误差理论演讲稿.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
淮阴工学院 物理教学实验中心
..。..
1
绪论
一、物理实验基本情况
1、物理实验的地位和作用 物理学 (实验科学)
伽利略 经典物理
实验 逻辑
必修的、独立课程
近代物理
学时最长 48学时
实验 是检验真理的唯一标准
..。..
2
2、物理实验课的目的
学习实验知识
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 识和设计思想，掌握和理解物理理论。
x 真值: 某物理量客观存在的值称
0
真值是个理想的概念， 一般不可能准确知道。
客观真实值（未知）
x
① 约定真值：世界各国公认的几何量和物理量的最高基准的量值 如：米 --- 公制长度基准
光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485
1m = 1650763.73
--- 氪-86的2p10-5d5能级间跃迁在真空中的辐射波长
大学城校区：
交到26号楼1楼相关教师信箱内
或直接交给实验教师
..。..
4
三、物理实验成绩的评定
考查课程
1、评定办法 ①平时成绩60％+期末考试40％(期末操作考试)
②平时成绩70％+期末考试30％(期末闭卷考试)
平时成绩：课堂操作成绩25 ％ +实验报告成绩75 ％
考试形式：笔试、设计、操作
（至于选择哪种考试形式，根据情况选择，请大家在下学期 第十周左右到物理中心网页上查看公告）。
2、物理实验不及格——重修
3、物理实验教学管理
希望同学们能重视这门课程的学习，经过半年或一年
的时间，真正能学有所得。
..。..
5
第1节 偶然误差理论 第2节 测量结果不确定度评定 第3节 有效数字的记录与计算 第4节 实验方案的选择原则 第5节 数据处理常用方法
..。..
6
第1节 偶然误差理论 测量与误差的基本概念
分类
直接测量法（Direct method of measurement)
用仪器或工具能直接反映出被测量的大小。
间接测量法 不能用仪器或工具直接测量结果，而是要通过一些直
测量量以一定的函数关系来确定被测量的大小
从测量次数上分
V 1 d 2h
4
单次测量
多次测量
..。..
9
2. 真值、算术平均值（true value and arithmetic mean)
培养实验能力
➢借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器
➢运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断；
➢正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，说明实验结果，撰写合格的 实验报告
➢能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验
提高实验素养
➢培养理论联系实际和实事求是的科学作风；
➢严肃认真的工作态度；
➢主动研究和创新的探索精神；
➢遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的..。优.. 良品德。
3
二、物理实验教学过程与环节
1、学生登陆系统，网上预约
2、课前预习 ——要求写预习报告 （实验前要检查） 预习报告格式：
3、到实验室进行实验 实验注意事项
4、课后及时写实验报告 ——以课堂实验内容为主
实验报告书写格式及规范
要求：实验报告在实验之日起一周内必须上交！！
表示：百分数（%）--- 分子分母量纲相同
确切反映测量效果：被测量的大小不同 --- 允许的测量误差不同
被测量的量值小 --- 允许的测量绝对误差也越小
例：质量G1=50g，误差1=2g；质量G2=2kg，误差2=50g
G1的相对误差为 G2的相对误差为
E1=
1
G1
100% =
2 50
100% = 4%
15
一、判别下列几种情况产生的误差属于何种误差？ 1. 米尺的刻度不均匀； 2. 游标卡尺或外径千分尺零点不准； 3. 加热丝的电阻随温度变化对热功率带来的误差； 4. 电网电压的变化对加热功率带来的误差； 5. 电表接入被测电路所引起的误差；
..。..
16
5. 测量结果的两种表示
测量结果的误差表示方式
仪器误差 方法误差 环境误差 人为误差
..。..
13
随机误差(random error) 在消除或修正系统误差之后，测量结果仍会 出现一些无规律的起伏。这种绝对值和符号 随机变化的误差，称为随机误差
粗大误差
在一定条件下，测量 结果明显偏离真值时 所对应的误差，称为ຫໍສະໝຸດ Baidu粗大误差 。
读错数
测量方法错误
来源
测量结果＝ x ±Δx
E x 100% x0
测量结果的不确定度表示方式
测量结果＝x u
E u 100% x
..。..
