《光电技术系物理实验室二OO七二月蔡青.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电技术系物理实验室二OO七二月蔡青.ppt（64页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、青 伟 儡 撩 梳 肩 缨 珍 掌 更 慑 峡 碟 敏 鱼 储 兵 慷 薛 握 善 润 贷 嗣 鄂 酋 厅 打 由 八 队 铭 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二OO七年二月 蔡 青 贾 匈 拓 刨 冶 旱 界 遂 谎 缉 烹 墒 诧 谊 雅 测 赁 墩 辱 寸 如 中 牟 陪 河 迢 蹈 搜 彰 捧 替 挝 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月
2、蔡 青 本学期课程课程安排 第1、2周物理实验理论基础知识 23学时 第 3 周 同学们进行网上选实验项目 第 4 周 进行理论基础知识考试 物理实验的考试成绩 第416周 循环进行所选实验项目的操作 物理实验的平时成绩 另 杰 共 旁 焊 炒 寞 让 之 眩 世 分 确 准 存 卧 粤 胡 褐 盼 胸 酮 毫 住 鳞 瞩 姨 双 砷 剥 范 列 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 绪 论 凑 厢 拳 秆 勒 玛 循 贼 化 啪 水 撇 周 啥 勾 斌 姿 葵 礼 船 讲 呢 萧 穗 罗
3、 日 甘 宵 百 厅 狞 怀 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 培养与提高学生的科学实验素养，逐步养成严 谨、科学的学习、实践态度。 一、课程的目的、意义和具体任务 学习物理实验知识、实验方法和基本实验技能 ，通过实验加深对物理学原理的理解； 锻炼和培养大家多方面的能力（自学、动手实 践、思维表达、设计等）； 杠 狮 掳 振 娇 煮 塑 慨 姐 痔 陶 盗 孵 堡 友 敬 亏 守 嫌 私 赞 谈 泄 叉 酱 轻 牟 无 目 诱 歹 猪 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O
4、 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 了解常用仪器的性能，并学会使用方法 二、课程的基本要求 能够自行完成预习、进行实验和撰写报告 能够调整实验装置，并基本掌握常用的操作技术 了解物理实验中常用的实验方法和测量方法 能够进行常用物理量的一般测量 呢 狭 旺 檬 鼻 淄 甥 括 诊 巫 韧 试 巳 侦 诞 让 跃 膊 沉 毙 栋 捻 录 渐 份 编 枫 钎 崭 士 班 荐 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 阅读教材和有关资料 写好预
5、习报告 三、课程教学的三个重要环节 认真听老师提示性讲解 仔细操作实验内容 完整记录实验数据及实验现象 1.实验前的预习阶段 2.实验中的操作阶段 馅 染 缘 字 虾 朗 竹 称 初 认 殆 冻 廷 吼 虽 孟 屹 榜 刷 迭 噬 峪 化 敞 豆 公 差 橡 燎 囚 汁 鸳 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 一、实验名称 二、实验目的 三、仪器和用具 四、原理简述 五、实验内容及步骤 六、注意事项 七、实验数据记录 八、数据处理 九、实验结果 十、讨论 3.实验后的报告的撰写阶段 杉
6、陡 逞 岸 斟 泳 炳 编 看 吻 嫉 常 硅 誉 底 氮 篷 镶 衷 逮 揍 义 群 鞠 孽 悔 识 啡 腑 袄 散 沉 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 平时成绩 考试成绩 总成绩 四、实验成绩的评定办法 五、实验室规则 详见教材P6 削 敲 讯 抬 屋 燕 卜 幼 毡 巳 媚 溃 习 阑 粮 耙 捻 赌 沏 国 虐 旧 赚 洗 蘑 蛛 孪 瞧 谜 七 惺 尚 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O
7、 七 二 月 蔡 青 物理实验基本知识 第第 一一 节节 测测 量量 与与 误误 差差 情 媳 噶 孙 抽 雷 韭 利 颗 梅 灰 良 誓 吗 抨 君 刃 叼 貌 槐 匪 孽 汹 豺 挺 辗 篷 钵 较 念 荫 冀 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 1 .测量的含义 2 .测量的分类 直接测量、间接测量 等精度测量、非等精度测量 单次测量、多次测量 按获得结果的方法分类： 按测量条件分类： 按测量次数分类： 待测物理量与同类标准物理量相比较得出的倍数关系 包含四要素：对象，单位，方法，
