物理物理物理物理实验实验实验实验方法方法方法方法比比较较法、放大法、法、放大法、补偿补偿法、模法、模拟拟法、干涉法法、干涉法 ……列表法、作列表法、作图图法、法、逐差法、最小二乘法逐差法、最小二乘法……一、物理一、物理实验实验的方法的方法 二、二、数据数据处处理方法理方法 1 1、比、比较较法法物理物理实验实验中最普遍、最基本的中最普遍、最基本的测测量方法将待将待测测物理量与物理量与选选作作标标准准单单位的物理量位的物理量进进行比行比较较而得到而得到测测量量值值 （（1 1）将待）将待测测量和量和标标准量准量具具直接比直接比较较：米尺：米尺测测量量长长度等度等（（3 3）通）通过过比比较较系系统统，使待，使待测测量和量和标标准量具准量具实现实现比比较较：：电桥测电电桥测电阻；物理天平称物体的重（阻；物理天平称物体的重（质质）量）量（（2 2）将待）将待测测量与量与标标准量准量值值相关的相关的仪仪器比器比较较：：电电表表测电测电流、流、电压电压等 一、物理一、物理实验实验的方法的方法 2 2、放大法、放大法按照一定按照一定规规律加以放大后律加以放大后进进行行测测量量 （（1 1）累）累积积放大法：放大法： 用秒表用秒表测单摆测单摆的周期的周期 （（2 2）机械放大法：）机械放大法： 游游标标卡尺利用游卡尺利用游标标；；螺旋螺旋测测微微计计利用螺距放大原理利用螺距放大原理（（3 3）光学放大法：）光学放大法： 读读数数显显微微镜镜将被将被测测物体放大后再物体放大后再测测量量 （（4 4））电电子学放大法：子学放大法： 对对微微弱弱电电信信号号经经放放大大器器放放大大后后观观测测：：电电桥桥平衡指示平衡指示仪仪、毫伏表等、毫伏表等 3 3．．转换测转换测量法量法 根据物理量之根据物理量之间间的各种效的各种效应应、原理和函数、原理和函数关系关系变换变换后后进进行行测测量量（（1 1）参量）参量换测换测法：法： 利用各种参量的利用各种参量的变换变换及及变变化化规规律律 （（2 2）能量）能量换测换测法：法： 单摆测单摆测重力加速度利用重力加速度利用 利用能量相互利用能量相互转换转换的的规规律，把不易律，把不易测测得的量得的量转换为转换为易易测测得的量得的量 一般一般电电学量易学量易测测，通常使待，通常使待测测量通量通过过各种各种传传感器感器或敏感器件或敏感器件转换转换成成电电学量学量进进行行测测量量 例如：例如：热电转换热电转换、光、光电转换电转换 冷冷却却法法测测金金属属的的比比热热容容，，简简谐谐振振动动特特性性研研究究，，固固体体线线膨膨胀胀系系数数的的测测定定，，导导热热系系数数的的测测定定，，亥亥姆姆霍霍兹兹线线圈圈磁磁场场的的测测定定，，热热电电偶偶/铜铜电电阻阻的的温度特性，都要用温度特性，都要用传传感器感器 4 4．模．模拟拟法法以以相相似似性性原原理理为为基基础础，，不不直直接接研研究究自自然然现现象象或或过过程程本本身身，，用用与与这这些些现现象象或或过过程程相似的模型来研究的方法。