7
测量与误差的基本概念 /Measurement and Error
1. 测量的定义与分类 2. 真值、算术平均值 3. 误差、偏差 4. 误差的分类 5. 测量结果的两种表示
..。..
8
1. 测量的定义与分类
测量: 就是通过物理实验的方法，把被测量与作为标准 的同类单位量进行比较的过程。
x = x – x0
--- 1）绝对误差（含单位）
偏差：被测物理量的测量值与算术平均值之差
vi xi x
..。..
11
2）相对误差
定义： 测量的绝对误差与被测量的真值之比
绝对误差
x
相对误差 = 真值 100%
E = x0 100%
绝对误差
绝对误差很小
相对误差 = 测得值 100%
x
E = x 100%
测量仪器有缺陷等，
人身误差（主要）
..。..
14
4. 误差的分类 系统误差
在同一条件下多次测 量同一物理量时，其 来源 结果的符号和大小按 一定规律变化的误差
偶然误差
对于数学期望值为零 的随机误差通常称它 来源 为偶然误差。
粗大误差
..。..
仪器误差 方法误差 环境误差 人为误差
主观方面 测量仪器方面 环境方面
E
2=
2
G2
100% = 50 2000
100% = 2.5%
--- G2的测量效果较好
..。..
12
4. 误差的分类
系统误差 (systematic error)
在同一条件下多次测
量同一物理量时，其
来源
结果的符号和大小按
一定规律变化的误差
偶然误差 (accidental error)
对于数学期望值为零 的随机误差通常称它 为偶然误差。
② 理论真值：设计时给定或用数学、物理公式计算出的给定值
③ 相对真值：标准仪器的测得值或用来作为测量标准用的标准器的值
..。..
10
3. 误差、偏差 (error and residual error)
实验结果 --- 实验数据 --- 与其理论期望值不完全相同
测量误差的定义：
测量所得数据与其相应的真值之差 测量误差 = 测得值 - 真值
..。..
1
绪论
一、物理实验基本情况
1、物理实验的地位和作用 物理学 (实验科学)
伽利略 经典物理
实验 逻辑
必修的、独立课程
近代物理
学时最长 48学时
实验 是检验真理的唯一标准
..。..
2
2、物理实验课的目的
学习实验知识
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 识和设计思想，掌握和理解物理理论。
x 真值: 某物理量客观存在的值称
0
真值是个理想的概念， 一般不可能准确知道。
客观真实值（未知）
x
① 约定真值：世界各国公认的几何量和物理量的最高基准的量值 如：米 --- 公制长度基准
光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485
1m = 1650763.73
--- 氪-86的2p10-5d5能级间跃迁在真空中的辐射波长
大学城校区：
交到26号楼1楼相关教师信箱内
或直接交给实验教师
..。..
4
三、物理实验成绩的评定
考查课程
1、评定办法 ①平时成绩60％+期末考试40％(期末操作考试)
②平时成绩70％+期末考试30％(期末闭卷考试)
平时成绩：课堂操作成绩25 ％ +实验报告成绩75 ％
考试形式：笔试、设计、操作
（至于选择哪种考试形式，根据情况选择，请大家在下学期 第十周左右到物理中心网页上查看公告）。
2、物理实验不及格——重修
3、物理实验教学管理
希望同学们能重视这门课程的学习，经过半年或一年
的时间，真正能学有所得。
..。..
5
第1节 偶然误差理论 第2节 测量结果不确定度评定 第3节 有效数字的记录与计算 第4节 实验方案的选择原则 第5节 数据处理常用方法
..。..
6
第1节 偶然误差理论 测量与误差的基本概念
分类
直接测量法（Direct method of measurement)
用仪器或工具能直接反映出被测量的大小。
间接测量法 不能用仪器或工具直接测量结果，而是要通过一些直
测量量以一定的函数关系来确定被测量的大小
从测量次数上分
V 1 d 2h
4
单次测量
多次测量
..。..
