大物实验-有效数字课件.ppt

1、大物实验大物实验 有有效数字效数字例：用米尺测量物体的长度例：用米尺测量物体的长度 L1= L2=3.4 3.45 6 5 6 3.4 3.4定义：在测量结果的数字表示定义：在测量结果的数字表示中，由若干位可靠数字加一位中，由若干位可靠数字加一位可疑数字，便组成了有效数字。可疑数字，便组成了有效数字。上述例子中的测量结果均为三上述例子中的测量结果均为三位有效数字位有效数字1.1.关于关于“0”0”的有效问题的有效问题. .当当“0”0”在数字中间或末尾时有在数字中间或末尾时有效效 如：如：cm.041225020m.A.0001、等中的等中的0均有效。均有效。注意注意：不能在数字的末尾随便加不

2、能在数字的末尾随便加“0”0”或减或减“0”0”8500. 2850. 285. 2数学上：数学上：物理上：物理上：8500. 2850. 285. 2. .小数点前面的小数点前面的“0”0”和紧接和紧接小数点后面的小数点后面的“0”0”不算作有效不算作有效数字数字如：如：0.0123dm、0.123cm、0.00123m均是均是3位有效数字。位有效数字。注意：注意：进行单位换算时，有效进行单位换算时，有效数字的位数不变。数字的位数不变。2.2.数值的科学记数法数值的科学记数法数据过大或过小时，可以数据过大或过小时，可以用科学计数法用科学计数法。某电阻值为某电阻值为20000（欧姆），保留三位

3、有（欧姆），保留三位有效数字时写成效数字时写成 2.00 104 又如数据为又如数据为0.0000325m，使用科学记数，使用科学记数法写成法写成3.25 10-5m3.3.有效数字与仪器的关系有效数字与仪器的关系有效数字的位数有效数字的位数 测量值本身的大小、仪器的准确度测量值本身的大小、仪器的准确度 2020分度游标卡尺分度游标卡尺 L=2.525cmL=2.525cm （四位有效数字）（四位有效数字） 螺旋测微计螺旋测微计 L=2.5153cmL=2.5153cm （五位有效数字）（五位有效数字）米尺米尺 L=2.52cm L=2.52cm （三位有效数字）（三位有效数字）4.4.误差和

4、不确定度的有效数字误差和不确定度的有效数字1. 1. 系统误差、相对误差、修正值具有若干位可靠数字系统误差、相对误差、修正值具有若干位可靠数字和和1 1位可疑数字；位可疑数字；如，某指针式电流表的仪器误差为如，某指针式电流表的仪器误差为1mA1mA，零差为，零差为12mA12mA，为，为2 2位有效数字；修正位有效数字；修正值值-12mA-12mA也是也是2 2位有效数字；位有效数字；再如，重力加速度测量值再如，重力加速度测量值g=(9.685g=(9.6850.004)m/s0.004)m/s2 2, ,公认值为公认值为9.792m/s9.792m/s2 2，则绝，则绝对误差对误差-0.10

5、7m/s-0.107m/s2 2为为3 3位有效数字；相对误差位有效数字；相对误差E Eg g=-1.10%=-1.10%也是也是3 3位有效数字；位有效数字；2. 2. 偶然误差、不确定度及不确定度分量、相对不确定偶然误差、不确定度及不确定度分量、相对不确定度等，所有位数都是可疑的，没有可靠位数，都是度等，所有位数都是可疑的，没有可靠位数，都是1 1位位有效数字。有效数字。如，标准偏差如，标准偏差SN=0.053 cmSN=0.053 cm有两位可疑数字，但有效位数是有两位可疑数字，但有效位数是1 1位；位；g g=(9.90.1)m/s2中不确定度中不确定度0.1m/s2是是1位有效数字；

6、位有效数字；g是是2位有效数字；而位有效数字；而g =(9.870.14)m/s2中不确定度中不确定度0.14m/s2是是1位有效数字，位有效数字，g是是2位有效数字位有效数字.（1 1）用米尺测长度）用米尺测长度读数的一般规则：读数的一般规则： 读至仪器误差所在的位置读至仪器误差所在的位置当物体长度在当物体长度在2424与与2525之间时，之间时， 读数为读数为24.24.* *当读数正好为当读数正好为2424时读数为时读数为24.024.0被测物体（1 1）用米尺测长度）用米尺测长度（2 2）用）用0.10.1级量程为级量程为100mA100mA电流表测电流电流表测电流 读数的一般规则：读

