中国石油大学华东大学物理实验基础理论课1

有效数字的位数由待测量的大小和测量条件共同决定。
1.65cm
2、有效数字的修约规则 当实验结果的有效数字位数较多时，进行取舍一般采用 1/2修约规则。即四舍六入五凑偶。
3、不确定度的有效数字
标准不确定度一般只取一位有效 数字，相对不确定度取一般取一至二 位有效数字。 不确定度有效数字取舍一般采用 1/3 修约规则。 u= 0.5350 → u= 0.6 u= 0.112 → u= 0.1 U r = 1.25 % → U r = 1.3%
验项目总分/预约实验个数×标准化系数
重要提醒
实验预约系统的个人信息必须同教务系统中信息保持一致（不相 符的预约前带证件到306进行修改后再预约）。
学期中，出现转专业情况，如果教务系统中的信息发生变化，必 须到D306进行登记，否则期末成绩将无法上报。 2-1和2-2实验，实际完成实验个数必须大于等于6，否则期末成绩 不及格。 预约的实验必须完成，如果预约后没有做，则会影响期末成绩。
二、误差
1.定义
（1）真值：物理量在客观上存在着的确定数值。 真值的约定方式：理论真值；计量约定真值；标 准相对真值等。 （2）误差：误差＝测量值-真值 由于测量方法、测量仪器、测量环境、测量者技能等 种种因素的不同导致测量误差的不同。 2、性质 （1）误差存在于一切测量中； （2）误差不可知。
3. 误差的分类 根据误差的性质，可以分为随机误差、系统误差和疏 失误差。
U r = 12.52 % → U r = 13%
例:保留4位有效数字 3.14159 → 3.142
6.378501→ 6.379
2.71729 → 2.717 4.51050 → 4.510 5.6235 → 5.624 3.21650 → 3.216
4、直接测量量的有效数字 （1）数字显示仪表：显示值均为有效数字，不再估读。 （2）有指针或刻度的仪器：最小刻度以下再估读一位。

2、分类 按不确定度数值估算方法的不同，这些分量可分成两 类－－A类分量和B类分量。
（1） 不确定度的A类分量－－ U A
用统计方法获得的不确定度分量称为不确定度的 A 类 分量。 对于一个等精度多次测量列 xi(i=1,2,…n），A类分量 可采用算数平均值的标准差表征估算。
U A sx
Einstein( 德 ):“ 一 个 矛 盾 的 实
验就足以推翻一种理论。”
杨振宁教授：“物理学是以 实验为本的科学”。
80%以上的诺贝尔物理学奖给了实验物理学家。 20%的奖中很多是实验和理论物理学家分享的。
§1-1
物理实验及其分类
分类 根据实验目的，物理实验可以分为：
（1）定性观察实验（光强分布） （2）定量测量实验（油滴试验） （3）验证性实验（动量守恒） （4）探索创新实验（超声应用）
2.00cm
1.64～1.66cm
5、 中间结果和常数的有效数字
一般比直接测量结果的有效数字多取1~2位。 例：测量圆的面积直接测量量r:4.5678m,4.5672m,4.5679m 中间结果平均值:4.567625m 七位有效数字 常数π:3.141593七位有效数字
6、 单位换算的有效数字问题 单位换算时有效数字的位数不变。 1.3m＝1.3×103mm ≠ 1300mm;1300mm＝1.300 m ≠1.3m 尽量采用科学记数法表示。 7、 实验结果的有效数字
§ 1-1 物理实验的认识 § 1-2 物理实验课的任务与安排 § 1-3 物理实验课的基本程序
§ 1-4 物理实验课的管理与考核办法
§1-1
物理实验及其分类
一、课程认识
“大学物理实验”是理工科院校各专业的一门 必修的、独立设臵的基础实验课；是学生在大 学接受系统实验方法和实验技能训练的开端。
大学物理实验课是教育部确定的六门必修的 重要基础课之一。 实践活动：为了达到特定目的，人为再现自 然界客观存在的物理过程，来探索物理规律的实 践。
§1-2
物理实验课的任务与安排
一、实验基础理论课：基础理论作业 （共2次，第1、7周各1次） 二、开放实验课
第一层次：至少完成 6个实验+基础理论作业。
第二层次：至少完成 6个实验+课程论文。
三、开放时间地点（本学期）
1. 开放周次：3～15周（第7周、国庆节除外）
2. 上课地点： 实验楼D区 3. 开放频次： 2-1共36次。
二、实验预习
要求：了解实验目的，掌握实验原理、熟悉实验内容、写预习报告。
预习报告：实验名称、实验目的、实验原理、实验内容及数据表格 （独立）。 物理实验学习网站 实验预习 注意： 没有预习报告不允许做实验，采用标准的实验报告纸写预习 报告！
§1-3
物理实验课基本程序
班长在周日上午实验楼D306房间，刘老师，购买标准实验报 告册；每册0.5元；成本价0.47元；每个项目需要一册。
一、用算术平均值作为真值的最佳估计值
证明：
1 n 1 n 1 n x xi x z i i x z n i 1 n i 1 n i 1 n , i 0 误差的对称性和抵偿性
i 1 n
x 0 xz xz
当测量次数n 趋于无穷时，算术平均值趋于真值。
习20％，实验操作40%，实验报告40%。
期末总成绩计算
2-1（实验综合成绩、基础理论成绩）
2-2（实验综合成绩、期末课程论文成绩）
期末总成绩计算
完成实验个数<要求个数： 期末总成绩G=10%×基础理论（课程论文）+90%实
验项目总分/预约实验个数×标准化系数×0.6（要求个数完成个数）
完成实验个数>=要求个数： 期末总成绩G=10%×基础理论（课程论文）+90%实
人们的认识不足，所得的被测量值具有分散性，即每次测
得的结果不是同一值，以一定的概率分散在某个区域内。 不确定度值为区域半宽度（对应臵信区间）。 不确定度的表达： x ( x Uc )单位； 95%
f ( )
68.27%
95.45% 99.73%

