大学物理实验绪论PPT课件
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大学物理实验绪论.ppt
2019-10-13
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4
物理实验是对物理现象、运动规律的定
量的认识，当然离不开测量，但决不仅仅是
测量，还需从一定的理论出发，对测量数据
加以分析，归纳出有关结论。
它包含着：理论—实验方法—仪器选
择—测量—数据处理—结果分析等环节，可
见物理实验包括测量，但物理实验决不是单
纯的测量。
2019-10-13
一步。 2019-10-13
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12
教学实验是以传授知识、培养人才为 目的。其目标不在于探索，而在于培养学 生未来进行探索的基本能力。教学实验都 是理想化了的，排除了次要干扰因素，经 过精心设计准备，是一定能成功的。尽管 如此，教学实验的地位仍然是非常重要的。 因为教学实验担负着培养学生科学素质的 任务。
I C
C
I
2019-10-13
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23
用压电传感器 测驾驶员座椅的 受力分布。
粮食烘干装置
I0
I
2019-10-13
传送带 待测粮食
待测粮食的含水量与
反射光强 I 有关
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24
干涉计量法:现代精密计量的基础。
待测平面
待测平面
平晶
平晶
2019-10-13
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从而分别获得1929年和1937年的诺贝尔物理
2019-10-13
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9
学奖。
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。
2019-10-13
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10
1895年伦琴在实验上发现了新的电磁辐射， 并称其为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20相19-1互0-13激励而共同推进感谢你物的欣理赏 学发展的进程。 11
大学物理实验绪论PPT
相对误差(E) =
绝对误差 真值
× 100%
2.1.2.误差及其分类
1．测量值的误差： 测量误差可以用绝对误差表示，也可用 相对误差表示。 绝对误差(∆)＝测量值(x)-真值(X)
相对误差(E) =
绝对误差 真值
× 100%
2．误差的种类
分析误差产生的性质，可将误差分为系统 误差和随机误差。 （1）系统误差：在等精度条件下，对同一量 进行多次测量时，误差的大小和正负总保 持不变或以可预知的方式变化的测量误差 分量，称为系统误差，其特点是它具有确 定性。
B2
3
∆仪的计算
如电表等仪表 ∆仪=量程×准确度等级% ½的最小刻度（如直尺） 直接给出（如游标卡尺）
2.3.5 合成不确定度及其不确定度的 传递
1、合成 2 2 ① 多次测量 U ( x) = U A ( x) + U B 2 ( x) ② 单次测量
U ( x) = U ( x) + U ( x)
4、测量结果的表示
x = x ± U ( x)(单位)(P = 0.683)
单次测量结果同上：
x = x ± U ( x)(单位)(P = 0.683)
注意： 注意：
x
x
与 i 有效数字位数一致或多取一位。 与U(x)的末位数字一定要对齐。如：
x
U ( g ) = U r • g = 0.00076 × 9.810 = 0.0075 ≈ 0.008 ( ms −2 )
2) 乘除运算：
积（商）的有效数字位数与有效数字位数 最小者相同。 如：834.5×23.9=19944.55=1.99× 10 4 2569.4÷19.5=131.7641…=132
3)乘方、开方及对数运算：
《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。
大学物理实验课绪论ppt课件
