大物实验绪论(白地)2PPT推荐.ppt

1、学年第二学期：3.3.上课时间：物理实验课上课时间每天上课时间：物理实验课上课时间每天 分四段：第一段：分四段：7 7：3030；第二段：1010：1010；第三段：1313：30;第四段：1616：00.00.讲解实验课上课要求讲解实验课上课要求4.按时交报告：按时交报告：每个实验完成的一周后，提交实验报每个实验完成的一周后，提交实验报告。迟交报告者，降低该实验成绩。抄袭告。抄袭与被抄袭均计零分。与被抄袭均计零分。5.实验报告册：实验报告册：每个学生每个学生20份实验报告册，收取工本费份实验报告册，收取工本费6元。以班为单位，第三周周一到周三由学委负元。以班为单位，第三周周一到周三由学委负责

2、统一到建筑馆责统一到建筑馆118室办理。同时，领报告箱钥室办理。同时，领报告箱钥匙。匙。三三.成绩评定：成绩评定：大学物理实验课是考查课，两大学物理实验课是考查课，两个学期修完。期末成绩以优、良、个学期修完。期末成绩以优、良、中、及格、不及格评定。期末总成中、及格、不及格评定。期末总成绩由平时成绩求和取平均后给出。绩由平时成绩求和取平均后给出。平时成绩：每个实验满分平时成绩：每个实验满分5分。分。其中：预习：1分；分；实验室工作：2分；完成实验报告完成实验报告:2分。四四.注意事项：注意事项：1.1.上课签到：上课签到：学生要提供能够证明身份的证件。如学生要提供能够证明身份的证件。如果不能证明

3、自己的身份，不允许做实验。果不能证明自己的身份，不允许做实验。2.2.预习报告：预习报告：课前要求学生写好预习报告（预习报课前要求学生写好预习报告（预习报告的具体要求见讲义），并带到实验室，交告的具体要求见讲义），并带到实验室，交任课教师检查。没写预习报告或写错内容者任课教师检查。没写预习报告或写错内容者不允许做实验。不允许做实验。6.6.上课操作上课操作 上课的实验操作有操作分，实验数据上课的实验操作有操作分，实验数据由任课教师签字后方可离开，数据不能用由任课教师签字后方可离开，数据不能用铅笔。铅笔。实验报告接预习报告后面写实验报告接预习报告后面写平时成绩：完成实验报告：9 9物理实验的作用

4、物理实验的作用 物理学是研究物质运动一般规律及物质基本结构的科学，是自然科学的基础学科,是学习其它自然科学和工程技术的基础。物理学是一门实验科学，物理实验在物理学的产生、发展和应用过程中起着重要作用。1010以诺贝尔物理学奖为例以诺贝尔物理学奖为例：n n80%80%以上的诺贝尔物理学奖给了实验物理学家。以上的诺贝尔物理学奖给了实验物理学家。20%20%的奖中很多是实验和理论物理学家分享的。的奖中很多是实验和理论物理学家分享的。n n实验成果可以很快得奖，而理论成果要经过至少实验成果可以很快得奖，而理论成果要经过至少两个实验的检验。两个实验的检验。n n有的建立在共同实验基础上的成果可以连续几

5、次有的建立在共同实验基础上的成果可以连续几次获奖。获奖。1111n n经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。n n赫兹的电磁波实验使得麦克斯韦电磁场理论获赫兹的电磁波实验使得麦克斯韦电磁场理论获得普遍承认得普遍承认n n杨氏干涉实验使光的波动说得以确立杨氏干涉实验使光的波动说得以确立n n卢瑟福的粒子散射实验揭开了原子的秘密卢瑟福的粒子散射实验揭开了原子的秘密n n没有物理实验，就没有物理学本身没有物理实验，就没有物理学本身物理实验的作用物理实验的作用第一章第一章 有效数字和不确定度有效数字和不确定度一一.物理量的测量；物理量的测量；1.物理量的测量：

6、物理量的测量：直接测量：用测量器具直接测出物理量量值的测用测量器具直接测出物理量量值的测量称为直接测量。相应的物理量称为直接量称为直接测量。相应的物理量称为直接测得量。测得量。间接测量：先直接测出与某物理量有关的直接测先直接测出与某物理量有关的直接测得量，再根据该物理量与这些直接测得量得量，再根据该物理量与这些直接测得量之间的数学关系计算出该物理量的量值。之间的数学关系计算出该物理量的量值。该过程称为间接测量。相应的物理量称为该过程称为间接测量。直接测得量。例：测量铜柱的密度时，我们可以用米尺量出它的高测量铜柱的密度时，我们可以用米尺量出它的高测量铜柱的密度时，我们可以用米尺量出它的高测量铜柱

7、的密度时，我们可以用米尺量出它的高h h和和和和直径直径直径直径d d，算出体积，算出体积，算出体积，算出体积 然后用天平称出它的质量然后用天平称出它的质量然后用天平称出它的质量然后用天平称出它的质量MM，算出密度，算出密度，算出密度，算出密度 铜柱的高铜柱的高铜柱的高铜柱的高 h h、直径、直径、直径、直径 d d 和质量和质量和质量和质量 MM是是是是直接测得量直接测得量直接测得量直接测得量 体积体积体积体积V V和密度和密度和密度和密度 是是是是间接测得量间接测得量间接测得量间接测得量1414等精度测量：等精度测量：在相同的条件下，对某物理量所进行的多次重复测量称为等精度测量。非等精度测

