2011年下半年实验绪论课课件

1、大学物理实验绪论西南科技大学理学院 省级大学物理实验教学示范中心2011.09.08 学生须知一、物理实验课程预约必读 1、物理实验课程安排，采取网上预约的方式进行，请同学们按时、按要求进行预约，预约前务必阅读此须知。平时应多查看该网页，及时了解本课程的情况及通知（实验预约IP地址：99/StuExpbook/ ）。 2、学生进行网上预约实验的时间安排在第二教学周（2011年9月6日）第四教学周（2011年9月30日） 。请同学们务必在此时间内完成本期的实验预约，过时将不再预约，后果自负。预约实验时，请注意自己本期的课程安排，不要与其它任何课程发生冲突。随时查看通知，人数严重不足的课次将重新预

2、约。 3、本期有多个层次的物理实验，不同层次的物理实验在课程要求、内容和学时上有区别，请同学们在预约实验前务必核查清楚自己的学习层次。不同层次物理实验的要求如下： 选修普通物理实验B1、大学物理实验A1、物理实验B1的同学，完成本期全部7个实验； 选修物理实验C1的同学，完成本期5个实验：预备知识、示波器的使用、杨氏模量的测量、分光计调整和测量三棱镜的折射率、电桥测电阻。 重修物理实验1按照选课；重修物理实验D的同学按照选课 4、成绩评定：实验中的理论课和每个实验都有相应的成绩并会 对期末成绩产生影响。物理实验将施行比较灵活的实验考试，考试形式为“随机抽取应完成实验中的某个实验为考试实验，考试

3、实验的成绩占期末成绩的30%，其余实验成绩以平均成绩的形式占期末成绩的70%”。务必请同学们认真对待每个实验内容！5、实验时间：物理实验每个实验为3学时，本期物理实验开放的 时间段为:上午35节（9:5512:20）;中午68节（13:1015:30）; 下午910节（15:5518:20）。请同学们注意上课时间，同时合理地预约自己完成实验的时间。 6、实验中心地址：新区东6幢C座23层。 电话号码：6089672 二、课程要求： 1、按目前教学大纲，大学物理实验A1共64学时，分2学期完成， 第一学期24学时，包括7个实验内容和1堂“误差理论”理论课，第二学期40学时，包括8个基础物理实验加

4、上16学时的光学实验（理学院专业物理教研室承担）；物理实验B1和普通物理实验B1共48学时，分两学期完成，第一学期24学时，包括包括7个实验内容和一堂“误差理论”理论课；第二学期24学时，包括8个基础物理实验。物理实验C1共 32学时，分两学期完成，第一学期17学时，包括包括5个实验内容和1堂“误差理论”理论课；第二学期15学时，包括5个基础物理实验。2、每期实验安排采取学生网上预约的方式，开学后一般安排2周时间，课程较多的同学特别应及早预约，以免发生课程冲突。预约系统IP地址： 99/StuExpbook/ 。随时查看通知，人数严重不满的课次将重新预约。 3、每学期实验期末成绩为：随机实验考

5、试成绩占30%，其他实验的平均成绩占70%。 4、具体实验的成绩评定：每个实验的成绩分布详见实验报告单，每个实验的具体评分细则根据实验内容略有差异，在具体实验教学中根据实验中心的评分细则予以说明。 5、实验教学流程：按时上课检查实验报告的预习部分（点名）任课教师讲授及操作示范学生操作、教师辅导答疑及解决各种实验相关问题教师检查数据、评定操作成绩及检查实验设备状况合格后整理桌面设备、做好清洁卫生、离开实验室。 6、实验报告交纳完成实验后一周内将实验报告交至任课教师指定的报告收取箱（上课时注意记录任课教师的姓名及实验报告收取箱号码），物理实验报告收取箱位于东6幢C座3楼。 7、熟悉实验室各项规章制