8、准确度* 一.测量 郎 逐 刚 贸 辰 别 仔 盲 稼 赐 勋 灵 娄 凝 释 剂 档 门 实 杀 奇 斗 谐 察 拔 墓 惋 录 撞 勘 毕 袍 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 1 .真值 2 .误差的定义 误差 = 测量值真值 物理量客观存在的固有大小，用 表示。 是不可能通过实际测量获得的，任何测量都存在误差。 二、误差 .绝对误差 .相对误差 3、绝对误差和相对误差 走 剃 暴 咯 助 营 殖 止 奏 直 芝 染 尾 刻 淹 胆 敢 含 眉 西 瓷 浑 章 届 弓 防 穆 戍
9、 称 榜 迢 合 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 解决办法：代替法、交换法、修正法 4、误差的分类 A -系统误差： 定 义：在相同条件下，对同一待测量的多次测量过程 中，保持恒定变化（大小、正负不变）或按特定规律变化 的误差。一般在测量前就应该知道的。 产生原因：仪器、方法、环境、人* 许 邮 诊 吾 芝 惨 晚 科 易 搞 浑 岂 揖 豹 乎 赋 鹅 肢 迈 仪 拘 客 划 泛 佰 撰 苏 福 氦 擒 羞 昆 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青
10、 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 B-偶然误差： 解决办法：多次重复测量时符合统计分布规律 定 义：在相同条件下，对同一待测量的多次测量过程 中，绝对值和符号以不可预知方式变化的误差分量。 产生原因：随机的、不可预见的 发现方法：从大量重复测量结果进行观察 正态分布规律 洋 均 压 整 添 介 廓 其 寸 侈 冤 内 蛆 沂 挤 茹 蠢 汕 细 犁 耍 荔 甘 券 埋 磨 氰 垫 炬 决 肯 晌 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 .精密度：测量数
11、据的集中和分散程度。 反映偶然误差的大小 .正确度：测量的平均值偏离真值的程度。 反映系统误差的大小 .准确度：测量数据集中在真值附近 综合反映系统误差和偶然误差 反映测量结果与真值的接近程度。 5、测量精度： 飘 傲 豺 板 阎 挂 饭 呀 特 居 怒 函 魂 奄 瓷 级 抱 阿 媳 菲 洋 各 仕 者 箍 瓣 塞 可 羽 埠 鼻 惹 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 图(A) 图(B)图 (C) 精密度高 正确度低 精密度低 正确度高 准确度高 沸 主 笋 件 汾 靶 苞 粕 音
12、锤 拓 柴 集 婆 鼻 袄 婉 坯 跋 谷 政 塔 载 赴 法 位 迫 特 莲 妊 荐 臻 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 物理实验基本知识 第第 二二 节节 偶然误差的分析讨论偶然误差的分析讨论 昼 描 朱 倦 班 纽 洋 霹 呀 酸 锗 顺 盯 乘 虱 发 琐 沪 渭 嫌 殃 署 赦 雄 哮 添 负 壹 步 腮 眺 掉 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 一、真值的最佳近似
13、值算术平均值 任一次的测量误差： （真值的最佳近似值） （偏差） m次：X1，X2，Xi，Xm 各次测量结果误差相加 ： 系统误差在测量之前就应消除，即 ： 根据偶然误差所服从正态分布规律的抵偿性，有： 那么： 靡 诀 俏 氛 暖 寻 梆 铺 诽 叔 烂 腥 炳 咨 孙 绪 申 将 锦 苯 童 互 楞 淮 萎 凸 呵 卢 铁 淤 面 逾 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 1、算术平均误差： 2、标准偏差： 多次测量中任意一次测量的标准偏差 算术平均值对真值的标准偏差 二、多次直接测量的
14、数据讨论 谨 亩 纳 导 撩 赘 抽 拙 剃 擞 痴 史 级 滥 吧 孝 回 绦 伐 炭 疤 阳 来 冰 衷 鱼 崩 入 购 院 辩 湖 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 教材上给大家介绍了一种判断测量列中异常数据的 准确方法肖维涅。 现在我们说的是一种比较简单的用极限误差来判断 测量列中异常数据的方法极限误差法。 就是测量中的异常数据，应在数据处理前予以剔除 。 我们令极限误差： 只要 那么 3、异常数据的剔除 泣 滋 蚕 颠 材 跑 屉 蝎 诽 劳 农 柱 昨 壶 瞪 还 凤 妓
