大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)—測(cè)量誤差.ppt

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1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)北方民族大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心Fundamentalphysicsexperiment1緒論大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門怎樣的課程2密立根在1923年獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)說(shuō)：“科學(xué)靠?jī)蓷l腿走路，一是理論，一是實(shí)驗(yàn)。有時(shí)一條腿在前面，有時(shí)另一條腿走在前面。但只有使用兩條腿，才能前進(jìn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中尋找新的關(guān)系，上升為理論，然后再在實(shí)踐中加以檢驗(yàn)。”ROBERTANDREWSMILLIKAN1868-1953實(shí)驗(yàn)物理在物理學(xué)發(fā)展史上的重要性3伽利略把實(shí)驗(yàn)和邏輯引入物理學(xué),使物理學(xué)最終成為一門科學(xué)。經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律是

2、從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出來(lái)的。近代物理學(xué)是從實(shí)驗(yàn)事實(shí)與經(jīng)典物理學(xué)的矛盾中發(fā)展起來(lái)的。物理理論的正確性需通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證?？傊?，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ),又是檢驗(yàn)物理學(xué)理論的標(biāo)準(zhǔn)。4以諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)為例：80%以上的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)給了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。20%的獎(jiǎng)中很多是實(shí)驗(yàn)和理論物理學(xué)家分享的。實(shí)驗(yàn)成果可以很快得獎(jiǎng)，而理論成果要經(jīng)過(guò)至少兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。5大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的作用大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等工科院校的一門必修基礎(chǔ)課程，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要課程。物理實(shí)驗(yàn)課和物理

3、理論課具有同等重要的地位。6大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)在習(xí)慣、知識(shí)、能力三方面達(dá)到如下要求。（一）培養(yǎng)良好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。（二）掌握物理實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)知識(shí),加深對(duì)物理學(xué)原理的理解。（三）具有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的作用注意：物理實(shí)驗(yàn)課和物理理論課具有同等重要的地位。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等工科院校的一門必修基礎(chǔ)課程。是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要課程。8第一章測(cè)量誤差§1測(cè)量與誤差§2誤差處理§3有效數(shù)字的記錄與運(yùn)算§4測(cè)量結(jié)果的不

4、確定度評(píng)定9§1測(cè)量與誤差一.測(cè)量及其分類測(cè)量是用儀器通過(guò)一定的方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，以某一計(jì)量單位，把待測(cè)量定量地表示出來(lái)。10物理實(shí)驗(yàn)包含著：理論?實(shí)驗(yàn)方法?儀器選擇?測(cè)量?數(shù)據(jù)處理?結(jié)果分析等環(huán)節(jié)，可見(jiàn)物理實(shí)驗(yàn)包括測(cè)量，但物理實(shí)驗(yàn)決不是單純的測(cè)量。11測(cè)量的分類直接測(cè)量間接測(cè)量等精度測(cè)量不等精度測(cè)量測(cè)量值獲得方法不同測(cè)量條件不同12二.誤差與偏差1、真值與誤差測(cè)量值：通過(guò)直接測(cè)量或間接測(cè)量得到的物理量的值。絕對(duì)誤差：真值:一個(gè)物理量客觀存在的量值，與測(cè)量所用的理論方法及儀器無(wú)關(guān)。132、最佳值

5、與偏差最佳值：多次測(cè)量的算術(shù)平均值（近真值）偏差：對(duì)物理量X進(jìn)行多次等精度測(cè)量，測(cè)量列為14三、誤差的分類系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差過(guò)失誤差15儀器因素1.系統(tǒng)誤差在同樣條件下，對(duì)統(tǒng)一物理量進(jìn)行多次測(cè)量，其誤差的大小和符號(hào)保持不變或隨著測(cè)量條件的變化而有規(guī)律的變化。1617零點(diǎn)校正注意觀察端面吻合時(shí)，套筒上的零線是否與主尺上的準(zhǔn)線對(duì)齊，若沒(méi)有對(duì)齊而顯示某一數(shù)值，則該數(shù)值稱為零點(diǎn)讀數(shù).測(cè)量結(jié)果應(yīng)減去該修正值(零點(diǎn)讀數(shù))18螺線管為無(wú)限長(zhǎng)，管壁磁漏可忽略。如：由于理論推導(dǎo)中的近似,產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差理論因素19人為

6、因素心理作用，讀數(shù)（估計(jì)）偏大或偏小。生理因素聽(tīng)覺(jué)嗅覺(jué)色覺(jué)視覺(jué)對(duì)音域（20HZ--20KHZ）的辨別。對(duì)音色的辨別。20系統(tǒng)誤差特點(diǎn)是增加測(cè)量次數(shù)誤差不能減少，只能從方法、理論、儀器等方面的改進(jìn)與修正來(lái)實(shí)現(xiàn)。表現(xiàn)出恒偏大、恒偏小或周期性的特點(diǎn)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確度。確定性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)加以考慮，做完實(shí)驗(yàn)后作出分析。21測(cè)量過(guò)程中另一類不可避免的誤差,來(lái)自于大量的微小的干擾的合成。其影響程度表現(xiàn)為隨機(jī)特性，增加測(cè)量次數(shù)可減小其影響。2.隨機(jī)誤差誤差=隨機(jī)誤差+系統(tǒng)誤差3.精密度、正確度、準(zhǔn)確度和精度精

7、密度－隨機(jī)誤差；正確度－系統(tǒng)誤差；準(zhǔn)確度－隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差綜合大小。精度－一種泛指，物理意義不明確。22（a)精密度？正確度？(b)精密度？正確度？(c)精密度？正確度？(d)精密度？正確度？23