大物实验绪论

物理实验A(1)： 1次绪论+6次必做+2次自选
物理实验B(1)： 1次绪论+6次必做 实验上课时间：上午8:30－11:50，下 午1:30 －4:50，晚上6:30－9:50 实验地点：六教5—7层,按循环表上必做实验课

注意： 实验不得无故迟到缺席,补课,…
关于实验预习、实验室开放规则 A(1)自选实验网站http://166.111.214.111/， 期末也可以查成绩。
函数也可直接求得 a、b、r ； 3. 可以根据实际情况自己编程求 a、b、r 。
常见的可转化为线性回归的非线性关系：
y c1e
c2 x
两边取对数 ln y ln c1 c2 x
y a bxn 令z x n y a bz

Ⅱ-2电磁学实验基本仪器
x2

P (x)


px dx 0.683
简写为: 换写为：
x
0.683
x
0.683

μ -σ μ +σ
表示真值落在(x－σ， x＋σ )区间 x 的概率为0.683，其它区间的概率为：
x 2 x 3
A(1.00,2.76)
1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
0
U (V)
电阻伏安特性曲线
用最小二乘法进行直线拟合优于作图法。 最小二乘法最佳经验公式 y = a+bx 中a、b的求解 :
实验数据:(xi，yi，i =1，2…n)，设x、y 满足直线关系式： y =f(x)=a+bx 当所测各yi值与拟合直线上各估计 值 f (xi)= a+bxi之间偏差的平方和最小
x
假定对一个量进行了n次测量，测得的值为yi (i =1, 2，… n)，可以用多次测量的算术平均值作为被测量的最 佳估计值(假定无系统误差)
y ( yi ) / n
i 1
n
用标准偏差 S表示测得值的分散性
S按贝塞耳公式求出：
s
( yi y)
i 1
n
2
n 1
L L 250.09mm
位（不能任意减少）。
加减运算的结果末位以参与运算的末位最高的数为准。
如 11.4+2.56=14.0 75-10.356=65
乘除运算结果的有效位数，可比参与运算的有效位数最
少的数多取一位。 如 4000×9=3.6×104 2.000÷0.99=2.00
总不确定度Δ的有效位数取2位（首位3以上可取1位）
能确定的程度。不确定度是一定概率下的误差限值。
不确定度反映了可能存在的误差分布范围，即
随机误差分量和未定系统误差的联合分布范围。
由于真值的不可知，误差一般是不能计算的，
它可正、可负也可能十分接近零；而不确定度总是 不为零的正值，是可以具体评定的。
Y f x1，x2，x3， Y＝ f x xi i

完整的测量结果应表示为： Y
以电阻测量为例
y
R (913.0 1.4)
测量对象 测量对象的量值 测量的不确定度 测量值的单位
Y = y 表示被测对象的真值落在（y ，y ）范围 内的概率很大， 的取值与一定的概率相联系。
不确定度表示由于测量误差存在而对被测量值不
ΔV 0.08cm
3
§2-3 作图法处理实验数据
I (mA)
20.00 18.00 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00
B(7.00,18.58)
由图上A、B两点可得被测电阻R为：
R UB UA 7.00 1.00 0.379 ( k) IB IA 18.58 2.76
麦克斯韦方程组
电磁场理 论才得到 公认
统一了电、磁、 光现象,预言了 电磁波的存在并 预见到光也是一 种电磁波
1887年赫兹实验 发现了电磁波的 存在并证实电磁 波的传播速度是 光速

物质波假说与电子衍射 光的粒子性与光电方程
2013希格斯粒子发现（1964希格斯预言） 62种粒子中：13种规范粒子，12种轻子，36种 夸克早已被实验证实。
2. 课上实验操作 阅读资料、调整仪器、观察
现象、获取数据、仪器还原。
由教师在原始数据上签字认可后实验完成
3. 课后写实验报告 并在规定时间交到六教B
区5层的学生交报告柜中。
课上、课后 严禁抄袭！
1. 列出实验名称、实验目的 2. 实验原理 3. 实验仪器 4. 实验任务或实验步骤 看质量， 5. 数据处理 不看厚薄！ 6. 实验小结（有就写，不强求） 7. 后附原始数据表格，简单的预习报告 注意： 1-4项手写尽量不超过3页，不要抄讲义，要自 己提炼。报告重点应放在5、6项。数据处理部分由计 算机完成，则该部分可以打印。