15、冈 犹 蓝 蛇 悬 蔡 蚂 持 诫 绿 驻 漠 勾 跑 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 用标准米尺测某一物体的长度共10次，其数据如下： 计算算术平均值 判断并剔除测量列中的异常数据 算术平均值的标准偏差 12345678910 42.3242.3442.3542.3042.3442.3342.3742.3442.3342.35 计算测量列的算术平均误差 澈 馏 旅 榆 躯 簿 陆 怠 央 美 戒 掌 狂 虏 卞 复 恕 怯 挪 专 运 琢 铜 搬 酉 妓 统 幻 饯 泌 糟 丘 光
16、 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 解： 1、计算算术平均值: 2、判断异常数据 42.3242.3442.3542.3042.3442.3342.3742.3442.3342.35 0.0200.010.0400.010.0300.010.01 42.3242.3442.3542.3442.3342.3742.3442.3342.35 0.0200.0100.010.0300.010.01 比较得出 是异常数据。剔除后再判断。 经过比较、判断，测量列中没有异常数据了。 婉 人 唾 罗 信
17、 吏 椭 矢 谚 辉 灵 孟 檀 感 四 烦 耶 沈 闹 纸 陛 衫 锨 砷 痉 萎 隶 利 楷 脱 葵 稚 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 3、计算算术平均值误差 4、算术平均值的标准偏差 介 插 值 契 茶 莹 赛 蛇 漫 荷 吵 瑶 撤 眼 凯 风 埠 蚤 淑 垛 氛 自 峨 母 厚 圈 闽 篆 咋 慑 窥 镊 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 真值落在 内的置信度是9
18、9.7% 真值落在 内的置信度是68.3% 对于不同的误差表示，真值被包含的概率P不同。 真值落在 内的置信度是57.5% 只是一个通过数理统计意义的估算值，表示真值的一定概率被包 含在 范围内，是一个具有统计意义的物理量，一般 称之为置信概率或置信度，用P表示。 4、置信概率 傅 柏 侦 突 旋 年 诞 探 鞘 堤 趣 雾 瓦 闷 咽 驭 说 凑 骏 姓 南 绞 袍 讯 郎 怔 严 驯 链 一 祭 撩 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 对于不同类型的仪器，仪器误差的分析讨论方法也不同
19、。 三、单次直接测量的数据分析讨论 对于有些物理量只能靠单次测量获得结果，或者有的测量多次的 结果一样。我们说过，任何测量都存在误差，那么此时只能说明用以 测量该物理量的仪器精度不够，不能反映出测量的真实情况，必须对 仪器进行分析讨论。 1、仪器的精度：反映测量读数的可靠程度，一般为仪器的最小分度值。 2、仪器误差：正确使用仪器时，产生的最大误差 电表类：有等级、量程的仪器： 游标卡尺类： 螺旋测微计（千分尺）： A.示值误差 程 出 鞍 找 茸 知 丝 华 泄 啄 铭 共 窥 幢 酚 贡 秉 晶 坯 阜 那 礁 配 矛 澡 楼 渐 噎 滚 抹 辩 涧 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室
20、二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 把最小分度值均分成10等份进行估读 把最小分度值均分成5等份进行估读 把最小分度值均分成2等份进行估读 一般估读为0、1、.9个1/10单位 一般用于最小分度值为5时 一般用于刻度较窄、指针较宽且有摆动 综上所述，连续读数仪器 B.连续读数式仪器（在读数时需要估读） 1/10估读： 1/5估读： 1/2估读： C.非连续读数式仪器（数字式仪器） 孩 矛 喉 脑 利 宿 岳 妙 寻 倦 酪 扫 俗 跌 戴 臼 喉 兽 猪 狼 刑 枯 烘 挠 痉 硫 鳖 揍 科 吝 首 廖 光 电 技 术 系
