大学物理实验绪论最新版本
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最新【课件】大学物理实验绪论
说 明： A类实验：按预习及操作、报告分项评分；考试内容。 B类实验：过关和不过关两档；非考试内容。必须完成且过关才能参加期末考试。
大学物理实验（下）所开设的10个实验项目将于下学期第1周选课时公布。
2. 上课时间及地点
周次 第1-2周
大学物理实验（上）
第3-16周
周次
第1周
大学物理实验（下）
第2-16周
B类实验开放周：4-16周 每半天仅一批 【实验12】数字万用表的使用 上课时间：上午8:05-10:20 下午13:45-16:00 其余B类实验： 上课时间：上午9:00-11:15 下午15:00-17:15 实验地点：物理实验中心 2-3层，
信息技术实验中心209 （具体实验室见实验报告封面）
验前教师要检查学生的预习情况。
（三）操作中做到思路清晰、严谨求实、主动创新。 1、 以前学过的内容，要求操作准确、熟练。 2、 新学的内容，应按要求认真进行。出现异常现象，要认真分析原因。 3、 如有新的设计方案，一定要经任课教师同意后方可进行实验。 4、 记录清晰，实事求是，注意培养认真、严谨的学习态度。 （四）按时完成实验，结果合理可靠。 1、 在保质保量的前提下，应抓紧时间进行实验。实验过程中应严格按照仪器使用要求 和实验操作步骤进行实验。 2、 实验结果应合理可靠，如出现异常，要认真查找原因并经教师同意后重新实验。 （五）爱护仪器，节约实验材料。 1、 严格按照仪器的使用要求进行，损坏仪器要按要求赔偿。 2、 实验进行中，保持实验台、地面的整洁。实验课结束后，需整理好仪器。 （六）按时、认真按要求完成实验报告 1、报告要内容简明、数据完整、表格清晰、作图标准、字迹工整。
平时成绩=预习及操作成绩（60%）+报告成绩（40%）
《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。
物理实验绪论新版
大学物理实验绪论
33
不确定度U包含两个方面
1. A类不确定度：多次重复测量后，用统计方 法计算用UA表示
2. B类不确定度：用其它非统计方法估算的 例如仪器误差、未定系统误 差估值等，用UB 表示
3. 合成不确定度U：A、B两类不确定度合成，用
合成不确定度作为测量值正确 程度的评价
大学物理实验绪论
数值大小和单位，二者缺一不可。
如测量值：175.0 cm
数值大小 单位
实验中要求采用国际单位制(SI)： 米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培 (A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎 德拉(cd)
大学物理实验绪论
11
二、测量的分类
按测量过程分： 直接测量 间接测量
直接测量----将待测量与定标的测量仪器或量具比较， 直接读出待测物理量的量值。
无估读值，测量值直接从表头读出：23.9℃
大学物理实验绪论
28
六、误差与不确定度
误差与真值
真值：物理量在一定的条件下客观的真正大小，通常 用a表示
误差：由于测量仪器不准，环境等对测量的影响，测
量的结果并不完全一致，存在误差,用ε表示。
误差与真值关系： x a
大学物理实验绪论
29
误差的分类
误差 按特征和表现
用钢直尺测量： L=46.0mm, Δ仪= 0.1mm,
Er=0.13% 用游标卡尺测量: L =46.00mm, Δ仪= 0.02mm ,
Er=0.026% 用千分尺测量: L=46.000mm, Δ仪= 0.004mm ,
Er=0.006%
有效数字多一位, 相对不确定度值几乎小一个数量级, 测量准确度高。
(c)
表示精密度、准 确度均较高，即 精确度高。
大学物理实验 绪论
实验报告整洁占实验成绩的10％
5 、关于数据涂改问题
6、交实验报告和 实验报告评分的说明
＊每次实验后实验报告须在一周内由物理课 代表收齐集中交到物理实验室。
＊实验报告评分标准：(共100分)
卷面 10分
报告格式 10分
操作和数据记录 30
数据处理 30分
结果表示 10分
问题讨论 10分
7、实验内容和 实验成绩评定的说明
B类不确定度 uB ——主要涉及系统误差。由 仪器误差造成。
六、直接测量不确定度的估算
1. A类不确定度——可用统计方法计算 一般用平均值的标准偏差来表示。即：
uA
S x
S x
1 n(n 1)
n i 1
( xi
x)2
六、直接测量不确定度的估算
2. B类不确定度——用非统计方法估算
消除系统误差产生的因素
四. 精密度、准确度和精确度
a) 精密度高， b) 准确度相对 c) 精确度高， 测量重复性好， 较高，测量结 随机误差、系 随机误差小。 果较接近真值。 统误差均小。
