大学物理实验绪论.课件

1、办公室： 6南楼200-4教4电话： (o )，2014年2月24日，1，学习交流PPT，课程简介，物理实验是物理学发展的基础。 本课程是为了让本科生了解基本的物理实验内容而设立的。 由基础实验、设修实验、综合实验等组成。 总上课时间为72小时，分两学期完成。 本教学系统主要由教材、多媒体课件等构成学生实验操作前的预习系统。 在让学生进入实验室之前要写一份预习报告，在实验过程中发挥自主实验的能动性，积极探索。 2、学习交流PPT提示：1、高等院校物理实验与中学物理实验的差异，中学物理实验是帮助学生理解物理概念的高等院校物理实验对学生学会要求实验方法、原理、认识实验仪器等。 2、这次的内容是整个

2、高等院校物理实验课的基础知识，通过所有的实验课，不是其他课的一般绪论课，所以希望大家重视这次的课。 3、实验课是自学性很强的课程，实验目的、实验原理要求学生上课前要自学，上课时有一盏茶时间要不得。 不这样做会影响实验的正常操作。3、学习交流PPT、高等院校物理实验课程安排，分总授课时间72小时、2学期完成：本学期完成：高等院校物理实验甲(1) 40小时第2周：绪论3小时第314周：完成11个实验，具体内容如下页第15周：考试，4实验三空气比热容量比的测定(实习一、二全作) 实验四导热率的测定实验五惯性矩的测定实验六液体表面张力系数的测定实验十一霍尔效应及其应用(磁场测定)实验十三硅光电池的特性

3、及其应用实验二十光的等厚干扰作用牛顿环、割尖实验二十一分光校正(实习一) 实验四十伏安法测定非线性电阻自主实验项目(开放实验室自主选择一个，演示实验室全部进行)，5，交流PPT，成绩评定和学习方法，1， 期末成绩的评定期末考试形式：本学期：笔试下学期：操作考试本课程没有复试的要求如下：目的、原理、方法、步骤、注意事项、思考问题、把握：仪器原理、使用方法、预习报告：实验目的、简单原理、实验仪器制作数据表、注意事项： a )列举数据记录表，明确记载实验条件和实验残奥表、单位和数量水平(b )没有预习通讯端口就不能进入实验室进行实验，(7)学习交流PPT，(2)授课实验：授课实验是实验的主体。 独立

4、性。 要求正确连接实验机器和实验装置。 按照设备操作规程调整设备，合理选择炉灶。 细心观察实验现象记录数据(准确表示有效数字和单位)。 分析数据和结果。 实验数据和标准数据有差别，不能说实验结果大致不好。 如果误差在允许范围内，则为正常。 误差太大，要分析原因加以解决。 无法收集数据。 8、学习交流PPT，(3)实验报告：实验报告是实验工作的总结。 实验记录通讯端口一般包括以下几个部分。 (1)实验目的(预习时完成) (2)实验原理(预习时完成) (3)实验仪器(预习时完成) (4)数据处理(包括数据表、格拉夫、修正计算结果、误差修正计算及结论分析)。 实验报告书绝对是互相抄写，收集数据，使不

5、得。 事实上要求，不及格必须重做。10、交流PPT，3 .学习平常成绩评定方法(1)每项实验100分预习报告： 20分实验操作： 30分实验报告： 50分(2)做了实验但不提交实验报告，该实验不合格(最高50分) (3)如果找到模仿实验报告，会退回改写报告吗在提交实验报告书的时间内进行留心：在第3周进行的实验在第4周提交报告书，迟到2周提交报告书的话得10分，迟到3周提交报告书的话得20分等。 11、学习交流PPT、实验选择系统，打开理工科主页，喀呖声“省物理实验示范中心”，或者直接进入网站，先登录用户名：学号密码： 123456第一轮选修课为2-3周(2) 第二轮是第四、第十二轮，学习交流P

