2010大学物理实验绪论讲稿
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《大学物理实验绪论》课件
《大学物理实验绪论》 PPT课件
为你呈现一份精彩的《大学物理实验绪论》课件！通过该课件，你将了解实 验介绍、实验方法、实验数据处理、实验报告等内容，以及实验室安全和实 验评估等关键知识。
实验介绍
实验目的
明确实验的目标和预期成果， 为实验的顺利进行提供指导。
实验原理
解释实验中所涉及的物理原 理和基本概念，帮助理解实 验过程中发生的现象。
实验内容
概述实验的具体步骤和操作， 说明涉及的实验器材和测量 方法。
实验方法
实验器材
列出所需的实验器材和仪器设 备，并解释其作用。
实验流程
详细描述实验的步骤和操作流 程，确保实验能够顺利进行。
实验注意事项
提醒实验者应注意的事项，包 括安全、精确测量和错误排除 等。
实验数据处理
1 数据处理方法
介绍处理实验数据的方法，如平均值计算、误差分析和图表绘制等。
2 数据分析
分析实验数据的趋势、规律和关系，得出结论和实验结果。
3 实验误差分析
讨论实验中可能出现的误差来源，并评估其对实验结果的影响。
实验报告
1
报告格式
介绍实验报告的基本格式要求，包括封面、目录、引言和结论等部分。2实验报告要点
强调写实验报告时应注意的要点，如清晰表达、准确描述和逻辑顺序。
3
实验心得体会
功率计
用于测量电路中的功率和能量转 化效率的仪器。
稳压电源
用于提供恒定电压和电流输出的 电源设备。
热像仪
用于观测和测量物体的表面温度 分布。
实验室管理
1
实验室规章制度
介绍实验室的管理规章制度和行为准则，维护实验室环境和秩序。
2
实验室秩序维护
为你呈现一份精彩的《大学物理实验绪论》课件！通过该课件，你将了解实 验介绍、实验方法、实验数据处理、实验报告等内容，以及实验室安全和实 验评估等关键知识。
实验介绍
实验目的
明确实验的目标和预期成果， 为实验的顺利进行提供指导。
实验原理
解释实验中所涉及的物理原 理和基本概念，帮助理解实 验过程中发生的现象。
实验内容
概述实验的具体步骤和操作， 说明涉及的实验器材和测量 方法。
实验方法
实验器材
列出所需的实验器材和仪器设 备，并解释其作用。
实验流程
详细描述实验的步骤和操作流 程，确保实验能够顺利进行。
实验注意事项
提醒实验者应注意的事项，包 括安全、精确测量和错误排除 等。
实验数据处理
1 数据处理方法
介绍处理实验数据的方法，如平均值计算、误差分析和图表绘制等。
2 数据分析
分析实验数据的趋势、规律和关系，得出结论和实验结果。
3 实验误差分析
讨论实验中可能出现的误差来源，并评估其对实验结果的影响。
实验报告
1
报告格式
介绍实验报告的基本格式要求，包括封面、目录、引言和结论等部分。2实验报告要点
强调写实验报告时应注意的要点，如清晰表达、准确描述和逻辑顺序。
3
实验心得体会
功率计
用于测量电路中的功率和能量转 化效率的仪器。
稳压电源
用于提供恒定电压和电流输出的 电源设备。
热像仪
用于观测和测量物体的表面温度 分布。
实验室管理
1
实验室规章制度
介绍实验室的管理规章制度和行为准则，维护实验室环境和秩序。
2
实验室秩序维护
《大学物理实验绪论》课件
案例二：验证牛顿第二定律
实验目的
通过实验验证牛顿第二定律，即物体加速度与作用力成正比，与质量成反比。
实验原理
在相同力的作用下，质量越大，加速度越小；在相同质量的情况下，作用力越 大，加速度越大。通过测量力和加速度的关系，可以验证牛顿第二定律。
案例二：验证牛顿第二定律
实验步骤
1. 准备实验器材，包括小车、滑轮、砝码、弹簧测力计等。
实验步骤 1. 准备实验器材，包括计时器、尺子、重物等。
2. 将尺子固定在墙上，让重物从尺子顶端自由下落。
案例一：测量重力加速度
3. 使用计时器记录重物下落的时间。
实验结果：通过测量和计算，可以得 出重力加速度的值，并与其他已知值 进行比较，验证实验的准确性。
4. 根据测量数据计算重力加速度的值 。
实验结果分析
数据处理
对实验数据进行整理、计算和图表绘制，确 保数据的准确性和可读性。
结果分析
根据实验数据，分析实验结果是否符合预期 ，探讨可能影响实验结果的因素。
误差分析
对实验中的误差来源进行分析，评估误差对 实验结果的影响。
实验结论与建议
实验结论
根据实验结果和误差分析，总结实验的主要发现和结论。
实验原理
当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，会产生加强或减弱的现象，形成明 暗相间的干涉条纹。光的干涉是光学中的重要现象之一。
案例三：光的干涉实验
实验步骤
1. 准备实验器材，包括激光器、分束器、反射镜 、光屏等。
2. 将激光器发出的光束通过分束器分成两束相干 光波。
案例三：光的干涉实验
1
3. 让两束光波在空间某一点叠加，并观察干涉现 象。
防止机械伤害
在使用机械设备或进行具有危险性的实验操作时，应佩戴防护眼镜、手套等个人防护用品，遵守安全操作规程。
大学物理绪论讲稿
2.5cm + 0.05cm = 2.55cm
不确定度是表征测量结果具有分散性的一个 参数，它是被测量的真值在某个量值范围内的一 种评定。它表示由于测量误差的存在而对被测量 值不能确定的程度。
不确定度一般包含有多个分量，按其数值的 评定方法可归并为两类：
Ａ类分量: B 类分量:
在同一条件下多次测量,用统计学方 法计算的分量,用 U A 表示.
用其他方法(非统计学方法)评定的分 量,用 U B 表示.
