大学物理实验绪论lv10少学时
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00B 大学物理实验绪论
测量误差 指被测量的实测值与 其真值的差别。
yt
∑ y=
5 n =1
yi
d y = y − yt
5
= 3.18
测量结果
Zhang Shihui
物理实验以测量为基础
完整的测量结果通常表示为
测量对象 不确定度
通常所说的误差； 反映了被测量量 真值所处的范围。
Y =y ±Δ
单位
测量对象的量值(如平均值)
3位有效数字 保留两位有效数字 修约 0.001 修约间隔 四舍 六入 五凑偶
有效位数的运算
Zhang Shihui
5.3 有效位数的运算 Y=a-b+c 加减 定末位：以参与运算的各 个有效数字中的最高末位为准，运 a=1.2785, b=1.56, c=0.083 算结果的存疑位比该末位多取1位，Y=a+b-c=1.278-1.56+0.083 其余按有效数字修约规则处理 =-0.1985
U (V ) I (mA) 0.74 2.00 1.52 4.01 表. 伏安法测电阻实验数据 2.33 3.08 3.66 4.49 5.24 6.22 8.20 9.85 5.98 6.76 7.50
标准偏差 ★ ★ ★ ★ ★
Zhang Shihui
单次测量的随差没有规律，但多 次测量的总体却服从统计规律。 可以用数理统计的方法来处理。
1 n y = ∑ yi n i =1
S=
∑ ( yi − y )
n −1
i
2
n ∞
σ=
∑( y − y )
n
2
A类不确定度 ★ ★ ★ ★ ★
Zhang Shihui
Zhang Shihui
物理实验绪论
间接测量：
对于某些物理量的测量，由于没有 合适的仪器，不便或不能进行直接测量 ，只能先测出与待测量有一定函数关系 的直接测量量，再将直接测量的结果代 入函数式进行计算，得到待测物理量的 量值，这个过程称为间接测量。相应的 被测量称为间接测量量。 例如:测量钢球密度。先测量钢球直径和 质量，然后代入测量公式球密度。
系统误差
系统误差是指每次测量中都具有一 定大小、一定符号、或按一定规律变化 的测量误差。
24
系统误差
系统误差的主要来源： 1.仪器误差 2.方法（理论）误差 3.环境误差 4.测量者的固有习惯 消除系统误差的方法： 1.对测量结果引入修正值 2.采用适当的测量方法： 交换法、补偿法、替代 法、半周期偶数测量法。
按测量方式可将测量分为:
直接测量和间接测量
19
直接测量
直接测量：
凡使用测量仪器直接测出被测数值 的测量叫做直接测量； 例如：用米尺测量长度，用温度计测量 温度，用秒表测量时间以及用电表测量 电流和电压等。相应的长度、温度、时 间等称为直接测量量。 直接测量按测量次数分为单次测量 和多次测量。
20
间接测量
27
3.3测量结果的不确定度
不确定度是指由于测量误差的存在而对被 测量值不能肯定的程度，或者说它表征被测量 的真值在某个量值范围的一个客观的评定。 被测量X的测量结果应表达为X
( X U ) 单位
不确定度越小，标志着误差的可能值越小， 测量的可信赖程度越高；不确定度越大，标志着 误差的可能值越大，测量的可信赖程度越低。
作图法可形象、直观地显示出物理量之间的函 数关系，也可用来求某些物理参数，因此它是一种 重要的数据处理方法。作图时要先整理出数据表格， 并要用坐标纸作图。
对于某些物理量的测量，由于没有 合适的仪器，不便或不能进行直接测量 ，只能先测出与待测量有一定函数关系 的直接测量量，再将直接测量的结果代 入函数式进行计算，得到待测物理量的 量值，这个过程称为间接测量。相应的 被测量称为间接测量量。 例如:测量钢球密度。先测量钢球直径和 质量，然后代入测量公式球密度。
系统误差
系统误差是指每次测量中都具有一 定大小、一定符号、或按一定规律变化 的测量误差。
24
系统误差
系统误差的主要来源： 1.仪器误差 2.方法（理论）误差 3.环境误差 4.测量者的固有习惯 消除系统误差的方法： 1.对测量结果引入修正值 2.采用适当的测量方法： 交换法、补偿法、替代 法、半周期偶数测量法。
按测量方式可将测量分为:
直接测量和间接测量
19
直接测量
直接测量：