五、不确定度及其分类
——不确定度是对测量结果可信度的描述, 表征误差可能存在的范围。
A类不确定度 u A——对测量结果离散性的评价。 主要涉及随机误差。
在实验教学中约定：
uB
仪 ３
仪 为仪器误差限，可按以下三个原则确定:
六、直接测量不确定度的估算
（1） 对可估读测量数据的仪器： △仪 = 最小刻度的1/2
（2） 对不可估读测量数据的仪器： △仪 = 仪器最小分辨读数
（3） 对有仪器说明书的仪器： △仪按仪器说明书计算
3、直接测量的合成不确定度 和相对不确定度:
5 、关于数据涂改问题
6、交实验报告和 实验报告评分的说明
＊每次实验后实验报告须在一周内由物理课 代表收齐集中交到物理实验室。
＊实验报告评分标准：(共100分)
卷面 10分
报告格式 10分
操作和数据记录 30
数据处理 30分
结果表示 10分
问题讨论 10分
7、实验内容和 实验成绩评定的说明
B类不确定度 uB ——主要涉及系统误差。由 仪器误差造成。
六、直接测量不确定度的估算
1. A类不确定度——可用统计方法计算 一般用平均值的标准偏差来表示。即：
uA
S x
S x
1 n(n 1)
n i 1
( xi
x)2
六、直接测量不确定度的估算
2. B类不确定度——用非统计方法估算
消除系统误差产生的因素
四. 精密度、准确度和精确度
a) 精密度高， b) 准确度相对 c) 精确度高， 测量重复性好， 较高，测量结 随机误差、系 随机误差小。 果较接近真值。 统误差均小。
五、不确定度及其分类
——不确定度是对测量结果可信度的描述, 表征误差可能存在的范围。
A类不确定度 u A——对测量结果离散性的评价。 主要涉及随机误差。
在实验教学中约定：
uB
仪 ３
仪 为仪器误差限，可按以下三个原则确定:
六、直接测量不确定度的估算
（1） 对可估读测量数据的仪器： △仪 = 最小刻度的1/2
（2） 对不可估读测量数据的仪器： △仪 = 仪器最小分辨读数
（3） 对有仪器说明书的仪器： △仪按仪器说明书计算
3、直接测量的合成不确定度 和相对不确定度:
大学物理实验绪论(不确定度)
∆ ρ = ρ ⋅ Er
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从而，求得
ρ = ρ ± ∆ρ
§2 有效数字及运算法则 一、有效数字 1．定义：若干位可靠数字加一位可疑数字构成。 ．定义：若干位可靠数字加一位可疑数字构成。 一位可疑数字构成 例：6.35mA 3位； 102.50Kg 5位；
l=10.34cm 4位。 注意： 数字前面“ ” 注意：①数字前面“0”不是有效数字
1.可靠与可靠 可靠 可靠与可靠→可靠 可靠与可靠
可靠 → 可疑 但进位是可靠的。 2.可疑与 但进位是可靠的。 可疑与 可疑
3.尾数的取舍原则： 4舍6入5凑偶。5凑偶后使末位 尾数的取舍原则： 舍 入 凑偶 凑偶。 凑偶后使末位 尾数的取舍原则 为偶数。 否则将5舍去 舍去。 为偶数 。 否则将 舍去 。 （ 不确定度的相关规定另 外说明） 外说明） ①加减法 结果的有效字位数与诸数中绝对误差最大者的有效数 字的末位对齐。 字的末位对齐。 例：6.35－1.7+5.003=9.6 －
3
结果： 结果： N = ( x − y ) ± ∆ N
15
2、函数关系为乘除的，先求相对不确定度 、函数关系为乘除的，
（1）将函数两边取对数，再对各自变量求偏导， ）将函数两边取对数，再对各自变量求偏导， 再代入公式（ ） 再代入公式（14）
( 2)
∆N 求出N并由 Er = N
求得 ∆ N = Er × N
（1）单次测量 △ A=0 ）
7
（2）多次测量 ） N趋于无穷时， 服从正态分布 趋于无穷时， 趋于无穷时 服从正态分布, 而进行有限次测量，一般服从t分布 学生分布)。 分布(学生分布 而进行有限次测量，一般服从 分布 学生分布 。 大学物理实验中n的次数一般不大于 次 大学物理实验中 的次数一般不大于10次 , 的次数一般不大于 近似，置信概率p为 在5＜n≤10时，作△A＝Sx近似，置信概率 为0.95 ＜ 时 或更大。所以作为简化计算，可直接把S 或更大。所以作为简化计算，可直接把 x的值当 作测量结果的总不确定度的A类分量 类分量△ 作测量结果的总不确定度的 类分量△A。
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
大学物理实验 绪论共106页文档
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。大学来自理实验 绪论谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
《大学物理实验》绪论
2 物理理论和物理实验