Ⅱ-3光学实验预备知识




课程名称：物理实验A(1)/B(1) 教材： 2016秋物理实验(1)课程资料 参考书： 1 物理实验教程第二版，丁慎训，张连芳，清华出版社 2 基础物理实验，吕斯华，段家忯; 北京大学出版社 3 大学物理实验第一册，吴泳华等，高等教育出版社 4 大学物理实验第二册，谢行恕等，高等教育出版社 教师： 晋青珍、董占民等13位教师和技术人员，36名TA
§1. 关于物理实验课
§2. 课程基础知识（讲义Ⅱ部分内容）
§3. 课程概况与学生须知
§4. 怎样上好物理实验课
一、物理实验的作用:
1.实验可以发现新事实，实验结果可以为 物理规律的建立提供依据; 2.实验又是检验理论正确与否的重要判据.
●电磁场理论的提出与公认
库仑定律 麦克斯韦在 高斯定律 安培定律 法拉第定律 1865年提出 假说 电磁场理论 二十多年后
简要实验参看讲义相关内容
课程学期成绩说明
●
教材P10～11练习题2、4、6、7 P13练习题1、3
●
作业写在作业纸或实验报告纸上在第一次必做 实验课上交给上课老师。

2016探测到引力波（1916广义相对论预言）
二、实验物理与理论物理同等重要

诺贝尔物理奖得主中实验物理学家占到70%以上。
基础训练课程
1.加深对理论的理解;
2.获得基本的实验知识，在实验方法和实 验技能诸方面得到较为系统、严格的训练;
3.在培养科学工作者的良好素质及科学世 界观方面，也起着潜移默化的作用。 传授知识 启迪心智
训练技能
培养作风
§2-1 测量误差及不确定度估算的基础知识
§2-2 实验数据有效位数的确定
§2-3 作图法处理实验数据
§2-4 最小二乘法处理实验数据
物理实验以测量为基础 测量分为直接测量和间接测量
如：电阻的测量（万用表，伏安法） 温度的测量（温度计，传感器）
任何测量都可能存在误差
(测量不可能无限准确)
第一注意人身安全 尤其注意防触电、防激光烧伤眼睛、防高温烫伤、防 低温冻伤… 遇紧急情况听从指挥，有序从紧急疏散通道撤离。

第二注意仪器安全 通过阅读讲义、上课听讲，了解各实验的注意事项， 爱护仪器设备，严格按照规程操作仪器，特别是精密 仪器、部件。

循环
A/AA
4、5 摆
6、7 热导 分 摆
8、9 分 摆 热导






2

Y
f ( xi )2 i 1 xi
n
Y Y
(
i 1
n
ln f xi )2 xi
Y
Y Y
§2-2 实验数据有效位数的确定
注意指针指 在整刻度线 上时读数的 有效位数。
用计算器进行计算时中间结果可不作修约或适当多取几
RSS [ yi f ( xi )]2 [ yi (a bxi )]2 min
即可得最佳拟合公式
解得
xi yi xi yi xi a 2 2 ( x i ) n x i
2
xi yi n xi yi b 2 2 ( x i ) n x i
大量相对独立微小因素共同作用下得到的随机变 量服从正态分布。
P (x)
2 1 1 x 2 p( x, , ) exp 2 2
lim
n
x
n
lim
n
(x )
n
2

x
x1 p x dx
10、11 弹 示声 焦
12、13 示声 焦 弹
14、15 焦 弹 示声
B/BB 热导 C/CC
分
…… 报告 完整 要求
…… 简要 完整 简要 完整 简要
1. 课前实验预习 看懂教材（包括预备知识）、
明确目的、写出预习报告: 实验题目 实验任务分项写出计算公式、必要的电路图、
光路图
原始数据记录表格（单独一页） 预习报告为预习时写的报告，不用冠名“预习”
•产生原因：
实验条件和环境因素无规则的起伏变化，引 起测量值围绕真值发生涨落的变化。 例如：电表轴承的摩擦力变动；
螺旋测微计测力在一定范围内随机变化； 估读不准； 操作读数时的视差影响;
①一般小误差出现的概率比大误差出现 的概率大； ②多次测量时分布对称，具有抵偿性：
因此取多次测量的平均值有利于消减 随机误差。
相关系数r ：
r
(x (x
i
i
x )( yi y )