实验可以发现新事实，实验结果可以为 理论的建立提供依据
伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提 供了重要依据，库仑通过滑板实验提出了摩擦定律， 胡克的弹性实验、玻意耳的空气压缩实验、波雷里的 表面张力实验为物理学提供了新事实和新规律。
实验又是检验理论正确与否的重要判据
理论物理与实验物理是相辅相成的，规律、公式是否正确必须
2.实验操作
课堂实验操作时，应根据实验的步骤和要求认真进行调 试、仔细观察和测量有关的物理量。
课堂实验可分为：①仪器的安装和调试；②观测（在明 确了实验目的和测量内容步骤并能正确使用仪器后可 进行正式观测）；③记录（记录的内容：日期、时间、 地点、仪器及其编号、简图、简单过程、原始数据、 有关现象、随时发现的问题等，记录不得用铅笔）； ④仪器还原（将其恢复到实验以前的状态）。
5. 物理实验报告要求每次实验课测完数据后立刻处理数 据并且当堂上交，所以大家必须提前写好预习报告 画好表格，否则无法在上课时间内完成！
6. 实验考试 平时的5份报告占总成绩50%， 1次设计性实验（考试实验）报告现场完成并上交，占 总成绩50%；
规定：无故缺做1个或以上实验者并且不补做，期末总 成绩直接记为0分;
每一次实验课包括课前预习、实验操作和实验报告三 个环节
1.课前预习 学生进入实验室之前必须进行预习 。预习时 应仔细阅读实验教材，着重理解实验原理，明 确实验的大体步骤及仪器使用注意事项。预习 时要求写出预习报告。 预习报告的内容：①实验目的；②实验原理 （包括公式及各量的物理意义、原理图、线路 图或光路图等）。
自组电桥测电流表内阻（303房间）学号尾 数双数学生做
本学期实验项目和进度安排
选李良国老师的同学：
第1周周六 第3周周六 第7周周六 第8周周六
伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提 供了重要依据，库仑通过滑板实验提出了摩擦定律， 胡克的弹性实验、玻意耳的空气压缩实验、波雷里的 表面张力实验为物理学提供了新事实和新规律。
实验又是检验理论正确与否的重要判据
理论物理与实验物理是相辅相成的，规律、公式是否正确必须
2.实验操作
课堂实验操作时，应根据实验的步骤和要求认真进行调 试、仔细观察和测量有关的物理量。
课堂实验可分为：①仪器的安装和调试；②观测（在明 确了实验目的和测量内容步骤并能正确使用仪器后可 进行正式观测）；③记录（记录的内容：日期、时间、 地点、仪器及其编号、简图、简单过程、原始数据、 有关现象、随时发现的问题等，记录不得用铅笔）； ④仪器还原（将其恢复到实验以前的状态）。
5. 物理实验报告要求每次实验课测完数据后立刻处理数 据并且当堂上交，所以大家必须提前写好预习报告 画好表格，否则无法在上课时间内完成！
6. 实验考试 平时的5份报告占总成绩50%， 1次设计性实验（考试实验）报告现场完成并上交，占 总成绩50%；
规定：无故缺做1个或以上实验者并且不补做，期末总 成绩直接记为0分;
每一次实验课包括课前预习、实验操作和实验报告三 个环节
1.课前预习 学生进入实验室之前必须进行预习 。预习时 应仔细阅读实验教材，着重理解实验原理，明 确实验的大体步骤及仪器使用注意事项。预习 时要求写出预习报告。 预习报告的内容：①实验目的；②实验原理 （包括公式及各量的物理意义、原理图、线路 图或光路图等）。
自组电桥测电流表内阻（303房间）学号尾 数双数学生做
本学期实验项目和进度安排
选李良国老师的同学：
第1周周六 第3周周六 第7周周六 第8周周六
大学物理实验绪论(不确定度)总结课件
数据：
直径 D (mm)
12
四、 间接测量结果及不确定度的计算 设间接测量的函数关系式为： N＝f (x ，y ，z……)，
其中x ，y ，z为相互独立的直接测量量， N为 间接测量量 。
设x, y, z，的不确定度分别为△x 、 △y 、 △z ， 它们必然影响间接测量结果，使N也有相应的 不确定度△N
改为N= (2.80±0.08) ×104cm
改为N= (10.7±0.2) cm
N= (10.651±0. 12) cm 改为N= (10.6±0.2) cm
29
例：用米尺测长方形边长，测得以下数据： (单位： cm) a=1.99; 2.02; 2.01; 2.00; 1.97; 2.00 b=5.57; 5.59; 5.55; 5.49; 5.48; 5.54 求：长方形面积S.