整个物理学的发展史是人类不断深刻了解自然， 认识自然的过程。实验物理和理论物理是物理学的两 大支柱，实验事实是检验物理模型和确立物理规律的 终审裁判。物理理论则是对实验观测结果的归纳和总 结，并在此基础上去解释新的实验结果和预测新的实 验现象。两者相辅相成，相互促进，恰如鸟之双翼， 人之双足，缺一不可。物理学正是靠着实验和理论的 相互配合激励，探索前进，从而使人类对于自然基本 规律的认识不断向前发展的。
3 科学实验和教学实验
科学实验是为了试图验证某些预测或获取新的信 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。
科学实验是探索的过程，可能成功也可能失败， 其结果是可能符合预期也可能有否定预期的，当然还 可以有意外收获，而得到未曾预期的成功。 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了一步。
分别获得1929年和1937年的诺贝尔物理学奖。
1895年伦琴在实验上发现了新的电磁辐射，被 称为X射线（它是由高速电子轰击重元素靶而产生的 波长在nm量级的电磁辐射）。 X射线的发现进一步 推动气体中电传导的研究。 J.J汤姆逊说明了被X射 线照射的气体具有导电性是由于X射线引起分子电离 而使气体带有电荷。这给劳伦茨创立电子论提供了实 验基础。而电子理论又给Zeeman效应，即光谱线 在磁场中会分裂，这一事实以理论解释。这一连串的 事实关系表明了实验物理和理论物理之间的密切关系 和相互激励而共同推进物理学发展的进程。
这种相互促进相互激励相互完善的过程的实例 是数不胜数的...
1924年法国人德布洛伊（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。并提名德布洛伊获诺贝尔奖。
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19
第一章测量误差和实验数据处理
第一节 测量和测量误差
一、测量及其分类 测量就是在一定条件下使用具有计量标准单位 的计量仪器对被测物理量进行比较，从而确定 被测量的数值和单位。
直接测量 间接测量 等精度测量 不等精度测量
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20
直接测量
直接测量是使用仪器或量具，直接测得 被测量的量值的测量。由直接测量所得 的物理量，称为直接测量量 。例如用天 平称衡物体的质量
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15
实验报告的格式和内容（科研论文）
实验名称 实验目的 目前的研究状况及问题 实验仪器 实验原理：简要叙述实验原理、计算公
式、实验电路图或光路图。 实验内容和主要步骤
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16
实验报告的格式和内容
数据记录与处理： 将原始记录数据转记于实验报告上
（签名的原始数据也应附在报告上，以 便教师检查），按照实验要求计算测量 结果，计算要遵循有效数字的运算规则 进行，用标准差评估测量结果的可靠性。
大学物理实验绪论
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1
如何学，学什么？
时间观 上课习惯 操作分 修养分
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2
基本事项
地点：物理实验中心位于B5栋B座二层和 三层；
时间：分单双周，每次实验课均为四节 课时间，按课表程序行。
成绩:按优秀、良好、中等、及格、不及 格五级评定。
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3
什么情况导致最后不及格
先调机械零点。
电表指针不在零点
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32
偶然误差
偶然误差是由某些偶然的或不确定的因素， 在测量过程中造成的误差。 来源：环境和实验条件的无规则变化。 特点：偶然误差的量值和符号以不可约定的方 式变化着，对每次测量值来说，其变化是无规 则的，但对大量测量值，其变化则服从确定的 统计分布（正态分布）规律。
大学物理实验：绪论
科学记数法
记 A a 10n ,且1 a 10
例1： 光速C=30万公里每秒
不正确的写法：C=300000km/s；C=30km/s 正确的写法：C=3.0×105km/s=3.0×108m/s 例2：
电子电量 e = 1.602189 ×10-19 C
有效位数的运算规则
仪器的读数规则
(1). 刻度式仪表，在最小分度值后要估读一位 (2). 数字显示仪表，直接读取仪表的示值。 (3). 游标类量具，读到游标分度值的整数倍。
