廣工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)-緒論名師優(yōu)質(zhì)課獲獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

大學(xué)大學(xué)物理試驗(yàn)·緒論

大學(xué)物理試驗(yàn)·緒論

物理試驗(yàn)中心電話39322310第1頁電氣1班

大學(xué)物理試驗(yàn)安排周次2345678試驗(yàn)126782223試驗(yàn)室407403501509506510405周次2345678試驗(yàn)2678222329試驗(yàn)室403501509506510405404電氣2班

大學(xué)物理試驗(yàn)安排第2頁物理試驗(yàn)課要求預(yù)習(xí)-試驗(yàn)—完成試驗(yàn)匯報(bào)預(yù)習(xí)要求：網(wǎng)上預(yù)習(xí)+紙質(zhì)預(yù)習(xí)網(wǎng)上預(yù)習(xí)：下載試驗(yàn)視頻觀看，完成網(wǎng)上預(yù)習(xí)測試，才能進(jìn)試驗(yàn)做試驗(yàn)?。?！請統(tǒng)計(jì)以下平臺使用步驟！

1網(wǎng)上試驗(yàn)平臺：86:8088/

2用戶名：學(xué)號密碼：123(假如你無法進(jìn)入請聯(lián)絡(luò)我）3進(jìn)入后下載升級會在桌面生成一個(gè)預(yù)習(xí)大廳快捷方式，以后就經(jīng)過預(yù)習(xí)大廳進(jìn)入預(yù)習(xí)第3頁平臺網(wǎng)址：86:8088/

學(xué)生以學(xué)號登錄，密碼123；交試驗(yàn)匯報(bào)主要性第4頁進(jìn)入網(wǎng)址以后，首先需要下載.netFramwork3.5,然后下載試驗(yàn)預(yù)習(xí)大廳，第5頁安裝大廳；安裝之后運(yùn)行預(yù)習(xí)大廳就能夠打開以下界面：

第6頁1.進(jìn)入大廳，點(diǎn)擊右側(cè)在線預(yù)習(xí)；2.看完相關(guān)試驗(yàn)錄像以及閱讀試驗(yàn)講義基礎(chǔ)之上，進(jìn)入預(yù)習(xí)，完成預(yù)習(xí)試卷，系統(tǒng)會自動生成預(yù)習(xí)成績，這個(gè)成績作為試驗(yàn)匯報(bào)成績一部分。3.假如對預(yù)習(xí)成績不滿意，還能夠重新再做一遍；不過預(yù)習(xí)時(shí)間有一定限制，時(shí)間限定在試驗(yàn)課之前一周之內(nèi)時(shí)間。第7頁下載試驗(yàn)視頻觀看學(xué)習(xí)關(guān)鍵點(diǎn)此次試驗(yàn)應(yīng)到達(dá)什么目標(biāo)經(jīng)過什么試驗(yàn)方法測量哪些數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)給自己提一些問題——問題引導(dǎo)式學(xué)習(xí)假如系統(tǒng)無法觀看視頻,能夠到以下網(wǎng)址去看/forum-8.htm進(jìn)入到試驗(yàn)教學(xué)部主頁-網(wǎng)絡(luò)資源第8頁試驗(yàn)考勤制度上課時(shí)間：早晨10:20-12:35無故缺課不安排補(bǔ)做，該次試驗(yàn)成績?yōu)榱悖≌埣僭捫枰挥休o導(dǎo)員署名請假條！第9頁試驗(yàn)要求禁止穿拖鞋、背心進(jìn)入試驗(yàn)室，上課過程中手機(jī)關(guān)機(jī)試驗(yàn)課不做非常詳細(xì)講解?。?！試驗(yàn)儀器充沛情況下，單人獨(dú)立完成試驗(yàn)愛護(hù)儀器，注意安全，預(yù)防高壓觸電，人為造成儀器損壞須按要求賠償并扣分如實(shí)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象用鋼筆或圓珠筆統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)不得改動，不得剽竊數(shù)據(jù)！每次做完試驗(yàn)，經(jīng)教師檢驗(yàn)完數(shù)據(jù)署名后方可離開！未署名試驗(yàn)零分處理！整理儀器。第10頁試驗(yàn)匯報(bào)要求需要到教材科購置正版試驗(yàn)匯報(bào)冊！試驗(yàn)匯報(bào)書上完成試驗(yàn)匯報(bào)，作圖部分必須使用坐標(biāo)紙，其內(nèi)容包含：試驗(yàn)名稱試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)試驗(yàn)儀器試驗(yàn)原理試驗(yàn)操作數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)體會與創(chuàng)新第11頁成績評定大學(xué)物理試驗(yàn)（一）：由平時(shí)成績綜合評定。平時(shí)試驗(yàn)成績?nèi)∑骄?。系統(tǒng)預(yù)習(xí)占20%

