大学物理实验课件实验绪论周09文档.pptx

1、 学生卡或学号登记考勤机（进迟到 出早退）实验室工作记录本登记 老师检查预习报告和交上次的实验报告 实验程序:1预习报告预习报告(实验前实验前):要求有完整的实验名称要求有完整的实验名称和明确的实验目的和明确的实验目的,用自己的语言准确、简用自己的语言准确、简单单 地概述实验的原理和实验的步骤，数据地概述实验的原理和实验的步骤，数据记录表格记录表格 2数据采集数据采集(实验中实验中):独立完成独立完成,原始数据需经原始数据需经指导老师签名方可有效指导老师签名方可有效.3完成实验报告完成实验报告(下次实验课前务必交下次实验课前务必交):按要按要求处理数据求处理数据,正确回答思考题正确回答思考题,

2、实验总结（实实验总结（实验心得及合理建议）贴上有老师签名的原验心得及合理建议）贴上有老师签名的原始数据单始数据单.A4纸以教务处的报告样式为准 作图用坐标纸或计算机作图 用直尺画直线【注：实验报告要求统一的封面包装注：实验报告要求统一的封面包装http:/ 一、测量和误差一、测量和误差1、测量（、测量（measurement）用实验方法获得量的量值的过程。用实验方法获得量的量值的过程。2、真值（、真值（true value of measurand）由于测量技术、条件以及真值本身的性质，由于测量技术、条件以及真值本身的性质，真值是不可得的真值是不可得的，测量结，测量结果根据需要有限度地接近真值

3、。果根据需要有限度地接近真值。实验中用算术平均值代替真值参与运算实验中用算术平均值代替真值参与运算。1211KKiiNNNNNKK3、测量误差（、测量误差（error of measurement）/NNN（2）误差的表示）误差的表示（1）定义：）定义：绝对误差绝对误差：相对误差：相对误差：/NNN/NNEN测量误差测量误差=测量结果测量结果-被测量真值被测量真值任何测量结果都有误差任何测量结果都有误差（计算时：（计算时：）NNN 误差的估算 直接测量与间接测量 直接测量 单次与多次测量 单次:仪器的基本误差(101.0=1(mA);仪器最小刻度一半(1/2=0.5mm)多次:a 被测量量的算

4、术平均值代替真值N b 算术平均值标准偏差 N N N N N N 贝赛尔公式：K次测量，次测量，算术平均值的标准偏差：算术平均值的标准偏差：)()(1kkNNkk1i2iN 间接测量:误差的估算实际是误差的传递12,nNfxxx1222222212nNxxxnfffxxx 四、有效数字四、有效数字有效数字：测量值读准了的位数加上一位估读位组成有效数字：测量值读准了的位数加上一位估读位组成有效数字。有效数字。1、有效数字的概念、有效数字的概念有关有效数字的几点说明：有关有效数字的几点说明：有效数字的位数与小数点的位置无关。有效数字的位数与小数点的位置无关。例如：例如：0.00430m=0.43

5、0cm=4.30mm 皆为三位有皆为三位有效数字。（有效数字前的零不是有效数字）效数字。（有效数字前的零不是有效数字）数字中间的数字中间的0和末尾的和末尾的0均算有效数字，所以末尾的均算有效数字，所以末尾的零不能随意增减。零不能随意增减。例如：例如：200.5mm 和和 30.50cm 都是四位有效数字。都是四位有效数字。常数不用取有效数字，但在计算时等常数所取常数不用取有效数字，但在计算时等常数所取的位数不应少于其他数值的有效数位。的位数不应少于其他数值的有效数位。一般情况下，绝对误差的有效数字只取一位，特一般情况下，绝对误差的有效数字只取一位，特殊情况下不超过两位。误差修约的原则是殊情况下

6、不超过两位。误差修约的原则是只进不舍只进不舍。相对误差相对误差EN最多取最多取两位。两位。在任何数值中，数值的最后一位应与误差位对齐。在任何数值中，数值的最后一位应与误差位对齐。1.350.01 cm(1.3510.01)cm正确，正确，错误。错误。例如：例如：（1）原始数据有效位数的确定）原始数据有效位数的确定cm123读数读数 L=25.6（mm）仪器名称仪器名称 量程量程分度值分度值零值误差零值误差钢直尺钢直尺300mm1mm 仪 0 0.1 1mmmm例例1:(实验报告中要在实验仪器一项中绘制并填写仪器表格实验报告中要在实验仪器一项中绘制并填写仪器表格)2、实验数据的有效位数确定、实验

