基础物理实验理论-文档资料
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• （1）用仪器的最小刻度估测：△仪= 最小 刻度/2
• （2）用仪器的级别进行估测：△仪=量程 ×级别%
• （3）数显式用读数的最小单位估测。
• 测量仪器的标准误差为：
• 或0.683的△仪
21
三、随机误差
• 1，随机误差的统计分布规律 • 大部分测量中的随机误差服从正态分布
规律，也有的服从泊松分布、均匀分布、 t分布等。 • 2，随机误差的处理 • （1）算术平均值
27
• 在大学物理实验中，为了简单化，一般假定测量 的B类不确定度主要来源于测量仪器的误差，具 体表述方法如下：
• 测量仪器的标准误差为： • 一般用б仪来表示B类标准不确定度 • б仪= бB
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• 4，合成标准不确定度的评定
• 在实际测量中，测量值可能既有A类不确 定度分量，也有B类不确定度分量，这样 就要合并成为一个总标准不确定度 б合 ，根据标准误差合成公式，有：
-б б
22
பைடு நூலகம்
• （2）测量列的标准误差 • n次测量中某次测量值的标准误差为：
23
• （3）算术平均值的标准误差 • 通过多次测量后获得一组实验数据，并
把求得的算术平均值作为测量结果，如 果在完全相同的条件下再重复测量时， 由于随机误差的影响，不一定能得到相 同的算术平均值，这表明算术平均值本 身也有离散性。故引入算术平均值的标 准误差：
24
四、测量的不确定度
• 1，测量不确定度的概念
• 测量不确定度是指对测量结果不能肯定的程度。 即提供测量结果的范围，使被测量的值能以一 定的概率位于其中。
• 2,标准不确定度的A类评定
• 因为A类评定是对一系列观测值用统计分析进 行标准不确定度评定的方法，所以可以用随机 误差处理的结论来表述。
25
19
二、系统误差 • 1，系统误差的种类： • （1）仪器误差 • （2）理论方法误差 • （3）环境误差 • （4）个人误差 • 物理实验中只考虑仪器误差。
20
• 仪器误差：仪器误差是指在仪器规定的使 用条件下，仪器的指示数和被测量的真值 之间可能产生的最大误差，用△仪来表示。 仪器上如果没有注明的估计如下：
5
• 三、物理实验课的教学要求 • 1，课前要写预习报告 • 2，课后要按时完成实验报告 • 3，不允许缺少两次以上的实
验课
6
实验报告实例
7
实验报告实例
8
实验报告实例
9
实验报告实例
10
实验报告实例
11
12
• 一、测量与误差的基本概念 • 1，测量：是将待测物理量与选作计量
标准的同类物理量进行比较，并得出其 倍数的过程。倍数值成为待测物理量的 数值，选作的计量标准称为单位。 • 一个物理量的测量值应由数值和单位两 部分组成。如：x=123.5mm
• 具体表述为： • 算术平均值： • 某一次测量值的A类标准不确定度：
26
• 算术平均值的A类标准不确定度：
• бX= бA
• 3，标准不确定度的B类评定
• B类评定是用其他方法（非统计方法）进行评定
标准不确定度的。当被测量值X的标准不确定
度不是由重复测量得到时，可用对X可能变化
的全部信息的估计来评定。
次重复测量时，每次测量条件都相同的 一系列测量。如：用同一把游标卡尺多 次测量一个物体的长度。 • （2）不等精度测量：对一个物理量进行 多次重复测量时，测量条件完全不同或 部分不同，各测量结果的可靠程度也不 相同的系列测量。如：用米尺和游标卡 尺测量同一个物体的长度。
15
• 3，测量误差
• （1）真值：在某一时空状态下，待测物 理量所具有的客观实际值。
29
五，直接测量结果的不确定度表示
• 1，单次测量结果的不确定度表示
•
X = X测 ± б仪
• X测是单次测量值。
• 粗大误差会明显地歪曲客观现象。 • 由于误差的性质不同，来源不同，处理
方法不同，对测量结果的影响也不同。 有时系统误差和随机误差可以加以区别 ，有时则难以区分，有时两者之间能够 互相转化。
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4,测量的精密度、准确度和精确度 （1）精密度：表示测量结果中随机误差的 大小程度。 精密度高，即测量数据的重复性好、随机 误差小。 （2）准确度：表示测量结果中系统误差的 大小程度。 准确度高，即测量结果接近真值的程度好、 系统误差小。 （3）精确度：表示测量结果中随机误差和 系统误差的综合。
• 用数字表示时，应是一个无穷多位数。 • （2）测量误差：测量值X和真值X0之间
的差异：△=X - X0 • 偏差：△Xi= Xi - X • X为算术平均值， • Xi为第i次测量值。
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• （3）误差的分类： • a，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 一确定的规律变化的误差。
• 如仪器的缺陷、测量理论的不完善、环 境变化对测量结果造成的误差。
• B，随机误差（偶然误差）：在实际测量 条件下，多次测量同一物理量时，误差 的符号和绝对值的变化：时大时小、时 正时负；以不可预定方式变化着的误差。
