物理实验绪论yang.ppt

1、大学物理实验 绪 论,华中科技大学 物理实验中心,2012年4月,湖北省第二届大学生物理实验创新设计大赛,欢迎参加,*有兴趣的同学课后来拷贝“具体要求和说明”,通 知,5、为方便同学们上课，科技楼物业每周二晚上6:00，每周六上午7:30、下午1:30开放科技楼大厅西门。,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12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

2、退还押金。,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。,课 后 任 务,1、完成书面作业练习题第4题、 和第7 题 （要求写在实验报告纸上）。 2、必须在第12周星期三、四、五以班为单位收齐后将作业交到科技楼北楼315室尤小平老师处，过期不收。,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,一、物理实验课程序 二、物理实验课预约 三、物理实验中心网站 四、物理实验注意事项 五、物理实验报告要求 六、物理实验考核与重修,物理实验课须知,一、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

3、理数据并完成实验报告 5、按时将实验报告交到指定位置,学生学号为不含字母的全部数字， 如U200811089,登录时用200811089 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：218.199.86.171,二、物理实验课预约,三、物理实验中心网站,IP：218.199.86.172,四、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

4、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。,5、每次课4学时（3小时），不允许迟到、旷课或早退 。,4 、先预约后实验，预约后要经常看预约网上的通知。,有关实验的事项都将在网上通知，不在对各个班单独通知。,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，并从总成绩中扣3分。,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，可提前一天以上在网上撤销实验，也可当天到教室找任课教师请假，请假不扣分。,9、旷课或请假后，应尽快重新预约。,10

5、、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。,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。,交实验报告时注意找准柜子,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,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

6、绩。,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。,五、物理实验报告及数据记录要求,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,六、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,

7、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,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,一、整理数据,二、给出待测量（其

8、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,* 要求有公式,* 要有中间过程，先写计算式，再代入数据,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。,测量不确定度：,标准不确定度u ：,是对被测量真值所处的量值范围的评定，反映对被测量值不能肯定的程度。,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

9、置信区间,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 ：,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。,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,A 类标准不确定度分量 ：,3、直接测量量的标准不确定度,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。,通常也可取,B 类标准不确定度分量 ：,B类标准不确定度可表示为：,总的标准不确定度,在单次测量中,相对不确定度,4、间接测量量标准不确定度,y 的标准不

10、确定度传递公式：,各直接测量量的标准不确定度分别为：,y 的相对标准不确定度传递公式：,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,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,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）,L=4.2530.851,L=4.20.8,结果表述中不确定度只能取1位有效数字，相对不确定度取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,有效数字及有关规定,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,有效数位 有效数字的位数（决定于仪器精度及

11、被测量量的大小） 0.0034（二位有效数字） 0.00340（三位有效数字）,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。,运算结果应符合有效数字运算法则,多余存疑数字按规定法则取舍,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。,有效数字与小数点的位置和单位无关，改变单位时有效数位不变,五、结果分析,仪器：千分尺 仪器误差0.004mm 电流表 量程15mA 精度0.5级,导体直径,I = 14.04 A,列表给出测量数据,六、数 据 处 理 举 例,直接测量量的值及其不确定度,结果表述：,END

12、,间接测量量的值及其不确定度,结果分析：略,列表法,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,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,作图法处理实验数据,错误作图实例,修改,作图法处理实验数据,错误作图实例,x、 y之间线性程度，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,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。,测量I（cm)：16