09级物理实验中的问题.ppt

1、多次测量： 等精度测量 测量条件相同的情况下得到的一组测量值 算术平均值 多次测量的不确定度,直接测量,单次测量: 只有不确定度的B类分量 单次测量的不确定度,我们的实验有两类：同一量的反复测量 逐差法处理数据的等间隔测量,在最小刻度之间可估计一位,以刻度为依据的最小刻度所在位,有效数字的读取,分度式的仪器仪表量具： （1）一般读数应读到最小分度以下再估一位。,测量读数的有效数字与测量时所用的仪器有关。用各种各样的仪器进行直接测量时正确读取有效数字的方法大致归纳：,（2）若测量值恰为整数，必须补零，直补到可疑位。,分度值为1mm L=3.24cm =32. 4mm,分度值为0.5cm L=3.

2、2cm,（3）有时读数的估计位，就取在最小分度位。 如仪器的最小分度值为0.5， 则 0.10.4 , 0.60.9 都是估计的，不必估到下一位。,数显仪表、步进读数仪器等应直接读取仪器的示值，不需估读。,自组单桥实验,Rx（间接测量量）的有效数字由 R1 、R2 、RS 的三个（直接测量量）电阻箱的示值决定,游标类量具，读到游标卡尺分度值。一般不估读。,仪器示值与被测量真值之间可能产生的最大误差的绝对值。,游标卡尺：仪器示值误差取游标卡尺的分度值。,仪器的误差限（示值误差）,常用的仪器的误差限,螺旋测微计：量程在 025 mm 及2550 mm 的一级千分尺的仪器示值误差均为仪= 0.004

3、 mm。,电阻箱、电表等: 仪器误差限用公式计算。,数字式仪表：误差示值取其末位数最小分度的一个单位。,间接测量,间接测量量：直接测量量通过函数关系计算得到,设物理量F是由n 个独立的直接观测量x , y , z , 组成 F 的函数关系式 F = f (x , y , z , ) 则F 的不确定度由各直接观测量的不确定度合成，即,式中的u (x), u (y), u (z), 为各直接观测量x , y , z , 的不确定度,电桥,千分尺测量金属杆的直径:,金属杆的直径: D = 3 . 993 0 . 005 （mm）,= 4 . 2442（mm）,仪器误差D 零点误差 D0,D0 = 0

4、 . 251（mm）,= 0.004（mm）,= 0.00232（mm）,= 0.0046（mm）,测量结果表达式中的有效位数,测量结果的有效位数应与不确定度的最后一位对齐 以不确定度的有效位数确定测量结果的有效位数 计算出结果后先多保留几位，求不确定度，由不确定度决定结果的末位。 不要求计算不确定度时，测量结果的有效位数根据有效数字的运算法则决定。,在加、减法运算中，其结果的可疑数位与参与运算各量中位数最高者对齐。,4.17 8+21.3 = 25. 5,乘、除法的运算结果一般与位数最少者相同或比最少者多一位。,4.17810.1=42.2,13.,2.,8,设 y = sinx 则 sin

5、x 取到小数点后5位，即 sinx = 0.70583,12.推导出下列函数的合成不确定度表达式： 解：,(2),(7),若 g、 为常数,15.,=,g/cm3,g/cm3, u() = (11.08 0.11) g/cm3 = (11.1 0.1) g/cm3,= (11.10 0.11)g/cm3,不同温度下的金属电阻值,物理量的名称(符号)和单位,有效数字正确,列表要求：17页,用列表法处理数据,列表格：几乎涉及到每个实验,标度选取原则：,坐标轴的最小分度对应实验数据的最后一位准确数位,R=12.344,标度值便于读数,1、2、5、0.1、0.2、0.5、10、20、50、,避免 3、

6、6、7、9、4、 ,单位长度代表的物理量大小标度的间隔,作图法和图解法处理数据,作图规则：17页,自变量,因变量,标度,终点,起点,描点,直线拟合,作图法,R=12.344,求待定常数,B(83.5,12.600),+,+,+,+,+,+,+,电阻R随温度 t变化曲线,A(13.0,10.500),图解法,用图解法,Q1,Q2,Q1（136.7, 0.002000) Q2 (329.5, 0.005000),测金属棒的电阻率,应用最小二乘法进行线性回归,例：求金属杆的电阻率,20页,令,其中 a = 0,计算相关系数,计算回归系数,|r| =0.9999 即 Ri与 li 线性相关,注意：相关

7、系数 |r| 1 ；当 |r| 1 时，说明实验数据和设定的方程是相适应的。,例：测量声速,（2）标准偏差,（3）不确定度,（1）平均值,1.直接测量量的计算,从直接测量得xi = x6 + i - xi 进而求出结果v,2.间接测量量的计算,波长（振幅法）:,声速,相位法测量时:,结果表示 v = m/s,v与vt比较：,单臂电桥,在自组电桥实验中，仪器正常，连线正确，若其中有一个断点，则实验过程中会出现什么现象?,一种情况是无论桥臂电阻如何改变，检流计指针始终不偏转：可能是检流计支路不通，或电源支路不通。,二种情况是无论桥臂电阻如何改变，检流计指针始终向一边偏转：表明某一桥臂支路有断点，电流只能从一个方向通过检流计。,电路特点： 四个桥臂电阻串成回路、检流计支路 、电源支路,分光计读数,位置1读数,位置2读数,左2- 左1,右2- 右1,2- 1 左2- 左1 右2- 右1,右游标,左游标,望远镜转过的角度2- 1,用分光计测量三棱镜折射率,自准法测顶角：由 推导u(A),测最小偏向角min：根据 推导u(min)