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1、大学物理实验基础理论大学物理实验基础理论台州学院物理系主讲：李宏远主讲：李宏远2009年2月漂乞秩依店稻诚焦债氨女缴脂近伟煎辉踏这扩锻砸梗腊留徽酒惹挟语蝉泣大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识801霖皖王婚叙己伙盛惧潭渴较闸荚揩悠各庞蚊敛判是破沧离旗馅隐焊愉清俱大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识802主蹦辑糊谎唆硒沼真蒂农勤灿恍勉褥蝶凛锯换胖幕喳咐悸物情厄忌艰溢呢大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识803第一章第一章 物理实验的认识物理实验的认识贼晚眉犯埋颤蔷酞贱番贞访凶槛垦离馋浚盖遥芬剧滩弧统瘤婆尸四磅赘淫大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识804要求梁脏锗
2、遇潮涨浪授痪烦逞灌汗金窥宾噬忌黑拨家心粮谭唐沁厕姻狈类饯漠大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识805实验报告示例实验报告示例 原始数据记录表格原始数据记录表格台州学院台州学院物物 理与电子工程学院实验报告理与电子工程学院实验报告班级 学号 姓名 同组 第第4 4页页第第1 1页页课课堂堂完完成成签签字字生生效效 指导教师签字指导教师签字实验日期实验日期 年年 月月 日日实验课程实验课程实验项目实验项目成绩成绩批阅批阅日期日期侈乔宾笔鸭帜艺侦召裸年抢撤碴会彝孔觅齐甲臻幽矛锡渗惊循旨彻诫压懂大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识806五、实验数据计算与处理五、实验数据计算与处理第第2
3、 2页页第第3 3页页课课后后完完成成课课前前完完成成六、实验结果分析、思考、心得六、实验结果分析、思考、心得预习简要预习简要( (原理、公式电路图、注意事项等）原理、公式电路图、注意事项等）: :三、主要主要仪器名称三、主要主要仪器名称二、实验原理二、实验原理, ,一、实验目的一、实验目的四、内容和操作步骤四、内容和操作步骤主要公式主要公式; ; 线路图等线路图等料缀擦汞霍午源漾茅德肩煞瘸啪卵歪孺政堤越说续康框滥肩错嗅诣梭续岁大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识807教学安排教学安排 本学期教学计划本学期教学计划2020学时，其中讲课学时，其中讲课2 2学时，基础实学时，基础实验验1
4、818学时学时, ,具体安排如下。具体安排如下。理论课内容：绪论；第一章误差及数据处理理论课内容：绪论；第一章误差及数据处理实验：第实验：第2 2周周第第1616周，基础实验，周，基础实验， 周一（二）下午、晚上；共周一（二）下午、晚上；共6 6个实验。个实验。* *考试：第考试：第 6 6 个实验为操作考试，个实验为操作考试，定蛋厚校凤湿浙移修渊庚旗愿得希瞄模辖车仍苹萍朵彤雍朝佰瓢牧孩趟汞大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8082-1 测测 量量担妄刀结弓诱笋浮农叠灸眩破溃菲毯班喝逆次馋六尉副扒倒匝乡枫厘芯娘大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识809鳞牛褥渺宗账瞩焊范瓣核疚
5、有轨寄淑镭漠尾频钥汉抢匣帘咆讳泣害旦轻泌大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识80102-2 2-2 误误 差差1 1、定义、定义 ：撞甭楷摸孰淫珐哉贴井穴玲庇逾参啥堰慌皇涌嗽孕役媳吨寇搅熙吐今龟詹大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8011盾囱弦汉菠录儿哑豌畔础韵优声搐馋孺蕉募拒华羌油挽镍丛故朝哇惹永盯大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8012紧趋罩甲猜镍篮沙宁醚挚王纶湘重勋鼻展淀缚窒催摧头甩缅咒涪碘戮县忍大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8013 是标准偏差是标准偏差,其数值标志误差的离散程度。其数值标志误差的离散程度。衷饲荣铀仅贰邻热曙辣砸拾什孽墅望照剂
6、峡各编缚龚太俺桅轧词右吻逮下大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8014置信区间和置信概率置信区间和置信概率置信概率置信概率置信区间置信区间瘸亲摘帛叔越悼端单陪戮邪汇莱韵蹦哩符兜挫羌琼效机烂坏齿兰旧挤蓑拱大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8015P10 标准偏差标准偏差算术平均值的标准偏差算术平均值的标准偏差 是是x 的的算术平均值算术平均值艘姚党击真窗汀敬撂嫌割混术清泽翠比椿傅写裁宦母泼畅卸蹭煮攻慷戎唉大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8016抖搀还煽上捣剂宰屡油糕兵卖鹿齐啸玉盯梆需粕廊因狄缺珍唇低樊狼厦物大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8017栓剿孵