凡使用测量仪器直接测出被测数值 的测量叫做直接测量； 例如：用米尺测量长度，用温度计测量 温度，用秒表测量时间以及用电表测量 电流和电压等。相应的长度、温度、时 间等称为直接测量量。 直接测量按测量次数分为单次测量 和多次测量。
20
间接测量
27
3.3测量结果的不确定度
不确定度是指由于测量误差的存在而对被 测量值不能肯定的程度，或者说它表征被测量 的真值在某个量值范围的一个客观的评定。 被测量X的测量结果应表达为X
( X U ) 单位
不确定度越小，标志着误差的可能值越小， 测量的可信赖程度越高；不确定度越大，标志着 误差的可能值越大，测量的可信赖程度越低。
作图法可形象、直观地显示出物理量之间的函 数关系，也可用来求某些物理参数，因此它是一种 重要的数据处理方法。作图时要先整理出数据表格， 并要用坐标纸作图。
1.大学物理实验绪论精品文档20页
来的过程。
一 测量的分类： 直接测量：能直接从仪器上读出待测量的量值。
按方式分
长度、时间、质量、温度、电流、电压等。
按条件分
间接测量：通过直接测量量的计算得出结果。
面积、速度、密度等。
等精度测量：对某一量在同一条件下进行的测量。
实验者 仪器 方法 环境
非等精度测量：对某一量在不同条件下进行的测量。
大学物理实验所做的都是等精度的直接测量或 间接测量。
大小、符号随机变化，不可预知。
来源：1 人类感官的灵敏度和仪器精度所限。
2 受起伏条件的干扰。
随机误差无法避免和消除，可以描述。
几个概念：
（1）真值：A
（2）测量值： X i
（3）平均值：X
1 n
n i1
Xi
（4）绝对误差：ΔX(XiA)
（5）误差：
X(Xi-X)（6）相对误差： E
ΔX
12
大多数随机误差近似服从正态分布规律：
单位换算时的有效数字： （有效数字位数不变，用科学记数 1.5 kg = 1500 g 法表达数量级） 1. 510 3g
2.4 0 mm= 0.00240 m = 2.40×10-3 m
7
※运算结果的有效数字（运算法则）：
任何运算结果的有效数字都应符合有效数字的特点， 即由准确数字和最后一位的存疑数字组成。
学生实验守则
1 、必须按时上课，上课迟到扣分，无故不上课者，该实 验无成绩。病、事假需正当手续（医生诊断书或盖有院、 系公章并经院、系主任签字的请假条），口头带信无效。 迟到超过20分钟者取消该次实验成绩。
2 、实验前必须预习，进实验室后马上交预习报告，教师 抽查提问学生预习情况，根据预习情况打分，没写预习报 告的不许做实验。
一 测量的分类： 直接测量：能直接从仪器上读出待测量的量值。
按方式分
长度、时间、质量、温度、电流、电压等。
按条件分
间接测量：通过直接测量量的计算得出结果。
面积、速度、密度等。
等精度测量：对某一量在同一条件下进行的测量。
实验者 仪器 方法 环境
非等精度测量：对某一量在不同条件下进行的测量。
大学物理实验所做的都是等精度的直接测量或 间接测量。
大小、符号随机变化，不可预知。
来源：1 人类感官的灵敏度和仪器精度所限。
2 受起伏条件的干扰。
随机误差无法避免和消除，可以描述。
几个概念：
（1）真值：A
（2）测量值： X i
（3）平均值：X
1 n
n i1
Xi
（4）绝对误差：ΔX(XiA)
（5）误差：
X(Xi-X)（6）相对误差： E
ΔX
12
大多数随机误差近似服从正态分布规律：
单位换算时的有效数字： （有效数字位数不变，用科学记数 1.5 kg = 1500 g 法表达数量级） 1. 510 3g
2.4 0 mm= 0.00240 m = 2.40×10-3 m
7
※运算结果的有效数字（运算法则）：
任何运算结果的有效数字都应符合有效数字的特点， 即由准确数字和最后一位的存疑数字组成。
学生实验守则
1 、必须按时上课，上课迟到扣分，无故不上课者，该实 验无成绩。病、事假需正当手续（医生诊断书或盖有院、 系公章并经院、系主任签字的请假条），口头带信无效。 迟到超过20分钟者取消该次实验成绩。
2 、实验前必须预习，进实验室后马上交预习报告，教师 抽查提问学生预习情况，根据预习情况打分，没写预习报 告的不许做实验。
物理实验绪论
解：算术平均值
x
1 9
9 i1
xi
8.55( cm )
平均绝对误差
x 1
9
9 i1
xi
1 9
9 i1
xi x
0.020 0.02( cm )