误差分类
系统误差：由于确定的原因，以确定的方式引起。 具有确定性，服从因果律
随机误差：由大量、微小、不可预知的因素引起。 具有随机性，服从统计律
产生原因： 系统误差： 如仪器误差，方法误差，人员误差 随机误差： 如实验条件和环境因素的起伏，估读数的 偏差，测量对象的不稳定
系统误差的处理
①已定系统误差：设法消除，或修正 测量结果 = 测得值(或其平均值)-已定系统误差
4.178 × 10.1
4178 4178 421978=42.2
14
误差的定义、分类和性质
误差公理：测量总是存在误差的
误差定义： Δ x x 。 x :测量值； x:真值
推论： (1).真值不可确知 (2).误差不可确知
误差虽然不可确知，但我们可以分析误差的主要来源， 尽可能消除或减小某些误差分量对测量的影响，把它控制 在允许范围之内。对于最终不能消除的误差分量，我们还 可以估计出它的限值或分布范围，对测量结果的精确程度 作出合理的评价
I (mA) 2.00 4.01 6.22 8.20 9.75 12.00 13.99 15.92 18.00 20.01
1.选择合适的坐标分度值，确定坐标纸的大小 坐标分度值的选取应能基本反映测量值的准确度或精密 度。根据表１数据U 轴可选1mm对应于0.10 V，I 轴可选 1mm对应于0.20 mA，并可定坐标纸的大小（略大于坐标
大学物理实验绪论(修改版)
精品课件
(四) 间接测量结果的表示和总不确定度的估计
1) 间接测量结果的最佳值： 令 F F ( ： x ,y ,z , ) 则 F F ( ： x ,y ,z , )
即：间接测量量的平均值等于将各直接测量量的平均 值带入函数关系式后的结果。
2) 间接测量结果的总不确定度： U F( F x)2U x 2( F y)2U y 2( F z)2U z2
通常，用多次测量的算术平均值作为测量的最
佳值来代替真值。即：
xx
1) 绝对误差
绝对误差是指被测量的测量值与其真值之差， 它与被测量具有相同的量纲，表示的是测量值偏离
其实际值的大小。
精品课件
2) 相对误差
相对误差是指某一待测物理 量的绝对误差与其测量的最佳值 之比，它是没有量纲的，通常写 成百分数的形式。
(三)直接测量结果的表示和总不确定度的估计
测量结果的表达式： xxU
它表示被测量的真值在（xU,xU的） 范围内
的可能性(概率)。 不确定度是指由于测量误差的存在而对被测
量 的真值不能肯定的程度。 总不确定度：
U UA2 UB2
精品课件
1) 总不确定度U的 A类分量 U A
——指用统计的方法计算出的不确定度分量
（直接测量）
4) 粗差的判定与剔除 当测量列的不确定度 U 3Sx时，待测量真值
的 仅为随0机.3误%，差因落此在（ ，3S x3称Sx为，3S测x）量这列个的区极间限以误外差的。概率
5）单次直接测量的误差估算：
单次测量中，A类不确定度为零， B类不确定度只 考虑仪器误差：
合成不确定度 ： U 仪
（2）方法误差。由于实验方法本身或理论不完善 所造成的误差（如用伏安法测电阻时未计及电表的内阻）
(四) 间接测量结果的表示和总不确定度的估计
1) 间接测量结果的最佳值： 令 F F ( ： x ,y ,z , ) 则 F F ( ： x ,y ,z , )
即：间接测量量的平均值等于将各直接测量量的平均 值带入函数关系式后的结果。
2) 间接测量结果的总不确定度： U F( F x)2U x 2( F y)2U y 2( F z)2U z2
通常，用多次测量的算术平均值作为测量的最
佳值来代替真值。即：
xx
1) 绝对误差
绝对误差是指被测量的测量值与其真值之差， 它与被测量具有相同的量纲，表示的是测量值偏离
其实际值的大小。
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2) 相对误差
相对误差是指某一待测物理 量的绝对误差与其测量的最佳值 之比，它是没有量纲的，通常写 成百分数的形式。
(三)直接测量结果的表示和总不确定度的估计
测量结果的表达式： xxU
它表示被测量的真值在（xU,xU的） 范围内
的可能性(概率)。 不确定度是指由于测量误差的存在而对被测
量 的真值不能肯定的程度。 总不确定度：
U UA2 UB2
精品课件
1) 总不确定度U的 A类分量 U A
——指用统计的方法计算出的不确定度分量
（直接测量）
4) 粗差的判定与剔除 当测量列的不确定度 U 3Sx时，待测量真值
的 仅为随0机.3误%，差因落此在（ ，3S x3称Sx为，3S测x）量这列个的区极间限以误外差的。概率
5）单次直接测量的误差估算：
单次测量中，A类不确定度为零， B类不确定度只 考虑仪器误差：
合成不确定度 ： U 仪
（2）方法误差。由于实验方法本身或理论不完善 所造成的误差（如用伏安法测电阻时未计及电表的内阻）