3
2
0

2
3
物理量大小的过程称为测量。 例如：用最小刻度为mm的米尺测量 物体的长度。
90.70cm
测量三个要素
（1）仪器设备；（2）测量方法；（3）测量结果 米尺 比较法 90.70cm
2. 测量的分类 （1）根据测量结果的获取方式不同，测量分为直接 测量和间接测量两类。
直接测量:可直接从测量仪器（或量具）上读出待测量的值. 长度、质量、温度等。 间接测量：从一个或几个直接测量结果按一定的函数关 系计算出来的过程，称为。 体积、密度、粘度等。 （2）根据测量条件的不同，测量分为等精度测量和 非等精度测量两类。 （3）根据被测对象在测量过程中所处的状态可将测 ×下次课讲 量分为静态测量和动态测量两类。
大学物理实验基础理论
（一）
凌 翠 翠 联系电话：86983371 邮箱：lingcuicui@ 2014.9
主要内容
第一部分 物理实验课程介绍
☆ 物理实验课程要求 ☆ 物理实验程序 ☆ 考核方式
第二部分 误差与数据处理基础知识
☆ 误差与不确定度 ☆ 数据处理方法
第一部分 物理实验课程介绍
L 3.6456cm, U c 0.07cm; 实验结果的有效数字由不确定度确定。有效数字的末 位与不确定度的末位对齐。 L (3.65 0.07)cm;U r 2%
五、测量不确定度（Uncertainty）
1、定义
对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度， 是定量说明测量结果质量的一个参数。由于测量不完善和
§1-3 物理实验课基本程序 实验预约 实验预习 实验操作
一、实验预约


实验报告
网址：石油大学-理学院-开放实验-大学物理实验- 实验预约系统
202.194.155.226/studyweb/learningweb 《大学物理实验上课须知》 预约后方可做实验，预约实验必须要做，实验总数不小于6。 （14号周日大开放8:50，开放完12:00预约）（D区306）
旷课：请假的再补做的按90%给成绩，未请假的再补做按70%给成 绩。
作弊违纪：成绩不合格，下学期重修。
迟到15分钟按旷课处理；迟到者扣分；旷课补做者乘0.7系数录入 成绩；抄袭数据或报告者取消实验项目成绩；替做实验者取消实验 课程成绩，只能重修。
第二部分误差与数据处理 基础知识
§ 2-1 几个基本概念
第十周和第十一周 的周四下午停课！
石油大学(华东） 大学物理 实验报告 实验日期：0312
班级：
1
【实验数据表格及处理】
首先列出原始测量数据，并尽量画 表格填写，后再处理。
姓名（学号）：
教师报告箱号码：1
实验名称 信息要全 【实验目的】 1. 2. …… 【实验原理】 文字
用直尺画表
用坐标纸画图 表要规范
§ 2-2 误差的处理（第二次课讲解）
§ 2-3 直接测量的数据处理 § 2-4 间接测量的数据处理 § 2-5 数据处理的几种常用方法 § 2-6 实验数据的计算机处理（自学）
§2-1 几个基本概念
一、测量（measurement) 1. 定义：利用仪器设备通过一定测量方法，将待测物
理量与一个选做为标准的同类物理量进行比较，确定待测
误差及不确定度计算
对课本内容归纳总结
公式 图形 【实验仪器】 【实验内容】 1. 2. 根据具体要求 …… 课前完成！ 结果表示 【实验误差分析及结论】
【思考及讨论】有独到的见解
【原始数据】单独一张纸
§1-4
物理实验课的考核办法
没有期末考试，每个实验项目逐一考核，给 出成绩（百分制）。 每个实验项目分三段进行考核，一般实验预