测量结果 x 8.55 0.02( cm )
例2 根据例1的测量值，求测量的标准偏差，并 写出测量结果。
x x x
（2）若用标准偏差 σ x 表示绝对误差的大 小，则多次测量结果表示为
x x σx
绝对误差只取一位有效数字，并且只入不舍！
在测量结果表达式中，最佳值的最后一位一定要 与绝对误差所在位对齐。如果不对齐的话，一定 要对计算结果进行修约，使之对齐。处理办法是： 如果绝对误差偏大，就应该将测量结果最佳值的 最后一位数取与绝对误差所在位对齐，把多余位 数按“四舍六入五凑偶”的原则取舍；如果绝对误 差偏小，就应该将绝对误差向前进一位，使之与 测量结果最佳值的末位对齐。
实验报告的格式（第三部分）
七、实验结果的评价(讨论与分析)
主要分析自己实验数据
实 验
的可信度、误差大小及
后
引起实验误差的原因。
完
成
八、思考题(一些实验)
实验内容
实验2-1 长度的测量 实验2-2 液体黏度系数的测定 实验2-5 万用电表的使用 实验2-9 单踪示波器的使用 实验2-14 分光计的调节和使用 实验2-15 用透射光栅测光波波长
当用X 代替测量结果时，随机误差可以用算术平
均误差（也即绝对误差）ΔX来估计。
即：
X
1 k
k i 1
Xi X
X叫做算术平均误差或绝对误差，代表多次测 量数据的分散程度。一般取一位有效数字。
《大学物理实验》绪论
2、单峰性；绝对值小的误差出现的次数比绝对值大 的误差出现的次数多。
3、有界性：在一定测量条件下的有限次测量下，误 差的绝对值具有不会超过一定的界限的特性。
根据特点1不难推理，在相同条件下对同一物理量
进行测量，其误差Δ的算术平均值随测量次数的增加
而趋向零。即
n
lim
n
i 1
i
/
n
0
满足上述条件的误差分布规律是正态分
量值对应的标准偏差为：
n
Sx
2 i
(n 1)
i 1
因为当n→∞时，Sx x 。也就是说Sx能作为反映有限
测量列的离散程度。
算术平均误差为
n
i
i1
n
0.8Sx
在有限次数的测量中，相同n次测量值的算术平均值 一般是不相等。在n一定时，一系列 x (n)也满足正态分布。 该平均值的标准偏差为，
当C=3时，U=3σ 称其为极限误差，置信概率为99.7% 。
当C=1时，U=σ 其即为标准误差，置信概率为68.3% 。
测量列的随机误差估计
在实际测量中，由于真值是不可知的，且测量次数也 不可能是无限的，通常用n次测量值的算术平均值x 作为 测量值的最佳估计值。
设有n次测量的测量列xi 。其中任意一个测量值的 误差可近似地用 i xi x 表示，通常称之为残差。该测
A类分量：用统计方法计算的分量，与随机误差相当；
B类分量：用其他方法计算的分量。
不确定度的合成：由二类分量的方和根方法确定，
即：
p
q
si2
u
2 j
i 1
j 1
p
q
大学物理实验绪论课
1927年，美国科学家戴维孙(C.J.Davisson) 和革尔末， 用被电场加速过的电子束打在镍晶体上，得到衍射环纹照片。 从而计算并证实了p，间关系的假设，使德布洛意的理论得以 被公认。从而,德布洛意获得1929年的诺贝尔物理学奖。
一、物理实验的重要性
(3)教学实验和科学实验的关系及教学实验的重要性
102°45′ 282°48′ 102°40′ 282°42′ 101°31′ 281°34′ 97°35′ 277°37′
k=+1
62°13′ 242°18′ 62°20′ 242°24′ 63°29′ 243°30′ 67°23′ 247°28′
φ
20.258° 20.158° 19.025° 15.092°
实验报告是写给同行看的，所以必须充分反映自己的工作 收获和结果，反映自己的能力水平，是评分的主要依据，要有 条理性，并注意运用科学术语，字迹工整，书面整洁； 交实验报告----上课时将上一次的实验报告交相应的实验老师。
光栅衍射
实验目的： (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长
科学实验是为了预测、验证或获取新的信息，通过技术 性操作来观测由预先安排的方法所产生的现象。每一次科学 实验的成功再一次揭示出自然界的奥秘，使人类在认识自然 的道路上又前进一步。
教学实验是以教学为目的，其目标不在于探索,而在于培 养人才，是以传授知识，培养人才为目的。
