近代物理实验绪论精品PPT课件

•务必在10月17日前完成选做实验选题！
并将选题及指导老师姓名报给我！！！
•课表我已挂在服务器上，需要更改时间的到 409室找严雯老师
如果个人服务器账号有问题请到：
506室找王肖慈老师
请在自己学号文件夹目录下建一个：“近代物理实验一”子目录
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一、重申有效数字与不确定度
•◆不确定度的权威文件是国际标准化组织(ISO)、国际
SL
i 1
n(n -1)
0.02mm
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直接测量不确定度估算举例
例：用螺旋测微计测某一钢丝的直径，6次测量值yi分别为：0.249, 0.250, 0.247, 0.251, 0.253, 0.250; 同时读得螺旋测微计的零位x0为： 0.004, 单位mm，已知螺旋测微计的仪器误差为Δ仪=0.004mm， 请给出完整的测量结果。
坐标分度值的选取应能反映 测量值的有效位数，一般以 1～ 2mm对应于测量仪表的最小分度 值。
（2） 标明坐标轴： I (mA)
用粗实线画坐标轴， 用箭头标轴方向，标坐标 20.00
轴的名称或符号、单位, 18.00
再按顺序标出坐标轴整分 16.00
格上的量值。
14.00
（3）标实验点：
12.00
结果如下（单位mm）：
250.08，250.14，250.06, 250.10, 250.06, 250.10
则：测得值的最佳估计值为
L L 250.09mm 测量列的标准偏差
SL
平均值的标准偏差：
n
(Li -L )2
i 1
n -1
0.03mm
n
(Li -L )2
L2.5 0 0 9 0 .0m 2m
2062、0若/1测0量/2值恰为整数，必1须0补零，直补到可疑位。
(1)作为一个通用规定，测量值只能写到也应该写到开始有 误差的那一位到两位。其后的数字按“四舍六进五凑双” 法则（即后面的数字是四及以下就舍掉，是六及以上就 进一，遇五若前面是奇数就进一，最后一位就变成是偶 数，若前面已是偶数，则舍掉）取舍。
2、有时读数的估计位，就取在最小分度位。例如，仪器的 最小分度值为0.5，则0.1-0.4,0.6-0.9都是估计的，不必估 到下一位。
3、游标类量具，读到游标分度值。多数情况下不估读，特 殊情况估读到游标分度值的一半。
4、数字式仪表及步进读数仪器不需估读。
5、特殊情况，直读数据的有效数字由仪器的灵敏阈决定。 例如在“灵敏电流计研究”中，测临界电阻时，调节电阻箱 “×10Ω” 仪器才刚有反应，尽管最小步进值为“×0.1Ω”， 电阻值只记录到“×10Ω”。
保留有效数字取舍规则： 去4 进六 5取双
(2)有效数字的位数多少直接反映测量的准确度。有效位数 越多，表明测量的准确度越高。
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有效数字的运算总规则
总的原则是：
①准确数字与准确数字进行四则运算时，其 结果仍为准确数字。
②准确数字与存疑数字以及存疑数字与存疑 数字进行四则运算时，其结果均为存疑数字。
实验点可用“ ”、 10.00
“ ”、“ ”等符号标 8.00
出（同一坐标系下不同曲
线用不同的符号）。
[
k 1
( xk
- x)2 ]
当 5＜n≤10，置信概率为95%时，可简化认为uA s
● 根据使用仪器得出uB uB= 仪
● 由uA、 uB合成总不确定度u
u uA2 +uB2
20●2给0出/1直0接/2测量的最后结果：y 6 y u (单 位 ）
例：用50分度的游标卡尺测某一圆棒长度L，6次测量
近代物理实验
绪论
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主要内容：
0、实验纪律、提醒
1、有效数字、不确定度
2、近代物理的发展
3、近代物理实验内容安排
4、实验教材、参考资料获得
5、实验报告提交要求
6、实验考核及成绩
7、联系方法
8、其他
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wk.baidu.com
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0、纪律、提醒
•每个同学按轮流表进行实验！！！
如果有特殊情况：请向相关老师请假
③在最后的结果中只保留一位存疑数字，其 后的数字是无意义的，应按有效数字舍入规 则截去。
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根据总规则在运算过程中的有效数 字取舍，总结出一般遵循的规则：
48 3.2345
1 .7 3 2
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有效数字与其底的有效数字相同
作图六要点：
（1） 选择合适的坐标分度值， 确定坐标纸的大小
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3-3 .间接测量不确定度
间接测量：设间接测量物理量y与诸个直接测量物
理量Xi
(i=1,2,,n)是函数关系：
yf(x1,x2,x3, )
用诸不确定度u (xi)代替微分 d xi , 有：
(7) 和差形式时
(8) 积商形式时
有效数字的读取：
1、一般读数应读到最小分度，然后再估读一位。
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直接测量量不确定度估算过程（小结）
●求测量数据列的平均值
x
1 n
n i 1
xi
● 用贝塞耳公式求标准偏差s
s(x)
1n
n
[ -1 k
1
( xk
- x)2 ]
●平均值的标准偏差是上式一列测量中单次测量的标准偏差S的 1 即有：
n
s(x) s(x)
n
1 n(n -1)
n
误差分量和未定系统误差的联合分布范围。
• ◆由于真值的不可知，误差一般是不能计算的，它可
正、可负也可能十分接近零；而不确定度总是不为 零的正值，是可以具体评定的。
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1、不确定度有效数字一般保留一位有效数字 2、不确定度首位是1或2时可以保留两位 3、实验结果要根据不确定度保留有效数字 4、相对不确定度一般保留两位有效数字
测量局(BIPM)等七个国际组织1993年联合推出的
Guide to the expression of Uncertainty in measurement
•◆ 不确定度表示由于测量误差存在而对被测量值不能
确定的程度。不确定度是一定概率下的误差限值。
• ◆不确定度反映了可能存在的误差分布范围，即随机
解：测得值的最佳估计值为
x x - x0 0.250 -0.004 0.246mm
测量次数n=6，可近似有:
s(x)
6
´
1
6
6
-1[k 1
(
xk
- x)2 ]
0.001mm
u uA2 +uB2 s(x)2 + 2仪 0.0012 +0.0042 0.004mm
则：测量结果为 X=0.246±0.004mm