物理实验绪论(习题)
《大学物理实验》绪论部分习题答案
U U r 4.3 10 3 6.659 0.029 g/cm3
所以 6.659 0.029 g/cm3 或
6.66 0.03 g/cm3
1
3. 用分度值为 0.002cm 的游标尺测量一端封闭的空心圆柱体，得下列测量数据 测量次数 1 2 3 4 5 6 解：实验数据表格 空心圆柱体体积的测量 测量次数 1 2 3 4 5 6 平均值 标准偏差 S △ins 不确定度 U 直接测量结果 测量结果 高 H/cm 4.810 4.802 4.808 4.806 4.804 4.806 4.8060 0.0028 0.002 0.0035
4
(2 3.30 4.81 0.0031) 2 (3.30 2 0.0035 ) 2 (2 1.50 3.79 0.0054 ) 2 (1.50 2 0.013) 2
=0.099cm3 所以 V V U V (34.46 0.10) cm3 红字部分不确定度保留一位是正确的。
y A y B 2.66 0.17 0.0369 mV/℃ xA xB 72.5 5.0
所以实验方程可写为
t 0.0369 (t t 0 ) mV
2）利用计算器对实验数据进行最小二乘法运算可得直线的斜率 a 0.0368 mV/℃
3
ε
t
/mV 热电偶温度计温差电动势曲线
3.0
⊕A（72.5，2.66）
＋ ＋
＋
2.0
＋ ＋ 作者： ××× 日期：2007.3.10
1.0
＋
＋
⊕B（5.0，0.17）
误差理论-绪论-附答案
绪论大学的物理实验课是高等院校理科的一门必修基础课程，是对学生进行科学实验基本训练，提高学生分析问题和解决问题能力的重要课程。
它与物理理论课具有同等重要的地位。
这里主要介绍测量误差理论、实验数据处理、实验结果表述等初步知识，这是进入大学物理实验前必备的基础。
物理实验可分三个环节：1）课前预习，写预习报告。
2）课堂实验，要求亲自动手，认真操作，详细记录。
3）课后进行数据处理，完成实验报告。
其中：预习报告的要求：1）实验题目、实验目的、实验原理（可作为正式报告的前半部分）。
2）画好原始数据表格，单独用一张纸。
实验报告内容：（要用统一的实验报告纸做）1)实验题目；2)实验目的；3)实验原理：主要公式和主要光路图、电路图或示意图，简单扼要的文字叙述；4)主要实验仪器名称、规格、编号5)实验步骤：写主要的，要求简明扼要；6) 数据处理、作图（要用坐标纸）、误差分析。
要保留计算过程，以便检查；7) 结论：要写清楚，不要淹没在处理数据的过程中；8) 思考题、讨论、分析或心得体会；9) 附：原始数据记录。
测量误差及数据处理误差分析和数据处理是物理实验课的基础，是一切实验结果中不可缺少的内容。
实验中的误差分析，其目的是对实验结果做出评定，最大限度的减小实验误差，或指出减小实验误差的方向，提高测量结果的可信赖程度。
对低年级大学生，重点放在几个重要概念及最简单情况下的误差处理方法。
一、测量与误差1、测量：把待测量与作为标准的量（仪器）进行比较，确定出待测量是标准量的多少倍的过程称为测量。
测量得到的实验数据应包含测量值的大小和单位。
2、测量的分类测量可以分为两类。
按照测量结果获得的方法来分，可分为直接测量和间接测量两类；而从测量条件是否相同来分，又可分为等精度测量和非等精度测量。
直接测量就是把待测量与标准量直接比较得出结果。
如用米尺测量物体的长度，用电流表测量电流等。
间接测量是借助函数关系由直接测量的结果计算出的物理量。
大学物理实验绪论答案与解析
结果：u (L ) A =0.005mm
五、用作图法处理实验数据（共14 分）
35. 在初速v0 =0 的匀加速直线运动中，测得速度v 随时间t 的变化为：
t （s） 12.0 20.0 25.5 37.1 60.0 78.5
A. 表明该物理量的数值有两种可能，即n=1.6525 或n=1.6539 。
B. 表明该物理量的数值是（1表明该物理量的真值有较大的概率位于（1.6525，1.6539）区间内。
D. 表明该物理量的真值不在（1.6525，1.6539）区间内。
下面哪种说法正确？D
A．由于使用的是同一台仪器，因此三次测量结果属于等精度测量。
B．由于第三次测量的周期数最多，因此该次测量结果的相对不确定度最大。
C．由于第一次只测量了一个周期，因此该次测量结果的相对不确定度最小。
D．以上说法都不正确。
9.测量过程中会出现系统误差和随机误差（正态分布），在相同条件下多次重复测量同一物理量时，C
3
2
5 A C
N = B ,A、B、C的标准不确定度分别为u(A)、u(B)、