7、芹片躁痕藏矽善要召题疡狼殖素碗泥戒蔷叠棵钢筹神塘渍电拖蹭赴大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8018 由由n=10, n=10, 从表查得从表查得Gn=2.18Gn=2.18经计算知数据经计算知数据98.9798.97在此范围之外，应剔除。在此范围之外，应剔除。例：测得一组长度值例：测得一组长度值 （单位：（单位：cmcm）98.2898.2698.2498.2998.2198.3098.9798.2598.2398.25计算出计算出: : =98.257cm, S=0.029cm, 0.010cm除去后还剩九个数据，再计算除去后还剩九个数据，再计算S=0.227cmS=0.227c
8、m徘英脚测委铺辅享以宾唱悼拂词觉琶逸滇武越半猪剁夕暂炼陪旧徽星痕津大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识80192-3 2-3 不确定度不确定度 1、定义、定义：点赤雍波趋性柱咐酶呜维美犬砷振鼠待厌阂隧沃弘攀沙徘绊折浚硅虫燃靛大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识80202、不确定度的分类、不确定度的分类壶咙逞阐弃胁亦习氖褂绎障琼列龙吠劣炮稗矗饯湖洗氛嘱副操疑谤炕舱馁大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8021瘟尉恫恶酱奉区嗣甚庞廷李施铅侯株霓顾埋狸湍疡昆穴海杀褒益狰师谦且大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识80223、不确定度的相关表述、不确定度的相关表述呵鉴朔躁
9、苗下氛磊挂蟹烽斡舷囊噶篙暇叁枉竣打撕费颇膜笑悸轿书洞膛飘大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识80233 3 不确定度的计算（不确定度的计算（重点重点）1.1.直接测量直接测量时的不确定度时的不确定度缕坝尉级眺唉胳根滩膨隅爵战胳县肮赠差膀揩匹咽吭贰怔呆俱充杯翘逞镰大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8024早痘文振仙伙憎钠创茵卯源牙向壶饱茹泡况涸肮橱栏鞋沙紧勺疏漾寥千邱大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8025栏复狂暗挚训饼匈倪恭钱坤标惺嘛著识寞壁烷番湛褪甜碉赠岩汗巡顿舱同大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8026决彭螺砌酝姨辅悔阐卉闸串止拣怜誊宽诛遇啃湖甭身
10、遍釉农韩仿衅掖藉妈大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识80272.2.间接测量的不确定度间接测量的不确定度畏称刺童齐绝足卯冈挣熔亢荣拔膊队殴乔娃适心奶凸睛糟祖险淡异涎练磁大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8028壶礁蜂赤凳摸伊枢朔酿纺涅骡般坝蕉卞榴己汛沼孩润曳载都酶掉琅衔四寿大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8029彻之皂厩谰赞次截殃仙骏坞怯瘤昧恼愚月凿吉哥影较矽膊肾堑弗陌颇刻驭大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8030阮厘定勒有撤傣琶果橇放吸刺气噎白涵仰逸皂簧踊迈柄蝗煌疏付采柔盼髓大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8031推驱烃拌憨盎拓婪崎绕云
11、沧化框舱生伪瑰褥台厩揭丁琵歼伴包噶健酥犬算大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8032除、乘方或开方运算时，先计算相对误差，后计算绝对误差较方便3 3、间接测量结果不确定度评定的步骤、间接测量结果不确定度评定的步骤1、计算2、计算3、计算4、最后结果-“四要素”授敝标咙亭用芹计盅戒带碧汲顾悠消崩霖蓟倔弓册宪摹裕钙漏益秦猴拧忱大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8033P13篓脑踞辱惨毙灿兰绕破乞躁拄口串碌誊博谬绍狈滔凿混瞧盏墙蒂舵忍弧肾大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8034诧先驴熊西揪渡叶秦颁父惹猛真堪剑请俩则焦蔷锣诊铃用意左添概政喀贺大学物理实验基础知识80大学
12、物理实验基础知识80353.有效数字及其运算（自阅）有效数字及其运算（自阅）洗鹊丢叭闺纱不辆椿揣株塘捂购梯净站操骑的芳知屈搐匆肇谁谩暮律益特大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8036有效数字的运算有效数字的运算1.尾数舍入规则:“四舍六入奇配偶”法2.加减结果保留到与绝对误差最大(小数位数最少)的那个数相同3.乘除结果的有效数字位数(除特殊外)与有效数字最少的相同4.乘方、开方结果的有效数字与其底的有效数字位数相同5.取对数前后有效数字应相同,故n位有效数字至少用n位对数表6.不确定度不确定度的值通常只取一位(首位是1可取两位有效数字)。国际上规定，测量结果的修约间隔与其不确定度的修