6、度。 注意：（1）实验报告单、本堂课后作业题购买地点：东6幢C座102（电话15808161735）。学习委员以班为单位购买。（2）实验教材领取：学习委员以班为单位到老区图书馆教材科购买（电话：2419081,6089105）。（3）本堂课作业务必在“国庆”前交，题单上务必写清任课教师姓名。未按时交到指定地点，后果自负。 本次课任课教师： 罗浩本次课作业交纳位置：东6幢C座3楼实验报告收取箱_90#_三、物理实验重点提示： 1、上实验课记住带学生证，部分实验需要用学生证借实验器材 2、完成实验报告的预习部分后才能进入实验室进行实验。 3、迟到每分钟扣1分，迟到20分钟

7、全部操作分扣完，本实验以零分计。 4、实验过程中，严格遵守操作规程，听从老师的安排。 5、实验结束后，原始数据经过指导老师检查签字，评 定实验操作部分的成绩（不要用铅笔记录实验数据；伪造、抄袭实验数据本实验以零分计），整理好实验器材，方可离开实验室。 6、实验结束后，在一周内完成实验报告的各个部分内容，并交到指定报告箱。 8、每个实验成绩由预习（35分）、操作（25分）、实验报告（40分）组成。不进行数据处理的实验报告，计零分。 7、实验课一律不准补做！ 无不可抗拒的特殊原因除外（如患病、考试、参加校级以上的比赛等，此类情况必须出具相应的证明和学院教学办公室的证明，实验教师才能在实际情况允许的

8、情况下安排补做）。大学物理实验必备理论知识第一节： 测量与误差 第二节： 有效数字及运算法则第四节： 常用的几种数据处理方法 第三节： 测量结果和评定标准不确定度一.测量1、测量的含义 借助仪器用一计量单位把待测量的大小表示出来，即待测量是该计量的多少倍。 2、测量的分类 （1）直接测量和间接测量 直接测量直接由仪器标尺读数而获得被测量的值的测量，叫直接测量。 间接测量利用函数关系算出被测量的大小的测量，叫间接测量。 （2）等精度测量与非等精度测量 等精度测量在测量过程中，影响测量结果的各种条件不发生变化，这种测量称为等精度测量。 非等精度测量反之，则称为非等精度测量。第一节： 测量与误差二.

9、误差1、误差的表示形式（1）绝对误差 定义：测得值x减去真值x0为测得值的绝对误差 （2）相对误差 定义：测得值的绝对误差除真值x0结果保留两位有效数字三.误差来源的分类(1).系统误差 系统误差指实验系统在测量过程中和在取得其结果的过程中存在恒定的或按一定规律变化的误差。它的特点是恒定性。(2).随机误差 在同一条件下多次测量同一物理量时，测得值总是有稍许差异而且变化不定，并在消除系统误差之后依然如此。这部分绝对值和符号经常变化的误差，其值时大时小，时正时负，不可预测。但总体来说服从一定的统计规律的误差，称为偶然误差。(3).粗大误差 在实验过程中，由于仪器损坏和操作错误而产生读数和记录的错

10、误，这些错误称为粗大误差。1.关于有效数字的几点说明关于“0”的有效问题（1）当“0”在数字的中间或末尾时有效 如：12.04cm ，20.50cm2 ，1.000A 4位 注意 ： 2.85cm2.850cm2.8500cm（2）当“0”在小数点前面或紧接小数点后面时无效如：0.0123dm ，0.123cm ，0.00123m 3位 一.有效数字的定义： 可靠的几位数字加上可疑的一位数字统称为 测量结果的有效数字。 第二节： 有效数字及运算法则（2）间接测量有效数字的确定 间接测量的有效数字的末位应当与所取误 差所在位一致V的有效数字为1.02cm3（1）直接测量有效数字的确定 读至仪器最

11、小分度的下一位 如：24mm与25mm之间读着24.3mm ，0.3是估读位 正对24mm时读着24.0mm 。（特例：天平读数）2.确定测量结果有效数字的方法3.数字的科学表达式 小数点前保留一位整数，用10n表示 结果 R=（2.000.01）104 （ ） R20000100（） 结果 L=（3.250.02）10-4m L0.0003250.000002（m）二.有效数字的运算法则1.加法、减法运算结论：加减法运算后的末位，应当和参加运算各数中最先出 现的可疑位一致。即加减法得到的结果小数位以参与运算各数小数位最少的为准。 4 3 763. 41.23 ) 562. 7.63234.1