读数 + 单位 构 成 数 据
二 、测量的分类
按方法分
直接测量：把待测量与标准量直接进行比较而获得 物理量，这一过程叫直接测量。 如米尺测长度、秒表测时间等。
按条件分
实验者 仪器 方法 环境
间接测量：由直接测量量，通过函数关系运算而获 得物理量的过程，叫间接测量。 如求体积、密度等。
等精度测量：对某一量在同一条件下进行的测量。
基于上述认识，可以简化为： U B ins 仪
在物理实验中，不确定度U用下式计算：
U
U
2 A
U
2 B
(t /
n )2 s 2 2仪
当测量次数在6—10次时，上式可简化为
U s2 2仪
(五)实验中仪器误差的几种获取方法
(U B ins 仪 ) 仪器误差 仪：在正确使用仪器的条件下，测量值
来近似代替各微分量dx，dy，故上式可写为
z f x f y x y
最终为：z f x f y
x
y
在实验设计时常 用这种方法对测量误 差进行粗略的估计。
三、测量不确定度的传递公式
（一）不确定度 s 分量的传递公式
z f x f y x y
z f x f y
大学物理实验绪论
注意：
有些异常数据是新现象，也许是重大发现的前奏。
四 、测量不确定度与测量结果的表达 （一）不确定度概念及分类
测量不确定度表征被测量量的分散性，它是被 测量客观值在某一量值范围内的一个评定。
不确定度按照测量数据的性质分为两类：
A类不确定度:符合统计规律. 用 uA 表示；
B类不确定度:不符合统计规律. 用 uB 表示。
ln N
N
x1
dx1
x2
dx2
xn dxn
3.间接测量不确定度的传递
N f ( x1 , x2 ,L xn )
其中，x1 x1 ux1 ，x2 x2 ux2 ，…ux1 , ux2 ,L
分别为测量量 x1, x2 ,L 的不确定度。
uN
f
x1
2
u2 x1
f x2
（2） 书写预习报告。（内容大致包括：实验名称、 实验目的、实验仪器、实验原理）
实验原理：写出原理概要，画出原理图，写出测 量公式，注明公式中出现的符号的物理意义。
（3）自备实验数据记录纸，设计表格，写上班级、 姓名、日期。
注意：没有预习报告不能做实验
预习报告和实验数据记录纸一定写上上课的时间：
例如：12-3-下午1
举例： 直尺、千分尺的示值误差、数字毫秒计的误差、 分光计的误差、电表的精度等。
2.系统误差的来源
（1）仪器误差 （2）理论和方法误差 （3）环境误差 （4）个人误差
仪器刻度不准、刻度盘和指针安装偏心、米尺 弯曲、天平两臂不等长等
2.系统误差的来源(续)
（1）仪器误差 （2）理论和方法误差 （3）环境误差 （4）个人误差
电流表外接
电流表内接
2.系统误差的来源(续)
有些异常数据是新现象，也许是重大发现的前奏。
四 、测量不确定度与测量结果的表达 （一）不确定度概念及分类
测量不确定度表征被测量量的分散性，它是被 测量客观值在某一量值范围内的一个评定。
不确定度按照测量数据的性质分为两类：
A类不确定度:符合统计规律. 用 uA 表示；
B类不确定度:不符合统计规律. 用 uB 表示。
ln N
N
x1
dx1
x2
dx2
xn dxn
3.间接测量不确定度的传递
N f ( x1 , x2 ,L xn )
其中，x1 x1 ux1 ，x2 x2 ux2 ，…ux1 , ux2 ,L
分别为测量量 x1, x2 ,L 的不确定度。
uN
f
x1
2
u2 x1
f x2
（2） 书写预习报告。（内容大致包括：实验名称、 实验目的、实验仪器、实验原理）
实验原理：写出原理概要，画出原理图，写出测 量公式，注明公式中出现的符号的物理意义。
（3）自备实验数据记录纸，设计表格，写上班级、 姓名、日期。
注意：没有预习报告不能做实验
预习报告和实验数据记录纸一定写上上课的时间：
例如：12-3-下午1
举例： 直尺、千分尺的示值误差、数字毫秒计的误差、 分光计的误差、电表的精度等。
2.系统误差的来源
（1）仪器误差 （2）理论和方法误差 （3）环境误差 （4）个人误差
仪器刻度不准、刻度盘和指针安装偏心、米尺 弯曲、天平两臂不等长等
2.系统误差的来源(续)
（1）仪器误差 （2）理论和方法误差 （3）环境误差 （4）个人误差
电流表外接
电流表内接
2.系统误差的来源(续)
10级大学物理实验绪论PPT课件
15
4 结论
物理实验课是一门基础实验课，是知识的底层， 这底层的重要性是不言而喻的。
希望同学们充分发挥主观积极因素，提高学习 效益，切莫辜负好时光。
16
二 测量及误差理论
1 测量分类 2 误差与误差分类 3 精密度与准确度 4 随机误差
5 仪器的误差限和灵敏度 6 单次测量的误差估计
7 不确定度的概念 8 多次测量的误差估计 9 间接测量的误差计算 误差传递的基本公式 10 有效数字的几个概念
9
1924年法国人德布罗意（De. Broglie）在光的微粒 性的启发下，明确提出了实物粒子具有物质波动性，即波 和粒子的缔合概念。通常人们将它描述为波粒二重性，即 p=h/λ，这是一个大胆而伟大的假设。物理伟人爱因斯坦 曾称这是照亮我们最难解开物理学之谜的第一缕微弱的光。 并提名德布罗意获诺贝尔奖。
6
在实验物理学方面取得伟大成功者... 1.1901年首届诺贝尔物理学奖得主德国人伦琴 (W.C.Rentegen)，为奖励他于1895年发现X 射线.
7
2.1902年的得主是荷兰人塞曼，奖励他在 1894年发现光谱线在磁场中会分裂的现象.
8
3.1903年的得主是德国人贝可勒尔（H. A. Becquerel）和居里夫妇（P. Curie, M. S. Curie） 等三人，奖励他们发现了天然放射性，他们由此成 为核物理学的奠基人.
理论上美妙的假设和推论，要成为被公认的物理规律， 必须有实验结果的验证。 De. Broglie指出可以通过电子 在晶体上的衍射实验来证明他的假设。
1927年美国科学家戴维孙和革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 和λ之间关系的假设，使德布罗意的理论得以被公认。
4 结论
物理实验课是一门基础实验课，是知识的底层， 这底层的重要性是不言而喻的。
希望同学们充分发挥主观积极因素，提高学习 效益，切莫辜负好时光。
16
二 测量及误差理论
1 测量分类 2 误差与误差分类 3 精密度与准确度 4 随机误差
5 仪器的误差限和灵敏度 6 单次测量的误差估计
7 不确定度的概念 8 多次测量的误差估计 9 间接测量的误差计算 误差传递的基本公式 10 有效数字的几个概念
9
1924年法国人德布罗意（De. Broglie）在光的微粒 性的启发下，明确提出了实物粒子具有物质波动性，即波 和粒子的缔合概念。通常人们将它描述为波粒二重性，即 p=h/λ，这是一个大胆而伟大的假设。物理伟人爱因斯坦 曾称这是照亮我们最难解开物理学之谜的第一缕微弱的光。 并提名德布罗意获诺贝尔奖。
6
在实验物理学方面取得伟大成功者... 1.1901年首届诺贝尔物理学奖得主德国人伦琴 (W.C.Rentegen)，为奖励他于1895年发现X 射线.
7
2.1902年的得主是荷兰人塞曼，奖励他在 1894年发现光谱线在磁场中会分裂的现象.