教学实验都是理想化了的，排除了次要干扰因素而简化过 了的，是经过精心设计准备的，是一定能成功的。
图,光路图,实验方法,理论依据,实验条件,测量公式等)；⑤实 验的基本步骤；⑥实验记录表格
带着问题进实验室，无预习报告者不得进行实验。
一、物理实验的重要性
(3)教学实验和科学实验的关系及教学实验的重要性
102°45′ 282°48′ 102°40′ 282°42′ 101°31′ 281°34′ 97°35′ 277°37′
k=+1
62°13′ 242°18′ 62°20′ 242°24′ 63°29′ 243°30′ 67°23′ 247°28′
φ
20.258° 20.158° 19.025° 15.092°
实验报告是写给同行看的，所以必须充分反映自己的工作 收获和结果，反映自己的能力水平，是评分的主要依据，要有 条理性，并注意运用科学术语，字迹工整，书面整洁； 交实验报告----上课时将上一次的实验报告交相应的实验老师。
光栅衍射
实验目的： (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长
科学实验是为了预测、验证或获取新的信息，通过技术 性操作来观测由预先安排的方法所产生的现象。每一次科学 实验的成功再一次揭示出自然界的奥秘，使人类在认识自然 的道路上又前进一步。
教学实验是以教学为目的，其目标不在于探索,而在于培 养人才，是以传授知识，培养人才为目的。
教学实验都是理想化了的，排除了次要干扰因素而简化过 了的，是经过精心设计准备的，是一定能成功的。
图,光路图,实验方法,理论依据,实验条件,测量公式等)；⑤实 验的基本步骤；⑥实验记录表格
带着问题进实验室，无预习报告者不得进行实验。
大学物理实验绪论课
§1.绪
环节、考核方式、纪律要求
论
物理实验的基本程序、要求——物理实验课的三个
• 三、实验要求 • 1.具有完整的预习报告，能正确的回答出教 师的提问，实验过程中操作规范，数据记 录正确且满足误差要求。 • 2. 在规定的3个学时（即135分钟）内未能 完成本次实验课的实验内容者需在本课程 结课前2周补做完成，并将补做完成的实验 报告及时提交给相应的任课教师。补做时 间自行安排！
Carl E. Wieman
§1.绪
论
物理实验的目的及任务
学习实验知识：通过对实验现象的观察、分析和
对物理量的测量，学习物理实验知识和设计思想， 进一步加深对理论课程的理解。
培养科学实验能力：借助教材或仪器说明书正确使用
常用仪器；运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断； 正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合 格的实验报告；能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验。
• • • • • • • •
文字部分（共2分） 实验名称：0.5分 实验目的：0.5分 实验仪器：0.5分 实验内容和步骤：0.5分 实验原理：2分 实验数据誊写：1分 注：文字部分最多只能扣除2分！
• 数据处理部分（共4分） • 数据处理方法：2分 • ——列表、作图、逐差、回归等四种数据 处理方法在具体应用时，应规范使用！ • 数据运算（含实验结论）：2分 • ——有效数字运算、公式推导、结果表达 式应正确！
§1.绪
论
物理实验的作用
物理学是研究物质运动一般规律及物质基本结构的科学，是自 然科学的基础学科,是学习其他自然科学和工程技术的基础。 物理学是一门实验科学，物理实验在物理学的产生、发展和 应用过程中起着重要作用。 伽利略把实验和逻辑引入物理学,使物理学最终成为一门科学。 经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。 近代物理学是从实验事实与经典物理学的矛盾中发展起来的。 很多技术科学是从物理学的分支中独立出去的。
大学物理实验绪论
记作6.80×103
加减法：看小数！ 取小数位数最少的。
乘除法：看位数！
取有效位数最少的。
⑥运算结果中有效数字的取位原则
◆不确定度的取位
不确定度U一般只取一位有效数字，但当U的首数 是1或2时，可取两位有效数字，按四舍五入处理