②乘除法 结果的有效数字位数与诸数中有效数字位数最少者 相同。
③乘方，开方 结果的有效数字位数与自变量的有效数字位数相同。
④对数
(1)自然对数的有效数字位数与真数的有效数字位 数相同。
例： Ln5.374=1.682
20
(2)以10为底的对数，其尾数的有效数字 位数与真数的有效数字位数相同。 例： Lg15.0=1. 176
7
(2)多次测量 N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)。
大学物理实验中n 的次数一般不大于10次 , 在5＜n≤10时，作△A＝Sx近似，置信概率p为0.95 或更大。所以作为简化计算， 可直接把Sx 的值当作 测量结果的总不确定度的A类分量△A。
若n不在此范围或要求更高，用公 式(6)
⑤常数,π,e 等有效数字位数可认为是无限的。但一 般取比运算各数中有效数字位数最多的还多一位。
直径 D (mm)
12
四、 间接测量结果及不确定度的计算 设间接测量的函数关系式为： N＝f (x ，y ，z……)，
其中x ，y ，z为相互独立的直接测量量， N为 间接测量量 。
设x, y, z，的不确定度分别为△x 、 △y 、 △z ， 它们必然影响间接测量结果，使N也有相应的 不确定度△N
改为N= (2.80±0.08) ×104cm
改为N= (10.7±0.2) cm
N= (10.651±0. 12) cm 改为N= (10.6±0.2) cm
29
例：用米尺测长方形边长，测得以下数据： (单位： cm) a=1.99; 2.02; 2.01; 2.00; 1.97; 2.00 b=5.57; 5.59; 5.55; 5.49; 5.48; 5.54 求：长方形面积S.
②乘除法 结果的有效数字位数与诸数中有效数字位数最少者 相同。
③乘方，开方 结果的有效数字位数与自变量的有效数字位数相同。
④对数
(1)自然对数的有效数字位数与真数的有效数字位 数相同。
例： Ln5.374=1.682
20
(2)以10为底的对数，其尾数的有效数字 位数与真数的有效数字位数相同。 例： Lg15.0=1. 176
7
(2)多次测量 N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)。
大学物理实验中n 的次数一般不大于10次 , 在5＜n≤10时，作△A＝Sx近似，置信概率p为0.95 或更大。所以作为简化计算， 可直接把Sx 的值当作 测量结果的总不确定度的A类分量△A。
若n不在此范围或要求更高，用公 式(6)
⑤常数,π,e 等有效数字位数可认为是无限的。但一 般取比运算各数中有效数字位数最多的还多一位。
大学物理实验绪论(课堂PPT)
平时成绩=预习及操作成绩（60%）+报告成绩（40%）
.
4. 实验管理系统
【学生登录账号是学号，初始密码是学号。登录后务必 修改】关于实验预约系统如何使用，可登录网站。首页， 下载“致2017级同学-新学期重要通知及资料”查看附 件四。
.
5. 要求 【非常重要】 (1)第二周的周一（3月12日）9：00-17:00，各班班长、学习委员到物理实验
.
标准差的统计意义
.
不同标准差的比较
显然σ越小，测量值的分散范围越小，测量的精密度越高。
.
分布特点
1. 单峰性
p ( 0 ) 达到最大值
p(x)
2. 对称性
p(x)＝ p(x)
3. 有界性
x 3
x
0
4. 抵偿性：
1 n
x n i1 xi
0
.
测量列的标准差
lim n
1n ni1(xi
x)2
A类分量:单次测量不考虑。 B类分量:仪器不确定度为 0.004mm。
5.5mm +0.16mm +0.005mm =5.665mm
正确的测量结果：(5.665±0.004)mm
.
②由仪器的准确度等级获得:(针对电学实验仪器来说)
准 确 度 等 级 量 程
X 仪 =
100
准确度等级: 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0
真）
【实验九】 分光计的调整和三
【实验五】多用电表的使用
棱镜顶角的测定
【实验十】用牛顿环测曲率半径
B类实验
【实验十一】 导热系数的测定 【实验十二】 数字万用表的使用 【实验十三】 用双臂电桥测量低电阻（电脑仿真） 【实验十四】 用光谱仪观测原子光谱 【实验十五】 伏安特性曲线的测绘 【实验十六】 静电场的描绘 【实验十七】拉伸法测量杨氏模量
.
4. 实验管理系统
【学生登录账号是学号，初始密码是学号。登录后务必 修改】关于实验预约系统如何使用，可登录网站。首页， 下载“致2017级同学-新学期重要通知及资料”查看附 件四。
.
5. 要求 【非常重要】 (1)第二周的周一（3月12日）9：00-17:00，各班班长、学习委员到物理实验
.
标准差的统计意义
.
