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1、一、作业：p16 页-1，2，3。工科物理实验绪论课提纲工科物理实验绪论课提纲课前预习-实验方案 操作前查预习报告课堂操作测量-独立测量 测量完毕教师签字课后总结-写实验报告 报告成绩为综合分预习报告预习报告：不要写成准实验报告。预习报告应简明扼要地写出：1）实验名称；2）实验任务；3）测量公式（包括式中各物理量的含义和单位） ；4）原理图、线路图或光路图；5）关键实验步骤（提纲性的）等内容，并单独用一张实验报告纸做好原始实验数据记录表格。原始数据须经教师签字认可；无预习报告者，不能参加实验操作，按缺课处理。预习提问记分，记入总成绩；缺课者，该实验 0 分。缺 6 学时以上者，按期末不及格处理
2、，需来年重修。课堂操作测量：1）正确调节和操作仪器；2）现象观察（故障）分析；3）正确记录原始实验数据 4）实验完毕，数据交老师审查签字；5）整理好仪器即桌凳。物理实验报告物理实验报告：1）实验名称 2）目的要求 3）主要仪器4）实验原理：写出实验原理和测量方法要点，说明实验条件，写出主要公式，标明公式中物理量的意义（不要推导公式） ，画出原理图，电路图或光路图。5）实验步骤：简明扼要地写出实验步骤及注意事项。6）数据及数据处理：先设计好实验数据表格，表格必须要有标题。其次正确计算和表示测量结果。一般先写公式，再代入数据，最后得出结果。要求作图的应按作图规则用坐标纸画出，图必须有图标。7）结果
3、分析：对观察到的现象和实验结果进行分析讨论。8）结论。误差理论及数据处理方法误差理论及数据处理方法 （一）误差误差1）测量：分为直接测量和间接测量，量值=数值+单位2）误差：任何测量均有误差绝对误差 =测量结果-被测量的真值相对误差 = 绝对误差 / 真值（百分数表示）3）误差分类：系统误差和随机误差系统误差系统误差：在同一条件下多次测量中，误差大小符号是恒定或按一定规律变化来源：仪器缺陷、理论方法、环境因素、习惯特点：具恒定性，可消除或抑制消除方法：修正理论公式、采用适当实验方法随机误差随机误差：在同一条件下多次测量中，误差大小符号以不可预知的规律变化。测量值围绕着测量的平均值发生涨落变化。
4、来源：仪器状态、环境因素、主观判断的变动性特点：对于一个量进行足够多次的测量，发现随机误差按一定的统计规律分布。处理方法：（1）用多次测量的算术平均值表示测量结果可以减少随机误差的影响。(2)测量值的分散程度体现随机误差的大小，测量值越分散，测量的随机误差就越大。常用标准偏差标准偏差来估计测量的随机误差。例如：对某一物理量进行了 次测量，设已消除了系统误差， 个测量值是kk，算术平均值kXXX,.,21kX Xiki 1测量值的算术平均值最接近被测量的真值，因此可以用算术平均值表示测量结果。残差，标准偏差XXXii1)(21 kX siki 1)(21 kXXiki值小表示测量值很密集，即测量
5、的精密度高， 值大表示测量值很分散，即测量 ss的精密度低。(二)直接测量结果表示直接测量结果表示 测量结果应给出被测量的最佳值，并标出不确定度，写成：单位佳XU)(UXX佳单次测量单次测量，测佳XX仪器U估计U多次测量多次测量， XX佳2222sUUUBA)105( k单位 )(UXX佳物理含义： 是直接测量中最可信赖的值，不确定度为，它表示被测量的真佳XU值包含在区间内的概率在 95%以上。 ，佳UX()UX佳(三)间接测量结果表示间接测量结果表示设直接测量量分别为，间接测量量为zyx,),(zyxF单位，单位，单位。)(xUxx佳)(yUyy佳)(zUzz佳间接测量结果表示：单位)(U佳
