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1.2误差的分类(56
2误差的基本性质与处理(57
2.1测量值与随机误差的统计规律(57
2.2有限次测量与抽样统计(58
2.3系统误差与仪器误差的处理(61
3测量不确定度(62
3.1直接测量的标准不确定度(63
3.2直接测量的展伸不确定度(63
3.3间接测量的标准不确定度(64
3.4间接测量的展伸不确定度(66
十用分光计测量介质折射率(33
十一用分光计测量光栅常数(37
十二分压电路特性曲线的测定(40
十三用霍尔元件测量螺线管轴向磁场(42
十四电路故障的分析诊断(44
十五全息摄影(48
十六数码摄影(51
十七数字图像信息采集及处理(53
附录1测量误差与不确定度(56
1测量误差及其分类(56
1.1误差的定义(56
==h d m 2π4ρ 3cm g。
6、密度的合成不确定度:
=∆+∆+∆=∆222(2((
h
d m h d m ρρ 3cm g。7、密度的测量结果:ρρρ∆±=,95.0≥p。思考题:
1、与游标卡尺读数原理相似的仪器还有哪些?
2、测量数据中,铜圆柱体的直径d和高度h的不确定
性主要来源是什么?
实验讨论:
(3测量前要记录零点读数,因为d=0时,读数不一定为零。一般,读数为正值,若微分套管(分度尺0刻度线在主尺线下方,读数为负值,即-0.5mm+分度尺正读数(负+正后总体是负。被测物的读数减零点读数才是其实际长度。
(4测量完毕,不要夹紧测量面,应留有缝隙,以免受热膨胀损坏测量面和测微螺杆。
2、游标卡尺
4展伸不确定度的简化计算(67
4.1直接测量的展伸不确定度(67
4.2间接测量的展伸不确定度(67
一密度测量
实验目的:
1、测量铜柱体的密度ρ。
2、掌握长度、质量等基本量的测量工具的使用。实验仪器:
铜圆柱体、物理天平、螺旋测微器、游标卡尺。实验原理:
h
d m V m 2π4==ρ数据记录及处理:
1、铜圆柱体的质量:m = g ;
描述实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器和方法的建议以及本实验在其它方面的应用等,还可以谈谈实验的心得体会。
附录:长度、质量测量的基本仪器
1、螺旋测微器(千分尺
测砧测微螺杆螺母套管(主尺锁紧装置
(1测量前确保测砧和测微螺杆的测量面洁净。
(2被测物或测量面被夹紧前一定要转棘轮旋进,以免损坏测微螺杆。
(4用量爪测外径(长,量刃测内径(长。
3、物理天平
中央刀口横梁操作要点:
(1水平调节。在天平底座上装有气泡水平仪,调节底座脚钉,使气泡位于水平仪中心。有的天平利用铅垂线来调节水平。
(2平衡调节。天平止动时,天平横梁被两个螺钉支撑,比较稳定。先将托盘挂钩挂到两边刀口上,拨动游标至零刻线。旋转升降旋钮,天平被启动,观察天平横梁是否平衡,指针是否指向零点(或平衡位置。若不指零,反向旋转升降旋钮,天平被止动,调节平衡螺母。再次启动天平,观察横梁或指针,反复调节。若天平不能静止下来,只要指针左右摆幅近似相等,便可认为天平达到平衡。
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华中农业大学理学院物理系
二〇一五年六月
一密度测量(1
二比较法测量液体粘度(6
三扭摆法测量物体转动惯量(10
四气体比热容比的测定(13
五示波器的使用(16
六声速的测定(18
七用迈克耳逊干涉仪测量光源波长(21
八测量平凸透镜的曲率半径(24
九分光计的调节(27
璃泡,两玻璃泡之间由毛细直管和粗弯管连通。
实验中,先用将液面吹(吸至m刻线以上,待液面降至m
处开始计时,降至n处停止计
时。由于两边玻璃泡的作用,液