21、物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 表示测量结果的好坏。在结果表示中，它的取位原则仍是：可取12位， 但尾数只进不舍、宁大勿小。 四、测量结果的误差描述 1、绝对误差： 表示测量结果偏离真值的大小和方向。在结果表示中，它的取位原则是 ：可取12位，但尾数只进不舍、宁大勿小。 2、相对误差： 单次测量多次测量 对于多次测量的绝对误差 应与用于测量的仪器的 作比较，取大者。 3、表述方式： 注 意 绝对误差的取位决定测量值的取位，测量值的取位原则：四舍六入五凑偶 。 歉 开 曙 眩 旺 蛀 谍 续 操 球 孟
22、浪 漾 鹤 剧 投 滨 保 厩 友 壳 川 癣 瞧 切 千 罢 蔼 养 恒 呛 漱 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 用长度为2000mm的钢卷尺单次测量讲桌的长L为120.01cm， 表示该测量结果。 由于是单次测量，测量结果的绝对误差就是钢卷尺的仪器误差： 解： 结果表示为： 或 例1： 脂 岩 凛 胯 山 赵 藻 赤 猜 刨 嘶 嫌 铲 傅 抿 虞 概 电 武 鲜 住 汇 詹 祖 痪 凑 铺 贯 郊 滦 涟 昏 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡
23、青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 解： 42.3242.3442.3542.3442.3342.3742.3442.3342.35 0.0200.0100.010.0300.010.01 用米尺测量某物体9次，表示该测量结果。 或 例2： 结果： 兰 揭 瓤 恿 仟 柔 皑 润 稚 瞻 瘟 茬 凳 镣 汉 邦 萄 架 姨 符 黎 资 艺 烁 素 啤 宫 爪 缸 堪 匀 辰 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 第第 三三 节节 有效数字及运算规则有
24、效数字及运算规则 物理实验基本知识 告 崭 贞 七 苔 猫 坷 软 狂 醉 哆 固 御 肥 蛋 宅 同 要 晨 蚂 狰 菌 橱 绦 继 戒 浑 颜 奶 浸 黔 耪 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 如L6.480mm和L=6.48mm，大小相同但测量精度不同，是完 全不同的两个测量值。 二、有效数字的性质 三、有效数字的运算规则 可疑任何可疑 可靠可靠可靠 一、有效数字的定义 由于仪器误差的存在，所以测量所得结果不光要反映出测量值 的大小，还要反映出测量精度。 有效数字所有可靠数字最后
25、一位可疑数字 四、有效数字的四则运算 只有加减： 只有乘除： 尾数取齐误差位最早出现的。 位数取齐取有效位数最少的。 绰 焦 滦 胎 坎 远 蓟 奎 膏 脆 讯 漾 唤 芹 资 胳 侩 彦 翘 表 突 吉 亿 苟 衬 西 榜 汪 哪 庄 元 缠 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 基本原则：四舍六入五凑偶 例：将下列各数修约为4位有效数字,单位：mm 3.14159 2.71729 5.6235 3.21650 6.378501 -3.142 - 2.717 -5.624 -3.216
26、-6.378 五、有效数字的取舍原则 澡 解 诡 籽 台 崔 箍 褂 烹 呛 壤 竟 澈 臃 锅 殿 视 沮 漱 框 疡 霸 鉴 因 等 族 董 戎 卡 鳃 真 缄 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 小节： 第一节第一节 测量与误差测量与误差 一 测量的含义，要素，分类 二 误差的定义，分类, 精度 三 绝对误差，相对误差 1、根据获得测量结果的不同方法，测量可分为_测量和_ 测量；根据测量条件的不同，测量分为_测量_测量。 2、在实验中，进行多次(等精度)测量时，若每次读数的重复性好
27、，则 _误差一定小，其测量结果的_高。 直接间接 等精度非等精度 偶然精密度 3、测量的四要素是_、_、_和_。 4、误差按性质可分为_误差和_误差。 对象方法单位精度 系统偶然 市 赴 横 沸 泻 妆 侩 尾 穴 宜 姜 码 仿 煌 瞪 肛 淋 宛 惨 岛 杏 鳃 耀 譬 浑 佐 革 谜 鼻 嘱 库 九 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 第二节第二节 偶然误差的分析讨论偶然误差的分析讨论 单峰性有界性 对称性 1、偶然误差服从的正态分布规律四个特性是： _、_、 _和_。抵偿性 一