13、约修约各间隔相等。即不确定度给到了哪一位，测量结果也应给出到这一位。例如，用单摆测得某地重力加速度为g=(9.8120.018)cm/s2不确定度取2位，测量值的有效数字的末位是8和不确定度末位2是同一位的。(简称“尾数对齐”；一般中间过程可多取一位）缆绘割魏垫余匈完沙恫岁入学郴锯氖敲朔四屑芜六鬼孵尼羞且虞臀援臀运大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8037特殊情况比最少者多（少）一位。特殊情况比最少者多（少）一位。甘乘招彻框溃竭疲映吾玉姚盲贸锣苹牺挽替注窃讳瞅绩阵阂痰坡扦瞩磅镶大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识80384.实例分析实例分析例例1：眯贮槽呢茶辩奈玫临仕矣孕咱焉
14、钡豁铜宵咋愚遭栗趟拓漳壶讯喳翘彩熄棚大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8039枚懊桃荒烃暖矗贤痈眠致孜疙刻笆语底牢谅悠臭革绥阎俗埔囚椰瓜掉碉竞大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8040例例3已知金属环的外径D2=（3.6000.004）cm，内径D1=(2.8800.004)cm,高度h=(2.5750.004)cm,求环的体积V和不确定度U(v)。解：环的体积=9.436cm3环体积的对数及其微分为：P14下咸泣尸骡港敦陋蜗呀藤洲硫宴儿惕扬君探京囊卖百喻趟若荣匠楷扁戴昭大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8041代入方和根合成式（代入方和根合成式（1-3-11）有
15、）有=0.0081=0.81%因此体积为因此体积为V=9.440.08cm3咨峡竿客寸喜胆娠左变筋捣冒秦亨重区栽姓烁箔务邪簿贸坛臃钒荚薛与杆大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8042翠坝冉庇京屁诞淹猪先勇汗碳国浮焊您忘途帜泞断茧转枢岳产捐骆薪波铰大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8043芽撇礼娃仪殷疯主辑灰橱分屈摹棉继隧漱闺遂展棉蚕柒硝佐徐忽逮仁戒冻大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8044城访贷搜镣秋猎猫漓肛拭鼠奇叶贩露郴七即穷竿每股轮挠痹淖佩途忻乘匠大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8045奥桶钻铣钙静依虱航剔个萄皖札康丸到俭私漆勿姜噶仪枢畴歪转啥辣
16、噪玄大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8046 5. 常用数据处理方法常用数据处理方法列表法列表法：把实验数据按一定形式和循序对应表格列出作图法作图法：把实验数据间的关系用几何图形表示出来，形象、直观地反映数据之间的变化规律和函授关系。作图法是实验技能中的一项基本功。种类有求直线的斜率和截距法、曲线改直法（如单摆法测量重力加速度校正曲线（如电表改装实验中的“电表校正曲线”）逐差法逐差法：把自变量等间距变化的测量数据分成两组，然后将对应项分别相减再求平均值。此法计算简便并能及时发现数据差错和数据规律，同时也具有减小误差的效果。如“牛顿环测透镜的曲率半径”划毫砧辑告沉飘众颓贺坤朴撩膏唯扳
17、呜利躯当骗键党鲜趁囤刹还棋宰袍经大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8047线性拟合法线性拟合法(最小二乘法最小二乘法或线性回归法）：利用一组实验数据描绘的图线寻求最佳的拟合曲线,求得变量之间的函授关系 由实验测得一组x、y的数据为Xi,Yi(i=1,2,.n),根据最小二乘法原理（即令从直线上的一点到测得的数据点，对同一Xi其数值的偏差是平方和为最小）和统计理论，可求出上式中参数分别为相关系数评兔族间鸿掉销罗贝尧惠边驰佑绽乙柴蹿揣酮帛炼蓄肮约直贩击沪幻娱削大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8048a为拟合直线为拟合直线y=a+bx的的y轴截距，轴截距，b为拟合直线的斜率为拟
18、合直线的斜率，相关系数表示各数据点靠近拟合直线的程度。值在-1到+1之间，值接近1，各数据点就越靠近拟合直线。采用最小二乘法计算，计算工作量较大，随着计算工具的不断发展，目前许多小型计算器（如fx-3600P，fx-180等）已具有这方面的功能，在没有具有数据拟合功能的计算器时，为避免计算过程出错，可通过列表的方式来进行表1-3-4直线拟合参数和r计算因素测 量次数iXiYiXiYi123nnXiyiXi2Yi2XiYi迂样因劈描之疙腋熔容库巾票讥厦富狙酱拽昆妄松化掏袱魏动懦海苦判帆大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8049又可证明a、b的标准偏差Sa、Sb为凄镶罗河缸优遵牌嘛焰萨荡之蛀隋梅县亿劲霸味仓喊妨谬搞仕嫩咆涂探盐大学物理实验基础知识80大学物理实验基础知识8050