7、数据的有效位数确定3个个环节：读数，运算，结果表示环节：读数，运算，结果表示将仪器所能读出或估读的位数全读出来将仪器所能读出或估读的位数全读出来（使用每种仪器，要弄清它的量程、分度值并做记录，使用每种仪器，要弄清它的量程、分度值并做记录，学会正确估读。）学会正确估读。）例例2:有的仪器是五进制的，应将最小格分成有的仪器是五进制的，应将最小格分成5份来估读；有的份来估读；有的仪器是二进制的，应将最小格分成仪器是二进制的，应将最小格分成2份来估读，即游码左缘靠份来估读，即游码左缘靠近刻线读偶数，靠近半格读奇数，所谓近刻线读偶数，靠近半格读奇数，所谓“靠近靠近”，包括稍欠，包括稍欠和稍超。和稍超。1

8、 2 3 4 5 6 7 8 90 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6有效数字的运算定则：有效数字的运算定则：加减，乘除，乘方、开方运算加减，乘除，乘方、开方运算（2）运算过程中的数和中间运算结果的有效位数）运算过程中的数和中间运算结果的有效位数加减法：加减法：保留到最大可疑位（尾数对齐）（尾数对齐）如：71.3+0.753+6.262+271（=349.315）=349 乘除，幂运算：乘除，幂运算：位数与有效位数最小数相同（位数对齐）（位数对齐）如：39.5 4.08 0.013 868=2.4 10-4，7652=5.85 105，2001/2=14.1）（或）（4.713.7

9、1)2504.71()80.6478.10(80.64.2078.8 001.01000.31033.16183000.50 07.91000.1181400.500.1000.1007.181300.504 （有效数字保留按运算规则取舍，（有效数字保留按运算规则取舍，中间结果中间结果要比规则多保留一位）要比规则多保留一位）最佳值（或测量值）修约原则：最佳值（或测量值）修约原则：“四舍六入五凑偶四舍六入五凑偶”。（3）测量结果最终表达式中的有效位数）测量结果最终表达式中的有效位数测量结果的有效数字位数测量结果的有效数字位数 最佳值（或测量值）未位与误差末位对齐。最佳值（或测量值）未位与误差末位

10、对齐。误差最误差最多保留二位有效数字多保留二位有效数字.且只进不舍且只进不舍.例例0.0325最后取最后取0.033.单位单位)(NNN)3610(016.8)3610(055.0)3610.(05433.0.015733.8mVmVmVV再确定首先得确定 不确定度与误差的区别 系统误差和偶然误差没有严格的界限,例千分尺的零点多数在每次测量时不可能保持固定.在上世纪70年代人们从误差的计算方法-统计和非统计的算法来区别.定义由非统计的算法得来的值为B类不确定度,由统计的算法得来的值为A类不确定度.最后的结果为合成标准不确定度.B类不确定度的估算:一般认为由仪器所带来的误差为平均分布,因而B类不

11、确定度取所使用仪器基本误差的 A类不确定度的估算:多次被测量量的算术平均值的标准偏差。K次测量，次测量，算术平均值的标准偏差：算术平均值的标准偏差：)()(1kkNNkk1i2iN （1 1）A A类不确定度分量类不确定度分量A A：（：（统计方法得到的）统计方法得到的）2、不确定度的简化评定方法、不确定度的简化评定方法 （2 2）B B类不确定度分量类不确定度分量B B：（：（非统计方法得到的）非统计方法得到的）（方（方和根和根合成法合成法强约定）强约定）%100NENN 相相对对不不确确定定度度2B2AN 标标准准不不确确定定度度2B2AN 标准不确定度标准不确定度直接测量量的绝对误差保留一位例某长度间接测量量的绝对误差最多保留二位mmL)007.0852.3(3)017.0852.3(mmV