◆平均值
x 的取位
平均值的最末一位要与不确定度U的所在位对齐， 如若平均值的最末一位达不到U的这一位，则应 加零补齐。
◐基本的物理实验方法： 比较法、放大法、转换法、替代法、 模拟法、补偿法、干涉法„„ ◐基本的物理实验技能： 调零技能、调平技能、共轴调整技能、 消视差调整技能、逐次逼近调整技能、 正确接线技能、故障检查与排除技能„„
◆ 历史作用
●物理学是一门实验科学，其创建、完善、 发展均依赖于大量的科学实验，其中物理实 验雄居要位。
希望同学们一定要重视这门课程的学习，经过 半年或一年的时间，真正能学有所得。
二. 实验数据处理理论基础
1. 测量基本术语及其解释 2. 有效数字的读取与运算
3. 直接测量量的数据处理
4. 间接测量量的数据处理
5. 双变量测量的数据处理
1. 测量的基本术语及其解释
(1) 测量
◆定义：为了获得被测物理量的量值而实 施的全部操作；或者说，测量是将待测量 与选作标准的同类量进行比较，得出倍数 值。该标准量为单位，倍数值为数值。
1901首届诺贝尔物理学奖得主
伦琴
1845—1923，德国人 获奖原因： 于1895年发现X射线 第一张诺贝尔物理学奖奖状 伦琴夫人手的X射线照片
1923诺贝尔物理学奖得主
密立根
1868—1953，美国人 获奖原因： 于1895年精确测量基本元电荷值 与证明爱因斯坦光电效应方程
大学物理实验绪论
六、有效数字及其运算规则
1、有效数字：仪器、仪表上直接读得的可靠数字 和最后一位估计得到的可疑数字记录下的这些数 字通称为有效数字。如图：
它的记录结果为13.4mm ，有三位有效数字 。
2、有效数字的科学计数法：
例如，38.30g=3.830×10－2kg=3.830×104mg，
3、有效数字的运算规则
3
3
再计算D的标准误差：
D1 D1 - D 0.508- 0.484 0.024 mm
D2 D2 - D 0.489- 0.484 0.005 mm
D3 D3 - D 0.455- 0.484 0.029 mm
Di2 0.0242 0.0052 0.0292 0.021 0.03mm
12.34 +) 2.3574
14.6974
结果为14. 70
22222 ×) 111
22222 22222 22222
2466642 结果为2.47×106
测量结果的表示
测量结果
x x (单位) x
测量值： x
误差： x
直接测量
间接测量
直接测量误差
间接测量误差
单次 测量
X=X1
多次 测量
x x x =123.2 0.6米
用科学计数法表示：1.232 0.006102 米
它所表示的含义是：x的值在122.6米到123.8米之间。 它的置信度是68.3%
测量值 x
进位原则： 四舍六入五凑偶
直接测量值的单次测量
• 测量值表示： x x
直接测量值的多次测量
（2）培养与提高同学的实践与动手能力 。
大学物理实验-绪论
六．大学物理实验不到万不得已不要缺课，实在不能上课时， 请尽快与所缺实验项目的指导老师联系，约定补做该实验。
❖ 三、大学物理实验课安排
❖ 8、实验室及实验项目分布
实验室及房间号
实验项目及编号
第一实验室2#326 第二实验室2#325 第三实验室2#332 第四实验室2#335 第五实验室2#342
单击添加副标题
绪论大学物理实验来自PART-01大学物理实验 规范与要求
❖ 一、大学物理实验的意义与任务
❖ 在理工科院校，物理实验是一门独立开设的课程，是学生进入大学后首先接受动手 能力系统训练的实践课程，是各专业后继实验课程的基础之一。通过物理实验对学 生进行系统地实验技能训练，可使学生学到很多在实际工作非常有用的知识和技能， 同时，物理实验还有益于培养科学的工作态度，在实验中逐步养成勤于思考、善于 观察、认真细致、一丝不苟的良好习惯和工作作风。概括起来，它的主要任务有以 下三个方面。
A类不确定 A）度 B ， 类（ 不确定 B） ,近 度似 （ 地 A： ,B仪
总的不确 定 2A度 2B： A 22仪
N,, 统称为绝对误差
d 、 相相 对E 不 N 对 确 N N E N1 定 误 N % 0 度 或 1E 0 0N 差 ： ,% 0N 1 ： % 00,
设： Nf(x,y,z),N间接测量 x,y,量 z， 直接测量量
