第二章 物理实验基本知识教案.doc

物理实验基础知识(教案)、减小误差、消除已定系统误差、提高测量准确度的思想;掌握不确定度的计算和测量结果的表示方法;建立有效数字的概念,掌握有效数字的计算方法;掌握用列表法、作图法、逐差法、最小二乘法处理数据。:建立误差、不确定度、有效数字的概念;不确定度的计算;正确表示测量结果;数据处理方法。难点:测量结果的不确定度计算;用不确定度表示测量结果。,按测量值获得的途径,测量分直接测量和间接测量两类;按测量条件的不同,测量又分为等精度测量和非等精度测量两类。物理实验中通常是等精度测量。每个物理量都有客观存在的真值,而测量时由于受多种因素的影响使得测量值和真值不同,它们的差值称为误差。定义:误差=测量值-真值(1)所有的测量都存在误差,根据误差的特点,误差分系统误差和随机误差两类。系统误差:重复测量中,保持恒定或以可预知方式变化的误差分量。系统误差按对其掌握的程度可分为已定系统误差和未定系统误差。已定系统误差是指大小和符号都能确定的系统误差。对已定系统误差,一经发现要设法将其消除或用它对测量数据进行修正。如千分尺的零点误差。未定系统误差是指大小或符号不能确定的系统误差。对未定系统误差我们只能估计其限值。如仪器的允差。系统误差主要来源于仪器误差、方法理论误差、环境误差和个人误差。实验中可根据产生的原因尽可能地予以消除。随机误差:重复测量中以不可预知方式变化的误差分量。随机误差不可避免,不能消除。由于真值不可知,测量结果用平均值表示(2)。类不确定度:多次测量时,用统计方法评定的不确定度分量,用表示。类不确定度:用非统计方法评定的不确定度分量,用表示。总不确定度由两类分量的方和根法合成:=(3)评定测量结果也可以用相对不确定度表示,相对不确定度用符号表示。=×100%(4)(1)直接测量量的不确定度计算如果在相同的条件下对某一物理量x测量了n次,它的A类不确定度(n>1)(5),简化约定B类不确定度等于仪器误差。即:=(6)获得仪器的方法误差:从仪器说明书或国家标准上查找。如:示值误差。从仪器说明书或国家标准上查找。如:电表误差=量程×等级﹪。取最小分度值作为仪器误差。如:游标卡尺。取约定值作为仪器误差。如:。根据具体情况合理选取。如:用米尺测空间一段水平距离。直接测量量的不确定度:(7)单次测量时:(8)(2)间接测量量的不确定度计算设间接测量量与直接测量量...的函数关系为=(...)可以证明:=(,...)(9)间接测量量N的不确定度(10)N的相对不确定度(11)、单位及其不确定度,表示成如下形式,即U(单位)(12)或(1E)(单位)(13)含义:在[-U,+U]。不确定度的取位:不确定度的首位是1或2时取两位,其它情况取一位;相对不确定度取两位。截取剩余尾数一律采取进位法处理。平均值的取位:平均值的最后一位和不确定度的最后一位对齐。截取剩余尾数时,按“五下舍五上进,奇进偶舍指整五”的规则取舍。★通过以下例题,复****巩固不确定度的计算和正确表示测量结果。例