u(C)，N 的相对标准不确定度表达式应为：
19. 某测量列的算数平均值为X ，标准偏差σ 的概率含义是：测量列中任一次测量值落在X ?σ 到
X +σ 之间的可能性为。（68.27%或68.3%）
20. 下列因素产生的误差属于哪一类（填写“系统误差”或“随机误差”）
A. M 的测量对ρ的不确定度影响最大。
B. D 的测量对ρ的不确定度影响最大。
大学物理实验绪论-2018测试题答案
二、将下面数字改为3位有效数字 A. 2.154 B. 2.245 C. 2.235
D. 2.254*105
三、求出下面间接测量量的不确定度以及相对不确定度公式：
一、下列测量结果表达式是否正确？若有错请更正: （1） 用秒表测得单摆的周期为 T =（1.78±0.6)s （2） 用测距仪测得某段公路的长度为 L= 12km±100 cm （3） 用万用表测得电阻上的电压为 U =（8.96±0.3) V （4） 结果表达中电压值的相对不确定度为 Ur = 1.02%
课堂测试
一、下列测量结果表达式是否正确？若有错请更正:
（1） 用秒表测得单摆的周期为 T =（1.78±0.6)s （2） 用测距仪测得某段公路的长度为 L= 12km±100 cm （3） 用万用表测得电阻上的电压为 U =（8.96±0.3) V （4） 结果表达中电压值的相对不确定度为 Ur = 1.02%B. 标准来自确定度U L =∂L ∂x
2
u
2 x
+
∂L ∂y
2
u
2 y
=
相 对 不 确 定 度U r
= UL L
=
ux2
+
u
2 y
x+y
ux2
+
u
2 y
A. 2.15 B. 2.24 C. 2.24 D. 2.25*105
三、求出下面间接测量量的不确定度以及相对不确定度公式：
A.相对不确定度Ur =
∂ lnV ∂d
2
ud2
=
∂ lnV ∂d
ud
=
3ud d
标准不确定度U V
=Ur ×V
= 3 ud d
× 1 πd 3 6
大学物理实验绪论作业答案安徽大学
大学物理实验绪论作业答案安徽大学1、4．两个物体只有接触才存在作用力和反作用力．[判断题] *对错(正确答案)2、7．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（）[单选题] *A．松软的馒头用手一捏体积会大大缩小，这说明分子间存在间隙B．原子核式结构模型提出原子是由质子和中子构成C．炒菜时油烟上升能说明分子在做无规则运动D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，它是有起源的、膨胀的和演化的(正确答案) 3、2．运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力．[判断题] *对错(正确答案)4、4．研究地球的公转及自转时地球都可视为质点．[判断题] *对错(正确答案)5、下列估测最接近实际情况的是（）[单选题]A．一个鸡蛋的质量约为500gB．教室里课桌的高度约为8m(正确答案)C．一支普通牙刷的长度约为40cmD．做一遍眼保健操的时间约为20min6、80．在“用托盘天平测物体质量”时，小明用已调节好的天平在测物体质量过程中，向右盘加入砝码后，发现指针在分度盘的中央刻度线右边，去掉其中最小砝码，发现指针指在分度盘的中央刻度线左边一点，这时他应该（）[单选题] *A．将右端平衡螺母向右旋出一些B．将右端平衡螺母向左旋进一些C．把天平右盘的砝码减少一些D．将游码向右移动直至横梁重新水平平衡(正确答案)7、67．关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（）[单选题] *A．光年是时间单位，宇宙是一个有层次的天体结构B．电子的尺度比原子的尺度大；原子核带负电，电子带正电C．水和酒精混合后总体积变小，说明分子间有引力D．汤姆生发现了电子，卢瑟福建立了原子核式结构模型(正确答案)8、52．“凿壁偷光”原指凿穿墙壁，让邻舍的烛光透过来，后用来形容家贫而勤奋读书。
下列诗词中与“凿壁偷光”描述的现象相同的是（）[单选题] *A．床前明月光(正确答案)B．潭清疑水浅C．池水映明月D．掬水月在手9、下列说法正确的是（）[单选题]A.指南针能够指南北，是由于受到地磁场的作用(正确答案)B.能够自由转动的小磁针静止时，其N极指向地理南极附近C.磁体的磁性越强，能吸引的物质种类就越多D.磁体之间的作用是通过磁场发生的，但磁场并不存在10、29．下列说法正确的是（）[单选题] *A．洗澡时，洗澡水的适宜温度约为40℃(正确答案)B．0℃的冰比0℃的水冷C．正常情况下，人的体温约为4℃D．人体感到舒适的气温约为30℃11、72．学习质量和密度的知识后，小明同学想用天平、量筒和水完成下列实验课题，你认为不能够完成的是（）[单选题] *A．测量牛奶的密度B．鉴别金戒指的真伪C．鉴定铜球是否空心D．测一捆铜导线的长度(正确答案)12、78．有体积和质量都相同的铁球、铜球和铅球各一个，已知ρ铁＝8×103kg/m3，ρ铜＝9×103kg/m3，ρ铅＝3×103kg/m3。