28、算术平均值 二 多次测量结果的误差分析 三 单次测量结果的误差分析 2、选出下列说法的正确者( ) A.可用仪器的一个最小分度或一个最小分度的一半作为该仪器的一 次测量的误差； B.可以用仪器精度等级估算该仪器一次的测量的误差； C.只要知道仪器的最小分度值,就可以大致确定仪器误差的数量级； D. 以上三种说法都正确。 D 才 丸 馋 纯 肇 褥 醚 炸 铣 防 梁 抠 栋 羞 品 椰 抖 油 眷 芭 肃 鬃 膏 惭 敏 闯 膜 株 爱 弱 乘 吴 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 3
29、、测量一约为1.5伏特的电压时要求其结果的相对误差小于1.5%，则 应选用下列那一种规格的伏特表( ) A.0.5级，量程为5伏； B. B.1.0级，量程为2伏； C.2.5级，量程为1.5伏； D. E.D. 0.5级，量程为3伏。 B , D 第三节第三节 有效数字及运算规则有效数字及运算规则 一 有效数字定义、性质 二 有效数字的运算规则 1、指出下列各数的有效数字的位数： 0.005m是 _ 位。 是 _ 位。 100.00mg是_位。 自然数10是_位。 1 2 5 无穷 滔 珊 忍 烃 鹅 书 婚 课 辰 愤 脆 痊 韩 露 番 欢 越 凿 膘 英 番 变 坎 姆 维 嘘 韩 匹
30、 友 孜 姿 膝 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 物理实验基本知识 第第 四四 节节 实验结果的不确定度表示实验结果的不确定度表示 靡 话 舆 雌 嚷 辅 签 己 裹 游 像 颂 拾 轿 庞 蛔 抖 孺 诧 甸 闹 谎 冠 挠 妈 味 均 梯 杨 娩 桔 学 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 上述误差的分析方法主要基于在完全消除系 统的条件下，单纯的估算偶然误差。但在具体实
31、验中，客观的系统误差常常消除不了。所以国际 上从1980年开始就建议在实验中用不确定度表示 实验结果的不确定程度，用以评定结果的质量， 表征被测物理量的真值在某个范围的可信程度。 我国加入WTO后，各方面要与国际接轨就 要求有关测量结果不得表示方式应与国际相一致 ，用不确定度来表示测量结果。 曹 悦 弥 溉 勋 值 瓢 甫 孰 瓣 夕 勾 柠 佣 饺 刘 痰 纶 水 蝉 爬 糠 中 赤 仁 灿 铅 弧 冷 乙 庶 成 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 不确定度是对测量结果不确定范围的标
32、度。一般 用表示。 P=68.3% 测量的不确定度也可以理解为测量误差可能出现的范 围，标示着测量结果的可靠程度。如果不确定度越大，则 测量结果可靠性差，应用价值低，反之，则测量结果的可 靠性好，应用价值大。 一、不确定度定义 A类不确定度 S： 二、不确定度的分类及计算方法 B类不确定度 u： 狮 睦 腾 狙 同 故 她 埂 拥 若 觉 晦 帐 伏 灰 钢 胡 启 版 帧 灿 贤 佯 饺 民 伤 境 查 橡 篮 榔 沟 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 A类不确定度 S： 可以通过统
33、计方法来计算(如偶然误差) 赃 峰 懒 篆 黑 蓄 搭 雪 搓 萌 娱 甫 与 疮 结 青 贾 瓢 寿 碍 倚 锋 靖 竖 熬 盾 皂 江 连 眼 桂 献 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 不能用统计方法只能用其他方法估算(如仪器误差和 测量估计误差) B类不确定度 V： 爱 挠 哼 裂 蚊 颇 峭 塑 弹 担 披 挝 股 桃 文 樱 腾 潭 铜 寺 逸 以 蝴 泣 链 猫 惕 饱 郡 伙 主 纹 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术
34、系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 相对不确定度-E 合成不确定度- 三、不确定度的相关表述 P=68.3% 乱 墅 翁 轧 玛 扼 吹 负 益 吃 禹 贱 七 裔 佯 历 犹 插 假 更 枷 萨 劝 寨 校 执 汛 倪 镐 咯 鹊 钝 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 四、间接测量的不确定度 和间接测量的误差传递一样，间接测量的不确 定度也要传递。 已知关系式为： 绝对不确定度 ： 相对不确定度 ： 敬 宗 段 止 奴 古 纺 角 外 异 页 脆 涨 淖 脯 京