8
3.1903年的得主是德国人贝可勒尔（H. A. Becquerel）和居里夫妇（P. Curie, M. S. Curie） 等三人，奖励他们发现了天然放射性，他们由此成 为核物理学的奠基人.
理论上美妙的假设和推论，要成为被公认的物理规律， 必须有实验结果的验证。 De. Broglie指出可以通过电子 在晶体上的衍射实验来证明他的假设。
1927年美国科学家戴维孙和革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 和λ之间关系的假设，使德布罗意的理论得以被公认。
大学物理实验绪论讲义绪论
图表制作
实验数据应制作成图表，以便更好地展示数据和趋势。
结论分析
实验结论应基于数据分析，指出误差来源并提出改进意见 。
02 实验数据处理与误差分析
测量与误差
测量
测量是获取实验数据的过程，包括对 物理量进行观察、记录和量化。
误差定义
误差是指测量值与真实值之间的差异， 可以分为系统误差和随机误差。
随机误差的处理
数学公式拟合
通过选择合适的数学公式对实验数据进行拟合，可以得到物理量之间的数学关系。
03 实验操作规范与安全
实验操作规程
实验前准备
在实验开始前，学生应认真阅读实验指 导书，了解实验目的、原理、步骤和注
意事项。
实验数据记录
学生应认真记录实验数据，确保数据 的准确性和完整性，并按照要求进行
Байду номын сангаас数据处理和分析。
Excel软件介绍
总结词
易用性强的数据处理软件
详细描述
Excel软件是一款易用性强的数据处理软件，广泛应用于办公和数据处理领域。它提供了数 据输入、数据筛选、图表绘制等功能，能够帮助用户快速整理和分析数据。虽然相比于其他 专业数据处理软件，Excel的功能相对较少，但其易用性和普及度较高，适合初学者使用。
05 实验案例分析
单摆实验案例分析
实验目的
实验原理
研究单摆的周期与摆长、重力加速度的关系。
单摆做简谐运动的周期T与摆长L和重力加速 度g有关，其关系为T=2π√(L/g)。
单摆实验案例分析
2. 将单摆挂上重锤，调整摆长。
1. 准备实验器材，包括单摆装置、 计时器等。
实验步骤
01
03 02
单摆实验案例分析
大学物理实验系列——绪论课讲义
课堂操作情况及实验报告成绩、绪论课作 业 70%
期末考试 8 .重修
总评成绩不合格者 有旷课现象，不按老师要求补做实验者 缺两次或以上实验报告者，不得参加期末考试
30%
A 班教学
具有丰富教学经验和高级职称的老师教 学。 双向选择机制：学生自愿报名，任课老 师推荐。 报名时间：7，8两周。 入选名单公布：10周。 11周，A班师生见面。
学生须知
0.今年的教学评估
大家都明白！ 评估专家的检查！ 该会的必须要会！
1.各班按自己的实验顺序表上课。请务必记住自 己的实验顺序号，按上课内容做好预习。
2 实验课前必须预习，写出预习报告，预习报告 就写在空白报告上。记录数据不得用铅笔写，原 始数据必须有教师签字。
3. 提前5分钟进入实验室若因病（要有医生证 明）、因事（要有系教务部门证明）而缺课，应 提前请假，并在规定时间补做实验，值班老师凭 证明在补做报告上签字。课上未完成实验需要补 做的，应由任课教师在报告上签字注明，值班教 师根据任课教师的签字，在补做数据上签字。
2 x a 1 f x exp 2 2 2
x1 , x2 ,
, xn .
a
x
x d ( x)
x
正态分布的特点： ① 单峰性： ② 对称性：
③ 有界性：误差出现在区间 , 的概率为68.3%出 现在区间 3 , 3 的概率为99.7%。3 称为极限误差。 ④ 抵偿性：
间接测量 (例: 单摆周期
l T 2 ) g
误差: 测量值与真值之间的差别
真值：被测量真实值的大小
真值无法得到；误差存在于一切测量值中，并贯 穿测量的始终。
N （误差） N （测量值） N 0 （真值）
期末考试 8 .重修
总评成绩不合格者 有旷课现象，不按老师要求补做实验者 缺两次或以上实验报告者，不得参加期末考试
30%
A 班教学
具有丰富教学经验和高级职称的老师教 学。 双向选择机制：学生自愿报名，任课老 师推荐。 报名时间：7，8两周。 入选名单公布：10周。 11周，A班师生见面。
学生须知
0.今年的教学评估
大家都明白！ 评估专家的检查！ 该会的必须要会！
1.各班按自己的实验顺序表上课。请务必记住自 己的实验顺序号，按上课内容做好预习。
2 实验课前必须预习，写出预习报告，预习报告 就写在空白报告上。记录数据不得用铅笔写，原 始数据必须有教师签字。
3. 提前5分钟进入实验室若因病（要有医生证 明）、因事（要有系教务部门证明）而缺课，应 提前请假，并在规定时间补做实验，值班老师凭 证明在补做报告上签字。课上未完成实验需要补 做的，应由任课教师在报告上签字注明，值班教 师根据任课教师的签字，在补做数据上签字。
2 x a 1 f x exp 2 2 2
x1 , x2 ,
, xn .
a
x
x d ( x)
x
正态分布的特点： ① 单峰性： ② 对称性：
③ 有界性：误差出现在区间 , 的概率为68.3%出 现在区间 3 , 3 的概率为99.7%。3 称为极限误差。 ④ 抵偿性：
间接测量 (例: 单摆周期
l T 2 ) g
误差: 测量值与真值之间的差别
真值：被测量真实值的大小
真值无法得到；误差存在于一切测量值中，并贯 穿测量的始终。
N （误差） N （测量值） N 0 （真值）
大学物理实验绪论.