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• C，粗大误差：由于观察者错误使用仪器、 观察错误或记录错误数据等不正常情况 下引起的误差。
合肥工业大学电物学院大物实验中心
1
2
• 一，物理实验课的目的
• 1，通过对物理实验现象的观察和分析， 学习运用理论指导实验、分析和解决实 验中问题的方法。
• 2，培养学生从事科学实验的初步能力。 • 3，培养学生实事求是的科学态度、严谨
踏实的工作作风、勇于探索、坚忍不拔 的科学精神和品德。
3
期望
13
• 2，分类
• 按测量手段测量可分为两类： • （1）直接测量：可以用测量仪器或仪表
直接读出测量值的测量。 • （2）间接测量：待测物理量无法进行直
接测量，需要依据待测量与若干个直接 测量值的函数关系求出。 • g=4²l/T²
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• 从测量条件上可以分为： • （1）等精度测量：对一个物理量进行多
提出一个问题往往比解决一个问题 更重要，因为解决问题也许仅仅是 一个教学上或实验上的技能而已。 而提出新的问题，从新的角度去看 旧的问题，都需要有创造性的想像 力，而且标志着科学的真正进步。
-----阿尔伯特·爱因斯坦
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• 二、物理实验课的主要教 学环节
• 1，实验预习 • 2，实验操作 • 3，实验总结
• （2）用仪器的级别进行估测：△仪=量程 ×级别%
• （3）数显式用读数的最小单位估测。
• 测量仪器的标准误差为：
• 或0.683的△仪
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三、随机误差
• 1，随机误差的统计分布规律 • 大部分测量中的随机误差服从正态分布
规律，也有的服从泊松分布、均匀分布、 t分布等。 • 2，随机误差的处理 • （1）算术平均值
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• 在大学物理实验中，为了简单化，一般假定测量 的B类不确定度主要来源于测量仪器的误差，具 体表述方法如下：
• 测量仪器的标准误差为： • 一般用б仪来表示B类标准不确定度 • б仪= бB
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• 4，合成标准不确定度的评定
• 在实际测量中，测量值可能既有A类不确 定度分量，也有B类不确定度分量，这样 就要合并成为一个总标准不确定度 б合 ，根据标准误差合成公式，有：
-б б
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பைடு நூலகம்
• （2）测量列的标准误差 • n次测量中某次测量值的标准误差为：
23
• （3）算术平均值的标准误差 • 通过多次测量后获得一组实验数据，并
把求得的算术平均值作为测量结果，如 果在完全相同的条件下再重复测量时， 由于随机误差的影响，不一定能得到相 同的算术平均值，这表明算术平均值本 身也有离散性。故引入算术平均值的标 准误差：
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四、测量的不确定度
• 1，测量不确定度的概念
• 测量不确定度是指对测量结果不能肯定的程度。 即提供测量结果的范围，使被测量的值能以一 定的概率位于其中。
• 2,标准不确定度的A类评定
• 因为A类评定是对一系列观测值用统计分析进 行标准不确定度评定的方法，所以可以用随机 误差处理的结论来表述。
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二、系统误差 • 1，系统误差的种类： • （1）仪器误差 • （2）理论方法误差 • （3）环境误差 • （4）个人误差 • 物理实验中只考虑仪器误差。
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• 仪器误差：仪器误差是指在仪器规定的使 用条件下，仪器的指示数和被测量的真值 之间可能产生的最大误差，用△仪来表示。 仪器上如果没有注明的估计如下：
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• 三、物理实验课的教学要求 • 1，课前要写预习报告 • 2，课后要按时完成实验报告 • 3，不允许缺少两次以上的实
验课
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实验报告实例
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实验报告实例
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实验报告实例
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实验报告实例