試驗(yàn)匯報(bào)占80%大學(xué)物理試驗(yàn)（二）：

平時(shí)成績占70%

考試成績占30%學(xué)委將試驗(yàn)匯報(bào)按學(xué)號次序排好，于第二周上課前交，推遲交同學(xué)扣一定分?jǐn)?shù)。第12頁測量與誤差

1.測量

2.誤差

3.誤差分類

4.測量結(jié)果評價(jià)

5.直接測量誤差估算

6.間接測量誤差估算第13頁物理試驗(yàn)是以測量為基礎(chǔ)。在試驗(yàn)中，研究物理現(xiàn)象、物質(zhì)特征、驗(yàn)證物理原理都需要進(jìn)行測量所謂測量，就是將待測物理量與一個(gè)選來作為標(biāo)準(zhǔn)同類量進(jìn)行比較，得出它們倍數(shù)關(guān)系過程。選來作為標(biāo)準(zhǔn)同類量稱之為單位，倍數(shù)稱為測量數(shù)值。一個(gè)物理量測量值等于測量數(shù)值與單位乘積。測量第14頁在人類發(fā)展歷史上，不一樣時(shí)期，不一樣國家，乃至不一樣地域，同一個(gè)物理量有著許多不一樣計(jì)量單位。如長度單位就分別有碼、英尺、市尺和米等。為了便于國際交流，國際計(jì)量大會于1990年確定了國際單位制（SI），它要求了以米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉作為基本單位，其它物理量（如力、能量、電壓、磁感應(yīng)強(qiáng)度等）均作為這些基本單位導(dǎo)出單位。第15頁直接測量可直接從測量儀器（或量具）上讀出待測量值>>234567890測量分類直接測量間接測量第16頁16間接測量

由直接測量量取得相關(guān)數(shù)據(jù)，再用已知函數(shù)關(guān)系經(jīng)過運(yùn)算才能得到待測量量值。

如：測圓柱體體積

hd第17頁17等精度測量不等精度測量同一個(gè)人，用一樣方法，使用一樣儀器，在相同條件下對同一物理量進(jìn)行屢次測量，則認(rèn)為它們測量準(zhǔn)確程度是完全相同。我們把這種含有一樣準(zhǔn)確程度測量稱之為等精度測量。在全部測量條件中，只要有一個(gè)發(fā)生改變，這時(shí)所進(jìn)行測量即為不等精度測量。在物理試驗(yàn)中，凡是要求屢次測量均指等精度測量，應(yīng)盡可能保持等精度測量條件不變。當(dāng)某一條件改變對測量結(jié)果影響不大時(shí)，乃可視為等精度測量。第18頁真值：在某一時(shí)刻，某一條件下某量客觀值或?qū)嶋H值。因?yàn)闇y量儀器精度不足、測量方法或理論公式不完善性和試驗(yàn)條件不理想，測量人員不熟練等原因，使得測量結(jié)果與客觀真值有一定差異，這種差異稱之為誤差。若某物理量測量量值為X，真值為X’，則產(chǎn)生誤差：

=ΔX=X-X’。測量誤差存在于一切測量過程中，能夠控制得越來越小，不可能為零。誤差第19頁

誤差分類按性質(zhì)、起源分系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差粗大誤差誤差=隨機(jī)誤差+系統(tǒng)誤差第20頁定義：在對同一被測量屢次測量過程中，絕對值和符號保持恒定或隨測量條件改變而按確定規(guī)律改變。

確定性產(chǎn)生原因：因?yàn)闇y量儀器、測量方法、環(huán)境帶入。分類及處理方法：

(1)已定系統(tǒng)誤差：必須修正

電表、螺旋測微計(jì)零位誤差；測電壓、電流時(shí)因?yàn)楹雎员韮?nèi)阻引發(fā)誤差。(2)未定系統(tǒng)誤差：要預(yù)計(jì)出分布范圍

系統(tǒng)誤差第21頁螺旋測微計(jì)零點(diǎn)引發(fā)系統(tǒng)誤差儀器誤差1.