相似的模型来研究的方法1）物理模物理模拟拟（（2 2）数学模）数学模拟拟保持同一物理本保持同一物理本质质的模的模拟拟例：用““风风洞洞””中的中的飞飞机模型模机模型模拟实际飞拟实际飞机在机在大气中的大气中的飞飞行 把把不不同同本本质质的的物物理理现现象象或或过过程程，，用用同同一一个个数数学学方方程程来来描描述述例例如如用用稳稳恒恒电电流流场场模模拟拟静静电场电场3 3））计计算机模算机模拟拟随着随着计计算机的不断算机的不断发发展和广泛展和广泛应应用，用，这这将使物理将使物理实验实验的面貌的面貌发发生很大的生很大的变变化 5 5、替代法、替代法 用已知的用已知的标标准量去代替未知的待准量去代替未知的待测测量，以保持状量，以保持状态态和效果相同，从而和效果相同，从而推出待推出待测测量的方法量的方法用用合合力力替替代代各各分分力力，，用用总总电电阻阻替替代代各各分分电电阻阻，，浮浮力替代液体力替代液体对对物体的各个物体的各个压压力等 将将k2接到接到a点，点，调节调节R1记记下下G2读读数数I2, 再将再将k2接到接到b点，点，调节调节R2使使G2读读数与原数与原来来读读数相等（数相等（I2）） ，，这时这时 R2的的读读数就是数就是G1的内阻。
的内阻替代法替代法测电测电表内阻表内阻 G1G2k2k1R2R1 在多因素的物理在多因素的物理现现象中，先控制某象中，先控制某些量不些量不变变, 研究某一因素研究某一因素对现对现象象产产生生影响的一种方法影响的一种方法 6 6、、控制法控制法 如如R＝＝U/ /I I，在，在I与与R的关系的关系时时，保持，保持U不不变变；在研究；在研究I与与U的关系的关系时时，需要保持，需要保持R不不变变 7 7、、对对称法称法当系当系统误统误差的大小和方向是个确定差的大小和方向是个确定值值（或按一定（或按一定规规律律变变化），可用化），可用对对称法称法消除系消除系统误统误差 通通过过将将极性极性、、方向方向和左右和左右位置位置等等进进行行变换测变换测量量 （（1）正向与反向的）正向与反向的测测量量（包括异号法）：（包括异号法）： 对对大大小小和和取取向向不不变变的的系系统统误误差差，，通通过过正正、、反反两两个个方方向向测测量量后后，，可可收收到到加加减减相相消消的的结结果异异号号法法：：设设某某一一物物理理量量真真值值为为A0，，测测量量时时的的系系统统误误差差为为＋＋ΔA，，则则正向正向测测量量时时得到的得到的测测量量值值：：A正正＝＝A0＋＋ΔA反向反向测测量量时时得到的得到的测测量量值值：：A反反＝＝A0－－ΔA 平均平均值为值为：： 例例: :滑滑线线式惠斯登式惠斯登电桥电桥：：交交换换法：法：将将Rx与与R3的位置的位置对对调测调测量，可消除比率臂量，可消除比率臂电电阻阻丝丝不均匀的系不均匀的系统误统误差。
差例：滑例：滑线线式惠斯登式惠斯登电桥电桥: :异号法：异号法：改改变电变电源极性（改源极性（改变电变电流方向），以消除由流方向），以消除由于于检检流流计计零点漂移而引入的偏差零点漂移而引入的偏差例：天平例：天平：被：被测测物与砝物与砝码码互互换换位置（位置（复称法复称法），可消），可消除两个臂除两个臂长长短的差异引起的短的差异引起的误误差2）平衡情况下的待）平衡情况下的待测测量与量与标标准量的位置互准量的位置互换换（交（交换换法）：法）： 异号法：异号法：消除消除地磁地磁场场的影响的影响 （（3）内插法：）内插法： 测测一一约约2000Ω电电阻，比率阻，比率为为1，，调调到基本平衡到基本平衡时时，比，比较较臂臂为为R0=2000 Ω ，，距平衡位置差距平衡位置差m格，（如向右偏格，（如向右偏0.4格）格）若比若比较较臂臂电电阻增加（最小步阻增加（最小步进进））1Ω，，检检流流计计指指针针向左偏离平衡位置向左偏离平衡位置n格格（如（如为为0.6格）格） ，无法，无法调调到平衡这时这时可用内插法求可用内插法求Rx：： 