7、数的一般规则： 读至仪器误差所在的位置读至仪器误差所在的位置仪仪= 100mA= 100mA0.1% = 0.1mA0.1% = 0.1mA指针在指针在82mA82mA与与83mA83mA之间：读为之间：读为82.82.* * mA mA指针正好在指针正好在82mA82mA上：读为上：读为82.0mA82.0mA对于对于0.1级表：级表：仪仪=100mA1.0%=1mA对于对于1.0级表级表指针在指针在82mA82mA与与84mA84mA之间：之间： 可读为可读为82mA82mA、83mA83mA或或84mA84mA指针正好在指针正好在82mA82mA上：读为上：读为82mA82mA1.1.加

8、减法加减法加减法运算后的有效数字，取到参与运算各加减法运算后的有效数字，取到参与运算各数中数中 最靠前出现可疑数的那一位。最靠前出现可疑数的那一位。运算规则：运算规则：例例 162 . 5 + 1. 234 = 63 . 7 62.5+ 1.23463.734结果为结果为 63.7例例 263 . 7 - 5. 43 = 58 . 3 63. 7 - 5. 4358. 27结果为结果为 58.31.1.加减法加减法2.2.乘除法乘除法乘除运算后结果的有效数字一般以参与运算乘除运算后结果的有效数字一般以参与运算各数中有效数字位数最少的为准。各数中有效数字位数最少的为准。运算规则运算规则:例例 4

9、3.21 6.5 = 21 3.21 6.5 1605结果为结果为 21 1926 20.865 例例 521 21.843=0.96_结果为结果为 0.96_210000218431965879610.131058134130307202184388771.1.加减法加减法2.2.乘除法乘除法3.3.乘方与开方乘方与开方结果的有效数字与其底或被开结果的有效数字与其底或被开方数的有效数字位数相同。方数的有效数字位数相同。如：如：错误错误正确正确运算规则：运算规则：1002=100 102100=10.049 = 7.049 = 74.02=164.02=16.01.1.加减法加减法2.2.乘除

10、法乘除法3.3.乘方与开方乘方与开方4.4.函数运算函数运算对数函数对数函数lgxlgx结果的尾数与结果的尾数与x x的有效位数相同的有效位数相同例例 7lg 100 = 2.000 lg 1.983 = 0.297322714 0.2973lg 1983 = 3.29732714 3.29731.1.加减法加减法2.2.乘除法乘除法3.3.乘方与开方乘方与开方4.4.函数运算函数运算5.5.自然数与常量自然数与常量自然数不是测量值，不存在误差，自然数不是测量值，不存在误差， 故有效数字是无穷位。故有效数字是无穷位。 常数常数 、e e等的位数可与参加运算的等的位数可与参加运算的 量中有效数字

11、位数最少的位数相同量中有效数字位数最少的位数相同 或多取一位或多取一位。如在如在D=2RD=2R中，中，2 2不是一位有效数字，而是无穷位不是一位有效数字，而是无穷位例例 9L=2 R 其中其中R=2.35 10-2m 就应取就应取3.14(或或3.142)即即L=2 3.142 2.35 10-2=0.148(m)综合运算举例综合运算举例 50.00 ( 18.30 16.3 ) ( 103 3.0 ) ( 1.00 + 0.001 )= 50.00 2.0 100 1.00=1.0 102 100 = 1.0 10.02 lg100.0 27.3211 27.31 35= 100 2.00

12、00 0.012 104 35= 2 104 35五五. .间接测量量结果的表达间接测量量结果的表达)(单位 NN取取一个或二个一个或二个有效数字有效数字210010cma. cmb0100220. CBAN其中：其中：2206. 043. 5,003. 0234. 1cmCcmB试确定试确定N的有效数字。的有效数字。解：解：（1）求出）求出N的不确定度的不确定度N 22222CACBAN （2）)(304.5843. 5234. 15 .622cmCBAN（3）用误不确定度决定结果的有效数字）用误不确定度决定结果的有效数字210358cm.N 21 . 05 .62cmA2221006010cm.).().( CABN/其中：其中：cm.C,cm.B,cm.A0040843212056010213 试确定试确定N的有效数字。的有效数字。解：（2）计算不确定度）计算不确定度N 03. 0843.21004. 05 . 62 . 021. 301. 0222222CBANCBAN（1）先计算）先计算NcmCABN957. 08 .215 . 621. 3/（3）根据不确定度决定结果的有效数字：）根据不确定度决定结果的有效数字：cmN030960. cmNNNN03. 0957. 003. 0