大小和符号保持不变，或者按一定
的规律变化，这种误差叫系统误差。
包括：仪器误差、方法误差、个人
误差、环境误差。
02
偶然误差：在同一条件下，对某一
量进行测量时，即使排除了产生系
统误差的原因，仍然会出现绝对值
和符号都以不可预测的方式变化的
误差。
❖ 三、大学物理实验课安排
❖ 8、实验室及实验项目分布
实验室及房间号
实验项目及编号
第一实验室2#326 第二实验室2#325 第三实验室2#332 第四实验室2#335 第五实验室2#342
单击添加副标题
绪论大学物理实验来自PART-01大学物理实验 规范与要求
❖ 一、大学物理实验的意义与任务
❖ 在理工科院校，物理实验是一门独立开设的课程，是学生进入大学后首先接受动手 能力系统训练的实践课程，是各专业后继实验课程的基础之一。通过物理实验对学 生进行系统地实验技能训练，可使学生学到很多在实际工作非常有用的知识和技能， 同时，物理实验还有益于培养科学的工作态度，在实验中逐步养成勤于思考、善于 观察、认真细致、一丝不苟的良好习惯和工作作风。概括起来，它的主要任务有以 下三个方面。
A类不确定 A）度 B ， 类（ 不确定 B） ,近 度似 （ 地 A： ,B仪
总的不确 定 2A度 2B： A 22仪
N,, 统称为绝对误差
d 、 相相 对E 不 N 对 确 N N E N1 定 误 N % 0 度 或 1E 0 0N 差 ： ,% 0N 1 ： % 00,
设： Nf(x,y,z),N间接测量 x,y,量 z， 直接测量量
大小和符号保持不变，或者按一定
的规律变化，这种误差叫系统误差。
包括：仪器误差、方法误差、个人
误差、环境误差。
02
偶然误差：在同一条件下，对某一
量进行测量时，即使排除了产生系
统误差的原因，仍然会出现绝对值
和符号都以不可预测的方式变化的
误差。
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实验操作要求
③如实记录实验数据和现象; 用钢笔或圆珠笔记录数据，原始数据不得改 动 ④整理仪器，清扫实验室。
广东工业大学实验教学部物理实验中心
每班选一名物理实验课代表，课代表职 责有三条： A、与老师保持联系，及时反映物理实 验教学上的问题和要求。 B、每次实验前收齐上次的实验报告交 给老师并发回老师改好的实验报告。 C、每次安排7名同学实验结束后协助 老师做好实验室整理和清洁工作。
广东工业大学实验教学部物理实验中心
• 在人类的发展历史上，不同时期，不同 的国家，乃至不同的地区，同一种物理 量有着许多不同的计量单位。如长度单 位就分别有码、英尺、市尺和米等。为 了便于国际交流，国际计量大会于 1990年确定了国际单位制（SI），它 规定了以米、千克、秒、安培、开尔文、 摩尔、坎德拉作为基本单位，其他物理 量（如力、能量、电压、磁感应强度等） 均作为这些基本单位的导出单位。
课后完成
• 补充实验步骤 • 数据处理并得出实验结果和结论（要写 计算过程） • 课本上要求的分析和讨论，思考题
广东工业大学实验教学部物理实验中心
成绩评定
由平时成绩综合评定。 平时成绩评定： 预习和考勤情况（10%） 操作情况（40%） 数据处理情况（50%） 平时缺交报告两次，无故缺勤一 次，平时成绩不及格
测量误差存在于一切测量过程中，可以控制得越 来越小，不可能为零。
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误差的分类
按性质、来源分
系统误差
随机误差
粗大误差
误差 = 随机误差 + 系统误差
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系统误差
• 定义：在对同一被测量的多次测量过程中，绝对值和符号
保持恒定或随测量条件的改变而按确定的规律变化。
1.07 7
1.08 5
1.09 1
1.10 1
n
0
n
20 16 10 6
n=60 次
1.05
测量值
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测量值
xi
次数
n
n
30
1.01
1
1.02
1.03 1.04
4
7 23
26
n=100次
20 16 10 6
1.05
