《大物实验误差理论》PPT课件

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1、大学物理实验——绪论、误差理论与数据处理的基础知识华侨大学信息科学与工程学院大学物理教学部一、绪论1、课程简介★学分2；学时54；学制2个学期，每学期开放式实验教学约10周左右；★实验内容：共至少必做18个实验，每学期9个；其中，这学期包括：误差理论及课程预备知识、固体密度测量（2）、测定物体的转动惯量（3）、音叉的受迫振动与共振（40）、测定空气的比热容比（6）、电学基本器具的使用（8）、示波器的使用（10）、用非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性（12）、分光计的调整和使用（19）、大学物理仿真实验（23）；下个学期包括测定工程材料的杨氏模量（4

2、）、声速的测定（7）、伏安法测非线性电阻（11）、铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线（13）、RLC电路的串联谐振（15）、霍尔效应及其应用（17）、用牛顿环测量球面曲率半径（18）、衍射光栅（21）、传感器技术（一）（26）★教学形式：网上选课，教师指导，学生独立完成；本学期实验开课时间第3周开始，第14周左右结束。★教学地点：机电大楼3楼B区。2、成绩评定方式：★总成绩的评定总成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成，分成优、良、中、及格、重修五个等级。★平时成绩的评定每个实验先按10分计，其中预习2分、操作4分、数据处理4分,最后累计各个实验项目的

3、分数总和，并折合成百分制,占总成绩的60%(70%)。理论课的作业占总成绩的5%。★期末成绩的考核期末考试分为“笔试”和“操作考试”两种方式。这学期采用笔试方式，期末成绩占总成绩的比例为35%。下学期采用操作方式，期末成绩占总成绩的比例为30%。★重修的规定同属下列任一情况者，直接重修：①总成绩低于60分②期末考成绩低于40分③平时有一个实验没有做或没交实验报告。④两个实验(合同期末考)成绩低于及格线(6分/60分)注：实验报告无教师签字者一率无效；实验报告抄袭者，先检查，后经集体讨论处理。3、怎样写实验报告第一部分：预习报告：做实验之前认真阅读

4、实验讲义，写好以下内容：实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤及注意事项、数据记录表：（预习中完成表格的设计）第二部分：数据处理与计算。此部分在实验后进行，包括：作图、计算结果与误差估算：图解法要求使用正式的坐标纸并按作图规则进行。计算时，先将文字公式化简，再代入数值进行运算。误差估算要预先写出误差公式，并把数据代入。结果：按标准形式写出实验的结果。在必要时，注明结果的实验条件。讨论：对实验中出现的问题进行说明和讨论，或写出实验心得和建议等。作业题：完成教师指定的作业题，思考题选做。实验报告要求同学努力做到书写清晰，字迹端正，数据记录整洁，图表合

5、格，文理通顺，内容简明扼要。实验报告一律用专用的物理实验报告册书写。4、遵守实验规则准备充分、礼仪得当、严肃认真、接受检查、善始善终二、误差理论与数据处理的基础知识（一）、误差的基本概念1．测量★根据测量方法可分为直接测量与间接测量。直接测量：可用测量仪器或仪表直接读出测量值的测量。间接测量：测出直接测量值，根据待测物理量与直接测量值的函数关系，通过计算才能得到测量结果的过程。★从测量条件上，测量可分为等精度测量和不等精度测量。等精度测量：在对某一物理量进行多次重复测量过程中，每次测量条件都相同的一系列测量称为等精度测量。不等精度测量：在对某一物

6、理量进行多次重复测量时，测量条件完全不同或部分不同，各结果的可靠程度自然也不同的一系列测量称为不等精度测量。绝大多数实验都采用等精度测量，本教材主要讨论等精度测量。2．测量误差★真值：反映物质固有属性的物理量所具有的客观的真实数值。从统计理论可以证明，在条件不变的情况下进行多次测量时，可以用算术平均值作为相对真值或叫约定真值。★误差：我们把测量结果与真值之间的差叫做测量误差。在数据处理时，要估算和分析误差。测量误差可以用绝对误差表示，也可以用相对误差表示，还可以用百分误差表示。绝对误差=测量值—真值相对误差=

7、绝对误差/真值

8、×100%百分误差=

9、

10、（测量最佳值—公认值）/公认值

11、×100%3．误差的分类测量误差按原因与性质可分为系统误差、随机误差和过失误差三大类。（1）系统误差系统误差是指在相同条件下，多次测量同一物理量时，测量值对真值的偏离（大小和方向）总是相同。系统误差的主要来源有：①仪器误差②环境误差③个人误差④理论和公式的近似性等。增加测量次数并不能减小系统误差，为了减小和消除系统误差，必须针对其来源，逐步具体考虑，或者采用一定的方法对结果进行修正。常用的方法有交换法、补偿法、替代法、半周期法等等。（2）随机误差随机误差（又称偶然误差）是指在同一条件下多次测量同一物理量，测量结果

12、总是稍许差异且变化不定。随机误差来源于各种偶然的或不确定的因素：①人们的感官的灵敏度的差异和不稳定；②外界环境的干扰;③被测对象本身的统