标准偏差——随机误差的离散程度 具有随机误差的测量值将是分散的，对分散程度的定量表示用标 准偏差，在有限次测量情况下，单次测量值的标准偏差定义为
2 n xi x i 1 n 1
Sx
xi xi x
为偏差
二、测量结果的表示与不确定度
1．测量结果的表达形式与不确定度 测量结果的最终表达形式为
的特征是具有一定的规律性，服从因果律。
随机误差 在同一测量条件对同一物理量进行重复测量时，测量结果会
出现一些无规律的起伏，这是因为测量时存在随机误差，也
称偶然误差。
进行随机误差的估计时，算术平均值和标准偏差是两个重要的数字
特征量。
算术平均值——测量结果的最佳估计值，又称近似真实值
1 n x xi n i 1
3.数据处理
实验结束后要尽快整理好数据，数据整理工作应尽可能在实验课上完
成，这样可以根据数据整理中的问题作必要的补充测量，一般是在计算 结束之后，再收拾仪器。
4.实验讨论
实验讨论是培养学生的分析能力非常重要的部分。 5.实验报告 实验报告是实验工作的全面总结，是对实验目的和要求的回答，是 学生思索和提高的过程，不能是简单抄写记录和计算结果。
撰写实验报告要简明扼要，有自己的特色，注重条理性，有主要的
数据处理过程，有实验结果，以及对实验结果的评价，实验后的思考和 分析。
实验报告具体要求有：
（1）实验名称: 所做实验的名称； （2）实验时间：具体做实验的时间； （3）实验学生：做实验者本人姓名； （4）指导教师：指导实验的教师姓名；
（5）实验目的：完成本实验应达到的基本要求；
w W u
式中 为被测量， 为测量值， 为总不确定度，它们具有相同的单 u W 位。 测量值不等于真值，可以设想真值就在测量值附近的一个量值范围
2 n xi x i 1 n 1
Sx
xi xi x
为偏差
二、测量结果的表示与不确定度
1．测量结果的表达形式与不确定度 测量结果的最终表达形式为
的特征是具有一定的规律性，服从因果律。
随机误差 在同一测量条件对同一物理量进行重复测量时，测量结果会
出现一些无规律的起伏，这是因为测量时存在随机误差，也
称偶然误差。
进行随机误差的估计时，算术平均值和标准偏差是两个重要的数字
特征量。
算术平均值——测量结果的最佳估计值，又称近似真实值
1 n x xi n i 1
3.数据处理
实验结束后要尽快整理好数据，数据整理工作应尽可能在实验课上完
成，这样可以根据数据整理中的问题作必要的补充测量，一般是在计算 结束之后，再收拾仪器。
4.实验讨论
实验讨论是培养学生的分析能力非常重要的部分。 5.实验报告 实验报告是实验工作的全面总结，是对实验目的和要求的回答，是 学生思索和提高的过程，不能是简单抄写记录和计算结果。
撰写实验报告要简明扼要，有自己的特色，注重条理性，有主要的
数据处理过程，有实验结果，以及对实验结果的评价，实验后的思考和 分析。
实验报告具体要求有：
（1）实验名称: 所做实验的名称； （2）实验时间：具体做实验的时间； （3）实验学生：做实验者本人姓名； （4）指导教师：指导实验的教师姓名；
（5）实验目的：完成本实验应达到的基本要求；
w W u
式中 为被测量， 为测量值， 为总不确定度，它们具有相同的单 u W 位。 测量值不等于真值，可以设想真值就在测量值附近的一个量值范围
大学物理实验讲义(部分).doc
大学物理实验讲义(太阳能科学与工程系光伏工程教研室2010年3月)目录写在前面 (2)一、物理实验的地位和作用 (2)二、物理实验课的教学目的 (2)三、物理实验课的基本程序 (3)实验一扭摆法测定刚体转动惯量 (5)【实验目的】 (5)【实验原理】 (5)实验二悬丝耦合弯曲共振法测定金属材料杨氏模量 (11)【实验目的】 (11)【实验原理】 (11)实验三电表改装与校准 (19)【实验目的】 (19)【实验原理】 (19)实验四示波器原理及使用 (26)【实验目的】 (26)【实验原理】 (26)实验五霍尔效应实验组合仪的使用 (30)【实验目的】 (30)【实验原理】 (30)实验六迈克尔逊干涉实验仪的使用 (38)【实验目的】 (38)【实验原理】 (38)写在前面一、物理实验的地位和作用科学的理论来源于科学的实验,并受到科学实验的检验,物理学的理论,就是通过观察、实验、抽象、假说等研究方法，并通过实验的检验而建立起来的。
观察和实验是物理学中的重要研究方法。
观察就是对自然界中发生的某种现象，在不改变自然条件的情况下，按照原来的样子加以观察研究。
而实验则是人们按照一定的研究目的，借助按规定的仪器设备，人为地控制或模拟自然现象，使自然现象以比较纯粹或典型的形式表现出来，进而对其进行反复地观察和测试，探索其内部规律的一种方法。
物理学从本质上说是一门实验科学，无论是物理规律的发现，还是物理理论的验证，都有待迂实验。
物理实验不仅在物理学的发展中占有重要的地位，而且在推动其它自然科学、工程技术的发展中也起着重要作用。
特别在不少交叉学科中，物理试验的构思、方法和技术与化学、生物学、天文学等学科的相互结合已取得丰硕的成果。
此外，物理实验还是众多高技术发展的源泉、原子能、半导体、激光、超导和空间技术等最新科技成果，都是与物理实验密切相关的。
二、物理实验课的教学目的根据《高等学校工程专科物理实验课程教学的基本要求》，结合我校的实际，对各专业不同的需要选取一定数量和实用内容的实验项目。
大学物理实验绪论
四、有效数字尾数的舍入规则
尾数大于五进，小于五舍，等于五时取偶。 ——“逢五取偶” 这个原则比“四舍五入”的截尾规则更合理。
例4 将下列数截去尾数成四位有效数字。 2.345 26 → 2.345 2.345 52 → 2.346 2.346 50 → 2.346 2.347 50 → 2.348
5、注解和说明
要求注明图线的名称、作图者姓名、日期以及必要的 简单说明（如实验条件：温度、压力等）。
3 ——极限误差
三、偶然误差的数据处理——多次测量 结果与误差计算
被测物理量的算术平均值——测量结果的最佳估 计值
1 n x xi n i 1
等精度测量条件下，当测量次数相当多时，算术 平均值是真值的最佳值。
四、标准偏差
等精度测量条件下，若测量次数n有限 任意一次测量值的标准偏差
1 n x ( xi x )2 n 1 i 1 平均值的标准偏差
实验报告剩余部分的完成（即数据处理和 思考题部分）： 1)数据处理（含有数据处理主要过程、作图及实 验结果）； 2）回答思考题及分析讨论。 3）将带有教师签字的原始记录纸，沿粘贴线粘 贴好(用胶水或透明胶带粘贴)。
交报告的时间、地点： 一周内由指定的同学将上周完成的实验报告 交到对应的实验室。逾期未交报告，酌减报告 分，一个月不交，按无报告处理。
B类不确定度 合成不确定度
uj
j C
uc
i2 u j2
二、不确定度的传递公式
设间接测得量与各直接测得量有下列函数关系 N f ( x, y, z ) ，其中x、y、z……相互独立。 u u 各直接测得量的不确定度为 uc x 、 c y 、 c z ……