6、PT，上课注意事项： 1，每个实验最多可以容纳20人，但不足15人的系统会自动取消(第一轮下课后系统会自行测试)，所以学生们在第二轮课上2 .选课时，要注意不要与其他课程发生冲突。 否则，缺课被视为旷课会影响实验成绩。 发生特殊情况(工作假期、病假、考试等)，必须事先向任何授课人民教师请假，然后立即补课。 无缘无故旷课这个实验的成绩记录了0分。 3 .注意实验课时间：第3-5节是第10:00-12:15 6-8节是第13:35-15:50段。 第9-11段为16:05-18:20。 学习、13、交流PPT、第一章实验误差和数据处理的基本知识，要点： 1、测量和误差2、偶然误差的估计3、实验不确

7、定度4、有效数字的概念和运算5、实验数据的处理方法6、对同学的基本要求、14、 偏差的大小反映了测定的信任度。 另外，从偏差的分析中也有可能发现新的现象和法则。 测量(1)测量的定义是将作为标准单位的物理量与被测量进行比较，其倍数以被测量的大小、标准量为单位。 15、交流PPT的学习，(3)测定的分类：按a测定方法：直接测定和间接测定直接测定：测定的测定可以用机器或修正器直接测定。 例如，用米尺测量长度l，用物理天平测量质量m等。 直接测定分为单次测定和多次测定的间接测定：不能直接测定。 必须先测量与测量函数有关的直接测量，然后经过一定的数学运算得到结果的测量。 用单摆法测量重量加速度时，(2

8、)测量的四个要素：测量对象、测量单位、测量方法和测量精度、16、交流PPT、按b测量条件：等精度测量和非等精度测量、等精度测量：同等条件下的多次反复测量。 也就是说，实验环境、人员、机器、方法等相同，对相同的测定对象进行多次反复测定。 不等精度测量：在特定条件下，不同的仪器、不同的测量方法、不同的测量次数和不同的受试者进行的测量和研究。 主要用于高精度测量，实验中常用的测量主要为单次测量、等精度测量、间接测量。 测量精度要求不高时，单次进行测量。17、交流PPT、(4)学习和测量方法较多，常用的有直读测量法、比较测量法、替代测量法、放大测量法、平衡测量法、模拟测量法、几何光学测量法、干涉测量法

9、、衍射测量法等偏差：测量值与算术平均数值之差，即(2)误差的来源：实验环境19、学习交流PPT，3 .误差分类(按性质) (1)系统误差：在对同一被测定的多次反复测定过程中，误差以常数或一定规则变化的称为系统误差。 另外，作为产生一定值系统误差和可变值系统误差的特征确定性系统误差的原因，有： a、校正测定设备自身的缺陷b、校正测定方法和校正公式的近似性c、校正测定条件(环境等)与使用设备的规定使用条件不一致的d、实验者的坏习惯、20、学习交流PPT的系统误差的消除一定值系统误差a， 消除产生的系统误差的原因(进行机器校正后进行测量) b，找到修正值并修正测量：实际值=测量值-修正值对变值系统误

10、差的消除a，代替法b，交换法c，异号法d，半周期法注意：21，学习交流PPT，2 )随机误差(偶然误差):对于相同量的多次重复测量中，误差特征随机性。 测量次数比较多就符合有规律的统一修订规则。 多数偶然误差服从正态概率分布(也称为高斯分布)，分布函数为：22，学习交流PPT，正态概率分布具有4个特性： a .单峰性：小误差出现概率大于大误差出现概率b .对称性：绝对值相等正负误差出现概率相同c .有界性误差的绝对值不超过一定界限的d .抵消性：偶然误差的算术平均数值有随着测定次数的增加而为零的倾向。23、学习交流PPT、(3)粗大误差(过失误差): 读取错误、记录错误、补正错误等。 这是反常