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实验报告实例
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• 一、测量与误差的基本概念 • 1，测量：是将待测物理量与选作计量
标准的同类物理量进行比较，并得出其 倍数的过程。倍数值成为待测物理量的 数值，选作的计量标准称为单位。 • 一个物理量的测量值应由数值和单位两 部分组成。如：x=123.5mm
• 具体表述为： • 算术平均值： • 某一次测量值的A类标准不确定度：
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• 算术平均值的A类标准不确定度：
• бX= бA
• 3，标准不确定度的B类评定
• B类评定是用其他方法（非统计方法）进行评定
标准不确定度的。当被测量值X的标准不确定
度不是由重复测量得到时，可用对X可能变化
的全部信息的估计来评定。
次重复测量时，每次测量条件都相同的 一系列测量。如：用同一把游标卡尺多 次测量一个物体的长度。 • （2）不等精度测量：对一个物理量进行 多次重复测量时，测量条件完全不同或 部分不同，各测量结果的可靠程度也不 相同的系列测量。如：用米尺和游标卡 尺测量同一个物体的长度。
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• 3，测量误差
• （1）真值：在某一时空状态下，待测物 理量所具有的客观实际值。
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五，直接测量结果的不确定度表示
• 1，单次测量结果的不确定度表示
•
X = X测 ± б仪
• X测是单次测量值。
• 粗大误差会明显地歪曲客观现象。 • 由于误差的性质不同，来源不同，处理
方法不同，对测量结果的影响也不同。 有时系统误差和随机误差可以加以区别 ，有时则难以区分，有时两者之间能够 互相转化。
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4,测量的精密度、准确度和精确度 （1）精密度：表示测量结果中随机误差的 大小程度。 精密度高，即测量数据的重复性好、随机 误差小。 （2）准确度：表示测量结果中系统误差的 大小程度。 准确度高，即测量结果接近真值的程度好、 系统误差小。 （3）精确度：表示测量结果中随机误差和 系统误差的综合。
• 用数字表示时，应是一个无穷多位数。 • （2）测量误差：测量值X和真值X0之间
的差异：△=X - X0 • 偏差：△Xi= Xi - X • X为算术平均值， • Xi为第i次测量值。
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• （3）误差的分类： • a，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 一确定的规律变化的误差。
• 如仪器的缺陷、测量理论的不完善、环 境变化对测量结果造成的误差。
• B，随机误差（偶然误差）：在实际测量 条件下，多次测量同一物理量时，误差 的符号和绝对值的变化：时大时小、时 正时负；以不可预定方式变化着的误差。
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• C，粗大误差：由于观察者错误使用仪器、 观察错误或记录错误数据等不正常情况 下引起的误差。
合肥工业大学电物学院大物实验中心
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• 一，物理实验课的目的
• 1，通过对物理实验现象的观察和分析， 学习运用理论指导实验、分析和解决实 验中问题的方法。
• 2，培养学生从事科学实验的初步能力。 • 3，培养学生实事求是的科学态度、严谨
踏实的工作作风、勇于探索、坚忍不拔 的科学精神和品德。
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期望
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• 2，分类
• 按测量手段测量可分为两类： • （1）直接测量：可以用测量仪器或仪表
直接读出测量值的测量。 • （2）间接测量：待测物理量无法进行直
接测量，需要依据待测量与若干个直接 测量值的函数关系求出。 • g=4²l/T²
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• 从测量条件上可以分为： • （1）等精度测量：对一个物理量进行多
提出一个问题往往比解决一个问题 更重要，因为解决问题也许仅仅是 一个教学上或实验上的技能而已。 而提出新的问题，从新的角度去看 旧的问题，都需要有创造性的想像 力，而且标志着科学的真正进步。
-----阿尔伯特·爱因斯坦
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• 二、物理实验课的主要教 学环节
• 1，实验预习 • 2，实验操作 • 3，实验总结