系統(tǒng)誤差第22頁如忽略空氣阻力，忽略一些量對其影響等

因?yàn)槔碚撏茖?dǎo)中近似,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差理論第23頁人為

心理作用，讀數(shù)（預(yù)計(jì)）偏大或偏小。生理原因聽覺嗅覺色覺視覺對音域（20HZ--20KHZ）區(qū)分。對音色區(qū)分。第24頁方法內(nèi)接AVVRVAAVIRIV

用V作為VR近似值時(shí)，求外接第25頁定義：

在對同一量屢次重復(fù)測量中絕對值和符號以不可預(yù)知方式改變測量誤差分量。產(chǎn)生原因：

試驗(yàn)條件和環(huán)境原因無規(guī)則起伏改變，試驗(yàn)者感官靈敏度引發(fā)測量值圍繞真值發(fā)生漲落改變。

偶然（隨機(jī)）誤差第26頁隨機(jī)誤差特點(diǎn)隨機(jī)誤差個(gè)體展現(xiàn)隨機(jī)性，但總體服從一定統(tǒng)計(jì)規(guī)律，含有抵償性。處理：無法消除，用統(tǒng)計(jì)方法處理。大量隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布如圖第27頁隨機(jī)誤差正態(tài)分布屬性:

（1）單峰性：絕對值小誤差出現(xiàn)概率比絕對值大誤差出現(xiàn)概率大。（2）有界性：絕對值很大誤差出現(xiàn)概率趨零。（3）對稱性：絕對值相等正負(fù)誤差出現(xiàn)概率相等。（4）抵償性：因?yàn)殡S機(jī)誤差在各項(xiàng)測量中單個(gè)無規(guī)性，造成了它們和有正負(fù)相消機(jī)會，偶然誤差算術(shù)平均值隨測量次數(shù)增加而趨于零。

屢次測量能夠減小隨機(jī)誤差第28頁粗大誤差：

由突發(fā)性原因造成，試驗(yàn)者粗心大意或突然外界干擾等。

處理：剔除第29頁測量結(jié)果評價(jià)1）精密度。表示重復(fù)測量所得數(shù)據(jù)相互靠近程度（離散程度）。測量結(jié)果精密度高，說明所得結(jié)果重復(fù)性好，測量誤差分布密集，也就是隨機(jī)誤差小。2）準(zhǔn)確度，表示測量數(shù)據(jù)平均值與真值靠近程度。準(zhǔn)確度高，說明測量值靠近真值程度好，即系統(tǒng)誤差小。3）準(zhǔn)確度。是對測量數(shù)據(jù)精密度和準(zhǔn)確度綜合評定。準(zhǔn)確度高，說明測量數(shù)據(jù)比較集中而且靠近真值。即測量隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差都比較小。第30頁（a)精密度高,準(zhǔn)確度低(b)精密度低,準(zhǔn)確度高(c)精密度低,準(zhǔn)確度低(d)精密度高,準(zhǔn)確度高第31頁直接測量誤差估算普通采取儀器說明書直接注明儀器誤差，或者取儀器最小分度d二分之一作為測量最大誤差。單次測量誤差估算標(biāo)準(zhǔn)誤差第32頁算術(shù)平均值——屢次測量時(shí)真值最正確預(yù)計(jì)值。設(shè)在相同條件下對一個(gè)物理量x進(jìn)行N次測量，測量值分別為x1，x2，…xN

，則該測量值算術(shù)平均值為：

屢次等精度測量誤差估算當(dāng)N趨于無窮大時(shí)，趨近于真值真值估算第33頁偏差：各測量值與平均值之差。當(dāng)測量次數(shù)趨于無窮時(shí)，偏差趨近于誤差。

