误差理论大学物理实验理论课
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预知方式变化的测量误差的分量 特点:(a)测量次数大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。
产生原因：测量仪器、环境条件、测量人员等。
举例： 电表轴承的摩擦力变动、螺旋测微计测力在一定范
围内随机变化、实验条件和环境因素无规则的起伏变化， 引起测量值围绕真值发生涨落的变化，操作读数时的视差 影响。
2、总成绩等级为优秀（90分以上）、良好（80分以 上）、中等（ 70分以上）、及格（60分以上） 、 不及格（60分以下） 5个等级。
3、实验过程为：预习—课堂实验—提交实验报告， 缺席1次，实验成绩降一个等级；缺席2次（或以 上）者，实验课程视为不及格处理，重修。
实验课规则及成绩评定参考
4、平时成绩评定： Leabharlann Baidu成预习—课堂实验—提交合格实验报告整个过 程，给80分；良好的工作作风和学习态度5分；对 实验结果进行分析总结5分；符合设计性、创新性 实验报告要求10分。
4、 测量结果表示
（1）绝对误差：反映误差本身大小。
NN测N真 （单位）
（2）相对误差（百分误差）：反映误差严重程度。
EN10% 0N测N真10% 0
N真
N真
结果表示：
N真N测N
N
E 100% N真
§ 1.1 测量与误差关系
§ 1.1 测量与误差关系
一、 测量（测量是物理实验的基础）
测量：用一定的测量工具或仪器，通过一定的 方法，直接或间接地得到所需要的量值。
按测量方法不同可分
直接测量
间接测量
直接测量--指无需对被测的量与其它实测的量进行函数关系的 辅助计算而可直接得到被测量值的测量； 间接测量--指利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系 经过计算从而得到被测量值的测量
实验课的基本要求
3、实验报告： 不照抄课本，要求语言简洁完整、逻辑性强、科 学合理，有分析有总结； 独立完成实验报告，不准弄虚作假，不准任意修 改实验数据，不准抄袭实验报告； 按时提交实验报告，否则本次实验成绩扣20分；
实验课规则及成绩评定参考
1、必修基础课，3个学分，分2个学期完成；每个学 期1.5个学分。
分类及处理方法： 1）已定系统误差：必须修正 （电表、螺旋测微计的零位误差；） 2）未定系统误差：要估计出分布范围
（大致与 B 类不确定度B 相当）如：螺旋测
微计制造时的螺纹公差等
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（2）随机误差—同一量的多次测量过程中，以不可
实验课的基本要求
1、课前准备： 认真预习，撰写规范的预习报告，预习报告不合
格当次实验成绩扣10—20分。不预习不得参加实验。 预习报告主要内容：
1）实验目的 2）实验仪器 3）实验原理（简要文字叙述、原理图、主要公式） 4）数据草表
实验课的基本要求
2、课堂实验： 按时到课，预习报告交予老师检查； 对号入座，认真听讲，遵守纪律，注意实验安全； 独立完成实验，认真记录实验数据； 做完实验，将数据草表交予老师审阅、签字，没有 老师签字作旷课处理； 整理仪器和台面，在实验登记册上登记仪器使用情 况； 最后经老师同意方可离开实验室。
本节课的主要内容
• 大学物理实验课程介绍 • 大学物理实验具体安排、规则 • 测量误差及数据处理方法
大学物理实验课程具体安排
理论课：测量误差及数据处理方法
本学期
实验一：弱电流测量和PN结特性的研究（1-16） 实验二：磁阻效应（17-32）
实验三：波尔共振 （33-48）
主要包括 力学、热 学、电磁 学实验
5、考试形式： 第一个学期笔试闭卷（内容：本节课误差理论+平 时实验内容）；第二个学期设计性实验考试（和 平时实验课的认真完成关系很大）。
第一章 测量误差及数据处理方法
§ 1.1 测量与误差关系 § 1.2 测量结果误差估算及评定方法 § 1.3 直接测量结果误差估算及评定方法 § 1.4 间接测量结果误差估算及评定方法 § 1.5 有效数字及其运算 § 1.6 常用数据处理方法