物理实验绪论
大学物理实验绪论
5
五、有效数字的概念
1).有效数字定义：
由测量结果的第一位非零数起到最后那一位数字止 的全部数字统称为测量的有效数字。
4.60cm≠4.600cm
（2） 测量结果第一位非零数字前的“0”不属于有效数字，
/
测量结果第一位非零数字后的“0”都是有效数字.
0.0125m=1.25cm 1.0900cm≠ 1.09cm
4 2 l 4 3.14162 100.0 2 g 2 987 . 0 ( cm / s ) 2 T 2.000
3
ucg Er g 2.24 103 2.3(cm / s 2 )
取一位,只进不舍!
重力加速度 g=(987.0±2.3) (cm/s2)
对齐
大学物理实验绪论
0 200 400
2、合理确定坐标分度
应保证图上实验点的坐标读
数的有效数字位数不损失。 容易读出图上实验点的坐标 读数，用1、2、5进行分度. 坐标原点不一定从零开始
600
800
FF (mg ) ) 1000 (mg
大学物理实验绪论
30
L(cm)12.00
11.00 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00
8.88m=8880mm?
大学物理实验绪论
6
3). 科学记数法
科学记数法: a×10n (单位）
a小数点前只取一位，再乘以10的幂次。 8.88m=8.88 ×103mm
80.30g=0.0803kg?=80300mg?
80.30g=8.030 ×101g=8.030 ×104mg
=8.030 ×10-2kg
不论采用何种记数法，有效数字位数不变
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由此可见，物理实验在物理学发展中的地位是非常重要的！
我们的物理实验课程不是探索性的科学实验研究，它是 为科学实验打基础的，物理实验中所涉及的实验思想、实 验方法和实验手段等是各门科学实验的基础。
实验课的其主要目的：
（1）学习实验知识和实验方法
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，掌握基本的实验测量方法。2020 Nhomakorabea7/10
.
16
二、测量与误差
（二）、误差及其分类
经典力学中的基本定律几乎全部是实验结果的总结与推 广，如自由落体定律、惯性定律等都是由伽利略通过实 验发现和总结出来的；
电磁学的研究，也是从库仑发明扭称并用来测量电荷 之间的作用力开始的；
杨氏干涉实验确立了光的波动学说；卢瑟福的α粒子 散射实验揭开了原子的秘密。
在19世纪之前，没有纯粹的理论物理学家，所有物理学家，
2020/7/10
.
13
※ 学生实验注意事项强调
1、损坏仪器要赔偿。 2、铅笔记录的实验数据无效。 3、 无实验指导教师签字的实验记录无效。 4、实验报告迟交者成绩降一等级，不交报告者实验
成绩不及格。
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二、测量与误差
（一）、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。
上实验课
按预约时间、地点及实验项目准时到实验室上课。 接受老师对预习情况的检查；听课、做实验。 实验数据签字、整理仪器、打扫卫生。
◆ 无预习报告不能做实验!!! ◆ 实验时必须带学生证,否则不准做实验. ◆ 迟到20分钟，将取消本次实验 (按旷课处理)，
请另行预约。
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旷课处理：将扣出总评成绩的5分/次。
◆ 分 类: 直接测量 间接测量
要素： 待测对象、 测量者、环境条件、测量仪器
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二、测量与误差
◆直接测量：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；
◆间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的
已知函数关系，求得该被测物理量。
测量值 = 读数值(有效数字)+单位
题目））
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12
※ 实验报告的要求
1、原理要简明扼要，原理图作图要规范。 2、仪器要注明型号。 3、报告中的数据要与原始记录数据一致，涂改无效！ 4、数据处理包括：
公式、计算过程、误差及不确定度分析（是重点）、 图线（用坐标纸作图）等 5、实验结果（或结论）表达式。 6、思考题按各实验室教师的要求完成。 7、实验小结或分析讨论。
.