11、的测定的范畴，应尽量避免。 学习了交流PPT、二、随机误差的推定，物理实验多次独立测得的数据一般可以近似为服从正态概率分布(高斯分布)。 x(=xi-x0 )是误差，称为标准误差，25，学习交流PPT，曲线和x轴之间包围的面积等于1。 随机误差纳入区域内的概率为p，这意味着进行任一测量时测量值的误差收敛于-，区间的概率为68.3%、-2、2时概率为95.4%； -3、3区间的概率为99.7%。 学习、26、交流PPT，1，在标准离差估计(1)中直接测量向a处求算术平均数值：用b贝塞尔公式求标准离差x :这是有限次测量时都是测量到的标准离差。 在学习、27、交流PPT，以算术平均数值为结果的情况

12、下，平均值的标准离差，学习、c结果式，或者学习28、交流PPT，在实际测量中，不能进行多次测量，或者有不需要重复的测量，或者设备的精度不高，测量条件比较稳定，多次重复测量用改正器误差改正。 结果表达式，29，学习交流PPT，(2)间接测定，结果表达式，30，学习交流PPT，三，实验不确定度(测定结果不确定度)，2，不确定度的分类(1) a类不确定度：是，1 .不确定度的定义不确定度是由于检验误差的存在而不能确定被测定值的程度。 31、学习交流PPT、(2) b类不确定度：是以均匀分布进行许多未定系统误差的非统一修正处理。 设备是一个产品，结果，不可靠的值应该是不确定度修正。 这在测量中产生未定

13、系误差，该误差多服从均匀分布。设备不确定度的获得： (1)从设备或说明书给出的(2)设备的精度水平(3)对于连续读取值的设备读取器=对于1/2分辨率值非连续读取值的设备读取器=分辨率值，32，交流PPT， 例：以50分钟的游标卡尺测定某圆棒的长度l，6次测定结果学习以下的(单位mm):25.08、25.14、25.06、25.10、25.06、25.10 :测定值的最佳推测值是：测定列的标准离差3360的结果式：36、交流PPT，请注意相对不确定性E:1%是保留1位有效位数的1%保留2位有效位数，37，学习交流PPT，间接测定的不确定度，间接测定的相对不确定度，38，学习交流PPT，间接测定偶

14、然误差推定的例子，结果式：解：圆柱体的体积=3.017103 mm3，39，通信PPT，例子学习交流PPT、四、有效数字表示法及运算规则，实验中我们测得的被测是包含误差的数值，不能任意取舍这些个的数值，要正确反映测量值的精度。 因此，在记录、修正计算、写入测定结果时，要求用有效的数字正确表现。 1、由于有效数字概念存在误差的普遍性，实验中某些物理量的测量值与运算结果均相似。 合理的逼近可以简单明了，同时将测量精度反映在一盏茶上。 这样的近似数据是有效的，可以称为有效数字。 有效数字与测量条件(机器、环境、人员等)密切相关，有效数字的位数由测量条件和测量的大小决定。 学习交流PPT，有效数字由表

15、示测量结果的可靠数字和可疑数字组成。 可疑数字在有效数字中通常只有一位数。 例如，最小分辨率值为1mm的尺寸，测量物体的长度为1.65cm。 “5”是以6和7两个全毫米刻度读的，是不可靠、可疑的数字。 1.6是从尺子刻度直接读取的，是可靠的数字。 定义：对所有的精确数加上可疑的数进行有效数字，42，交流PPT，2，学习直接测量的有效数字，(1)有指针和刻度的机器：在最小刻度以下再估计一位。 (2)数字显示修正：显示值均为有效数字，不进行鉴定。2.00cm、106.2mV、3、不确定度的有效数字不确定度一般仅取1位有效数字，特殊情况下可取2位，但最多不超过2位。 43、学习交流PPT、(1)有效数字的位数与机器的精度(最小分值)有关，有效位数越多，表示测定的精度越高。 (2)“0”的特殊性：例如15.10mm 0.01510m，(3)有效数字标记时应注意：有效值的位数与小数点位置无关。 根据使用的单位也不同。 例如，有重力加速度的人的测定值是980cm/s2，改写单位是m/s2，还是3位的有效数字，即9.80m/s2(9.8m/s2注意0不要随意减少)。 以mm/s2为单位，9.