绪论-分子光谱习题参考答案
第一章 绪 论⒈ 解释下列名词⑴仪器分析与化学分析； ⑵标准曲线与线性范围；⑶灵敏度﹑精密度﹑准确度和检出限。
解：⑴化学分析是以物质的化学反应为基础的分析方法。
仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质（光﹑电﹑热﹑磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要使用比较复杂的仪器。
⑵标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线。
标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称该方法的线性范围。
⑶物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称该方法的灵敏度。
精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得结果的抑制程度。
试液含量的测定值与试液含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度。
某一方法在给定的置信水平可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
⒉ 对试样中某一成分进行5次测定，所得的测量结果（单位µg ﹒mL -1）分别为0.36，0.38，0.35，0.37，0.39.⑴ 计算测定结果的相对标准偏差；⑵ 如果试样中该成分的真实值含量是0.38µg ﹒L -1，试计算测定结果的相对误差解：⑴ x =n1(x 1+x 2+…+x n )=0.37； S=1)(12--∑=n x x n i i =0.0158； r s =x s ×100℅=4.27℅。
⑵ E r =μμ-x ×100℅=-2.63℅。
⒊ 用次甲基蓝–二氯乙烷光度法测定试样中硼时，为制作标准曲线，配制一系列质量浓度ρB （单位mg ﹒L -1）分别为0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0的标准溶液，测得吸光度A 分别为0.140，0.160，0.280，0.380，0.410和0.540。
试写出该标准曲线的一元线性回归方程，并求出相关系数。
解：b=∑∑==---n i i n i i i x xy y x x 121)())((=0.0878; a=y -b x = 0.0914;所以该标准曲线的一元线性回归方程为： A=0.0914+0.0878ρB r=2111221)()())((⎥⎦⎤⎢⎣⎡----±∑∑∑===n i n i i i n i i i y y x x y y x x = 0.9911。
物理实验绪论
一、物理实验课的地位与作用
物理学和自然科学的发展是以实验为基础的， 并且与实验技能和方法的进步相联系
1. 要求学生掌握一些常用物理量的测定方法
2. 了解物理实验中常用的仪器设备的构造原 理，主要性能和使用方法
3. 基本具备从观察现象、测量数据、分析处 理试验结果到编写实验报告的能力
物理实验绪论
物理实验绪论
一. 物理实验课的地位与作用 二. 测量和误差的基本概念 三. 测量不确定度和数据处理 四. 有效数字及其运算
五、物理实验课的基本程序 误差与有效数字练习题
绪论作业：P12：1，5，6，7
前言
• 物理实验是物理学发展的重要环节。
自然现象 总结提出假设
实验
理论
• 我们大多数实验都是训练同学如何利用物理仪 器和物理原理测量物理参数。例如重力加速度、 表面张力等等。
[例1]测量某一长度得到九个值： 42.35, 42.45, 42.37, 42.33, 42.30, 42.40, 42.48, 42.35, 42.29 (均以毫米为单位)
(这一组数据可能不太好，但作为示例还是可以的)
求置信概率为0.68, 0.95, 0.99时测量 列的平均值，标准差和A类不确定度?