9
2. 真值、算术平均值（true value and arithmetic mean)
培养实验能力
➢借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器
➢运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断；
➢正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，说明实验结果，撰写合格的 实验报告
➢能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验
提高实验素养
➢培养理论联系实际和实事求是的科学作风；
➢严肃认真的工作态度；
➢主动研究和创新的探索精神；
➢遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的..。优.. 良品德。
3
二、物理实验教学过程与环节
1、学生登陆系统，网上预约
2、课前预习 ——要求写预习报告 （实验前要检查） 预习报告格式：
3、到实验室进行实验 实验注意事项
4、课后及时写实验报告 ——以课堂实验内容为主
实验报告书写格式及规范
要求：实验报告在实验之日起一周内必须上交！！
表示：百分数（%）--- 分子分母量纲相同
确切反映测量效果：被测量的大小不同 --- 允许的测量误差不同
被测量的量值小 --- 允许的测量绝对误差也越小
例：质量G1=50g，误差1=2g；质量G2=2kg，误差2=50g
G1的相对误差为 G2的相对误差为
E1=
1
G1
100% =
2 50
100% = 4%
15
一、判别下列几种情况产生的误差属于何种误差？ 1. 米尺的刻度不均匀； 2. 游标卡尺或外径千分尺零点不准； 3. 加热丝的电阻随温度变化对热功率带来的误差； 4. 电网电压的变化对加热功率带来的误差； 5. 电表接入被测电路所引起的误差；
..。..
16
5. 测量结果的两种表示
测量结果的误差表示方式
仪器误差 方法误差 环境误差 人为误差
..。..
13
随机误差(random error) 在消除或修正系统误差之后，测量结果仍会 出现一些无规律的起伏。这种绝对值和符号 随机变化的误差，称为随机误差
粗大误差
在一定条件下，测量 结果明显偏离真值时 所对应的误差，称为ຫໍສະໝຸດ Baidu粗大误差 。
读错数
测量方法错误
来源
测量结果＝ x ±Δx
E x 100% x0
测量结果的不确定度表示方式
测量结果＝x u
E u 100% x
..。..
7
测量与误差的基本概念 /Measurement and Error
1. 测量的定义与分类 2. 真值、算术平均值 3. 误差、偏差 4. 误差的分类 5. 测量结果的两种表示
..。..
8
1. 测量的定义与分类
测量: 就是通过物理实验的方法，把被测量与作为标准 的同类单位量进行比较的过程。
x = x – x0
--- 1）绝对误差（含单位）
偏差：被测物理量的测量值与算术平均值之差
vi xi x
..。..
11
2）相对误差
定义： 测量的绝对误差与被测量的真值之比
绝对误差
x
相对误差 = 真值 100%
E = x0 100%
绝对误差
绝对误差很小
相对误差 = 测得值 100%
x
E = x 100%
测量仪器有缺陷等，
人身误差（主要）
..。..
14
4. 误差的分类 系统误差
在同一条件下多次测 量同一物理量时，其 来源 结果的符号和大小按 一定规律变化的误差
偶然误差
对于数学期望值为零 的随机误差通常称它 来源 为偶然误差。
粗大误差
..。..
仪器误差 方法误差 环境误差 人为误差
主观方面 测量仪器方面 环境方面
E
2=
2
G2
100% = 50 2000
100% = 2.5%
--- G2的测量效果较好
..。..
12
4. 误差的分类
系统误差 (systematic error)
在同一条件下多次测
量同一物理量时，其
来源
结果的符号和大小按
一定规律变化的误差
偶然误差 (accidental error)
对于数学期望值为零 的随机误差通常称它 为偶然误差。
② 理论真值：设计时给定或用数学、物理公式计算出的给定值
③ 相对真值：标准仪器的测得值或用来作为测量标准用的标准器的值
..。..
10
3. 误差、偏差 (error and residual error)
实验结果 --- 实验数据 --- 与其理论期望值不完全相同
测量误差的定义：
测量所得数据与其相应的真值之差 测量误差 = 测得值 - 真值