武漢大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論11-2ppt課件

1、11) 1)直接測(cè)量直接測(cè)量 米尺測(cè)長(zhǎng)度米尺測(cè)長(zhǎng)度 146.15cm146.15cm， 末位估讀末位估讀2)2)間接測(cè)量間接測(cè)量 R RV V1. 測(cè)量分類(lèi)1 1）真值：客觀值）真值：客觀值A(chǔ) , AA , A只能逼近只能逼近. .2 2）近似真值：）近似真值： 通常是平均值通常是平均值. . 3 3）絕對(duì)誤差：）絕對(duì)誤差： 測(cè)量值真值測(cè)量值真值 相對(duì)誤差（相對(duì)誤差（ 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差 / /真值真值）1001002.誤差21 1）系統(tǒng)誤差：）系統(tǒng)誤差： (1)(1)特征：環(huán)境一定時(shí)，誤差的大小符號(hào)不變，條件變化時(shí)，誤差變化有規(guī)律性特征：環(huán)境一定時(shí)，誤差的大小符號(hào)不變，條件變化時(shí)，誤差變化有規(guī)

2、律性 (2)(2)原因：儀器結(jié)構(gòu)（零點(diǎn)偏差），公式誤差原因：儀器結(jié)構(gòu)（零點(diǎn)偏差），公式誤差 (3)(3)分類(lèi)：分類(lèi)：已定系統(tǒng)誤差，確切掌握規(guī)律，如已定系統(tǒng)誤差，確切掌握規(guī)律，如: :零點(diǎn)偏差零點(diǎn)偏差. .未定系統(tǒng)誤差，不能確切掌握規(guī)律，儀表的允許誤差未定系統(tǒng)誤差，不能確切掌握規(guī)律，儀表的允許誤差. . (4) (4)校正：對(duì)校正：對(duì)已定系統(tǒng)誤差可校正已定系統(tǒng)誤差可校正,加修正項(xiàng)加修正項(xiàng). .以后僅考慮未定系統(tǒng)誤差以后僅考慮未定系統(tǒng)誤差3.誤差分類(lèi)32 2）隨機(jī)誤差）隨機(jī)誤差(1 (1）特征：?jiǎn)未螠y(cè)量的誤差無(wú)規(guī)律）特征：?jiǎn)未螠y(cè)量的誤差無(wú)規(guī)律性，大小、方向不可能預(yù)知性，大小、方向不可能預(yù)知(2(2

3、）原因：測(cè)量中的不確定因素，微擾）原因：測(cè)量中的不確定因素，微擾; ;測(cè)量對(duì)象的不穩(wěn)定性，波動(dòng)，氣流測(cè)量對(duì)象的不穩(wěn)定性，波動(dòng)，氣流. .(3(3）校正：多次測(cè)量取平均）校正：多次測(cè)量取平均(4(4）多次多次測(cè)量測(cè)量X X的數(shù)據(jù)整體，服從正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律，測(cè)量值為的數(shù)據(jù)整體，服從正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律，測(cè)量值為X X的概率的概率f f（x x）為）為222/)(21)( mxexf nxmniin 1lim正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差nmxniin 12)(lim 4（1）對(duì)稱(chēng)分布（2）誤差大者概率?。?）不可消除隨機(jī)誤差22221)( ef（4 4）測(cè)量值的隨機(jī)誤差）測(cè)量值的隨機(jī)誤差5（5

4、5）測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差）測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差6測(cè)量的質(zhì)量7實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)差（每次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差）（每次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差）894.測(cè)量的不確定度不確定度U1 1）意義）意義: : 是對(duì)測(cè)量誤差的估計(jì)量，用來(lái)評(píng)定被測(cè)量的真值所在的范圍；是對(duì)測(cè)量誤差的估計(jì)量，用來(lái)評(píng)定被測(cè)量的真值所在的范圍； 誤差未知，誤差未知，U U 適用于具體場(chǎng)合。適用于具體場(chǎng)合。 誤差有正負(fù)，誤差有正負(fù)， U U0 02 2）分類(lèi)：）分類(lèi)： U UA A：隨機(jī)誤差，統(tǒng)計(jì)規(guī)律（平均）：隨機(jī)誤差，統(tǒng)計(jì)規(guī)律（平均） U UB B ：未定系統(tǒng)誤差，非統(tǒng)計(jì)方法，本書(shū)多指儀器誤差。：未定系統(tǒng)誤差，非統(tǒng)計(jì)方法，本書(shū)多指儀器誤差。22BAUUU 3 3）合成）

5、合成101）直接測(cè)量：對(duì)單次測(cè)量：對(duì)單次測(cè)量：U U 儀儀 （因（因U UA A分量無(wú)法計(jì)算）分量無(wú)法計(jì)算）測(cè)量結(jié)果的表示測(cè)量結(jié)果的表示Uxx （單位）（單位）%100)( xUUrx相相對(duì)對(duì)不不確確定定度度 niixnx11最佳值：最佳值：112）間接測(cè)量間測(cè)U公式),(yxfz 最佳值：最佳值：由合成不確定度由合成不確定度U的傳遞公式得：的傳遞公式得：)(zUzz %100 zUUzrz結(jié)果表示：結(jié)果表示：（單位）（單位）123）結(jié)果表達(dá)中的有效數(shù)字取舍問(wèn)題取舍原則13取舍實(shí)例141. 有效數(shù)字：由若干位可靠數(shù)加最末一位可疑數(shù)構(gòu)成有效數(shù)字：由若干位可靠數(shù)加最末一位可疑數(shù)構(gòu)成l 與儀器的精密

