大学物理实验有效数字和不确定度ppt四川大学物理系描述
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1.3准确度、精密度和有效数字图1.22双盘机械天平用于比较不同的质量。
通常,一个质量未知的物体放在一个盘子里,而已知质量的物体放在另一个盘子里。
当连接两个盘的杆是水平的时,则两个盘中的质量相等。
“已知质量”通常是标准质量的金属圆柱体,例如1 克、10 克和100 克。
(信用:塞尔吉梅尔基)图1.23许多机械天平,例如双盘天平,已被数字秤取代,通常可以更精确地测量物体的质量。
机械天平只能将物体的质量读数精确到十分之一克,而许多数字秤可以测量物体的质量,精确到千分之一克。
(信用:卡雷尔·雅库贝克)测量的准确度和精密度科学基于观察和实验——即测量。
准确性是测量值与该测量值的正确值的接近程度。
例如,假设您正在测量标准计算机纸的长度。
您购买纸张的包装说明它长 11.0 英寸。
您测量纸张的长度三次并获得以下测量值:11.1 英寸、11.2 英寸和 10.9 英寸。
这些测量值非常准确,因为它们非常接近正确的 11.0 英寸值。
相比之下,如果您获得了 12 英寸的测量值,则您的测量值将不会非常准确。
该精度测量系统的一致性是指重复测量(在相同条件下重复)之间的一致性。
考虑纸张测量的示例。
测量的精度是指测量值的分布。
分析测量精度的一种方法是确定最低和最高测量值之间的范围或差异。
在这种情况下,最低值是 10.9 英寸,最高值是 11.2 英寸。
因此,测量值彼此之间的偏差最多为 0.3 英寸。
这些测量值相对精确,因为它们的值变化不大。
但是,如果测量值是 10.9、11.1 和 11.9,那么测量将不会非常精确,因为从一个测量到另一个测量会有显着差异。
纸例中的测量既准确又精确,但在某些情况下,测量准确但不精确,或者它们精确但不准确。
让我们考虑一个 GPS 系统的示例,该系统试图定位城市中餐厅的位置。
将餐厅位置视为位于靶心目标的中心,并将每个 GPS 尝试定位餐厅视为一个黑点。
在图 1.24 中,您可以看到 GPS 测量结果彼此相距很远,但它们都相对靠近目标中心的餐厅的实际位置。