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1、,基础物理实验中的常见问题,13.,2.,不确定度u的位数 第一位为1,2,3，取1位或2位数，第一位大于3，只取1位数。相对不确定度一律取2位数，且以百分数形式给出。 测量结果的表达Nu(N) 最后一位必须对齐。 尾数取舍原则 “小于5舍，大于5入，等于5凑偶。”,8,设 y = sinx则 sinx 取到小数点后5位，即 sinx = 0.70583,特殊函数运算,四则运算,由不确定度决定最终结果的位数。,12.推导出下列函数的合成不确定度表达式：,(2),推导,(取对数)-全微分合并同类项方和根合成。,(7),【杨氏模量实验】,15.,g/cm3,g/cm3, u() = (11.08
2、0.11) g/cm3 = (11.1 0.1) g/cm3,求固体密度,1.列数据表 2.定轴 3.定标 4.描点 5.连线 6.图名,0,电阻伏安特性曲线,图名,定标,描点,连线,作图法,定轴,【杨氏模量实验】 【压力传感实验】 【波尔共振实验】 【霍尔元件实验】 【集成霍尔实验】 【双臂电桥实验】 【伏安特性实验】,定标注意事项：,坐标分度值的选取应能反映测量值的有效位数:坐标轴的最小分度对应实验数据的最后一位准确数位,坐标分度值应便于读数,1、2、5、0.1、0.2、0.5、10、20、50、,避免 3、6、7、9、 ,单位长度代表的物理量大小标度的间隔,*从直线上读取两非实验点. *
3、并标示 A和B 的坐标. *列公式求出电阻值 R.,图解法,电阻伏安特性 ( I-U ) 曲线,处理等间隔线性变化的测量数据。可以充分利用数据。 如测量得: x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8，x9，x10 ，x11，x12 , （1）将测量列按次序分为高低两组,（2）取对应项的差值后再求平均,普通,逐差法,（3）计算平均值的不确定度,标准偏差,平均值,合成,直接测量不确定度的计算,【测量声速实验】,【波尔共振实验】,例：【测量声速实验】,（3）不确定度,（1）平均值,声速,最小二乘法,广泛应用的比较严格的数据处理方法。 最小二乘法原理：若能根据实验测量值找出最佳的函数，则该函数和
4、各测量值之偏差的平方和应为最小。 线性回归：若物理量y和x之间为线性关系，一般有y = a + b x ，其中物理量 x为自变量，y为因变量，a和b为待定常数。问题 实验数据（xi，yi）（i =1，2n），如何求出a和b ？ 设拟合直线公式 y =f(x)=a+bx，当各yi值与 f (xi)= a+bxi之差的平方和最小时，拟合公式最佳。,【杨氏模量实验】 【双臂电桥实验】,物理实验中要求r=0.999以上.,a和b满足以下两方程：相关系数r ：表示两变量x、y之间的关系与所做的线性回归方程的符合程度。r -1，1|r|1，表示x、y之间线性关系好，设定的回归方程合理。|r|0，表示x、y
5、之间无线性关系，拟合无意义。,电阻箱,分光计,1.单次直接测量:, = 2= 5.8210-4(rad),米尺,电压表 电流表,=等级%量程,0.5mm,或由实验室给出.,千分尺,D=0.004mm,2.多次直接测量:,金属杆的直径: D = 3 . 993 0 . 005 （mm）,= 4 . 2442（mm）,零点误差D0 = 0 . 251mm,= 0.004（mm）,= 0.00232（mm）,= 0.0046（mm）,【开尔文电桥实验】,【杨氏模量实验】,振幅法:,声速,相位法:,1.声速测量:,【声速测量实验】,2.电桥:,【惠斯登电桥实验】,交换法减少误差:,3.分光计,*顶角及
6、不确定度u()的计算 （自准法测）,*最小偏向角min及不确定度u(min)的计算,仪器误差 = 2= 5.810-4(rad),【分光计实验】,*折射率n以不确定度u(n)的计算,式中的u()、u(min) 取弧度为单位,nu (n) = 1. 0. ,看到的现象：,转动载物台前后,望远镜光轴垂直于仪器主轴， 平面镜法线也垂直于仪器主轴， 但载物台平面不一定垂直于仪器主轴。,一面有反射的十字像,望远镜光轴与镜面不再垂直,望远镜光轴倾斜,转载物台后无变化,载物台倾角没调好,转动载物台前后,一示波管二扫描发生器：-扫描，； 三水平放大：时间格；测周期频率 四垂直放大：伏格；测信号幅度 五同步触发：-源； -电平,时间分度值,ch1电压分度值,ch2电压分度值,触发电平Trig level,触发源source,A扫描/X-Y,D,B,3V干 电池盒,检流计,电阻箱,电阻箱,电阻箱,滑线 变阻器,问题 仅给出下列元件，电阻箱3个，3v电池盒1个，滑线电阻器1个，灵敏检流计1个，开关和导线若干。 要求用惠斯登电桥电路测量该灵敏检流计的内阻。,
