关于测量结果表达式.doc

关于测量结果表达式凌向虎苏海涛凌味未ResearchontheexpressionsofmeasurementresultsXianghuLing HaitaoSu WeiweiLingabstract: ThePhysicalmeaningandtheroleoftheexpressionsofmeasurementresultsinexperimentalreportsarediscussed;Therelatedproblemsarealso :physicsexperiment;expressionsoftheresults;measuredvalues;uncertainty摘要:论述大学物理实验报告中测量结果表达式的物理内涵及在实验报告中的重要性;探讨与之相关的若干问题。关键词:物理实验;结果表达式;测量值;不确定度大学物理实验报告中的测量结果表达式是实验结果的完整表达关系式。它代表着实验测量的全部信息和准确度。其中包含待测物理量、算术平均值(约定真值)、合成标准不确定度、测量单位和置信概率。但这个表达式的物理意义和重要性,未为物理实验教师和学生所重视,以至大多数学生不懂实验结果表达式的含义,不能正确写出实验结果表达式或不知道实验报告必须写出实验结果表达式。这就使实验结果不清楚,实验报告也失去了意义。本文将对实验结果表达式进行解释与探讨。一、实验结果表达式的物理意义实验结果表达式正确写法为:  (单位),式中,X为待测物理量。为待测物理量的算术平均值(约定真值)。U为合成标准不确定度。对于直接测量,;对于间接测量,U由不确定度传播公式计算得到。P为置信概率。测量结果表达式的物理意义见下图:①、左图表示,测量结果是一个区间或范围:,而不是某一具体值。叫置信区间。②、真值不一定就在区间内。只能说,%,%的可能性包含真值。③、右图表示,(-U,+U)不是表示测量误差在-U到+U之间,%的测量值的误差处于(-U,+U)区间内。换句话说,对任意一个测量值,%的可能性位于(-U,+U)区间内。测量结果表达式的物理意义明确表示,在物理实验报告中,测量结果用测量结果表达式来表示才是科学的。例如:X=(10±1)cm ,这个表达式不是说测量结果在9cm到11cm之间,而是说测量结果的真值落在(10-1,10+1)区间的可能性为。经常有同学在实验报告中把测量结果最后写成:X=9cm或X=11cm,这是根本没有理解什么叫测量结果。写实验报告时,不论是直接测得量,还是间接测得量,都要用测量结果表达式来表示。也可以说,测量结果一定要带上不确定度。不确定度是测量准确与否和精确到什么程度的定量表征,有了它,测量的质量就有了明确的展示,测量结果才是完整和有意义的,否则就意义不清楚、不完善。二、测量结果表达式常见的错误写法例1:= U=2cm以下写法均错误或不妥:X= ±2cm    →  单位未统一;X=(±)km     → 尾数数量级不一致;X=(±)km   →  不确定度超位X=(±)km