算術(shù)平均誤差：反應(yīng)一組測量數(shù)據(jù)離散程度或精密度。屢次等精度測量誤差估算用算術(shù)平均誤差作最大誤差估算值第34頁用算術(shù)平均偏差表示測量結(jié)果：注：偏差在測量次數(shù)為無窮時(shí)才等于誤差。當(dāng)測量次數(shù)足夠多時(shí)，二者之間區(qū)分較小，可無須區(qū)分。屢次等精度測量誤差估算第35頁標(biāo)準(zhǔn)誤差和算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差：

N次測量中某一次測量標(biāo)準(zhǔn)偏差：算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差：

屢次等精度測量誤差估算用標(biāo)準(zhǔn)誤差作誤差估算值第36頁結(jié)果表示：表示測量結(jié)果有一定幾率分布在以下區(qū)間內(nèi)：第37頁步驟：求算術(shù)平均值：2.求某一次測量標(biāo)準(zhǔn)誤差：檢驗(yàn)和剔除粗大誤差：屢次等精度測量誤差估算第38頁3.若某測量值滿足

則將此數(shù)值xd剔除，認(rèn)為它含有粗大誤差。4.重新計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，重復(fù)剔除粗大誤差，直至沒有為止。5.計(jì)算算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差，并表示出測量結(jié)果。第39頁對某物體進(jìn)行15次測量，測值為：11.4211.4411.4011.4311.4211.4311.4011.3911.3011.4311.4211.4111.3911.3911.40檢測是否有壞值。例計(jì)算:第40頁所以11.30為壞值，應(yīng)剔除。余下數(shù)據(jù)繼續(xù)檢驗(yàn)：14個(gè)測量值均滿足條件，無壞值。第41頁第42頁相對誤差及其估算絕對誤差與其測量值比稱為相對誤差，換算成百分?jǐn)?shù)稱為百分誤差。有理論值試驗(yàn)中：第43頁

最大誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差多次測量單次測量相對誤差直接測量結(jié)果及誤差第44頁數(shù)據(jù)左起第一位非零數(shù)起,到第一位欠準(zhǔn)數(shù)止全部數(shù)字。有效數(shù)字=準(zhǔn)確數(shù)字+欠準(zhǔn)數(shù)位有效數(shù)字普通概念測量結(jié)果＝數(shù)據(jù)＋單位

觀察值

誤差界

準(zhǔn)確數(shù)＋欠準(zhǔn)數(shù)

（全部）＋（１位）＝有效數(shù)字第45頁（1）此時(shí)刻度讀數(shù)為1.66厘米（2）此時(shí)刻度讀數(shù)為2.00厘米（3）此時(shí)刻度讀數(shù)為90.70厘米（4）此時(shí)刻度讀數(shù)為90.8厘米例所以，我們可得出其定義：有效數(shù)字實(shí)際是由表征測量結(jié)果可靠數(shù)與可疑數(shù)組成。有效數(shù)字位數(shù)與所用儀器精度相關(guān)?？梢蓴?shù)字在有效數(shù)字中普通只有一位。第46頁厘米刻度尺分辨率讀數(shù)0.1cm0.01cm游標(biāo)卡尺看游標(biāo)游標(biāo)單位整數(shù)倍千分尺0.01mm0.001mm第47頁47有效數(shù)字特點(diǎn)（1）位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)位置無關(guān)。35.76cm=0.3576m=0.0003576km（2）0地位0.00035763.0053.000都是四位（3）科學(xué)計(jì)數(shù)法第48頁（4）有效數(shù)字不能隨意增減，如數(shù)據(jù)0.01370中前面兩個(gè)“0”不是有效數(shù)字,而末尾“0”是有效數(shù)字，它與1、3、7三個(gè)數(shù)含有同等地位。故末尾“0”不能去掉。（5）單位換算過程中有效數(shù)字位數(shù)不應(yīng)改變。如15cm長度換算為mm表示時(shí)，應(yīng)寫：15cm＝1.5×101mm，而不能寫成150mm。第49頁加、減法：諸量相加（相減）時(shí)，其和（差）數(shù)在小數(shù)點(diǎn)后所應(yīng)保留位數(shù)與諸數(shù)中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少一個(gè)相同。