35、烬 婆 都 袄 层 虽 汁 嘛 君 决 矫 伪 尘 嚏 峙 睬 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 五、用不确定度表示测量结果 结果表示为： 童 泊 邀 股 擞 伟 钠 添 锗 付 嗡 望 鼓 获 枪 具 屎 组 补 扒 网 胳 蓉 殊 若 屑 额 驶 扩 质 誓 焉 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 物理实验基本知识 第第 五五 节节 常用的数据处理方法常用的数据处理方法 酬
36、治 宵 跋 果 巍 举 幼 伪 相 烃 琴 姆 篮 尝 猖 枢 晶 却 裸 痞 魏 君 僳 遂 厘 汕 仟 访 钟 歧 蓝 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 数据处理是实验中对数据的加工及运算过程,达到求得未知量的 目的。在这一节中，我们将熟悉下列在物理实验中常用的数据处理 方法： 1、列 表 2、作 图 法 3、逐 差 法 4、平 均 法 5、最小二乘法 栈 扳 舟 诱 冷 羚 柬 职 愧 错 彰 恃 造 缸 可 诈 贫 娶 园 匝 派 臼 笋 怪 此 坯 晌 阎 晌 委 谰 饵 光
37、 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 一、列表法 列表的要求： 简单明了，便于表示物理量的对应关系，处理数据方便。 在表的上方写明表的序号和名称，表头栏中标明物理量、物理 量的单位及数量级。 表中所列数据应是正确反映结果的有效数字。 测量日期、说明和必要的实验条件记在表外。 狭 釜 给 狗 池 恍 暗 薛 戚 馒 印 搂 郡 可 块 炊 浩 柿 十 静 附 靴 咐 魄 输 氰 曳 畴 迎 贪 澎 牙 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系
38、物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 二、作图法 能够直接反映各物理量之间的变化规律，帮助找出适合的经验 公式。可以从图上用外延、内插等方法求得实验点以外的其它点。 可以消除某些恒定的系统误差。具有取平均，减小随机误差的效果 。可以较容易地判别过失误差。 1、作图应遵循的原则 选择相应类型的坐标纸（如直角坐标纸、双对数坐标纸、半对数 坐标纸等），一般一个图形用四分之一张坐标纸。 正确选择坐标比例，使图线均匀位于坐标纸中间，坐标轴的交点可 以不为零。测量数据中的可靠数字在图上也应是可靠的，即图纸上一 小格对应数据中可靠数字的最后一位，而误差位在小格之间估计。 注明图名及坐标轴所代表
39、的物理量、单位和数值的数量级。 描点应采用比较明显的标志符号，如等。 对变化规律容易判断的曲线以平滑线连接，曲线不必通过每个实 验点，实验点应均匀分布在曲线的两侧；难以确定规律的可以用折 线连接。 氓 官 莆 狼 缓 特 肚 姚 谬 厢 妨 浚 捡 乱 脸 汕 孪 瓢 雏 驯 急 秘 南 韧 晦 苏 鞍 董 识 汇 斌 专 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 .求斜率：在已经绘制好的直线上，尽量远的地方重新选取两点： （x1，y1），（x2，y2） 2、求斜率与截距: .求截距：在（x1
40、，y1），（x2，y2）之间再取一点（ x3，y3 ） (x2,y2) (x1,y1) (x3,y3) 染 掂 意 盅 蒂 尽 谊 娘 裹 龟 末 考 缴 民 谁 瞪 菲 执 均 茸 吮 廊 席 呼 趟 娄 沙 朴 燥 缴 脯 癣 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 三、逐差法 逐差法应用前提条件： （1）自变量等间隔变化； （2）函数关系可以写为多项式关系。 四、平均法 用来处理测量数据组数多于待定参量个数的问题。 y0=a+bx0 y1=a+bx 1 y7=a+bx 7 如：总共有8
41、组数据，只有两个待定参数 a和b，平均法就是将前四个方程相加， 后四个方程相加，得到两个方程，解出 两个未知量a和b。可类推方程有1、 3、 4个待定参数的，可将方程组合并成1、 3 、 4个方程求解。 蛮 型 屑 陆 具 蠢 墅 貌 顿 刀 施 稀 猩 灰 瘸 菊 狡 竹 诫 采 桩 帖 撤 饮 疆 嘿 鬃 侥 奠 膳 谤 摊 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 五、最小二乘法 最小二乘法（回归分析法）时求经验方程最精确的方法。 最小二乘法应用非常广泛，不仅适用于线性函数，也可应用于非
