大学物理实验 数据处理和实验基本要求分享资料

三个常用术语
（1）准确度
表征测量结果的系统误差的大小，即测量结果对真值的偏离大小。
（2）精密度
表征测量结果随机误差的大小，即对同一物理量在相同的条件下多 次测量所得的各测量值相互接近的程度。
（3）精确度
表征对准确度和精密度的综合评价。
用射击打靶的结果进行类比，以说明这三个概念。
精密度高 准确度高 精确度高
实验报告纸一本50页，包括10页封面和40页内容；实验原始记录纸一本20页。
第三节 物理实验课的基本程序和要求
基本程序 实验预习 上实验课 实验总结
（2）上实验课
接受老师对预习情况的检查。 听课 做实验，2人1组，相互协作。 实验数据签字-教师签字后该次实验才有效
整理仪器、打扫卫生
第三节 物理实验课的基本程序和要求 基本程序
第三节 随机误差的处理
1．随机误差的正态分布规律
对某一物理量在相同条件下进行多次重复测量，由于随机 误差的存在，测量结果A1，A2，A3，…，An一般都存在着一定 的差异。如果该物理量的真值为A０，则根据误差的定义，各 次测量的误差为
山东大学 理科公共课
大学物理实验
数据处理和实验基本要求
绪论
一、 实验的基本程序和要求 二、 实验数据处理的基础知识
一、 物理实验的基本程序和要求
第一节 物理实验及其重要性
1、开设物理实验课的重要性
物理学是一门实验科学,其任何规律和
理论都从实践和实验中来，并受到实践的反复检验， 由此而不断发展。
1. 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。
交报告时间与地点：做完实验后一周内交课代表，
由课代表交任课教师实验室上。
第二章 实验数据处理的基础知识
测量与测量误差 测量结果的不确定度 有效数字的运算 数据处理的几种常见方法
第一节 测量与测量误差
1、测量及其分类 测量: 将待测量直接或间接地与另一个同类的已知量相比较，
把后者作为计量单位，从而确定被测量是该计量单位的多 少倍的物理过程。
误差的大小以及正负误差的出现都是服从某种统计分布 规律的。我们称这种误差为随机误差。
随机误差主要是由于测量过程中一些随机的或不 确定的因素所引起的(电源电压、气流、个人感官)。
温度忽高忽低
气流飘忽不定
电压漂移起伏
随机误差的出现带有某种必然性和不可避免性。
系统误差与随机误差有着不同的产生原因和不同的 性质。因此，它们对测量结果的影响也各不相同。
实验预习 上实验课 实验总结 （3）实验总结 完成实验报告
预习报告中已有的原理、图、步骤等不必重写
数据处理时必须先重新整理原始记录，然后进 行计算分析(应包含主要过程)、作图。
+ + = 课前写的
预习报告
数据处理； 结论；பைடு நூலகம்小结；
课上的 原始数据 记录纸
1份完整的 实验报告
要求
1、实验原理要整理总结 2、实验仪器要注明型号 3、报告中的数据要与原始记录数据一致 4、数据处理包括：
系统误差按产生原因的不同可分为:
原因可知，有规律
（1）仪器误差
（2） 方法误差 （3）个人误差
（4）环境 条件误差
注意： 依靠多次重复测量一般不能发现系统误差的存在。
2、随机误差
相同的实验条件下
系统误差产生的因素
每次测量结果可能都不一样， 测量误差或大或小、或正或负， 完全是随机的
次数足够多
正态分布 （高斯分布）
培养勇于探索和钻研精神
希望同学们能重视这门课程 的学习，真正能学有所得。
第三节 物理实验课的基本程序和要求
基本程序
实验预习 上实验课 实验总结
（1）实验预习
关键
•课上教师要检查预习情况
阅读教材及资料
写出预习报告
（写在实验报告纸上，作为实验报告的一部分）
1、实验题目 2、目的 3、原理 4、仪器 5、内容 6、记录表格 7、注意事项
2. 经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。 3. 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。
Galileo Galilei 1564～1642
以诺贝尔物理学奖为例：
• 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。
• 实验成果可以很快得奖，而理论成果要经过至少两个实验的检 验。
3．粗大误差 这是一种明显超出统计规律预期值的误差。这类误
差具有异常值。
粗大误差的出现，通常是由测量仪器的故障、测量 条件的失常及测量者的失误引起的。
带有粗大误差的实验数据是不可靠的。
一旦发现测量数据中可能有粗大误差数据存在，
应进行重测！
如条件不允许重新测量，应在能够确定的情况下， 剔除含有粗大误差的数据。但必须十分慎重。
1000米—1米—0.1%
表示方法：1000±1米； 100±1厘米
100厘米—1厘米—1%
绝对误差与相对误差的大小反映了测量结果的精确程度
按照误差产生的原因和基本性质可分为：
系统误差 1、系统误差
随机误差
粗大误差
在相同条件下多次测量同一量时，测量结果出现固定的偏差，即误差的大 小和符号始终保持恒定，或者按某种确定的规律变化，这种误差就称为系统误 差。
写出公式、代入数据 计算结果、误差及不确定度分析、图线等
5、报告中必须附有指导教师签字的原始记录
6、实验小结，讨论、分析和心得体会
第四节 学生 实验注意事项
1、请假必须在课前； 课后补假无效。 2、损坏仪器要赔偿。 3、有下列情况之一者，原始记录无效。
铅笔记录的原始记录无效。 更换记录纸重新抄写的原始记录无效。 用橡皮、胶带纸或修正液修改过的原始记录无效。 4、实验报告迟交者扣分，不交报告者实验成绩不及格。
分类: 直接测量 间接测量 等精度测量 不等精度测量
要素：待测对象、 测量者、环境条件、测量仪器、测量方法
二 测量误差及其分类
1、真值与测量值
被测量在一定条件下的真实大小，称为该量的真值，记为 A。，
而把某次对它测得的值称为测量值，记为A
2、绝对误差 AAA0
3、相对误差
A
E A0 10000
表示绝对误差在 整个物理量中所 占的比重，一般 用百分比表示
• 1956李政道（1926年11月24日－） 、杨振宁（1922年10月1日－）提出 弱相互作用中宇称不守恒，同年，吴健雄组织进行实验，验证了结果， 1957获奖
第二节 物理实验课程的目的
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。
培养从事科学实验的初步能力