12、5.62 1 +=+例 7 258. 3 5.4 -) 763. 3.5843.57.63 2 =-例488. 6388. 53.4650.10364.32.28 35504.46057.1024623.32.28 3 =-+=-+例2.乘法、除法运算结论：乘除运算后的结果的有效数字以参与运算各数中的有效数字位数最少的为准。125.621.3 1 =例 568.02 6 192 5 0 61 56. ) 13.2 0 4 2 4 2 8 10 0 1 1 4 8 5 9 4 8 ) 4 0 3.5 9 12 2 9 7.7 -例2 93.50412=7.83.乘方、开方运算结果的有效数字与其底

13、数的有效数字位数相同。4.自然数与常数 自然数1、2、3和常数、 、 的有效数字是无穷多位，计算过程中这些常数的有效位数比测量数据中位数最少者多一位。三.数值的修约规则“四舍六入五看右左”课堂练习1：课堂练习2：测量结果的表示方法：三要素：近真值，合成标准不确定度，单位。其中 按照四舍六入五看右左的规则，只保留一位有效数字。 第三节： 测量结果和评定标准不确定度2.直接测量结果的不确定度 不确定度是表征被测量的真值在某个量值范围的 评定。A类 统计不确定度 从多次的测量值计算出的算术平均值的标准偏差 贝塞尔公式合成标准不确定度B类 非统计不确定度 用其它方法估计的偏差仪器不准对应的不确定度:例

14、1：p10解：1.计算L的算术平均值2.计算A类不确定度测量L=53.27 ,53.25 ,53.23, 53.29, 53.24 ,53.28,53.26,53.20,53.24,53.21 cm试计算合成不确定度,并写出测量结果. 应用实例3.计算B类不确定度4.合成标准不确定度5.测量结果表示为3.间接测量结果的合成不确定度第一种情况：函数只有加减关系第二种情况：函数中有乘除关系应用一.列表法1、优点 简单而明确地表示出有关量之间的对应关系，便于对比检查测量和运算结果是否合理，便于发现和分析问题，有助于从中找出规律性的联系，求出经验公式。2、列表的具体要求（1）原始数据和必要的运算过程中

15、间结果列入表中。（2）指明各符号所代表的物理量，并写明单位及数量级。（3）表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。 实验中，被记录下来的一些原始数据还需经过适当的处理和计算才能反映出事物的内在规律或得出测量值，这种处理的计算过程称为数据处理。根据不同的需要，可采用不同的数据处理方法。第四节： 常用的几种数据处理方法二.作图法 以下用伏安法测电阻数据为例作图来详细说明作图步骤，实验数据列表如下 U(V)0.000.741.522.333.083.664.495.245.986.767.50I(mA)0.002.004.016.228.209.7512.0013.9915.9218.0020.01

16、作图步骤 1 选择合适的坐标分度值，确定坐标纸的大小:量值的有效位数，一般以12mm对应于测量值的次末位数。分度值选定后，由分度值及数据范围就可确定坐标范围（略大于数据范围）、坐标纸的大小（略大于坐标的范围）据此由实验数据可定出：电压 U 轴可选1mm对应0.10V，范围011V，电流 I 轴可选1mm对应0.20mA，范围0-22mA；坐标纸大小约为 130mm*130mm 特别注意最小坐标值不必都从零开始，以便图线比较均衡美观地布满全图。 2.标明坐标轴 3.标实验点（可用、.）4.连成图线用直尺、曲线板等把点连成直线、光滑曲线。一般不强求直线或曲线通过每个实验点，应使图线两边的实验点与图线最为接近且分布大体均匀。图线正穿过实验点时可以在该点处断开。5.标出图名 在图线下方或空白