4. 培养自己严肃认真的工作作风、实事求是 的科学态度
二、测量和误差的基本概念
1标准单位、2测量、3真值、4误差
1.测定物理量的大小
标准单位:为了进行测量，必须规定
一些标准单位，如选定质量的单位为公 斤，长度的为米，时间的单位为秒，电 流强度的单位为安培等
2.测量 就是将待测量与这些选作为标准单 位的物理量进行比较，其倍数即为物理量的 测量值。
物理实验(1)
传感器一单项选择题1、传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的稳定后，会自动停止工作，其中空调机内使用了下列哪种传感器( C )。
A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器2、电阻传感器进行温度测量时，为了消除或减少引线电阻的影响，通常采用( C )。
A、文氏电桥法B、双线制连接法C、三线制连接法D、混合连接法3、在下列元件中不属于光电元件的是 ( A )。
A、光纤B、光敏电阻C、光电池D、光敏晶体管4、DVD影碟机、电视机等电器中都有一个传感器，这个传感器可以接收遥控器发出的红外线信号，并能够把所接收到的红外线信号转化为电信号。
下列装置中和上述传感器工作原理相同的是 ( A )。
A．空调机接收遥控信号的装置B．楼道中照明灯的声控开关C．烟雾传感器（气敏化学传感器）D．冰箱中控制温度的温控器5、半导体热敏电阻随着温度的上升，其电阻率( B )。
A．上升 B．迅速下降C．保持不变D．归零6、下列传感器可用于医疗上－100℃～350℃温度测量的是( C )。
A．热电偶 B．金属辐射式C．热电阻D．体温计7、信号传输过程中产生干扰的原因是( D )。
A．信号缓慢 B．信号快变C．信号是交流的D．干扰的耦合通道8、如上图是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化情况是( D )A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小9、如图所示，R、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时( C )A．电压表的示数减小B．R2中电流增大C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大10、家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、控温两功能!对此以下说法中正确的是( C )A．通电后其功率保持不变B．通电后其功率先减小后增大C．当其产生的热量与散发的热量相等时。
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2.根据测量不确定度和有效数字概念,改正以下测 量 结果表达式，写出正确答案。 结果表达式，写出正确答案。 重点：不确定度的有效数字只取一位， 重点：不确定度的有效数字只取一位，测量结果的 最后一位与其对齐。 最后一位与其对齐。 (1) d = (10.4 ± 0.3) cm (10.4 0.3 (对齐) 对齐) (2) E = (1.92 ± 0.05) v (1.92 0.05 (对齐) 对齐) (3) L = (10.8 ± 0.2) mm (10.8 0.2 (取一位再对齐) 取一位再对齐) (4) P = (3.17 ± 0.02)X10 Kg (3.17 0.02 (取一位再对齐) 取一位再对齐) (5) R = (1.235 ± 0.004)X10 (1.235 0.004 (对齐) 对齐) (6) I =(5.354±0.005)X10 mA =(5.354 0.005 (取一位再对齐) 取一位再对齐) (7) L = (10.0 ± 0.1) mm (10.0 0.1 (取一位再对齐) 取一位再对齐)
L= ⁄ 9∑Li = 63.56(mm) 63.56(mm)
∑(Li – L)
SL =