1.06 1.07 1.08 1.09
• 产生原因：由于测量仪器、测量方法、环境带入。
• 分类及处理方法：
(1) 已定系统误差：必须修正
电表、螺旋测微计的零位误差； 测电压、电流时由于忽略表内阻引起的误差。
(2) 未定系统误差：要估计出分布范围
如：螺旋测微计制造时的螺纹公差等。
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1. 系统误差
仪器误差
天平不等臂所造成的 系统误差
如：
B 0 nI
螺线管为无限长，管壁磁漏可
忽略。
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公式
1 h gt 2（忽略了空气阻力等） 2
意大利科学 家伽利略在比 萨斜塔上做的 铁球落地实验 。两个不同重 量的铁球从高 处落下，同时 着地。说明理 论在一般情况 下都能较准确 地反映物体真 实的运动规律
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（a)精密度高,准确度低
(b)精密度低,准确度高
(c)精密度低,准确度低
(d)精密度高,准确度高
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直接测量误差的估算
单次测量的误差估算
• 一般采用仪器说明书直接注明的仪器误 差，或者取仪器最小分度d的一半作为 测量的最大误差。
x x测 仪
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人为
心理作用，读数（估计）偏大或偏小。
生理因素
听觉
对音域（20HZ--20KHZ） 的辨别。 对音色的辨别。
嗅觉
色觉
视觉
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环境
光点检流计 输入 接近时，静 电干扰，使 光斑移动等 。
市电的干扰
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方法
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1)直接测量与间接测量
• 测量可分为两类。 • 直接测量，是指直接将待测物理量与选 定的同类物理量的标准单位相比较直接 得到测量值的一种测量。 • 间接测量，是指被测量与直接测量的量 之间需要通过一定的函数关系的辅助运 算，才能得到被测量物理量的量值的测 量。 2 l 4 l T 2 g 2 g T
无需照抄实验原理！
可充分利用时间预先了解实验仪器。
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考勤要求
严格考勤制度 上课时间：上午10:20-12:35 下午14:00-16:15 16:20-18:35 迟到考勤分为零！ 无故缺课不安排补做，该次实验成绩为零！ 一次没来且不补做，期末总评不及格！
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标准误差
d x x测 2
仪 2 3
仪 3
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多次等精度测量的误差估算
真值估算
算术平均值——多次测量时真值的最 佳估计值。 设在相同条件下对一个物理量x进 行N次测量，测量值分别为x1 ，x2 ， …xN ，则该测量值的算术平均值为：
1 x xi N i 1
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多次等精度测量的误差估算
注：偏差在测量次数为无穷时才等 于误差。当测量次数足够多时，两 者之间的区别较小，可不必区分。 用算术平均偏差表示测量结果：
实验操作要求
①遵守实验室规则； 禁止穿拖鞋、背心进入实验室，上课 过程中手机关机，要在课前准备好要交的 实验报告和预习报告，按序号入座。 ②了解实验仪器的使用及注意事项； 爱护仪器，注意安全，未经同意不得 随意动用实验仪器，课堂上必须按老师指 示进行操作，人为造成的仪器损坏须按规 定赔偿并扣分。
