考试方法：笔试、考试方法：笔试+操作考试操作考试3、考试内容：、考试内容：笔试：有效数据的处理、不确定度的计算和一道问答题笔试：有效数据的处理、不确定度的计算和一道问答题 将提前公布各班级每一位同学具体

12、考试的场次和将提前公布各班级每一位同学具体考试的场次和时间（时间（教学平台教学平台），如未查到自己的名字，请找陶老），如未查到自己的名字，请找陶老师安排师安排 操作考试的实验内容将在考试前操作考试的实验内容将在考试前15分钟内在分钟内在1楼大楼大厅中张贴公布。厅中张贴公布。教学平台扬州物理实验教学示范中心网站4、复习准备：、复习准备：物理实验考试试卷和样卷和答案物理实验考试试卷和样卷和答案缺做实验、缺交实验报告以及考试成绩低缺做实验、缺交实验报告以及考试成绩低于于4040分总成绩不及格。请同学考试一周后上平分总成绩不及格。请同学考试一周后上平台查一下。台查一下。请各班班长收三套实验报告交实验室

13、请各班班长收三套实验报告交实验室第一场：第一场：1：002：00第二场：第二场：2：103：10第三场：第三场：3：204：20第四场：第四场：4：305：30江阳路北校区江阳路北校区 27考试前一周到实考试前一周到实验室取报告验室取报告闭卷考试，要全面复习闭卷考试，要全面复习5、几点提示、几点提示20分钟理论，分钟理论，40分钟操作分钟操作各台仪器数据不同，不要带数据。各台仪器数据不同，不要带数据。有问题可问老师有问题可问老师携带计算器、铅笔、橡皮等用具携带计算器、铅笔、橡皮等用具考前十分钟知道考试实验题目后，复习其原理公式等内容考前十分钟知道考试实验题目后，复习其原理公式等内容17误差的分

14、类1、系统误差：在相同条件下，多次测量同一物理量时，若误差的大小和正负总保持不变或按一定的规律变化.2、随机误差（偶然误差）：随机误差是指在相同条件下，多次测量同一物理量，其测量误差绝对值的大小和符号以不可预知的方式变化。这种误差由实验中多种因素的微小变动而引起。来源主要有： 理论公式的近似性；仪器结构的不完善 ；环境条件的改变 ；观测者的因素等。但对一个量进行足够多次的测量，则会发现它们的随机误差是按一定的规律分布的，常见的分布有正态分布、均匀分布、T分布等。 特点：确定性特点：不确定性N很大时，呈正态分布。均匀分布、 N小于20时，明显呈T分布等。 已定的系统误差、未知系统误差 逐差法处理数据 由误差理论可知：算术平均值最接近于真值，因此实验中应进行多次测量。但是，在下例中多次测量并不能达到好的效果。例：测量弹簧的劲度系数，将弹簧挂在装有竖直标尺的支架上，先记下弹簧端点