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《大物上實(shí)驗(yàn)課緒論》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論理學(xué)院應(yīng)用物理系2021/7/201復(fù)習(xí)上節(jié)主要內(nèi)容測(cè)量的有效數(shù)字能夠完整表達(dá)測(cè)量結(jié)果的必須數(shù)字。7.2cm(二位)7.20cm(三位)7.200cm(四位)***0.072cm(二位)0.07200cm(四位)0.070020cm(五位)***直接測(cè)量時(shí)記錄值的有效數(shù)字(定準(zhǔn)存疑位)2cm0.5cm+=2.5cm2.5cm0.05cm+=2.55cm最小刻度是單位值,存疑位取在最小刻度的十分位。最小刻度不是單位值,存疑位取在最小刻度位。14+=15(單位)12021/7/202運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字一、和差運(yùn)
2、算計(jì)算結(jié)果的存疑位與參加運(yùn)算的各量中存疑位最高的相同。50.1+3.278-0.45=52.928=52.9(單位)(定存疑位)二、積商運(yùn)算計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)與參加運(yùn)算的各量中有效數(shù)字位數(shù)最少的相同。0.86865—=0.87(單位)(定位數(shù))2.142×10.1÷25=整數(shù)、常數(shù)(準(zhǔn)確數(shù))3.14×5.782=26.225994=26.2(單位)在運(yùn)算時(shí)不參加結(jié)果的定位。2021/7/203隨機(jī)誤差特點(diǎn):來(lái)源:1.人類(lèi)感官的靈敏度和儀器精度所限。2.受起伏條件的干擾(溫度不均勻、氣流、噪聲等)。隨機(jī)誤差無(wú)法避免和消
3、除,但多次測(cè)量可以減小隨機(jī)誤差。幾個(gè)概念:(1)真值A(chǔ)(2)測(cè)量值Xi(3)平均值(4)誤差ΔXi=(Xi-A)?==niiXnX11(5)偏差ΔXi=(Xi-X)(6)樣本標(biāo)準(zhǔn)差S=在相同實(shí)驗(yàn)條件下,多次測(cè)量同一物理量,所得誤差大小、符號(hào)隨機(jī)變化,不可預(yù)知。2021/7/204標(biāo)準(zhǔn)差的三種表示方式N趨近無(wú)窮大時(shí),測(cè)量值對(duì)真值的偏離程度。描述有限次測(cè)量值偏離平均值的程度。描述平均值偏離真值的程度。平均值標(biāo)準(zhǔn)差樣本標(biāo)準(zhǔn)差總體標(biāo)準(zhǔn)差2021/7/205置信度、極限誤差測(cè)量值在給定誤差范圍內(nèi)的幾率為該測(cè)量數(shù)據(jù)在此誤差區(qū)間內(nèi)的置信
4、度。誤差落在-2到+2間的可能性為95.4%測(cè)量值誤差超過(guò)范圍內(nèi)的幾率是極小的,故稱(chēng)3為極限誤差。其誤差落在-到+間的可能性為68.3%誤差落在-3到+3間的可能性為99.7%2021/7/206不確定度測(cè)量結(jié)果表示為:(單位)或同時(shí)表示為:Ur稱(chēng)為相對(duì)不確定度A類(lèi)分量:不確定度U是表征測(cè)量結(jié)果具有分散性的一個(gè)參數(shù),它表示測(cè)量值誤差落在(-U,+U)內(nèi)的概率大于95%。B類(lèi)分量:在同一條件下多次測(cè)量,用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算的分量,用表示.用其他方法(非統(tǒng)計(jì)學(xué)方法)評(píng)定的分量,用表示.兩類(lèi)分量用方和根法合成:2021/7/207第
5、四節(jié)直接測(cè)量結(jié)果與不確定度的估算一、直接測(cè)量結(jié)果不確定度的估算二、直接測(cè)量量結(jié)果的表示第五節(jié)間接測(cè)量結(jié)果不確定度的估算一、間接測(cè)量結(jié)果的最佳值二、間接測(cè)量量的不確定度傳遞公式三、間接測(cè)量結(jié)果的表示第六節(jié)數(shù)據(jù)處理一、列表法二、作圖法三、逐差法2021/7/208第四節(jié)直接測(cè)量結(jié)果與不確定度的估算A、B兩類(lèi)分量用方和根法合成:(一)結(jié)果表示中采用擴(kuò)展不確定度U(二)擴(kuò)展不確定度分類(lèi)及合成方法表示被測(cè)量值(真值)位于區(qū)間,內(nèi)可能性(概率)約等于或大于95%。一、直接測(cè)量結(jié)果不確定度的估算2021/7/209(三)A類(lèi)分量的計(jì)算S
6、為標(biāo)準(zhǔn)差,t為分布因子,n為測(cè)量次數(shù).參看書(shū)15頁(yè)表1.5的情況,概率P>0.94時(shí)簡(jiǎn)化取因子基于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中測(cè)量次數(shù)小于10、大于A類(lèi)不確定度可近似取標(biāo)準(zhǔn)差S的值.,(P=0.95)2021/7/2010(四)B類(lèi)分量的計(jì)算由于引起UB分量的誤差成分與不確定的系統(tǒng)誤差相對(duì)應(yīng),而不確定系統(tǒng)誤差可能存在于測(cè)量過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)中,因此UB分量通常也是多項(xiàng)的,各環(huán)節(jié)系統(tǒng)誤差來(lái)源是不好確定的。測(cè)量總要使用儀器,儀器生產(chǎn)廠家給出的儀器誤差限值或最大誤差,實(shí)際上就是一種不確定的系統(tǒng)誤差。因此儀器誤差是引起不確定度的一個(gè)基本來(lái)源。從物理
7、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際出發(fā),我們只要求掌握由儀器誤差引起的不確定度UB分量的估計(jì)方法?;谏鲜稣J(rèn)識(shí),可以簡(jiǎn)化為:2021/7/2011在物理實(shí)驗(yàn)中,不確定度U用下式計(jì)算:當(dāng)測(cè)量次數(shù)在6—10次時(shí),上式可簡(jiǎn)化為2021/7/2012(五)實(shí)驗(yàn)中儀器誤差的幾種獲取方法刻度類(lèi)儀器誤差:顯示類(lèi)儀器誤差:精密類(lèi)儀器誤差:電表類(lèi)儀器誤差:取最小刻度的一半??ǔ呷【?。千分尺取精度的一半。按表級(jí)計(jì)算。取顯示的最小數(shù)字。擴(kuò)大的儀器誤差:視實(shí)際誤差的大小來(lái)定。儀器誤差:在正確使用儀器的條件下,測(cè)量值與真值之間可能產(chǎn)生的最大誤差。2021/7/201
8、3(六)單次測(cè)量的不確定度(七)相對(duì)不確定度或單次測(cè)量的不確定度U可簡(jiǎn)化取:(1)已知S顯著小于/2;(2)估計(jì)出的UA對(duì)實(shí)驗(yàn)最后結(jié)果的不確定度影響甚小;(3)因條件受限制而只進(jìn)行了一次測(cè)量。這樣,單次測(cè)量的不確定度U可更為簡(jiǎn)單地取2021/7/2014二、直接測(cè)量量結(jié)果的表示表示形式:(單位)說(shuō)明:1