间接测得量 N 的不确定度 f 2 2 f 2 2 uc N ( ) uc x ( ) uc y x y 相对不确定度
2010年绪论2(大字)
物理实验绪论——误差及数据处理凌象虎一、大学物理实验课的意义大学物理实验课是一门培养大学生综合能力和素质的课程，主要培养大学生科学实验的能力和科学实验的素质。
科学实验的能力：实验预习中的自学能力；实验操作中的动手能力，分析解决问题能力，安装调试仪器能力，排除故障能力；实验总结中的文字表达能力，归纳综合能力，绘图制图能力，处理数据能力；设计实验中的设计创新能力，科学想象能力等。
科学实验素质：理论联系实际和实事求是的科学作风；严谨踏实、认真细致的工作态度；守纪遵规、爱护公物的良好品格；善于思考、主动探究的钻研精神等。
这些都将为以后从事各类科研活动打下良好基础。
切勿将本课的意义局限在仅仅是做实验、写实验报告这一狭隘眼界之中，只有认识到它的综合意义，才能真正地学到知识、增强素质、提高能力。
二、大学物理实验课的学习程序1.实验预习（理论）；2.实验操作（实践）；3.实验总结（理论联系实践）。
三、测量误差1.真值：X0当量和测量过程完全确定，且所有测量不完善性可以排除时，由测量所获得的一个值。
简言之，真值就是客观实际真实值。
测量一个物理量就是企图找到该量的真值。
但真值几乎是不可能找到的。
测出来的都是真值的近似值。
测量中进行的一切努力，都是使测量结果尽量接近真值。
例如，一安培电流定义：真空中截面积可忽略的两根相距一米的无限长的圆而直的细导线，内通以等量的恒稳的电流，当每米长度上所受的力恰好是2×10-7牛顿时，则导线内的电流强度为一安培。
在安培的定义中，如“真空”、“截面积可忽略”、“相距一米”、“无限长”、“圆而直”、“等量恒稳电流”、“2×10-7牛顿力”等要求，是难以做到或根本不可能做到的。
所以，安培的理论值在实验中不可能准确测出。
可见，要测到真值几乎是不可能的。
测量值总是存在或大或小的误差：2.误差:δ绝对误差：δ=X i（测量值）-X0（真值）相对误差： E=δ╱X0×100%由于真值不可求，必须寻找一个真值的代替者：3.算术平均值:X（约定真值）X=∑X i╱n ，实际测量中用X代替X0 4.系统误差在一定条件下，对同一物理量进行多次测量时，其测量误差的符号与数值总保持不变或者按某一确定的规律变化。
大学物理实验绪论2010-3
33
山东交通学院物理实验中心
物理实验守则
6、核对实验仪器是否缺少或损坏。若发现 核对实验仪器是否缺少或损坏。 缺少或损坏 有问题，应向指导教师及时提出。 有问题，应向指导教师及时提出。 7、细心观察仪器构造，严格遵守操作规程 细心观察仪器构造， 及注意事项，尤其是电学实验， 及注意事项，尤其是电学实验，线路接 好后，教师检查并许可后才可接通电源 才可接通电源， 好后，教师检查并许可后才可接通电源， 避免发生意外。 避免发生意外。 若损坏实验仪器， 8、若损坏实验仪器，及时报告并填写仪器 损坏赔偿单，说明损坏原因， 损坏赔偿单，说明损坏原因，赔偿办法 根据学校相关规定处理。 根据学校相关规定处理。
（长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、 长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、 直流电桥、交流电桥、通用示波器、低频信号发生器、 直流电桥、交流电桥、通用示波器、低频信号发生器、 分光仪、光谱仪、激光器、常用电源和光源等） 分光仪、光谱仪、激光器、常用电源和光源等）
⑤掌握常用的实验操作技术。 掌握常用的实验操作技术。
1、在规定时间内进行实验，不得无故缺席或迟到 在规定时间内进行实验， 迟到不足30分钟者酌情扣分。迟到30分钟视 不足30分钟者酌情扣分 30分钟 （迟到不足30分钟者酌情扣分。迟到30分钟视 为旷课，不能当堂进行操作， 为旷课，不能当堂进行操作，只能在其余该实 验项目有空位的时间补做， 验项目有空位的时间补做，且该项目成绩最高 分为60 60分 分为60分）。 若要更改实验时间， 2、若要更改实验时间，必须在实验开始前撤销预 约。 请假：系办公室盖章的请假条者可另外选择时 3、请假：系办公室盖章的请假条者可另外选择时 间进行操作。 间进行操作。
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物理实验守则
6、核对实验仪器是否缺少或损坏。若发现 核对实验仪器是否缺少或损坏。 缺少或损坏 有问题，应向指导教师及时提出。 有问题，应向指导教师及时提出。 7、细心观察仪器构造，严格遵守操作规程 细心观察仪器构造， 及注意事项，尤其是电学实验， 及注意事项，尤其是电学实验，线路接 好后，教师检查并许可后才可接通电源 才可接通电源， 好后，教师检查并许可后才可接通电源， 避免发生意外。 避免发生意外。 若损坏实验仪器， 8、若损坏实验仪器，及时报告并填写仪器 损坏赔偿单，说明损坏原因， 损坏赔偿单，说明损坏原因，赔偿办法 根据学校相关规定处理。 根据学校相关规定处理。
（长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、 长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、 直流电桥、交流电桥、通用示波器、低频信号发生器、 直流电桥、交流电桥、通用示波器、低频信号发生器、 分光仪、光谱仪、激光器、常用电源和光源等） 分光仪、光谱仪、激光器、常用电源和光源等）
⑤掌握常用的实验操作技术。 掌握常用的实验操作技术。
1、在规定时间内进行实验，不得无故缺席或迟到 在规定时间内进行实验， 迟到不足30分钟者酌情扣分。迟到30分钟视 不足30分钟者酌情扣分 30分钟 （迟到不足30分钟者酌情扣分。迟到30分钟视 为旷课，不能当堂进行操作， 为旷课，不能当堂进行操作，只能在其余该实 验项目有空位的时间补做， 验项目有空位的时间补做，且该项目成绩最高 分为60 60分 分为60分）。 若要更改实验时间， 2、若要更改实验时间，必须在实验开始前撤销预 约。 请假：系办公室盖章的请假条者可另外选择时 3、请假：系办公室盖章的请假条者可另外选择时 间进行操作。 间进行操作。
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物理实验绪论课讲义-3精品文档80页
•如何正确认识实验课的作用 •明确实验课的目的和意义 •实验绪论的主体内容 •课后作业与实验考核指导 •有关规定与选课方法
•实验课是为了培养动手能力 •实验课仅仅是为了培养动手能力？ •更重要的是：观察、思考和读懂文字 •眼观六路（想），耳听八方（想） •四年大学学习你能够带走的是什么？