8、量非等精度测量：在不同的条件下，对某物理量所进行的多次重复测量称为非等精度测量。等精度测量的数据处理比较简单，作为基等精度测量的数据处理比较简单，作为基本训练，本讲义所涉及的测量基本是等精度本训练，本讲义所涉及的测量基本是等精度测量。测量。2.2.物理量物理量v真值：真值：在一定条件下，待测量所存在的不依人的在一定条件下，待测量所存在的不依人的意志为转移的客观量值。意志为转移的客观量值。v测量值：测量值：利用实验手段测量所得到的物理量的量值。v最佳值：最佳值：在一定的测量条件下，测量出的最接近真在一定的测量条件下，测量出的最接近真值的测量值。值的测量值。例如：无系统误差下等精度测量得到的算术平

9、均值、公认值、理例如：无系统误差下等精度测量得到的算术平均值、公认值、理论计算值、标称值、校准值等均可作为最佳值。论计算值、标称值、校准值等均可作为最佳值。注意：任何物理量值必须标有单位，单纯的数值无任何意义。二二.误差：误差：1.定义：定义：设设为真值，为真值，为测量值，则测量的为测量值，则测量的绝对误差定义为：绝对误差定义为：2.2.误差分类：误差分类：a.系统误差系统误差b.随机误差随机误差c.粗大误差粗大误差v系统误差：系统误差：在等精度测量中得到的各个测量误差，在等精度测量中得到的各个测量误差，其符号和绝对值其符号和绝对值保持不变保持不变，或按一定的规律，或按一定的规律变化，这样的误

10、差称为系统误差。变化，这样的误差称为系统误差。系统误差的特点：确定性确定性。系统误差产生的原因：理论方法理论方法仪器装置仪器装置环境条件环境条件操作技术操作技术系统误差不能靠增加测量次数来减少或消除系统误差不能靠增加测量次数来减少或消除,而应该找出引入系统误差的原因而应该找出引入系统误差的原因,针对原因来采针对原因来采取相应的措施将其减少或消除。取相应的措施将其减少或消除。粗大误差产生的原因：因各种过失造成。如：读错、记错、测量因各种过失造成。读错、记错、测量条件不符合要求等等。条件不符合要求等等。粗大误差：误差列误差列中，有个别的误差明显超出规定中，有个别的误差明显超出规定条件下的预期值，这

11、样的误差称为粗大误差。条件下的预期值，这样的误差称为粗大误差。粗大误差的特点：反常反常。粗大误差对应的测量值称为坏值。首先按一粗大误差对应的测量值称为坏值。首先按一定规则判断测量值是否是坏值，确定后，将此定规则判断测量值是否是坏值，确定后，将此坏值从测量列中剔除。坏值从测量列中剔除。随机误差可以通过增加测量次数取平均值的方法抵随机误差可以通过增加测量次数取平均值的方法抵消其部分影响，但不能完全消除。消其部分影响，但不能完全消除。当测量次数为无穷多次时，随机误差可以消除。随机误差产生的原因：操作者视觉影响的估读位起伏；仪器精度限制使平衡点确定不准仪器精度限制使平衡点确定不准;环境随机变化引起的待

12、测量的变化。随机误差：在等精度测量中得到的各个测量误差，其符在等精度测量中得到的各个测量误差，其符号和绝对值号和绝对值以不可预定的方式变化以不可预定的方式变化。这样的误差。这样的误差称为随机差。称为随机差。随机误差的特点：随机性随机性。5.测量的精密度、正确度和准确度。测量的精密度、正确度和准确度。.测量的精密度（简称精度）：测量的精密度（简称精度）：在规定的条件下，对被测量进行多次测量在规定的条件下，对被测量进行多次测量时，所得结果之间的符合程度。时，所得结果之间的符合程度。它表示随机误大小的程度，随机误差越小，它表示随机误大小的程度，随机误差越小，测量的精度越高。测量的精度越高。.测量的正

13、确度：测量的正确度：在规定条件下，测量结果中所有系统误差在规定条件下，测量结果中所有系统误差综合大小的程度。综合大小的程度。系统误差越小，测量的正确度越高。测量的准确度（精确度）：表示测量结果与被测量真值之间的一致程表示测量结果与被测量真值之间的一致程度。度。它反映的是测量结果中系统误差和随机误它反映的是测量结果中系统误差和随机误差的综合大小程度。综合误差越小，测量的差的综合大小程度。综合误差越小，测量的准确度越高。准确度越高。由定义可知：精密度高，正确度不一定高，由定义可知：精密度高，正确度不一定高，反之也是如此。但准确度高就意味着精密度反之也是如此。但准确度高就意味着精密度和正确度都高。和

14、正确度都高。a）精密度高，正确度低b）精密度低，正确度高c）准确度高d）精密度低，正确度低2323综上所述，我们可知：系统误差中的综上所述，我们可知：系统误差中的可定系差可定系差（能够确定其数值的系统误差）（能够确定其数值的系统误差）可以从测量结果中修正掉；粗大误差可以可以从测量结果中修正掉；粗大误差可以从测量列中剔除掉。所以，误差理论主要从测量列中剔除掉。所以，误差理论主要是关于未定系差是关于未定系差（无法确定其数值的系统（无法确定其数值的系统误差）误差）和随机误差的理论。和随机误差的理论。中只存在随机误差。3.3.随机误差简介：随机误差简介：理想模型理想模型：测量次数测量次数;测量列：其中其中 表示在单位误差间隔内出现该误表示在单位误差间隔内出现该误差的概率的大小。差的概率的大小。