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5
（2）培养实验能力 • 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，绘制实验曲线，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。
（3）提高实验素养 • 培养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； • 主动研究和创新的探索精神； • 遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
包括对物理理论的发展有重大贡献的牛顿、菲涅耳、麦克
斯维等，都亲自从事实验工.作；
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4
当代最为人们注目的诺贝尔物理学奖,从1901年第一次授奖至今已 有得150多名得主，其中主要以实验物理方面的成就而获奖者约占 73％，实验物理大师数不胜数：伦 琴 、塞曼、居里夫妇、密立 根 、丁肇中等
• 能正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，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。
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3
1. 物理实验的重要作用
物理学是一门以实验为基础的学科，物理学概念的形 成、规律的发现以及理论的建立，都以实验为基础，并受到 实验的检验，可以说，没有物理实验，就没有物理学，没有 物理实验的重大突破，就没有物理学的发展。
8
物理实验的程序 要求及注意事项
大学物理实验课的上课方式: 全开放式
预约实验：
登录--大学物理实验中心--预约系统
（登陆帐号、密码等找学习委员领取） 预约:（根据自己的时间预约，并记住
预约时间、地点及实验项目）
预约系统开放的时间为每周星期一至星期五，
请同学们尽早预约！
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物理实验的程序 要求及注意事项
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3. 物理实验课的内容设置
绪论部分
实验部分
测量与误差 测量的不确定度 有效数字及运算规则 物理实验的数据处理方法
. 2020/7/10
基础性实验 综合性实验 设计性实验 研究性实验
7
4.实验课的教学环节及其要求
物理实验课的基本过程
2020/7/10
课前预习
课堂操作
课后总结
.
实验预习
◆ 上网预约实验后预习。
阅读教材及资料
写出预习报告 （实验手册）
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
预约后如其它原因无法按时做实验，则必须提前 一周取消预约，否则，按旷课处理；旷课达三分之一 以上者实验成绩作零分处理！
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物理实验的程序 要求及注意事项
.
11
物理实验的程序 要求及注意事项
实验总结
实验报告的内容
(完成实验报告)
1 实验项目 5 实验内容及操作步骤 9 实验结果
2 实验目的 6 注意事项
（或结论）
3 实验原理 7 数据记录表
10 思考题
4 实验仪器 8 数据处理
11 实验小结
实验报告必须在一周内交到实验报告箱。
（实验中心一楼大厅的左边铁皮箱（上有该实验的
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物理与微电子科学学院
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大学物理实验的目的和任务 进行物理实验的程序及注意事项 测量和误差的基本概念、误差的分类和计算 有效数字及运算 数据处理的基本方法 测量结果的评价与表示
重点/难点：测量的不确定度的确定与估算
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物 理 实 验 的目的与作 用
• 学习实验知识 • 培养实验能力 • 提高实验素养 • 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，掌握物理实验技能 和理解物理理论。 • 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；
我们的物理实验课程不是探索性的科学实验研究，它是 为科学实验打基础的，物理实验中所涉及的实验思想、实 验方法和实验手段等是各门科学实验的基础。
实验课的其主要目的：
（1）学习实验知识和实验方法
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，掌握基本的实验测量方法。2020 Nhomakorabea7/10
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二、测量与误差
（二）、误差及其分类
经典力学中的基本定律几乎全部是实验结果的总结与推 广，如自由落体定律、惯性定律等都是由伽利略通过实 验发现和总结出来的；
电磁学的研究，也是从库仑发明扭称并用来测量电荷 之间的作用力开始的；
杨氏干涉实验确立了光的波动学说；卢瑟福的α粒子 散射实验揭开了原子的秘密。
在19世纪之前，没有纯粹的理论物理学家，所有物理学家，
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※ 学生实验注意事项强调
1、损坏仪器要赔偿。 2、铅笔记录的实验数据无效。 3、 无实验指导教师签字的实验记录无效。 4、实验报告迟交者成绩降一等级，不交报告者实验
成绩不及格。
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二、测量与误差
（一）、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。
上实验课
按预约时间、地点及实验项目准时到实验室上课。 接受老师对预习情况的检查；听课、做实验。 实验数据签字、整理仪器、打扫卫生。