4.178+21.3

25.478=

25.5有效數(shù)字運(yùn)算第50頁乘、除法：諸量相乘（除）后其積（商）所保留有效數(shù)字，只須與諸因子中有效數(shù)字最少一個(gè)相同。

4.178×10.1

41784178

421978=42.2有效數(shù)字運(yùn)算第51頁1.誤差有效數(shù)字

普通情況下絕對誤差有效數(shù)字取一位，相對誤差可取一到二位。2.測量結(jié)果有效數(shù)字

測量結(jié)果最正確值有效數(shù)字末位與絕對誤差所在位對齊。舍入法則及結(jié)果表示第52頁對于保留數(shù)字末位以后部分，小于５則舍；大于５則入；等于５時(shí)，若保留數(shù)字末位為奇數(shù)則進(jìn)，末位為偶數(shù)則舍，即把保留數(shù)字末位湊成偶數(shù)。3.舍入規(guī)則：四舍六入五湊偶例：將以下數(shù)據(jù)修約成4位有效數(shù)字。3.14159→2.71729→4.51050→5.6235→3.216500→6.378501→3.1422.7174.5105.6243.2166.378第53頁直接測量量數(shù)據(jù)處理舉例

對某量測量6次,測量值分別為9.1809.1939.2679.2519.2669.239(cm)cm取一位cm計(jì)算第54頁絕對誤差保留1位,且使平均值最終一位與之對齊.最終結(jié)果：｛取一位相對誤差：第55頁試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)和處理1.列表法

2.作圖法

3.逐差法

4.最小二乘法第56頁要求：（1）簡明，便于表示對應(yīng)關(guān)系，處理數(shù)據(jù)方便。（2）寫明表序號和名稱，標(biāo)明物理量、單位及數(shù)量級。（3）表中所列數(shù)據(jù)應(yīng)是正確反應(yīng)結(jié)果有效數(shù)字。（4）試驗(yàn)說明和必要試驗(yàn)條件記在表外。

一.列表法第57頁列表舉例：

表1伏安法測100

電阻對應(yīng)數(shù)值表注：電壓表量程7.5V精度等級1.0，電流表量程50mA精度等級1.0第58頁依據(jù)各變量之間改變規(guī)律，選擇對應(yīng)類型坐標(biāo)紙。正確選擇坐標(biāo)百分比和原點(diǎn)（不一定從零開始），滿圖紙作圖。對坐標(biāo)軸標(biāo)度時(shí)應(yīng)使數(shù)據(jù)最末位可靠數(shù)字與坐標(biāo)紙中最小分度對應(yīng)。寫明圖名、各坐標(biāo)軸所代表物理量、單位、數(shù)值數(shù)量級等。

二.作圖法第59頁“×△⊙⊕◆”等比較顯著標(biāo)識符號對數(shù)據(jù)描點(diǎn)。把數(shù)據(jù)點(diǎn)以平滑線連接，曲線無須經(jīng)過每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，各數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在曲線兩邊；使線兩旁點(diǎn)數(shù)和距離盡可能相等；“連四畫三”、“連三畫二”；偏離尤其大點(diǎn)，經(jīng)慎重考慮后方可除去。第60頁圖例yxyx虛線只經(jīng)過首尾兩個(gè)點(diǎn),失去屢次測量意義平滑曲線第61頁

(1)判斷各量相互關(guān)系。

(2)圖上求未知量——圖解法作圖法應(yīng)用b注意：計(jì)算斜率時(shí)選取距離盡可能遠(yuǎn)兩點(diǎn)，其橫坐標(biāo)為整數(shù)，或該點(diǎn)剛好在橫縱刻度線上且不能用原始數(shù)據(jù)點(diǎn)?。M坐標(biāo)起點(diǎn)不為零，第62頁電壓（v)11.321.230.439.650.1電流(mA)0.821.752.883.794.90010.020.030.040.050.0電壓V(v)電流I(mA)1.02.03.04.05.0?????

(10.0,0.60)(48.0,4.70)4.5v第63頁不妥圖例展示：nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖圖1曲線太粗，不均勻，不光滑。應(yīng)該用直尺、曲線板等工具把試驗(yàn)點(diǎn)連成光滑、均勻細(xì)實(shí)線。第64頁nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖更正為：第65頁圖2I(mA)U(V)02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006