•学习并掌握各种基本物理量的测量方法 •学习并掌握各种基本测量仪器的使用方法 •学习并掌握实验数据处理的基本方法 •学习并掌握实验报告的撰写方法
件下，对同一物理量作多次重复 测量（专业术语：等精度重复测 量），其测量值将有时偏大，有 时偏小。每次测量值的偏大偏小 具有偶然性，但只要测量次数足 够多，测量所得到的一系列数据 的偶然误差就服从一定的统计规 律，即正态分布规律。
实验者应准时来到实验室进行实验。首先，
在实验前应认真对照讲义上的仪器介绍或听老师
的讲解熟悉仪器，禁止盲目动手。其次，在进 行实验操作时，严格遵守实验规则，爱护实验
仪器，未经许可不得调换仪器。实验过程中如果 发现仪器设备出现故障，应及时报告指导教师。
最后，实验结束后要实事求是地记录实验数据，
实验数据一律用钢笔或圆珠笔填写。实验完毕后，
4. N = 1.23×1.235=1.519 = 1.23×1.235=1.52
一·基本知识
（一）测量和误差
测量：借助仪器 把待测物理量的 大小表示出来的
过程。
直接测量 110cm
从一个或几个直接测量结果按一定的函数 关系计算出来的的过程，称为间接测量。
Mh
V hd 2
4
d
M V
4dM2h
真值:是反映物体特性的某一物理量在
（二）误差的分类
误差的产生及其原因是多方面的，我
•实验课是为了培养动手能力 •实验课仅仅是为了培养动手能力？ •更重要的是：观察、思考和读懂文字 •眼观六路（想），耳听八方（想） •四年大学学习你能够带走的是什么？
•学习并掌握各种基本物理量的测量方法 •学习并掌握各种基本测量仪器的使用方法 •学习并掌握实验数据处理的基本方法 •学习并掌握实验报告的撰写方法
件下，对同一物理量作多次重复 测量（专业术语：等精度重复测 量），其测量值将有时偏大，有 时偏小。每次测量值的偏大偏小 具有偶然性，但只要测量次数足 够多，测量所得到的一系列数据 的偶然误差就服从一定的统计规 律，即正态分布规律。
实验者应准时来到实验室进行实验。首先，
在实验前应认真对照讲义上的仪器介绍或听老师
的讲解熟悉仪器，禁止盲目动手。其次，在进 行实验操作时，严格遵守实验规则，爱护实验
仪器，未经许可不得调换仪器。实验过程中如果 发现仪器设备出现故障，应及时报告指导教师。
最后，实验结束后要实事求是地记录实验数据，
实验数据一律用钢笔或圆珠笔填写。实验完毕后，
4. N = 1.23×1.235=1.519 = 1.23×1.235=1.52
一·基本知识
（一）测量和误差
测量：借助仪器 把待测物理量的 大小表示出来的
过程。
直接测量 110cm
从一个或几个直接测量结果按一定的函数 关系计算出来的的过程，称为间接测量。
Mh
V hd 2
4
d
M V
4dM2h
真值:是反映物体特性的某一物理量在
（二）误差的分类
误差的产生及其原因是多方面的，我
大学物理实验绪论课()精品PPT课件
⑤、⑥、⑦、⑧要详细写。 关于详细要求的说明，请参阅讲义。
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
➢ 关于实验报告的收发 每次上实验课，交上一次实验的实验报 告，迟交要扣分 注意：必须将教师签过字的原始数据表 同时上交，否则不予认可二 3次不交实验报告学生不得参加期末考 试
第一章 概述
第一章 概述 第二章 误差与不确定度的基本概念
与处理方法 第三章 数据处理的基本知识与要求
第一章 概述
§1 大学物理实验课的地位与作用
一、实验是物理学的基础
实验是对自然的积极探索 其作用具体体现在： ➢ 通过发现新现象，推动物理理论的发展 ➢ 检验和修正物理理论
二、物理实验是推动科技发展的有力工具
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
三、提高科学素养
科学素养几个表现： ➢ 有强烈的求知欲。 ➢ 在科学思维的基础上独立观察思考，培养
创新意识。
➢ 培养严谨的科学作风和坚韧不拔的苦干精 神。
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
四、教学中的几点具体要求：
遵守实验规则，养成良好的实验习惯； 熟悉本课程的基本程序并按要求执行； 掌握物理实验基本测量方法； 能够正确合理地处理实验数据，能够撰写完整 规范的科学实验报告； 了解误差与不确定度、有效数字的基本知识和 处理方法，并能适当应用于数据处理过程。
如：用卡尺测长度
间接测量： 利用一定的函数关系由一个或几个直
每次最后做完实验的两个同学还要完成清扫实验
室的任务，经教师允许后方可离开。
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
四、实验报告撰写规范
➢ 一份完整规范的实验报告通常包括以下部分：
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
➢ 关于实验报告的收发 每次上实验课，交上一次实验的实验报 告，迟交要扣分 注意：必须将教师签过字的原始数据表 同时上交，否则不予认可二 3次不交实验报告学生不得参加期末考 试
第一章 概述
第一章 概述 第二章 误差与不确定度的基本概念
与处理方法 第三章 数据处理的基本知识与要求
第一章 概述
§1 大学物理实验课的地位与作用
一、实验是物理学的基础
实验是对自然的积极探索 其作用具体体现在： ➢ 通过发现新现象，推动物理理论的发展 ➢ 检验和修正物理理论
二、物理实验是推动科技发展的有力工具
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
三、提高科学素养
科学素养几个表现： ➢ 有强烈的求知欲。 ➢ 在科学思维的基础上独立观察思考，培养
创新意识。
➢ 培养严谨的科学作风和坚韧不拔的苦干精 神。
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
四、教学中的几点具体要求：
遵守实验规则，养成良好的实验习惯； 熟悉本课程的基本程序并按要求执行； 掌握物理实验基本测量方法； 能够正确合理地处理实验数据，能够撰写完整 规范的科学实验报告； 了解误差与不确定度、有效数字的基本知识和 处理方法，并能适当应用于数据处理过程。
如：用卡尺测长度
间接测量： 利用一定的函数关系由一个或几个直
每次最后做完实验的两个同学还要完成清扫实验
室的任务，经教师允许后方可离开。
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
四、实验报告撰写规范
➢ 一份完整规范的实验报告通常包括以下部分：
大学物理实验绪论课
数学的 8.35=8.350=8.3500 实验的 8.35≠8.350≠8.3500
第一个非零数字前的零不是有效数字：0.0304km.
第一个非零数字以及之后的所有数字（包括零）都 是有效数字.
单位的变换不应改变有效数字的位数.