6、度有關(guān)l 中間和末尾 0 是有效數(shù)字l 尾數(shù)舍入法則：四舍余五入，整五湊偶入 例：2.465=2.46，2.475=2.48， 2.4652=2.47三有效數(shù)字及其運(yùn)算三有效數(shù)字及其運(yùn)算0 5 10 15 20L1=12.5mmL2=12.0mm0 5 10 15 20152. 有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則可靠數(shù)與可靠數(shù)運(yùn)算為可靠數(shù)，可靠數(shù)與可疑數(shù)、可疑數(shù)與可疑數(shù)運(yùn)算為可疑數(shù)，但進(jìn)位是可靠數(shù)。加、減 1 3. 4 6 + 0. 3 1 5 1 3. 7 7 5=13.781)加、減16乘法92.165.43 27648 36864 46080500.4288=500.4最高位乘積無(wú)進(jìn)位時(shí)，

7、結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)與因數(shù)中最少的位數(shù)相同；有進(jìn)位時(shí)，結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)比因數(shù)中最少的位數(shù)多一位。幾個(gè)數(shù)相乘除時(shí)，其結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)一般與參與運(yùn)算的數(shù)中位數(shù)最少的相等乘法4 2. 1 6 2.3 1 2 6 4 8 8 4 3 2 9 6.9 6 8=972)乘、除172) 冪和根 結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)與底的有效數(shù)字位數(shù)相等由y確定y的有效數(shù)字位數(shù)得結(jié)果表達(dá)式為：3) 一般函數(shù)例：siny020060866025403. 00060sin確定y的有效數(shù)字位數(shù)，并將y的測(cè)量結(jié)果表示出來(lái)。誤差傳遞公式：cosy602180而得：0003. 06021800060cosy0003. 08660. 0y

8、4) 常數(shù)可靠數(shù)有無(wú)窮多位 結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)由U確定18cmcml210006. 0246. 16 . 06 .1243. 科學(xué)計(jì)數(shù)法科學(xué)計(jì)數(shù)法:例例：用卡尺測(cè)圓柱體外徑：用卡尺測(cè)圓柱體外徑D，高，高H如下表（如下表（0.02mm）次數(shù)次數(shù) D H D H （cmcm） 求求V=V=？ 1 6.004 8.096 10 6.000 8.096HDV240028. 61011 iiiiDDnDcm0027. 01)(2 nDDSiiDcmH0950. 8 cmSH0017. 0 cm002. 0 BDUcm002.0 BHU（2）（1）190.004cmcm104 . 3322 BDDDUSU

9、0.003cmcm106 . 232222 BHHBHAHHUSUUUcm)004. 0003. 6( DUDD%067. 0%100 DUUDrD)cm003. 0095. 8( HUHH%037. 0 rHU（3）（4）四舍五入，對(duì)齊四舍五入，對(duì)齊cmD0028. 6 cmH0950. 8 20HDVUHVUDVU2222 2cm762HDDU22cm284DHU3cm4 . 032. 0 VU3cm)4 . 01 .229()( rUVV%17. 0%100 VVUVVr32cm11.2294HDV（5）21布置布置作業(yè)作業(yè)四、處理數(shù)據(jù)方法：四、處理數(shù)據(jù)方法： 列表法列表法, 作圖法作圖

10、法, 逐差法（線性，逐差法（線性，x多項(xiàng)式且多項(xiàng)式且x等間距變化）等間距變化）, 線性回歸法。線性回歸法。五、作業(yè)：五、作業(yè)：P29 1、2、3、4、622六、實(shí)驗(yàn)的成績(jī)?cè)u(píng)定及事項(xiàng)六、實(shí)驗(yàn)的成績(jī)?cè)u(píng)定及事項(xiàng)（一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：601、預(yù)習(xí)報(bào)告：20分（1）簡(jiǎn)述公式及意義（2）較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟（擬定實(shí)驗(yàn)方案）（3）數(shù)據(jù)報(bào)表2、操作過(guò)程：20分3、數(shù)據(jù)的測(cè)量：20分（二）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：40 完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，數(shù)據(jù)處理，思考題。 下一次實(shí)驗(yàn)交前一次實(shí)驗(yàn)的報(bào)告，不得無(wú)故遲交，并注意保存全部實(shí)驗(yàn)報(bào)告，期末裝訂成冊(cè)呈交。23大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充規(guī)范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充規(guī)范 1.預(yù)習(xí)報(bào)告規(guī)范如下：預(yù)習(xí)報(bào)告規(guī)范如下： 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理，這三個(gè)部分寫(xiě)在正規(guī)的報(bào)告紙上。實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理，這三個(gè)部分寫(xiě)在正規(guī)的報(bào)告紙上。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄紙只記錄原始數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄紙只記錄原始數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。 2.數(shù)據(jù)記錄規(guī)范如下數(shù)據(jù)記錄規(guī)范如下: 1)須用鋼筆記錄須用鋼筆記錄 2)不得涂改不得涂改 3)作圖須用坐標(biāo)紙作圖須用坐標(biāo)紙 3. 要注意實(shí)驗(yàn)室安全，特別是老師沒(méi)講課前，學(xué)生不得動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀器。要注意實(shí)驗(yàn)室安全，特別是老師沒(méi)講課前，學(xué)生不得動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀器。24通知通知1.以班為