面升降速度很慢,毛细管上下端
的压强差(2wenku.baidu.comp p -可用流体静
压强计算。若液体密度为ρ,两边液面距毛细管上下端点的高
度分别是h 1、h 2,则:
i i h n h 1
1 mm ;h的A类不确定度:=-=∆1(95.0A n t n
S h mm ,游标卡尺的误差mm 02.0=∆仪,h的B类不确定度
来源于直接测量量h 0、h ',易得:
mm 02.0222B⨯=
∆=∆仪,合成不确定度:=∆+∆=∆2
B 2
A h mm。
5、铜圆柱体密度的测量平均值:
3、==∑=i i d n d 1
mm ;d的A类不确定度:=-=∆1(95.0A n t n
S d mm ,
螺旋测微器的误差mm 004.0=∆仪,d的B类不确
定度来源于直接测量量d 0、d ',易得:mm 004.0222B⨯=
∆=∆仪,合成不确定度:=∆+∆=∆2
B 2
A d mm。
4、==∑=n
(4还原天平。将托盘挂钩从两边刀口取下,取回被测物体和砝码,游码归零。
二比较法测量液体粘度
实验目的:
1、测量酒精的粘度。
2、掌握泊肃叶公式及其应用。
实验仪器:
奥斯特瓦尔德粘度计、支架、烧杯、容量瓶、量筒、滴管、天平、秒表、温度计。
实验原理:
奥斯特瓦尔德粘度计为一
U型玻璃管,左边管口较小较
短,管口下有一小玻璃泡,右边管口较大较长,靠底部有一大玻
d
(1测量前确保测量面(或刀口洁净。
(2测量前要记录零点读数,因为d=0时,读数不一定为零。一般,读数为正值,若游标0刻度在主尺0mm刻度左边,读数为负值,即-1mm+游标正读数。被测物的读数减零点读数才是其实际长度。
(3读数时,毫米以上,看游标0刻度停在主尺多少毫米;毫米以下,看游标第几条刻线和主尺刻线对齐,就读几倍0.02mm (此处0.02mm为最小分度,即游标刻线间距比主尺刻线间距少0.02mm。
(3称量。止动天平,将被测物体放入左盘,合适的砝码放入右盘,启动天平,观察横梁或指针。止动天平,增减砝码使天平平衡(注意,为了避免天平刀口受到冲击,在取、放砝码时,都必须使天平止动。如果天平还未平衡,就要使用游码,移动游码也要使天平止动。当天平达到平衡时,止动天平,记录砝码和游码的总质量,即被测物体的质量。
m是单次测量量,只计算B类不确定度。所用物理天平(TW-1B示值变动性小于0.1g ,同时忽略天平不等臂误差和砝码误差等,可认为仪器最大误差为:0.1g ,则质量m的不确定度:∆m =∆B =∆仪= 0.1g。
2、铜圆柱体的直径d和高度h ,考虑到铜圆柱体不是
绝对规则,要在不同位置做多次测量。
螺旋测微器的零点读数为d 0= mm ,
2误差的基本性质与处理(57
2.1测量值与随机误差的统计规律(57
2.2有限次测量与抽样统计(58
2.3系统误差与仪器误差的处理(61
3测量不确定度(62
3.1直接测量的标准不确定度(63
3.2直接测量的展伸不确定度(63
3.3间接测量的标准不确定度(64
3.4间接测量的展伸不确定度(66
十用分光计测量介质折射率(33
十一用分光计测量光栅常数(37
十二分压电路特性曲线的测定(40
十三用霍尔元件测量螺线管轴向磁场(42
十四电路故障的分析诊断(44
十五全息摄影(48
十六数码摄影(51
十七数字图像信息采集及处理(53
附录1测量误差与不确定度(56
1测量误差及其分类(56
1.1误差的定义(56
==h d m 2π4ρ 3cm g。
6、密度的合成不确定度:
=∆+∆+∆=∆222(2((
h
d m h d m ρρ 3cm g。7、密度的测量结果:ρρρ∆±=,95.0≥p。思考题:
1、与游标卡尺读数原理相似的仪器还有哪些?
2、测量数据中,铜圆柱体的直径d和高度h的不确定
性主要来源是什么?