不同标准差的比较
显然σ越小，测量值的分散范围越小，测量的精密度越高。
.
分布特点
1. 单峰性
p ( 0 ) 达到最大值
p(x)
2. 对称性
p(x)＝ p(x)
3. 有界性
x 3
x
0
4. 抵偿性：
1 n
x n i1 xi
0
.
测量列的标准差
lim n
1n ni1(xi
x)2
A类分量:单次测量不考虑。 B类分量:仪器不确定度为 0.004mm。
5.5mm +0.16mm +0.005mm =5.665mm
正确的测量结果：(5.665±0.004)mm
.
②由仪器的准确度等级获得:(针对电学实验仪器来说)
准 确 度 等 级 量 程
X 仪 =
100
准确度等级: 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0
真）
【实验九】 分光计的调整和三
【实验五】多用电表的使用
棱镜顶角的测定
【实验十】用牛顿环测曲率半径
B类实验
【实验十一】 导热系数的测定 【实验十二】 数字万用表的使用 【实验十三】 用双臂电桥测量低电阻（电脑仿真） 【实验十四】 用光谱仪观测原子光谱 【实验十五】 伏安特性曲线的测绘 【实验十六】 静电场的描绘 【实验十七】拉伸法测量杨氏模量
大学物理实验绪论课ppt课件
15
第二部分 实验数据的获取与评估
容以数章物这
。及据，理一
误的主实部
差测要验分
的量涉》讲
评、及教解
估处单材《
等理位第大
ppt课件.
内，、一学 16
§1-1 国际单位制
在国际单位制(SI)中，有7个基本单位:
长度：米(m)
时间：秒(s)
质量：千克(kg)
电流：安培(A)
热力学温度：开尔文(K) 发光强度：坎德拉(cd)
1km 3______m 3
1 kg______μg
3 1 0 8P a _ _ _ _ _ _ G P a 300pF______F
1 s _ _ _ _ _ _ m s _ _ _ _ _ _ μ s _ _ _ _ _ _ n s
8 .9 1 0 3k g / m 3 _ _ _ _ _ _ g / c m 3
2. 每次实验课都必须提前预习，书写预习报告（实验名 称、目的、仪器、原理、数据记录表格），并写上姓 名、学号、班级、实验时间、教师姓名。实验原理中 写出简要的公式和图表。
3. 按照课表以及进度表及时到达实验室，由实验老师检 查预习报告。
4. 老师就该次实验讲解15~30min，然后学生分组操作。 将测量的数据以及计算的结果续写在预习报告上并上 交。报告要求简单明了，语言确切，工整整洁。
ppt课件.
7
六、实验Байду номын сангаас程表进度表、分组
ppt课件.
8
六、实验课进度表
ppt课件.
9
六、实验课分组
15级电气自动化1.2.3班
ppt课件.
10
七、实验学生守则
准时到相应实验室，迟到者会酌情扣 分，最高为当次实验的30%；
大学物理实验课程绪论PPT课件
1、研究内容
与大学物理同属物理学，都是研究物质运动最基本的 形式与规律、物质间的相互作用及物质基本结构的科学， 它必须以客观事实为基础，必须依靠观察和实验。归根结 底物理学是一门实验科学，无论物理概念的建立还是物理 规律的发现都必须以严格的科学实验为基础，并通过今后 的科学实验来证实。
3
2、物理实验在科学发展中的重要作用 ★ 推动物理学自身的发展
3、 误差分类（随机误差、系统误差、粗大误差）
15
（1）随机误差—同一量在多次测量过程中，以不可预
知方式变化的测量误差的分量 产生原因：环境、仪器、人员的影响等。 特点:(a)测量次数不多情况下随机误差没有规律; (b)大量测量时随机误差服从统计规律。很多
服从正态分布（单峰性、对称性、有界性），曲线下 面积为1，曲线越窄，峰越高，随机误差越小。
13
二、 误差
1、误差的定义
测量误差=测量值-真值
NN测N真
N真是客观存在的但无法测得，因为测量与误差是形影不离的。
（1）绝对误差： NN测N真
（2）相对误差（百分误差）
EN10% 0N测N真10% 0