整理课件
36
例题与习题
1. 按照“四舍六入五凑偶”的规则，将下列数字保留 至小数点后第二位 3.1416，2.7183，1.4152，1.4149，1.4150，3.5248 ，3.5251，3.5250
。准确度高则精确度和正确度高。
精密度
整理课正件 确度
精确度
26
§1-3 误差的评估与消除
几种常见系统误差
（1）固定系统误差（2）线性变化的系统误差 （3）周期变化系统误差
系统误差的修正方法
（1）理论分析法（2）实验对比法
（3）残余误差法（4）其他方法 P10
需要注意：对于仪器误差限不等于测量数据的误
整理课件
19
练习题二
1k g m / s 2 _ _ _ _ _ _ g c m / s 2
1 g c m 2 / s 2 _ _ _ _ _ _ k g m 2 / s 2
1 k V A _ _ _ _ _ _ V m A
1 g / ( c m m m 2 ) _ _ _ _ _ _ k g / m m 2
差，而是误差分布的界限！
整理课件
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系统误差的评估：
仪器误差范围：
1、仪器有精确度的，以精确度为仪器差限；
2、不知道仪器准确度信息的，像刻度尺一类可以连 续读数的仪器，取最小分度的一半作为仪器误差限 ；游标卡尺一类离散读数的仪器，取最小分度作为 仪器误差限。
大学物理实验绪论讲稿
➢物理实验课的任务和要求
(3) 怎样做好物理实验
1) 课前预习 (5分） 包括：在报告纸上写出实验目的、实验原理、实验
方法等，绘出原始数据记录表格（否则扣1分），完成 预习册上习题。 2) 课堂操作（5分）
包括：调整仪器装置，观察实验现象， 学习排除故障，测读实验数据。
3) 实验报告（5分）
包括：在做完实验的情况下，将教师签名的原始数据 剪贴到报告中（否则扣2分），按照要求完成实验报告， 进行数据处理与误差分析、及有关问题的讨论等。
（3）过失误差：错误。通过数据计算来确定。
➢偶然误差的估算、仪器误差
偶然误差的估算、仪器误差
一、偶然误差的统计规律
对某一值作 n次测量：x1 ，x 2 ，… ，x n 。各次测量的绝
对误差（偶然误差）为 xi xi x0 。其中的 xi 正负，大小是 偶然的，但服从正态分布。
高斯的误差分布函数
f(xi)
y( x f1 x 1)2 ( x f2 x 2)2 ( x fm x m )2|x 1 ,x 2 x m
单次直接测量的误差：
用刻度指示的仪表的仪器误差取最小分度值的一半，即
仪
2
用数字显示的仪器误差取数字的最后一个位数的一个单
位。如数字毫秒计最后一位为 1ms ，则 仪0.00s1。
电表：仪量程 准确度/1等 00级
➢测量结果的表示和不确定度的估计
测量结果的表示和不确定度的估计
不确定度的定义： 测量结果正确性的可疑程度，是对被测量量的真值所处范围
x1
x1
x1
x2
x2
x2
x
m
xm
xm
由于 x1,x2, ,xm有误差，从而 y 也有误差，设 yyy ，
物理实验物理实验课程绪论1.1 物理实验绪论课课件
P m+2s f xdx 0.954 m -2s
[m - 3s , m + 3s ]
大学物理实验课程绪论
• 1. 物理实验课的目的 • 2. 怎样上好物理实验课 • 3. 测量、误差和不确定度
1.物理实验课的目的
• 学习实验知识 • 培养实验能力 • 提高实验素养
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，掌握和理解物理理论。
培养实验能力
s i1
n
m 为真值
m-s m m+s
x
s 为标准差
f (x)为x的分布函数
（3）有界性
（4）抵偿性：取多次测量的平均值有利于消减随机误差。
f(x)
标准差表示测量值的离散程度
s С s大
x 标准差小：表示测得值很密集，随机误差分布范围窄，
测量的精密度高； 标准差大：表示测得值很分散，随机误差分布范围宽，
优良品德。
2.怎样上好物理实验课
三个主要教学环节：
• 实验预习—实验能否取得主动的关键 • 实验操作 • 实验报告—实验的总结
实验预习
• 明确实验目的，
• 预习实验原理，
• 了解实验注意事项。
预习报告是实验工作的前期准备， 是写给自己参考用的，故要求简单明了。 实验前应清楚本次实验应达到什么目的， 通过什么实验方法和测量哪些数据才能 实现实验的目的。
误差
① 定义：误差＝测量值x －真值μ
真值：物理量在一定实验条件下的 客观存在值
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。
②分类：系统误差、随机误差
系统误差
相关主题
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1、预约实验
进入个人选课界面，预约下一周的实验。
2、查询个人预约
查询个人预约项目、时间、地点、教师；取消实验；
完成实验情况及实验成绩;
3、补预约
如果预约的人数不够(一般少于8人)，该选课会被删 除，被删除预约的同学或者上一周没有预约的同学可以补 预约，即可以插入到有课但人数还没满的实验中去，系统
测量与误差
直接测量： 是通过与量具量仪的比较能直接读取被测量
物理量值的测量方式。如：用直尺测量长度、秒表测量
长度、天平测量质量等。
间接测量：间接测量量和直接测量量之间有某种函数关
m 系。如： v
，其中的 或
v ，例如长方体的长、宽、
高为直接测量， v 为间接测量量。
测量与误差
求实 创新 团结 进取
中心简介： 1996年底，中南大学物理实验中心成为京、沪地区以外唯一的 国家工科物理教学基地的组成部分；
2007年，中南大学物理实验中心被评为国家实验教学示范中心；
2008年，大学物理实验课程被列为国家级精品课程。
大学物理实验绪论
单 位 : 中南大学物理科学与技术学院 教 师 : 孔德明
标准偏差
1 n Sx ( xi x )2 n 1 i 1
当 n 时， x0，则 S x 。说明当 n 时不再区分标 x 准误差与标准偏差。
1 平均值的标准偏差： S x n(n 1) n
Sx
i 1
n
( xi x ) 2
偶然误差的估算、仪器误差
的评定，不确定度越小，说明测量越准确。 误差具有统计性、非统计性，而过去的误差理论只考虑了统 计性，具有一定的局限性。非统计性一般由仪器的误差决定，因 而提高仪器的精度很重要。
测量结果的表示和不确定度的估计
1、直接测量：
测量的结果的表示： x
x x
2 A 2 B
（ 它表示被测量的真值在 x x , x x） 的范围内。
2、预约时注意防止与班上的其他课程发生冲突，且有三学时 以上空闲时间(上午8:00上课，下午一：14:40上课，晚上 18：00上课)。 3、各位同学每次实验课前一周进行预约（如第三周预约第四 周实验，并且在星期五上午12：00预约完成），每人每周 预约的实验项目不超过2个，同学应在课前进行预习并按时 上课。 4、做完报告后一周时间内请务必将实验报告交到物理楼四楼 西头各实验的信箱中，按时交前一周的实验报告，实验报 告写清楚班级、学号、姓名、任课教师、上课时间，按教 师姓名投递信箱；批改后的报告由学习委员或学生本人由 班级信箱取回。