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大学物理实验课程绪论
广东工业大学物理实验中心 2006年12月
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大学物理实验安排：
周次 5
5 (409)
13 (507)
6
8 (506)
5 (409)
7
1 (407)
8 (506)
8
13 (507)
1 (407)
制药1001
制药1002
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当N趋于无穷大时，趋近于真值
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N
1 lim x lim n n n 1 lim n n 1 lim n n
n
x
i 1
n
i
(x
i 1 n
n
i
x)
x
i 1
i
lim x
n
lim x lim x 0
内接
VR VA A V
外接
IR A
V IV
用V作为VR的近似值 时，求
V VR VA R I I V V V R A R I I I
V R I V V I R IV IR
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随机误差
• 定义：
在对同一量的多次重复测量中绝对值和符号以不可预知方式 变化的测量误差分量。
次 数 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1 1 2 8 8 5 2 2 1.09 1.10 1 0
n
n
n=30次
10
6 2
1 05
xi
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测量值xi 1.01 次 数
1.02 1.03 1.04 2 4 10
1.05 1.06 14 16
• 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
操作读数时的视差影响
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随机误差的正态分布规律：
例，用秒表测单摆的周期T，将各测量值出现 的次数列表如下。
测量值xi
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2) 等 精 度 测 量 与 不等精度测量 • 同一个人，用同样的方法，使用同样的仪 器，在相同的条件下对同一物理量进行多 次测量，则认为它们测量的精确程度是完 全相同的。我们把这种具有同样精确程度 的测量称之为等精度测量。 • 在所有的测量条件中，只要有一个发生变 化，这时所进行的测量即为不等精度测量。 • 在物理实验中，凡是要求多次测量均指等 精度测量，应尽可能保持等精度测量的条 件不变。当某一条件的变化对测量结果的 影响不大时，乃可视为等精度测量。
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实验报告要求
实验报告要求使用实验报告纸，作 图部分必须使用坐标纸，其内容包括： • 实验名称 • 实验目的 • 实验仪器 • 实验概述：包括实验原理，原理草图， 实验电路图，主要公式。 • 数据表格
课前完成
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课堂完成并签名
• 数据记录（数据须如实用钢笔或圆珠笔 记录并交任课老师签名，不得抄袭！否 则作零分处理。可附原始数据记录纸）
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误差
真值：在某一时刻，某一条件下某量的客观 值或实际值。 由于测量仪器精度的局限性、测量方法或理 论公式的不完善性和实验条件的不理想，测 量人员不熟练等原因，使得测量结果与客观 真值有一定的差异，这种差异称之为误差。 若某物理量测量的量值为 X，真值为X’， 则产生的误差：=ΔX=X-X’。
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