§ 1.1 测量与误差关系
二、 误差
1、误差的定义
测量误差 = 测量值-真值 NN测N真 （单位）
N真是客观存在的但无法测量到，因为测量与误差是形 影不离的。 反映的是测量值偏离真实值的大小和方向。注 意有正、负之分。
2、误差来源
（1） 仪器误差：任何仪器都存在误差
（2） 环境误差 ：温度、气流、外界电磁场……
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（2）随机误差 （很多服从正态分布）
P
N N
正态分布 特点：
N N
（1）绝对值小的误差出现的概率大（单峰性）
（2）绝对值相等的正负误差出现的概率相等，所以用多次测
量取平均的方法可以减小随机误差（对称性）
（3）绝对值很大的误差出现的概率趋于零（有界性）
曲线下面积为1，曲线越窄，峰越高，随机误差越小。
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（3）粗大误差—明显超出规定条件下预期的误差 特点：可以避免，处理数据时应将其剔除。
产生原因：测量中的疏忽或其它种种原因。例如，
突然的振动，短时间的强风，偶尔记录错误。
§ 1.1 测量与误差关系
（3） 测量方法误差：测量方法本身依据的理论不完善
（4） 人员误差：操作者主观因素和操作技巧
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（1）系统误差—同一被测量的多次测量过程中，保持 恒定或以可预知方式变化的测量误差的分量
特点：确定性 产生原因：仪器本身的缺陷、测量方法的不完 备、测量者的不良习惯等。
实验四：用稳态法测定橡胶板导热系数（49-64） 实验五：示波器的使用（65-80） 实验六：霍耳效应法测量磁场（81-96） 实验七：刚体转动惯量测定（97-108）
实验八：固体线膨胀系数测定（109-126）
实验九：弦线上驻波的研究
大学物理实验课程具体安排
下学期
以光学 实验为主
实验一：全息照相 实验二：衍射光栅 实验三：迈克尔逊干涉仪 实验四：氢原子光谱 实验五：超声声速的测量 实验六：用波尔共振仪研究受迫振动 实验七：普朗克常数的测定及光电管特性研究 实验八：旋光效应 实验九：牛顿环
产生原因：测量仪器、环境条件、测量人员等。
举例： 电表轴承的摩擦力变动、螺旋测微计测力在一定范
围内随机变化、实验条件和环境因素无规则的起伏变化， 引起测量值围绕真值发生涨落的变化，操作读数时的视差 影响。
2、总成绩等级为优秀（90分以上）、良好（80分以 上）、中等（ 70分以上）、及格（60分以上） 、 不及格（60分以下） 5个等级。
3、实验过程为：预习—课堂实验—提交实验报告， 缺席1次，实验成绩降一个等级；缺席2次（或以 上）者，实验课程视为不及格处理，重修。
实验课规则及成绩评定参考
4、平时成绩评定： Leabharlann Baidu成预习—课堂实验—提交合格实验报告整个过 程，给80分；良好的工作作风和学习态度5分；对 实验结果进行分析总结5分；符合设计性、创新性 实验报告要求10分。
4、 测量结果表示
（1）绝对误差：反映误差本身大小。
NN测N真 （单位）
（2）相对误差（百分误差）：反映误差严重程度。
EN10% 0N测N真10% 0
N真
N真
结果表示：
N真N测N
N
E 100% N真
§ 1.1 测量与误差关系
§ 1.1 测量与误差关系
一、 测量（测量是物理实验的基础）
测量：用一定的测量工具或仪器，通过一定的 方法，直接或间接地得到所需要的量值。
按测量方法不同可分
直接测量
间接测量
直接测量--指无需对被测的量与其它实测的量进行函数关系的 辅助计算而可直接得到被测量值的测量； 间接测量--指利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系 经过计算从而得到被测量值的测量
实验课的基本要求
3、实验报告： 不照抄课本，要求语言简洁完整、逻辑性强、科 学合理，有分析有总结； 独立完成实验报告，不准弄虚作假，不准任意修 改实验数据，不准抄袭实验报告； 按时提交实验报告，否则本次实验成绩扣20分；