9–1
=0.024 =0.024 (mm)
u=∆仪=0.02 (mm) U= SL²+u²= 3.1X10¯ (mm) L = L±U =(63.56±0.04) mm L± =(63.56±0.04)
附加题2.用千分尺(分度值为0.01mm）测得钢球直径D(mm) 附加题2.用千分尺(分度值为0.01mm）测得钢球直径D(mm) 共9次，其值分别为：24.268、24.256、24.258、24.262、 次，其值分别为：24.268、24.256、24.258、24.262、 24.260、24.244、24.242、24.252、24.246。千分尺的零点 24.260、24.244、24.242、24.252、24.246。千分尺的零点 读数d =0.012mm，求钢球的体积，不确定度，写出测量结 读数d。=0.012mm，求钢球的体积，不确定度，写出测量结 果的完整表达式。
∑Di = 7.9855(mm) D= 8
SD = ∑ i − D) (D = 0.0009(mm) 8 −1
2
u =Δ = 0.004(mm) 仪
UD = S2 + u2 = 0.005(mm) D
D = D ± u = 7.986± 0.005(mm)
Ur(D)=
UD ×100% = 0.050% D
V=V±UV=(746±1)X10(mm)
附加题3.单摆摆球直径 附加题3.单摆摆球直径d=2.600 cm,摆长Ｌ＝Ｌ１－d⁄ 2 , 单摆摆球直径d=2.600 cm,摆长 摆长Ｌ＝Ｌ 实验测得不同摆长下５０个周期（Ｔ） ５０个周期（Ｔ）的时间 如下表所示， 实验测得不同摆长下５０个周期（Ｔ）的时间 t如下表所示， 用图解法求重力加速度 g.
U 2 2 U 2 Uρ =ρ ( m ) +(−1)( V ) = 0.008 ×10−3 gmm−3 m V
ρ ρ Uρ =(8.906 ± 0.008)×10−3 g = ±
附加题1.用游标卡尺 精度０ ０２mm)测量工件长度共 附加题1.用游标卡尺（精度０．０２mm)测量工件长度共9 用游标卡尺（ 测量工件长度共9 测量值L(mm)分别为 63.56、63.58、63.54、63.56、 分别为： 次，测量值L(mm)分别为：63.56、63.58、63.54、63.56、 63.54、63.56、63.60、63.58、63.52，求其算术平均值， 63.54、63.56、63.60、63.58、63.52，求其算术平均值， 测量不确定度，并写出测量结果的完整表达式． 测量不确定度，并写出测量结果的完整表达式．
+
45.0
57.4
L(cm)
(3.74-2.14)
K=
(90.0 – 50.0)
=4.00X10¯² =4.00X10¯² (S²⁄ cm)
g = 4∏² L ⁄ T²
g=4∏ ⁄ k = 987 (cm ⁄ S )
作图步骤： 作图步骤：
１准备作图数据（注意有效位数） ２在坐标纸上确定坐标轴的比例与标度 ３注明图名．分度说明．标记完整 ４根据作图数据进行描点．描点符号要正确 ５根据数据点绘出光滑的直线或曲线 ６在直线或曲线上选点并标记坐标 ７根据线上两点求斜率 ８最后算出结果
m 4m ρ= = 2 V πd h Σh h = i = 80.370mm n 2 Σ(hi − h) Sh = = 0.009mm n −1
2 Uh = S2 + uh = 0.03mm h
Σdi d= = 19.4655mm n
2 Σ(di − d) Sd = = 0.0010mm n −1
Ud = S2 + u2 = 0.006mm d d
∂V π = dh = 2461mm2 ∂d 2
2 2 UV = (2461× 0.005) +(298 × 0.03) = 0.002 ×104 mm3
V = V ± UV =(2.392 ± 0.002)×104 mm3 213.04 ρ= = 8.906 ×10−3 gmm−3 2.392 ×104
物理实验绪论
(习题部分) 习题部分)
