华中科技大学物理实验绪论

华中科技大学物理实验绪论第1页/共51页通知1、班长或学习委员带上班级同学名单（学号和姓名）（包括留学生），于上绪论课后的第二天，到科技楼北楼117室确认同学信息，领取实验卡。2、在第3周星期五之前各班班长带30元押金到科技楼北楼315室尤小平老师处领取报告柜钥匙。3、各班一定要在实验课结束一个星期内，将报告柜钥匙及实验卡交回到科技楼北楼315室，过期交还者将不退还押金。第2页/共51页课后任务1、完成书面作业—练习题4①②、7（要求写在实验报告纸上）2、必须在第4周星期四以前，班长或学习委员以班为单位收齐作业，在上班时间，将作业交到科技楼北楼315尤小平老师处，过期不再收。4、科技楼北楼117室有实验报告纸、数据记录纸和坐标纸，以班级为单位前去购买。第3页/共51页第一部分第二部分物理实验课须知物理实验的数据处理绪论课内容提要第4页/共51页物理实验课须知一、物理实验课的地位与作用二、物理实验课程序三、物理实验课预约四、物理实验中心网站五、物理实验注意事项六、物理实验报告要求七、物理实验考核与重修第5页/共51页二、物理实验课程序

1、预约实验

2、预习并撰写预习报告

3、独立完成实验如实记录数据

4、按要求处理数据并完成实验报告

5、按时将实验报告交到指定位置一、物理实验课的地位和作用第6页/共51页学生学号为不含字母的全部数字，如U201011089,登录时用201011089初始密码：123456建议第一次登录后立即修改密码，新密码不要含有字母。科技楼北楼二楼大厅触摸屏24小时可使用。IP：218.199.86.171三、物理实验课预约第7页/共51页IP：218.199.86.171/bbs第8页/共51页第9页/共51页四、物理实验中心网站IP：218.199.86.172第10页/共51页五、物理实验注意事项1、物理实验课56学时，分两个学期进行：

物理实验（1）28学时在春季学期开课，物理实验（2）28学时在秋季学期开课。2、每个学期分两段上课，不允许跨段修课和考试。3、要求每个学生在规定时间内选做规定个数的实验，并提交实验报告。春季学期选做6个实验+绪论作业），秋季学期选做7个实验。第11页/共51页5、每次课4学时（3小时），不允许迟到、旷课或早退。迟到一次从总成绩中扣0.5分，迟到30分钟以上，计算机自动做旷课论处，旷课一次从总成绩中扣3分。4

、物理实验采用先预约后实验方式上课，预约后要经常看预约网上的通知。有关物理实验的事项都将在网上通知，不再对各个班单独通知。第12页/共51页6、课前应按要求写好实验预习报告，上实验课时不带实验预习报告，不允许做实验。7、实验时刷卡签到，不刷卡者以迟到论处。8、若有事不能做实验，提前一天同学们自己可以在网上撤销实验，当天有急事不能做实验，可到教室找任课教师请假，请假不扣分。9、旷课或请假后，同学应尽快重新预约，在规定的时间内做够规定的实验个数。第13页/共51页10、实验时按实验设备号坐定，不要乱动别组的仪器设备，严格按照操作规程操作仪器。11、完成实验后，预习报告和记录草稿都应交指导教师检查并签字。12、每个同学应独立完成实验，认真观察实验现象，实事求是记录数据（不允许用铅笔记录数据），不允许抄袭、造假、涂改原始数据。13、离开实验室前，关闭电源开关，并应整理好所用仪器，做好清洁卫生。第14页/共51页14、实验报告连同数据记录纸应在完成实验的下一周内交到有关实验室的报告柜内。第15页/共51页交实验报告时注意找准柜子第16页/共51页这是老师发改过的实验报告、同时也是课代表领回实验报告的地方。信息不完整的实验报告第17页/共51页六、物理实验报告及数据记录要求 1、信息齐全、格式规范。

2、字体工整、干净整洁。

3、表述正确、层次清楚。

4、图表合理、讨论认真。15、转系、转专业的学生应及时到科技楼北楼117更新个人信息，以便准确发送成绩。第18页/共51页指发报告柜号每个班一个号填写预约时系统所给的编号实验课前需要完成的部分实验课后需要完成的部分第19页/共51页第20页/共51页七、物理实验考核与重修1、成绩评定：平时70%+考试30%

平时：课堂操作50%+实验报告50%2、考试方式：闭卷笔试考试（120分钟）3、考试范围：绪论与所选实验4、考试时间与地点：由学校教务处通知5、物理实验不及格只有重修，没有补考6、不及格者按学期跟下一年级从头重修物理实验（1）不及格者在春季重修物理实验（2）不及格者在秋季重修第21页/共51页春季学期实验项目1、示波器的调节和使用地点：科技楼北2、多功能摆的设计与研究地点：科技楼北3、分光计的调整与折射率测定地点：科技楼北4、密立根油滴实验（第二册讲义）地点：科技楼北5、超声声速的测量地点：科技楼北6、电子元件伏安特性的测量地点：科技楼北7、直流电桥及其应用地点：科技楼北8、霍尔效应与应用设计