利用利用测测出的出的A、、B两点两点测测量量值值，求，求这这两点两点之之间间C点的点的测测量量值值 可提高可提高仪仪器原有的精度器原有的精度 例：箱式惠斯登例：箱式惠斯登电桥电桥10010＋＋－－m格格n格格Rx＝＝R0 0＋＋ΔΔR＝＝2000.4ΩΩ ΔΔR＝＝0.4ΩΩ 图6表表1 1 蓖麻油的粘滞蓖麻油的粘滞系数系数 温度温度/℃/℃0.000.0010.0010.0015.0015.0020.0020.0025.0025.0030.0030.0035.0035.0040.0040.00粘度粘度ηη/P/P53.0053.0024.1824.1815.1415.149.509.506.216.214.514.513.123.122.312.31由由图图用内插法求表用内插法求表中没有的数据点中没有的数据点 8 8、干涉法、干涉法 利用波的干涉利用波的干涉现现象象进进行行测测量将量将难难以以测测量的瞬息量的瞬息变变化的化的动态动态研究研究对对象象变变成成稳稳定的静定的静态对态对象象————干涉干涉图样图样 驻驻波法波法 衍射法衍射法 此外此外还还有：有：描迹法、描迹法、实验实验＋推理法、共＋推理法、共轭轭法（法（测测透透镜镜的焦距）的焦距）等等 如：横波在弦如：横波在弦线线上上传传播的研究播的研究 如：光如：光栅栅常数常数 包括包括光学光学实验实验：：等厚干涉、等厚干涉、迈迈克克尔尔逊逊干涉干涉仪仪等等 二、物理二、物理实验实验中的基本中的基本调调整与操作技整与操作技术术1 1．零位．零位调调整整2 2．水平．水平铅铅直直调调整整3 3．消除．消除视视差差4 4．先粗．先粗调调后后细调细调5 5．等高共．等高共轴调轴调整整 6 6．逐次逼近法．逐次逼近法7 7．先定性后定量．先定性后定量操作操作读读数数时时的的视视差影响差影响 三、数据三、数据处处理方法理方法 1 1、逐差法、逐差法把把实验实验得到的偶数得到的偶数组组数据分成前后两数据分成前后两组组，将，将对应项对应项分分别别相减。
可以充分利用数据可以充分利用数据 求得的求得的结结果比作果比作图图法要准确些法要准确些 2、最小二乘法、最小二乘法 通通过实验过实验，等精度地，等精度地测测得一得一组实验组实验数据（数据（xi，，yi，，i =1，，2…n），）， 设设此此两两物物理理量量 x、、y 满满足足线线性性关关系系，，且且假假定定实实验验误误差差主主要要出出现现在在yi上上，，设设拟拟合合直直线线公公式式为为 y =f(x)=a+bx，，当当所所测测各各yi值值与与拟拟合直合直线线上各估上各估计值计值 f (xi)= a+bxi之之间间偏差的平方和最小偏差的平方和最小，即，即 最小二乘法最小二乘法进进行直行直线拟线拟合合优优于作于作图图法法yxd yi(xi，yi)Oy=a+bx x所得所得拟拟合公式即合公式即为为最佳最佳经验经验公式公式 y =a+bx最佳最佳经验经验公式公式 r 表表示示两两变变量量之之间间的的函函数数关关系系与与线线性性的的符符合合程程度度，，r [-1，，1]r|1，，x、、y 间间线线性性关关系系好好，， |r|0 ，，x、、y 间间无无线线性关系，性关系，拟拟合无意合无意义义。
相关系数相关系数r 最小二乘法最小二乘法处处理数据除理数据除给给出出 a、、b 外，外，还应给还应给出相关系数出相关系数 r ，， r 定定义为义为物理物理实验实验中一般要求中一般要求 r 绝对值绝对值达到达到0.999以上以上(3个个9以上以上) 。