大学物理实验基础知识

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二.误差（Error）
测量结果的可靠性到底有多大，影响测量结果和客观真 值之间产生差异的因素有那些？这就是“误差与不确定度理论” 所要研究的问题。误差与不确定度理论是解决测量过程中的误 差分析和测量结果可靠性评定等问题的一门学问。
物理量在客观上具有确定的数值，称为真值。在测量过程中， 由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及受 人们认识能力所限等，测量所得数据和被测量的客观真值之间， 不可避免地存在差异，这在数值上表现为误差。
１.误差的定义
误差＝测量值－真值
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几点说明：
（1）误差是普遍存在的（或者说任何测量都存在误差）， 误差存在于一切测量之中——误差公理。
（2）误差可正可负。它的正负取决于测量值偏离真值的 方向。
（3）误差的具体大小是不可知的。真值：在某一时刻、 位置或状态下，某量的客观值或实际值，它是一个理想 的概念，测量值永远不是真值，真值一般是不可知的， 特殊情况下是已知的（理论真值、约定真值、相对真值 等）。根据误差的定义，误差是无法求得的。通常用 x 作为作为真值的最佳估算值称为近真值。
根据自己的情况自由预约，原则上每周约一个即可。约了 必做，记住密码。本学期至少做7个，下学期至少做8个。多做
加分最多不超过100分。课程总结（2-1）或论文（2-2）占10％。
六.物理实验课注意事项
1.认真预习（实验成绩分数由三部分组成：预习、实验、实验 报告）；
Hale Waihona Puke Baidu
2.按时到实验室上课；
3.做实验时态度要严肃认真，积极思考；
2.测量物理量的实验
3.验证性实验
大学物理实验课主要内容
三.物理实验课的任务 (自学)
1.掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能加深对物理 原理的理解。
2.培养提高从事科学实验的素质，严肃认真，遵守操作规程， 爱护公物，相互协作，讲究科学方法，注意安全等科学习惯。
3.获得必要的实验知识和操作技能的训练，培养学生初步具有 自学能力、动手能力、书写表达能力、初步实验设计能力、创 新能力等科学实验能力。
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２.误差的分类
根据误差的性质，分为系统误差、随机误差、粗大误差 （1）系统误差：在多次测量同一物理量时,符号和绝对值保持不 变的误差，或按某一确定规律变化的误差。其特征是它确定的规 律性。
零点差
将摆球简化为 质点，存在系 统误差
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按照测量者掌握的程度系统误差可分为
式为
g
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2
L T2
直接测量量是L和 T，间接测量量是 g 7
（2）按测量次数分为：单次测量和多次测量。
单次测量：对待测量测量了一次。
多次测量：在相同的测量条件下对待测量测量次数较多，一般多
于5次。
为使测量结果准确，减小随机误差，一般要进行多次测量。 单次测量的原因： （1）精度要求不高时（如体检称体重、测身高）； （2）无法进行多次测量时（对地震过程的测量）； 一个测量值（数据）不同于一个数值，必须由数值和单位两部分 组成，两者缺一不可，一个数值有了单位才具有物理意义，才可 以被称为物理量。单位通常采用国际单位制。 测量的四要素：测量对象、测量单位、测量方法和测量准确度。
1.实验能力包括：实验构思、设计、组织、 进行；仪器的制作、安装、调试；数据 的测量、读取、记录、处理；结果的分 析、表达、推理、论断；报告的撰写与 发表等。
2.物理实验课培养学生通过实验手段去发 现问题、分析问题和解决问题的能力。 要求学生在每个实验中必须做到既动手、 1
3.物理实验的构思、实验方法、测量过程中的误差分析和 测量结果的可靠性评定、数据处理方法等适用于一切实 验。
扼要阐述实验原理，切忌整篇照抄。力求做到图 文并茂，图指原理图、电路图、光路图等。写出 实验所用的主要公式，说明式中各量的意义、单 位以及适用条件等； （4）实验器材：说明仪器设备型号量程级别等； （5）实验内容与要求，遇到的问题及注意事项； （6）设计好数据记录表格：（另起一页）。
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五.注意事项
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四.物理实验课的程序
1.关于大学物理实验预约 实行开放式教学、计算机管理、网上预约。网址：
中国石油大学（主页）－教学院部－物理科学与技术学院 开放实验－学习网站－开放实验－开放实验管理系统
重点浏览学习网站内容有：使用说明、预约查询、上课须知、预 约指南、预习辅导等等。 2.课前预习(必要性)，写出预习报告，列出数据记录表格。 （合格的预习报告可作为实验报告的前半部分） 3.进行实验时，爱护实验仪器。实验完毕，教师检查数据。
1.定义：利用仪器确定待测量大小的过程。 2.分类：
（1）按照测量结果获得方式不同，测量可分为直接测量和
间接测量。
直接测量：用测量仪器或仪表直接读出测量值的测量。如：用
米尺测量长度、用秒表测时间。
间接测量：通过测量某些直接测量值,再根据某一函数关系而
获得被测量数据的测量。如：用单摆实验测量重力加速度，公
4.操作仪器、联结线路必须按有关规程进行，人为原因损坏仪 器要赔偿；
5.实验完毕应经教师检查数据、签字后，方可离开实验室。原 始数据附在实验报告后，不能丢失 。
6.注意个人修养，衣帽整齐。
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误差理论与不确定度基础知识
一.测量（Measurement)
在科学研究和实验过程中，一切物理量都是通过测量获得 的，测量是物理实验中最基本和最重要的手段。
4.与中学物理实验的区别：中学物理实验课以演示为主， 加深对物理学概念的理解；大学物理实验课每人一套实 验仪器，独立操作，独立测量，重点培养物理实验思想、 实验技能与创新能力。
5.本次课内容作为大学物理实验课的预备知识，对于顺利 完成该课程非常必要。
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二.物理实验的分类
1.观察物理现象的实验(演示实验)
实验地点：物理实验楼 4.课后完成实验报告，一周内交上。
实验报告通常由以下几部分组成：实验名称、实验目的、简要 的实验原理计算公式必要的线路图、仪器设备型号量程级别等、实 验内容和数据、数据处理过程、结果的评定及分析、问题讨论、教 师签名的原始数据。
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五.怎样写好预习报告
预习报告要求在正式实验前写好，内容包括 （1）实验名称（不可缺少实验序号）； （2）实验目的：说明本实验的目的； （3）原理摘要：在理解的基础上，用简短的文字