大学物理实验基础知识2008_shao.ppt

大学物理实验绪论 §0.大学物理实验课的目的 初步的实验能力 良好的实验习惯 严谨的科学作风 一定的科学创新能力 学习本课的态度 严谨不失技巧 独立不失协作 以研究者的态度 约定真值:无系统误差条件下的算术平均值、标准器相对真值、理论真值或定义真值、计量学约定真值均可作为约定真值来使用. 绝对误差：△y=y-Yt 相对误差：△yr= △y/Yt×100％ 实用公式 间接测量量的不确定度合成过程 直接测量量（原始数据）的读数应反映仪器的精确度 游标类器具（游标卡尺、分光计度盘、大气压计等）读至游标最小分度的整数倍，即不需估读。 直接测量量（原始数据）的读数应反映仪器的精确度 数显仪表及有十进步式标度盘的仪表（电阻箱、电桥、电位差计、数字电压表等）一般应直接读取仪表的示值。 直接测量量（原始数据）的读数应反映仪器的精确度 指针式仪表及其它器具，读数时估读到仪器最小分度的1/2～1/10，或使估读间隔不大于仪器基本误差限的1/5～1/3。 直接读数注意事项 四、 数据的直线拟合(最小二乘法) a、b、r 的具体求解方法： 1. 用有二维统计功能的计算器可直接求得 a、b、r； 2. 用计算机Excel 程序中的 intercept、slope、correl 函数也可直接求得 a、b、r； 3. 可以根据实际情况自己编程求 a、b、r 。 §2-3 作图法处理实验数据 n λ(nm) 1.6500 500.0 700.0 1.6700 1.6600 1.7000 1.6900 1.6800 600.0 400.0 玻璃材料色散曲线图 改正为： §2-3 作图法处理实验数据 图2 I (mA) U (V) 0 2.00 8.00 4.00 20.00 16.00 12.00 18.00 14.00 10.00 6.00 2.00 1.00 3.00 电学元件伏安特性曲线 横轴坐标分度选取不当。横轴以3 cm 代表1 V，使作图和读图都很困难。实际在选择坐标分度值时，应既满足有效数字的要求又便于作图和读图，一般以1 mm 代表的量值是10的整数次幂或是其2倍或5倍。 §2-3 作图法处理实验数据 I (mA) U (V) o 1.00 2.00 3.00 4.00 8.00 4.00 20.00 16.00 12.00 18.00 14.00 10.00 6.00 2.00 电学元件伏安特性曲线 改正为： §2-3 作图法处理实验数据 定容气体压强～温度曲线 1.2000 1.6000 0.8000 0.4000 图3 P(×105Pa) t(℃) 60.00 140.00 100.00 o 120.00 80.00 40.00 20.00 图纸使用不当。实际作图时，坐标原点的读数可以不从零开始。 §2-3 作图法处理实验数据 定容气体压强～温度曲线 1.0000 1.1500 1.2000 1.1000 1.0500 P(×105Pa) 50.00 90.00 70.00 20.00 80.00 60.00 40.00 30.00 t(℃) 改正为： 三、用逐差法处理实验数据 逐差法是将具有线性关系的实验数据按大小分为两组实行对应项相减，具有对数据取平均和减小误差的效果。 例：在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力满足线性关系 等量地改变负荷，测得一组实验数据如下表： 求每增加1Kg砝码弹簧的平均伸长量。 弹簧伸长位 置(cm） 8.000 6.000 7.000 4.000 2.000 3.000 5.000 1.000 砝码质量(Kg) 若用数据逐项相减在求平均，则 只用了头尾两个数据。 若把数据分成两组 对应项相减再求平均，则 所有的数据都用上了。 §2-4 数据的直线拟合(最小二乘法) 指绝对值和符号都已确定、可估算出的系统误差分量。 电表、螺旋测微计的零位误差； 伏安法测电阻电流表内接、外接由于忽略表内阻引起的误差。 返回 已定系统误差： 指绝对值或符号未经确定的系统误差分量，一般只能估计其限值。 如仪器的准确度指标是用仪器误差表示，它只能定出这种系统误差的极限范围，使用时并不知道误差确切的大小和正负，故无法进行修正。 未定系统误差： 返回 （大致与 B 类不确定度?B 相当） 证明: 设最佳估计值为X，按最小二乘法原理，即误差的平方和S最小，有 由数学知识，得 back 返回 有效读数的例子。 最小分度为1mm的尺，测得一物体的长度7.62cm 其中7和6是准确读出的。最后一位数字2是估计的。 并且仪器本身也将在这一位出现误差，所以它存在