实验课规则及成绩评定参考
1、必修基础课，3个学分，分2个学期完成；每个学 期1.5个学分。
分类及处理方法： 1）已定系统误差：必须修正 （电表、螺旋测微计的零位误差；） 2）未定系统误差：要估计出分布范围
（大致与 B 类不确定度B 相当）如：螺旋测
微计制造时的螺纹公差等
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（2）随机误差—同一量的多次测量过程中，以不可
实验课的基本要求
1、课前准备： 认真预习，撰写规范的预习报告，预习报告不合
格当次实验成绩扣10—20分。不预习不得参加实验。 预习报告主要内容：
1）实验目的 2）实验仪器 3）实验原理（简要文字叙述、原理图、主要公式） 4）数据草表
实验课的基本要求
2、课堂实验： 按时到课，预习报告交予老师检查； 对号入座，认真听讲，遵守纪律，注意实验安全； 独立完成实验，认真记录实验数据； 做完实验，将数据草表交予老师审阅、签字，没有 老师签字作旷课处理； 整理仪器和台面，在实验登记册上登记仪器使用情 况； 最后经老师同意方可离开实验室。
本节课的主要内容
• 大学物理实验课程介绍 • 大学物理实验具体安排、规则 • 测量误差及数据处理方法
大学物理实验课程具体安排
理论课：测量误差及数据处理方法
本学期
实验一：弱电流测量和PN结特性的研究（1-16） 实验二：磁阻效应（17-32）
实验三：波尔共振 （33-48）
主要包括 力学、热 学、电磁 学实验
5、考试形式： 第一个学期笔试闭卷（内容：本节课误差理论+平 时实验内容）；第二个学期设计性实验考试（和 平时实验课的认真完成关系很大）。
第一章 测量误差及数据处理方法
§ 1.1 测量与误差关系 § 1.2 测量结果误差估算及评定方法 § 1.3 直接测量结果误差估算及评定方法 § 1.4 间接测量结果误差估算及评定方法 § 1.5 有效数字及其运算 § 1.6 常用数据处理方法
§ 1.1 测量与误差关系
二、 误差
1、误差的定义
测量误差 = 测量值-真值 NN测N真 （单位）
N真是客观存在的但无法测量到，因为测量与误差是形 影不离的。 反映的是测量值偏离真实值的大小和方向。注 意有正、负之分。
2、误差来源
（1） 仪器误差：任何仪器都存在误差
（2） 环境误差 ：温度、气流、外界电磁场……
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（2）随机误差 （很多服从正态分布）
P
N N
正态分布 特点：
N N
（1）绝对值小的误差出现的概率大（单峰性）
（2）绝对值相等的正负误差出现的概率相等，所以用多次测
量取平均的方法可以减小随机误差（对称性）
（3）绝对值很大的误差出现的概率趋于零（有界性）
曲线下面积为1，曲线越窄，峰越高，随机误差越小。
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（3）粗大误差—明显超出规定条件下预期的误差 特点：可以避免，处理数据时应将其剔除。
产生原因：测量中的疏忽或其它种种原因。例如，
突然的振动，短时间的强风，偶尔记录错误。
§ 1.1 测量与误差关系
（3） 测量方法误差：测量方法本身依据的理论不完善
（4） 人员误差：操作者主观因素和操作技巧
§ 1.1 测量与误差关系 3、 误差分类（系统误差、随机误差、粗大误差）
（1）系统误差—同一被测量的多次测量过程中，保持 恒定或以可预知方式变化的测量误差的分量
特点：确定性 产生原因：仪器本身的缺陷、测量方法的不完 备、测量者的不良习惯等。
实验四：用稳态法测定橡胶板导热系数（49-64） 实验五：示波器的使用（65-80） 实验六：霍耳效应法测量磁场（81-96） 实验七：刚体转动惯量测定（97-108）
实验八：固体线膨胀系数测定（109-126）
实验九：弦线上驻波的研究
大学物理实验课程具体安排
下学期
以光学 实验为主
实验一：全息照相 实验二：衍射光栅 实验三：迈克尔逊干涉仪 实验四：氢原子光谱 实验五：超声声速的测量 实验六：用波尔共振仪研究受迫振动 实验七：普朗克常数的测定及光电管特性研究 实验八：旋光效应 实验九：牛顿环