实验讨论:
(3测量前要记录零点读数,因为d=0时,读数不一定为零。一般,读数为正值,若微分套管(分度尺0刻度线在主尺线下方,读数为负值,即-0.5mm+分度尺正读数(负+正后总体是负。被测物的读数减零点读数才是其实际长度。
(4测量完毕,不要夹紧测量面,应留有缝隙,以免受热膨胀损坏测量面和测微螺杆。
2、游标卡尺
4展伸不确定度的简化计算(67
4.1直接测量的展伸不确定度(67
4.2间接测量的展伸不确定度(67
一密度测量
实验目的:
1、测量铜柱体的密度ρ。
2、掌握长度、质量等基本量的测量工具的使用。实验仪器:
铜圆柱体、物理天平、螺旋测微器、游标卡尺。实验原理:
h
d m V m 2π4==ρ数据记录及处理:
1、铜圆柱体的质量:m = g ;
描述实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器和方法的建议以及本实验在其它方面的应用等,还可以谈谈实验的心得体会。
附录:长度、质量测量的基本仪器
1、螺旋测微器(千分尺
测砧测微螺杆螺母套管(主尺锁紧装置
(1测量前确保测砧和测微螺杆的测量面洁净。
(2被测物或测量面被夹紧前一定要转棘轮旋进,以免损坏测微螺杆。
(4用量爪测外径(长,量刃测内径(长。
3、物理天平
中央刀口横梁操作要点:
(1水平调节。在天平底座上装有气泡水平仪,调节底座脚钉,使气泡位于水平仪中心。有的天平利用铅垂线来调节水平。
(2平衡调节。天平止动时,天平横梁被两个螺钉支撑,比较稳定。先将托盘挂钩挂到两边刀口上,拨动游标至零刻线。旋转升降旋钮,天平被启动,观察天平横梁是否平衡,指针是否指向零点(或平衡位置。若不指零,反向旋转升降旋钮,天平被止动,调节平衡螺母。再次启动天平,观察横梁或指针,反复调节。若天平不能静止下来,只要指针左右摆幅近似相等,便可认为天平达到平衡。
大学物理实验指导(手机版1.9
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华中农业大学理学院物理系
二〇一五年六月
一密度测量(1
二比较法测量液体粘度(6
三扭摆法测量物体转动惯量(10
四气体比热容比的测定(13
五示波器的使用(16
六声速的测定(18
七用迈克耳逊干涉仪测量光源波长(21
八测量平凸透镜的曲率半径(24
九分光计的调节(27
璃泡,两玻璃泡之间由毛细直管和粗弯管连通。
实验中,先用将液面吹(吸至m刻线以上,待液面降至m
处开始计时,降至n处停止计
时。由于两边玻璃泡的作用,液
面升降速度很慢,毛细管上下端
的压强差(2wenku.baidu.comp p -可用流体静
压强计算。若液体密度为ρ,两边液面距毛细管上下端点的高
度分别是h 1、h 2,则:
i i h n h 1
1 mm ;h的A类不确定度:=-=∆1(95.0A n t n
S h mm ,游标卡尺的误差mm 02.0=∆仪,h的B类不确定度
来源于直接测量量h 0、h ',易得:
mm 02.0222B⨯=
∆=∆仪,合成不确定度:=∆+∆=∆2
B 2
A h mm。
5、铜圆柱体密度的测量平均值:
3、==∑=i i d n d 1
mm ;d的A类不确定度:=-=∆1(95.0A n t n
S d mm ,
螺旋测微器的误差mm 004.0=∆仪,d的B类不确
定度来源于直接测量量d 0、d ',易得:mm 004.0222B⨯=
∆=∆仪,合成不确定度:=∆+∆=∆2
B 2
A d mm。
4、==∑=n
(4还原天平。将托盘挂钩从两边刀口取下,取回被测物体和砝码,游码归零。
二比较法测量液体粘度
实验目的:
1、测量酒精的粘度。
2、掌握泊肃叶公式及其应用。
实验仪器:
奥斯特瓦尔德粘度计、支架、烧杯、容量瓶、量筒、滴管、天平、秒表、温度计。
实验原理:
奥斯特瓦尔德粘度计为一
U型玻璃管,左边管口较小较
短,管口下有一小玻璃泡,右边管口较大较长,靠底部有一大玻
d
(1测量前确保测量面(或刀口洁净。
(2测量前要记录零点读数,因为d=0时,读数不一定为零。一般,读数为正值,若游标0刻度在主尺0mm刻度左边,读数为负值,即-1mm+游标正读数。被测物的读数减零点读数才是其实际长度。
(3读数时,毫米以上,看游标0刻度停在主尺多少毫米;毫米以下,看游标第几条刻线和主尺刻线对齐,就读几倍0.02mm (此处0.02mm为最小分度,即游标刻线间距比主尺刻线间距少0.02mm。
(3称量。止动天平,将被测物体放入左盘,合适的砝码放入右盘,启动天平,观察横梁或指针。止动天平,增减砝码使天平平衡(注意,为了避免天平刀口受到冲击,在取、放砝码时,都必须使天平止动。如果天平还未平衡,就要使用游码,移动游码也要使天平止动。当天平达到平衡时,止动天平,记录砝码和游码的总质量,即被测物体的质量。
m是单次测量量,只计算B类不确定度。所用物理天平(TW-1B示值变动性小于0.1g ,同时忽略天平不等臂误差和砝码误差等,可认为仪器最大误差为:0.1g ,则质量m的不确定度:∆m =∆B =∆仪= 0.1g。
2、铜圆柱体的直径d和高度h ,考虑到铜圆柱体不是
绝对规则,要在不同位置做多次测量。
螺旋测微器的零点读数为d 0= mm ,