1.指出下列各量是几位有效数： 1.指出下列各量是几位有效数： 指出下列各量是几位有效数 重点：有效数字为可靠数字加上末位一位可疑数字。 重点：有效数字为可靠数字加上末位一位可疑数字。
(1) (2) (3) (4) L= T= E= g= 0.00001 cm 1.0001 s 2.7 ×10 J 980.12306 cm/s 1 位有效数 5 位有效数 2 位有效数 8 位有效数
4.换算下列各测量值的单位 4.换算下列各测量值的单位 重点：单位换算不要改变有效数字的位数。 重点：单位换算不要改变有效数字的位数。 4.80cm=(4.80X10¯ )m=(4.80X10)mm 4.80cm=(4.80X10¯ )m=(4.80X10)mm 30.70g=(30.70X10¯ )Kg=(30.70X10 30.70g=(30.70X10¯ )Kg=(30.70X10 )mg 3.50mA=(3.50X10¯ )A=(3.50X10 3.50mA=(3.50X10¯ )A=(3.50X10 )µA
Ｄ = 24.242(mm) 24.242(mm) SD=8.9X10¯ (mm) 8.9X10¯ u = 5X10¯ (mm) UD= SD +u =10X10¯ (mm) 10X10¯
V = ∏⁄ 6 ( D ) = 7459.4(mm) ∏取3.14159 UV = ∏⁄ 2 ( D ) UD =9.2(mm)
6.已知质量m=(213.04±0.05)g的铜圆柱体，用0～125mm、 分度为0.02mm的游标卡尺测得其高度h为80.38mm、80.37mm、 80.36mm、80.37mm、80.36mm、80.38mm；用一级0～25mm 千分尺测得其直径d 为 19.465mm、 19.466mm、 19.465mm、 19.464mm、19.467mm、19.466mm。求该铜柱体的密度。
d = d ± Ud =(19.466 ± 0.006)mm
h = h ± Uh =(80.37 ± 0.01)mm V =π 2 h = 2.392 ×10−4 mm3 d 4
UV = (
∂V 2 2 ∂V 2 2 ) Ud +( ) Uh ∂d ∂h
∂V π 2 = d = 298mm2 ∂h 4
4.00
T²~L 曲线 ( 5mm~0.1 S² 2mm~1 cm) +
3.23
3.20
3.2为 为 可靠数 字 0.03为 为 可疑数 字
3.00 3.00
+
∆
(90.0,3.74)
+
+ 57 为可靠数字 0.4 为可疑数字 ∆
55.0 60.0 2.00 2.50
+ (ห้องสมุดไป่ตู้0.0,2.14)
55.0 65.0 75.0 85.0 95.0
5. 用一千分尺(Δ 仪
测量一钢球直径D为 、 = 0.004mm)测量一钢球直径 为7.985mm、
7.986mm、7.987mm、7.986mm、7.987mm、7.985mm、 、 、 、 、 、 7.985mm、7.986mm。求钢球直径平均值和不确定度，并写出测量 、 。求钢球直径平均值和不确定度， 结果的完整表达式。 结果的完整表达式。
3. 判断下列各式的正误,写出有效数字的正确答案 判断下列各式的正误, 重点: 重点: 加减法运算结果的有效数字与分量中估计位最高的 为准. 为准.乘除法运算结果的有效数字位数与各分量中有效数字 最少的相同. 最少的相同.
(1) 1.732 X 1.74 = 3.01 (2) 628.7 ÷ 7.8 = 81 (3) (38.4 + 4.256) ÷ 2.0 = 21 (4) (17.34 – 17.13) X 14.28 = 3.0 ↓ 0.21
L1(cm) t
(S)
48.70 70.90
58.70 77.81
68.70 84.02 ↓
78.70 89.74
88.70 95.13
98.70 100.44
L (cm) 47.4 T²
(S²)
57.4 2.42
67.4 2.82
77.4 3.22
87.4 3.62
97.4 4.04
2.01
T²(S²)