地点：东七楼由于设备更新，5、6、7三个实验与书上有差别，请同学们参看网上的电子讲义。IP:218.199.86.171/bbs第22页/共51页第23页/共51页物理实验的数据处理给出待测量（其值或关系）不确定度的计算结果表达数据处理举例整理数据结果分析第24页/共51页一、整理数据第25页/共51页二、给出待测量（其值或关系）得出待测量的几种方法(一般用于直接测量量）2、列表法3、图示法4、用最小二乘法求经验公式5、逐差法（要求自变量是等间隔变化而函数关系为线性）1、

算术平均法对于间接测量量呢？比如对于电流密度第26页/共51页1、不确定度基本概念三、不确定度(uncertainty)的计算用标准偏差表示的测量不确定度。与测量结果相关联的参数，表征合理地赋予被测量值的分散性。反映了由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度，是对被测量真值所处的量值范围的评定。测量不确定度：标准不确定度u

：第27页/共51页2、标准偏差测量列

x1

，

x2

，

x3

，

x4

，……，

xn上述概率为置信概率（一般用P表示），相应的区间叫置信区间

物理量的平均值位于区间的概率为68.3%，当时，比如位于区间的概率为95.4%。最佳值，期望值离散程度统计意义：第28页/共51页

标准不确定度分量，由观测列的统计分析评定。又称为统计不确定度。当时，意义：当测量次数时物理量落在区间内的概率为68.3%当n为有限时tp大于1，与测量次数n

有关,也与P有关。tp与n及

P的关系

3456789∞0.954.303.182.782.572.452.372.311.96npA类标准不确定度分量

：3、直接测量量的标准不确定度第29页/共51页

标准不确定度分量，由不同于A类分量的其他方法确定。又称非统计不确定度。通常也可可取B类标准不确定度分量：B类标准不确定度可表示为：第30页/共51页总的标准不确定度当时当时在单次测量中相对不确定度第31页/共51页4、间接测量量标准不确定度

，各直接测量量的标准不确定度分别为：已知y

的标准不确定度传递公式：y

的相对标准不确定度传递公式：和被称为不确定度的传递系数

那么，第32页/共51页间接测量量传递公式推导举例和差形式函数可直接求标准不确定度第33页/共51页积商形式函数可先求相对标准不确定度例2:待测电流密度j

第34页/共51页四、结果表达（单位）当待测物理量有公认标准值或理论值时，其测量不确定度可表示为：此时结果表达为:（单位）第35页/共51页L=4.253±0.851ｍL=4.2±0.8ｍ结果表述中不确定度只能取1到2位有效数字，测量值有效数字尾数与不确定度尾数应对齐第36页/共51页关于有效数字有效数字由测量（计算）结果中准确数字和最后一位可疑数字构成实验测量中记录的数据必须是有效数字，有效数位直接反映测量的准确度，不能随意取舍。拟舍弃数字不等于5时，大于5则进，小于5则舍。拟舍弃数字等于5时，欲保留数字末位是奇数则进，是偶数则舍。

保留三位有效数字a=37.24ｍｍa=37.2ｍｍｂ=37.250ｍｍｂ=37.2ｍｍ

c=37.15ｍｍc=37.2ｍｍ第37页/共51页五、结果分析第38页/共51页仪器：千分尺

仪器误差0.004mm

电流表

量程15mA精度0.5级D/mm0.5080.5100.5070.5090.5090.511导体直径I=14.04ｍA列表给出测量数据六、数据处理举例第39页/共51页直接测量量的值及其不确定度第40页/共51页结果表述：间接测量量的值及其不确定度结果分析：略第41页/共51页ThankYou！第42页/共51页

列表法温度t(C)20.025.030.035.040.045.0电阻R()21981869153012671034890T＝273.2+t(K)293.2298.2303.2308.2313.2318.21×10-3/T(1/K)3.4113.3533.2983.2453.1933.1431nRT7.6957.5337.3337.1446.9416.790半导体热敏电阻的电阻与温度的关系

表名物理量及单位测量数据（有效数字）线性回归第43页/共51页

作图法作图规则1、选取坐标纸2、定坐标轴横轴-自变量纵轴-因变量（用粗实线）3、标注物理量名及单位4、坐标分度便于读数与测量仪器最小刻度对应5、描点连线6、标注图名

物理量名单位光滑曲线测点均分曲线两侧图名正确分度0203004050607010第44页/共51页x、y之间线性性的程度，或者最小二乘法应用是否合适，根据相关系数r来判断设已知测量列x1，x2，x3，…xn；

y1，y2，y3，…yn，且初步判断x、y呈线性关系，求出x、y之间的数学关系式。则有第45页/共51页0xy如果用最小二乘法处理这样的数据，非常不合适，相关系数会很小。第46页/共51页测量I（cm)：168,170,165,175,170,169,177,167,170,172测量II(cm)：170.3,170.5,170.1,170.8,170.5,170.6,171.0,170.9,170.5,169.8