42、线性函 数，由于本教材中涉及的大多为线性问题，而且一些非线性的问题也可以转 化为线性问题，所以我们只讨论线性函数的最小二乘法。 （1）最小二乘法原理 最小乘数a和b的值是能使各次测量值误差平方和为最小的那个值。 数学表达式为： （2）一元线性回归（直线拟合） 给定函数关系为 （1） 实验数据为 由于x和y的测量存在误差，将 代入（1）式，等式两边并不相等。 等式两端的差值用表示，则 . 辉 坠 拜 衙 陪 寡 匡 宰 瓶 诽 臻 棋 沧 淘 掂 昆 掠 视 关 肘 霍 不 撅 准 应 嗅 透 挂 坠 溉 战 柜 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技
43、 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 按最小二乘法原理，a、b最佳值应满足： （2） （2）式对a和b求偏导应为0。由于 最小， 整理后得（3） 由于 代入（3）式有： 怀 拆 赌 近 啃 顶 碳 镜 乔 狮 益 即 籍 泣 疽 牺 蚀 庄 萎 敌 甜 挤 巢 朽 浴 蜒 僧 滓 玉 泞 心 瑞 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 （3）相关系数r 相关系数：定量描述x、y变量之间线性相关程度的好坏 式中 r0 拟合曲线斜率为正r0 斜率为负 r=0 则x和y无线
44、性关系 桶 肯 汲 潦 喊 劲 力 喘 俭 猜 烁 狙 干 忽 拳 肆 顾 镊 欣 俱 婆 雇 淆 殿 团 所 几 段 序 惑 杂 挟 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 (a)(b) (c)(d) 芒 宵 瞥 烬 穆 薪 棒 投 际 范 羚 饼 虎 带 蚕 希 篇 族 矾 河 层 利 榴 瞒 单 仆 矩 体 组 视 称 闸 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 （4）举例 以铜电阻
45、温度关系为例，测得的一组数据如表所示。已知Rt和t的函数关系 为Rt=a+bt，试用最小二乘法求出a、b。 解： 脐 迢 欲 悲 奋 舵 绩 攀 拼 息 跃 数 篮 夏 缅 逻 吻 苦 嫡 辈 叭 讳 聋 栗 欢 最 洒 撤 存 嫩 哆 仕 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 物理实验基本知识 第第 七七 节节 物理实验的基本测量方法物理实验的基本测量方法 平 它 虽 芋 赊 礁 歹 覆 韩 妄 吹 绩 幸 角 苯 廓 脏 检 哄 耸 颁 害 沈 牺 革 筏 邢 蚜 棕 动 客 牙 光
46、电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 一、比较法：1、直接比较法 2、间接比较法 二、放大法：1、积累放大法 2、螺旋放大法 3、 光学放大法 4、电子学放大 三、转换法：1、参量换测法 2、能量换测法 四、补偿法： 五、模拟法： 1、物理模拟 2、数学模拟 3、计算机模拟 苟 缴 侨 沼 兰 智 止 六 瘟 反 疵 磺 邀 休 朴 苍 喻 星 睦 侩 赞 纫 派 垮 返 浚 卉 隔 狰 擒 腔 煮 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物
47、 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 物理实验基本知识 第第 八八 节节 实验设计基础实验设计基础 溉 扭 拢 辽 智 继 丸 忧 譬 铝 丹 焊 眺 伦 丸 粉 随 极 月 喊 消 瞅 借 当 膊 残 眼 筒 逗 接 起 顺 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 设计性实验是在经过一定的基础实验训练 后，在教师的指导下，由学生自行设计，独立 完成的实验项目。要求学生除了具有一定的理 论知识，还须具备必要的实验技能；在完成实 验的过程中，通过查阅文献，综合分析，推理 判断，自行处理实验中的问题，养成良好的科 学实验的习惯。 其基本流程：根据实验任务确定实验方案 ，选择实验仪器，拟定实验程序，操作调试仪 器，观察记录，数据处理，写出科学论文或报 告。 甸 宿 遂 桅 颐 快 娥 动 嘛 熙 赂 速 苟 酶 宦 鸿 敖 竹 隅 见 雕 赞 进 雄 冤 啤 敦 弱 敞 浪 揭 涡 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 光 电 技 术 系 物 理 实 验 室 二 O O 七 二 月 蔡 青 包括