N真
N真
（3）结果表示：
N真N测N（ 单位）
N
E 100%
N真
14
2、误差来源
（1） 仪器误差（不准确、有缺陷） （2） 环境误差（温度、振动、气流等；偏离环境要求） （3） 测量方法误差（方法的不完善、理论不严密） （4） 人员误差（感官能力的限制、不良习惯、操作不熟练）
理论物理与实验物理相辅相成。规律、公式是否正确必须经受实 践检验。只有经受住实验的检验，由实验所证实，才会得到公认。
●电磁场理论的提出与公认
库仑定律 高斯定律
与大学物理同属物理学，都是研究物质运动最基本的 形式与规律、物质间的相互作用及物质基本结构的科学， 它必须以客观事实为基础，必须依靠观察和实验。归根结 底物理学是一门实验科学，无论物理概念的建立还是物理 规律的发现都必须以严格的科学实验为基础，并通过今后 的科学实验来证实。
3
2、物理实验在科学发展中的重要作用 ★ 推动物理学自身的发展
3、 误差分类（随机误差、系统误差、粗大误差）
15
（1）随机误差—同一量在多次测量过程中，以不可预
知方式变化的测量误差的分量 产生原因：环境、仪器、人员的影响等。 特点:(a)测量次数不多情况下随机误差没有规律; (b)大量测量时随机误差服从统计规律。很多
服从正态分布（单峰性、对称性、有界性），曲线下 面积为1，曲线越窄，峰越高，随机误差越小。
13
二、 误差
1、误差的定义
测量误差=测量值-真值
NN测N真
N真是客观存在的但无法测得，因为测量与误差是形影不离的。
（1）绝对误差： NN测N真
（2）相对误差（百分误差）
EN10% 0N测N真10% 0
N真
N真
（3）结果表示：
N真N测N（ 单位）
N
E 100%
N真
14
2、误差来源
（1） 仪器误差（不准确、有缺陷） （2） 环境误差（温度、振动、气流等；偏离环境要求） （3） 测量方法误差（方法的不完善、理论不严密） （4） 人员误差（感官能力的限制、不良习惯、操作不熟练）
理论物理与实验物理相辅相成。规律、公式是否正确必须经受实 践检验。只有经受住实验的检验，由实验所证实，才会得到公认。
●电磁场理论的提出与公认
库仑定律 高斯定律
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：
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x x x =123.2 0.6米
用科学计数法表示：1.2320.006102米
它所表示的含义是：x的值在122.6米到123.8米之间。
它的置信度是68.3%
.
13
测量值 x
进位原则： 四舍六入五凑偶
.
14
直接测量值的单次测量
• 测量值表示： x x
.
15
直接测量值的多次测量
• 测量值表示：x
.
21
例1：有效数字的取舍
10.76532取四位有效数字为 10.76
例2：用科学计数法表示测量结果
X=(0.012780+0.000835)cm
X=(0.0128+0.0009)
=(1.28+0.09) ×10-2cm
.
22
例3：有效数字运算 161 .35 2 2151 1000 10014141010000100
加减运算
乘除运算
12.34 +) 2.3574
14.6974
结果为14. 70
22222 ×) 111
22222 22222 22222
2466642
. 结果为2.47×106
11
测量结果的表示
测量结果
xx(单 位 ) x
测量值： x
误差： x
直接测量
间接测量
直接测量误差
间接测量误差
单次
测量
X=X1
多次 测量
单次
测量
X=f(A、 B、
C、…）
多次 测量
单次 测量
的 . 误差
多次 测量
的 误差
单次 测量 的 误差
多次 测量 的 误12差
测量结果
x x x
测量结果的三个要素:
x 1、测量值: 它的末位应与误差位对齐。
2、测量误差： x 误差只取一位。
3、单位：无单位的量不能称其为物理量。
x 例如： =123.156米 x =0.52米
.
