大学物理实验-简介及误差分析

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1、大学物理实验荆楚理工学院数理学院应用物理教研室刘进2013年9月1•如何正确认识实验课的作用•明确实验课的目的和意义•实验绪论的主体内容•实验报告撰写与实验考核指导2•实验课是为了培养动手能力•实验课仅仅是为了培养动手能力？•更重要的是：观察、思考和读懂文字•眼观六路（想），耳听八方（想）•四年大学学习你能够带走的是什么？3•学习并掌握各种基本物理量的测量方法•学习并掌握各种基本测量仪器的使用方法•学习并掌握实验数据处理的基本方法•学习并掌握实验报告的撰写方法四个基本方法=基本工作能力创造性创造性的思的思维维能力能力4大学物理实验课的任务通过大学物理实验课的学习，学生应在习

2、惯、知识、能力三方面达到如下要求：（一）培养良好的科学实验素养。（二）掌握物理实验的基础知识，加深对物理学原理的理解。（三）培养与提高科学实验能力。5大学物理实验课的作用大学物理实验课是高等工科院校的一门必修基础课程，是对学生进行科学实验基本训练，提高学生分析问题和解决问题能力的重要课程。物理实验课和物理理论课具有同等重要的地位。诺贝尔物理学奖获得者、著名理论物理学家杨振宁教授曾经说过，“物理学是以实验为本的科学”，这充分说明了物理实验的作用和重要性。6物理实验课的基本程序和要求一、实验课前预习1、预习讲义中与本实验相关的全部内容。2、写出预习报告（实验题目、目的、仪器、原

3、理、主要计算公式、原理简图），准备原始实验数据记录表格。7二、课堂实验操作1、上课需带实验讲义、笔、尺、计算器等。2、必须在了解仪器的工作原理、使用方法、注意事项的基础上，方可进行实验。3、仪器安装调试后经教师检查无误后方可进行实验操作。4、注意观察实验现象，认真记录测量数据，将数据填入实验记录表格,数据须经指导老师检查及签字。5、实验后请将使用的仪器整理好，归回原处。经教师允许后方可离开实验室。三、课后按要求完成实验报告,并在规定的时间交任课老师。8教学安排大学物理实验课—力学、热学、光学部分本学期：讲课、基本实验、考试（笔试）共计36学时，按课表排定时间上课9大学大学物

4、理实验绪论物理实验绪论§1.物理实验的地位和作用§2.测量误差和不确定度§3.实验数据的列表与作图§4.怎样上好物理实验课10测量与误差测量的概念和常用词汇测量和测量单位测量的实质就是将待测物体的某物理量与相应的标准做定量比较。测量的结果应包括数值（即度量的倍数）、单位以及结果可信赖的程度（用不确定度来表示）。11直接测量、间接测量、等精度测量直接测量：把待测物理量直接与作为标准的物理量进行比较。例如用米尺测物体的长度，用电流计测线路中的电流间接测量：指利用直接测量的量与被测的量之间已知的函数关系，从而得到该被测量的量。例如测物体密度时，先测出该物体的体积和质量，再用公式算

5、出物体的密度。等精度测量：同一个人，用同样的方法，使用同样的仪器，并在相同的条件下，对同一物理量进行的多次测量。物理实验中所说的多次测量通常指等精度测量。12测量方法§比较法、补偿法、放大法、模拟法、平衡测量法§振动与波动方法§光学实验方法：干涉法、衍射法、光谱法、光测法§非电量的电测法指示仪表被测量传感器测量电路记录仪表数据处理仪器图：非电量电测法13误差（绝对误差、相对误差）与真值§误差：测量误差就是测量结果与被测量的真值（或约定真值）之间的差值，测量误差的大小反映了测量结果的准确程度。测量误差可以用绝对误差表示，也可以用相对误差表示。§绝对误差(δ)＝测量结果（x）－

6、被测量的真值（a）§相对误差（Er）＝绝对误差（δ）/真值（a）×100%§真值：是一个理想概念，一般说来实验者对真值是不知道的。通常用算术平均值来代替真值，称为约定真值。14§§2.2.测量测量误差误差和和不不确确定度定度2-1测量的误差和不确定度基础知识2-2实验数据的有效位数1522--11测量测量的的误差误差和和不不确确定度定度基基础知础知识识§测量被测量标准量仪器、方法§测量结果应包括数值、单位和对测量结果精确程度的评价以电阻测量为例：R＝910.3±0.4W测量对象数值不确定度单位含义：R的真值有相当大（例如95%）的可能（概率）位于区间（909.9，910.7

7、）Ω之内。不必写成R=(910.3±0.4)ΩR=910.3Ω±0.4ΩR=910.3±0.4(Ω)16§测量分为直接测量和间接测量•直接测量：被测量直接与标准量相比较而得出测量结果•间接测量：利用被测量与可以直接测量的的函数关系，通过计算而得出测量结果17例：测量铜柱的密度时，我们可以用米尺量出它的高h2pdh和直径d，算出体积V=后用天平称出它的4质量M，算出密度：M4Mr==2Vpdh这里，我们说：铜柱的高h、直径d和质量M是直接测得量，体积V和密度ρ是间接测得量。18误差误差的的定定义、义、分分类类和和性性