◆ 无预习报告不能做实验!!! ◆ 实验时必须带学生证,否则不准做实验. ◆ 迟到20分钟，将取消本次实验 (按旷课处理)，
请另行预约。
2020/7/10
旷课处理：将扣出总评成绩的5分/次。
◆ 分 类: 直接测量 间接测量
要素： 待测对象、 测量者、环境条件、测量仪器
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二、测量与误差
◆直接测量：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；
◆间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的
已知函数关系，求得该被测物理量。
测量值 = 读数值(有效数字)+单位
题目））
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※ 实验报告的要求
1、原理要简明扼要，原理图作图要规范。 2、仪器要注明型号。 3、报告中的数据要与原始记录数据一致，涂改无效！ 4、数据处理包括：
公式、计算过程、误差及不确定度分析（是重点）、 图线（用坐标纸作图）等 5、实验结果（或结论）表达式。 6、思考题按各实验室教师的要求完成。 7、实验小结或分析讨论。
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（2）培养实验能力 • 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，绘制实验曲线，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。
（3）提高实验素养 • 培养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； • 主动研究和创新的探索精神； • 遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
包括对物理理论的发展有重大贡献的牛顿、菲涅耳、麦克
斯维等，都亲自从事实验工.作；
2020/7/10
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当代最为人们注目的诺贝尔物理学奖,从1901年第一次授奖至今已 有得150多名得主，其中主要以实验物理方面的成就而获奖者约占 73％，实验物理大师数不胜数：伦 琴 、塞曼、居里夫妇、密立 根 、丁肇中等
• 能正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，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。
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1. 物理实验的重要作用
物理学是一门以实验为基础的学科，物理学概念的形 成、规律的发现以及理论的建立，都以实验为基础，并受到 实验的检验，可以说，没有物理实验，就没有物理学，没有 物理实验的重大突破，就没有物理学的发展。
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物理实验的程序 要求及注意事项
大学物理实验课的上课方式: 全开放式
预约实验：
登录--大学物理实验中心--预约系统
（登陆帐号、密码等找学习委员领取） 预约:（根据自己的时间预约，并记住
预约时间、地点及实验项目）
预约系统开放的时间为每周星期一至星期五，
请同学们尽早预约！
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物理实验的程序 要求及注意事项
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3. 物理实验课的内容设置
绪论部分
实验部分
测量与误差 测量的不确定度 有效数字及运算规则 物理实验的数据处理方法
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基础性实验 综合性实验 设计性实验 研究性实验
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4.实验课的教学环节及其要求
物理实验课的基本过程
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课前预习
课堂操作
课后总结
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实验预习
◆ 上网预约实验后预习。
阅读教材及资料
写出预习报告 （实验手册）
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
预约后如其它原因无法按时做实验，则必须提前 一周取消预约，否则，按旷课处理；旷课达三分之一 以上者实验成绩作零分处理！
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物理实验的程序 要求及注意事项
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物理实验的程序 要求及注意事项
实验总结
实验报告的内容
(完成实验报告)
1 实验项目 5 实验内容及操作步骤 9 实验结果
2 实验目的 6 注意事项
（或结论）
3 实验原理 7 数据记录表
10 思考题
4 实验仪器 8 数据处理
11 实验小结
实验报告必须在一周内交到实验报告箱。
（实验中心一楼大厅的左边铁皮箱（上有该实验的
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大学物理实验的目的和任务 进行物理实验的程序及注意事项 测量和误差的基本概念、误差的分类和计算 有效数字及运算 数据处理的基本方法 测量结果的评价与表示
重点/难点：测量的不确定度的确定与估算
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物 理 实 验 的目的与作 用
• 学习实验知识 • 培养实验能力 • 提高实验素养 • 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，掌握物理实验技能 和理解物理理论。 • 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；