10
3、有效数字的运算规则
①可靠数字与可靠数字进行四则运算时，其结果仍为可 靠数字； ②有可疑数字参加的四则运算，其所得结果均为可疑数字；
③在运算的最后结果中只保留一位可疑数字，其余可疑 数字，应根据尾数四舍六入五凑偶法则处理。
如 ：4.535取三位有效数字为4.54，13.505取四位有效数字为 13.50。
误差=测量值-真值
表示为： xxx0
绝对误差可以比较不同仪器测量同一物理量的准确度
的高低。 相对误差E：
E x 100% x0
相对误差可以比较不同被测物理量的测量的准确度的高低。
绝对误差与相对误差之间的.关系是 ： xx0 E7
四、算术平均值：被测量的真值是一个理想概念，一
般说来真值是不知道的，在实际测量中常用被测量的实际 值或算术平均值代替真值，称为 约定真值。
（2）培养与提高同学的实践与动手能力 。
（3）培养与提高同学的科学实验素养。
.
4
2、物理实验课的基本程序
（1）实验预习 ：认真阅读教材，填写实验报告相 关内容：实验目的、实验原理、实验仪器、实验内 容、注意事项等。
（2）实验操作 ：是实验课的重点。根据老师上课 的具体要求而定。
(3) 实验报告 ：是实验工作的总结，要用简明的
1 n
n i 1
xi
.
16
间接测量值的多次测量
• 测量值表示： Xf(A,B,C......)
.
17
测量误差
x
误差只保留一位，采取宁大勿小 原则，只进不舍。
.
18
直接测量误差（单次）
单次测量的误差即标准仪器误差：
x
仪
仪 3
.
19
直接测量误差（多次）
（1）测量值的标准误差：
Vi 2 n(n 1)
根据获得测量结果的方法不同，测量分为直接测 量和间接测量 。
1、直接测量：由仪器或量具可以直接进行读数 的测量。
2、间接测量：借助函数关系式用直接测量的结
果计算出所要求的物理量。如： R d 2
.
4L 6
二、真值:物理量所具有的客观的真实数值。
三、误差：测量结果的测量值与客观存在的真 值之间存在一定的差值。这种差值称为测量 值的测量误差，或称测量值的绝对误差。
用△仪表示。
仪器的标准误差： 仪
它们的关系： 仪 仪
3.
9
六、有效数字及其运算规则
1、有效数字：仪器、仪表上直接读得的可靠数字和 最后一位估计得到的可疑数字记录下的这些数字 通称为有效数字。如图：
它的记录结果为13.4mm ，有三位有效数字 。
2、有效数字的科学计数法：
例如，38.30g=3.830×10－2kg=3.830×104mg，
大学物理实验
绪论课
1
上课时间：135分钟，例:10:00—12:15 上课地点：理学院一、二、三楼
课后作业： 实验报告册绪论课作业及下次实验 的预习报告
在下次上实验课时都交给任课老师
.
2
.
3
大学物理实验绪论
1、物理实验课的目的和任务
（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。
x x x x 设 1, 2…， n为某量 的n次重复测量值，该测量列的
算术平均值 为：
n
xi
x i1 n
.
8
五Hale Waihona Puke 误差的分类：（1）理论（方法）误差
（2）仪器误差
（3）环境误差
（4）个人误差
以下重点讲述仪器误差
仪器误差就是指在正确使用仪器的条件下，单次
测量所得的结果的最大误差，称为最大仪器误差
=0.10×10000+100 =0.10×104 +100 = 0.11×104
.
23
例4：求以下间接测量值的标准误差和相对误差，并把结果写成标准
形式（其中：给出的各直接测量量的误差为最大仪器误差）
Y=A+B，其中A=（100.50.2）cm，B=(20.30.5)cm
【解】 有效数字运算：A+B=120.8 cm
形式将实验工作完整而又准确地表达出来。实验报
告要求文字通顺、字迹端正、图表规矩、结果正确、
讨论认真。应养成实验完后尽早写出实验报告的习
惯，这样可以事半功倍。.
5
测量误差与数据处理
几个概念：
一、测量：将被测的物理量与规定作为标准单位 的同类物理量(或称为标准量)通过一定方法进 行比较，其倍数即为被测物理量的测量值。
标准误差的计算： △A=0.2cm；△B=0.5cm
（2）仪器的标准误差： 仪
仪 3
比较 和 仪 的大小，保留大者。
.
20
间接测量量的标准误差
设函数关系式 ： f , ,C ,
间接测量的标准误差为:
A f 2
2 f 2
2 C f 2
2
C
相对误差：
E= N f 2 fA 2 f 2 fB 2 C f 2 fC 2