6、最佳值),(佳佳佳佳zyxF间接测量量的不确定度：U直接微分法 （和差函数）22 2222zyxUzFUyFUxFU 对数微分法 （积商函数）22 2222lnlnlnzyxUzFUyFUxFU 佳U佳佳U（四）实验数据的有效位数实验数据的有效位数实验数据的读取：直读及估读。有效数字：准确数字和 12 位存疑数字的全体。有效位数：从左至右数并去除无效零的个数得到的位数。（五）有效位数的确定规则有效位数的确定规则（1）如果实验报告不要求计算误差如果实验报告不要求计算误差，最后结果的有效位数的取法最后结果的有效位数的取法：加减运算：结果取到参与运算的数中末位的数量级最大的位。乘除运算：结果有效位数
7、与参算数中有效位数最少的位数大致相同。函数运算的有效位数：，改变 末位一个单位，通过函数的误差传递公式 )(xfy x计算出函数值的误差，根据测量结果与不确定度的末位数字对齐的原则决定函数值的有效数字。例题：已知，求7 .56xxylny解：，1 . 0x 002. 07 .561 . 022 xxxxyy038. 47 .56lny例题：已知，求4290xxycosy解：取，00029. 01 x00005. 0sinxxy98657. 0429cos0y（2）如果实验报告要求计算不确定度如果实验报告要求计算不确定度，最后结果的有效位数的取法最后结果的有效位数的取法：取一（或二）位有效数字，
8、当首位数字较小时（如 1 或 2）取两位，不小于U5 时取一位。相对不确定度取一至两位有效数字，用百分数%来表示。U的最后一位与的末位数字对齐。佳U最后写成最后写成：单位)(U佳（3）数据修约的进舍规则数据修约的进舍规则例：保留两位有效数字：，8 . 2764. 27 . 2736. 2（等于 5 而其后有非零的数，进 1）3 . 2252. 3（等于 5 而其后无非零的数，前面为奇数，进 1）2 . 415. 4（等于 5 而其后无非零的数，前面为偶数，不进 1）2 . 425. 4（4）科学记数法：科学记数法：kggg1210043. 110043. 13 .104例题：用游标卡尺测量铜环
9、，结果为：外径，内径cmUDD)006. 0150. 5( 22，高求铜环的体积和不确定cmUDD)005. 0505. 4( 11cmUHH)004. 0400. 3(V度。VU解：32 12 2630.16)(4cmHDDV2 2 12 222)2()(2 DDUDVUDV 2 2 12 21)2(1 DDUDD 4210521. 1)(HUH002 . 1102 . 12 VUV3320. 0012. 0630.16)(cmcmVUVUV V最后结果应为：3)20. 063.16(cmUVV（五）作图法作图法作图法是通过作图的方法研究两个物理量之间的变化关系。作图法是通过作图的方法研究两
10、个物理量之间的变化关系。1)坐标分度（反映不确定度）2)轴的名称及标注3)实验点 4)连线 5)选点计算、说明6)名称（六）用最小二乘法进行直线拟合）用最小二乘法进行直线拟合设在某一实验中，可控制的物理量取值时，对应的物理量依次取nxxx,.,21值，假定对值的观测误差很小，主要误差都出现在的观测上。nyyy,.,21ixiy直线拟合得出最佳经验公式：bxay， 222iiiiiiixnxxyxyxa 22 iiiiiixnxyxnyxb2)(22 nbxaynssii y，nxxxssiya122 2xxssiy b在多数情况下，对于直线拟合结果的表示只要求计算类不确定度和，AAaU,AbU,不考虑类不确定度。最后结果写成：，BAaUaa,0AbUbb,0，aAastU)(95. 0,bAbstU)(95. 0,自由度，数据点的个数。2 nn（七）用）用软件进行直线拟合（自己对照书本上机自学）软件进行直线拟合（自己对照书本上机自学）EXCEL