2
用数字显示的仪器误差取数字的最后一个位数的一个单
位。如数字毫秒计最后一位为 1ms ，则 仪 0.001s 。
电表：仪 量 准 度 级 / 100 程 确 等
测量结果的表示和不确定度的估计
测量结果的表示和不确定度的估计
不确定度的定义：
测量结果正确性的可疑程度，是对被测量量的真值所处范围
验项目、实验时间（选课网址：http://202.197.59.18/xuanke）。 实验课一旦选定，不得缺课，否则按旷课处理，该实验为0分。
如有特殊情况，要有加盖公章的请假条或医院证明方可。
3、最终成绩：平时分（含绪论课（考查）、各报告采用5分
制：预习分（5分）、操作分（5分） 、实验报告分（5分） 再平均 ）占总成绩70%，考试分30%。
多次测量同一物理量时，测量的结果将出现固定的偏差，每次测
测量与误差
量值总比真值偏大或偏小某一固定的数值。造成的原因是：仪器
误差、理论公式近似、环境引起的误差、个人生理特点等。
（2）偶然误差：特点是：在同一条件下多次测量同一物理量 时，测量的结果将出现不固定的偏差。误差可尽量消除。造成的 原因是：仪器的不稳定、环境的波动、个人因素等。同一条件下 对同一物理量多次测量结果的误差具有统计规律。
物理实验课的任务和要求
习和运用实验原理、方法去研究某些未知现象并进行具 体测试，得出某些结论； 2)进行实验基本技能的训练，熟悉常用仪器的基本原理、结
构性能、调整操作、观测、分析与排除故障；
3)学习数据处理的基本方法，了解实验方法、实验条件、 实验环境等对测量结果的影响并能自行进行分析和处理； 4)培养学生进行科学实验的能力，即如何从测量目的（研 究对象）或课题要求出发，依据实验原理，通过某种方
物理实验课的任务和要求
③ 能够运用物理学理论知识，对实验现象进行初步分析 判断； ④ 能够正确记录和处理实验数据、绘制曲线、分析误差
原因、说明实验结果、撰写合格的实验报告；
⑤ 能够完成简单的设计性实验。 3) 培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论 联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态 度、整洁有序的良好习惯、勇于探索的创新精神和遵 守纪律、团结协作、爱护公物的优良品德。
2013年4月7日星期日
内容提要:
注意事项 物理实验课的任务和要求
测量与误差
偶然误差的估算、仪器误差
测量结果的表示和不确定度的估计
有效数字及运算
计算实例及作业 物理实验的重要性 物理实验基本方法
内容提要:
物理实验在物理学发展史上的重要性
从诺贝尔奖获奖情况看物理实验在物理学中的重要地位 物理实验在高素质人才培养过程中的作用
5、物理实验教学中心电话：88836313。
1、选课网址：http://202.197.59.18/xuanke进入物理实
验中心选课网站。选课页面
2、各班学习委员登录班级账号（班级名称），初始密码
123456。
3、修改班级密码，请各班学习委员保管好密码。 4、进入班级名单选单，录入班上同学的信息后，最重要的
（3）过失误差：错误。通过数据计算来确定。
偶然误差的估算、仪器误差
偶然误差的估算、仪器误差
一、偶然误差的统计规律 对某一值作
n
x 次测量：x1 ， 2 ，… ， n 。各次测量的绝 x
对误差（偶然误差）为 xi xi x0 。其中的 xi 正负，大小是
偶然的，但服从正态分布。 高斯的误差分布函数
大学物理实验对高校培养创新人才的作用
物理实验在现实生活中具有重要作用
内容提要:
物理实验基本科学思想方法 物理实验基本实验方法
注意事项
1、实验从第三周开始预约，实验地点在物理楼三、四五六楼，
第三周周五晚上各班学习委员6：00统一到410购买实验报告
纸、预习册、计算纸。一套15元。
2、本学期物理实验课实行开放式教学由各位同学自愿选择实
会自动弹出补预约菜单！
物理实验课的任务和要求
物理实验课的任务和要求 (1) 物理实验课的任务
物理学是一门实验科学。物理实验的基础知识、基本 方法和基本技能是一般工程技术人员所必须具备的。 1) 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，加深对物理学原理的理解。 2) 培养与提高学生的科学实验能力。其中包括： ① 能够自行阅读实验教材或资料，做好实验前的准备； ② 能够借助教材或仪器说明书，正确使用常用仪器；
(xi ) 2 f (xi ) exp[ ] 2 2 2 1
f (xi )
其中：xi 为偶然误差，
3 2
2
3
xi
为标准误差。
偶然误差的估算、仪器误差
偶然误差的性质：
（1）单峰性。绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差
出现的概率大。 （2）对称性。绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。 （3）有界性。非常大的正、负误差的概率趋于0。一般认为误 差落在区间（ 3 ，3 ）之外是不可能的（
三、过失误差（不作要求） 当 xi x0 3 或 xi x 3S x 时的 xi 应该剔除。如果测量数据 中存在两个以上的测量数据需要剔除，应该先剔除误差最大 的数据，然后重新计算 x 与 S x ，再对剩余的测量数据作判 断，直到所有的值不存在过失误差。
四、仪器误差
仪器的示值和被测量量之间可能出现的最大误差称为仪
增加测量次数可以确定更精确的近真值 x ，物理实验一般
要测6次以上。 二、偶然误差的估算 （1）测量的平均值
1 n 设测量值为 x1 ，x2 ，…，n ，得 x xi 。 x n i 1
偶然误差的估算、仪器误差
（2）测量的标准误差和标准偏差 标准误差
lim
n
1 n ( xi x0 )2 n i 1
测量与误差
三、误差
绝对误差：测量值和真值的差。设测量值为
，则绝对误差为：
x
，真值
为 x0
x x x0
若为多次测量，用求平均值办法求真值（真值并不知 道）：
1 n x xi n i 1
真值是一个理想的概念。 x 称为最佳值或近真值，用以代替
x0 。
测量与误差
测量值与近真值之差称为偏差或残差，用 xi 表示：
器误差，用 Δ仪表示。 Δ仪可从仪器说明书中得到，它表征同一规格型号的合格 产品，在正常使用条件下，可能产生的最大误差。一般而言 ，Δ仪为仪器最小刻度所对应的物理量的数量级（但不同仪 器差别很大）。
偶然误差的估算、仪器误差
单次直接测量的误差：
用刻度指示的仪表的仪器误差取最小分度值的一半，即
仪
（2）按测量的次数分： 单次测量 多次测量 （3）按测量的性质分：力学、热学、电磁学、光学等
（4）按测量的条件分： 等精度测量 非等精度测量
等精度测量：在相同条件下，对同一物理量进行多次测量
的过程。
非等精度测量：在不相同条件下，对同一物理量进行多次 测量的过程。 等精度测量是理想测量，实际上测量都是非等精度测量。