物理实验绪论

大学物理实验绪论
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不确定度U包含两个方面
1. A类不确定度：多次重复测量后，用统计方 法计算用UA表示
2. B类不确定度：用其它非统计方法估算的 例如仪器误差、未定系统误 差估值等，用UB 表示
3. 合成不确定度U：A、B两类不确定度合成，用
合成不确定度作为测量值正确 程度的评价
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数值大小和单位，二者缺一不可。
如测量值：175.0 cm
数值大小 单位
实验中要求采用国际单位制(SI)： 米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培 (A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎 德拉(cd)
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二、测量的分类
按测量过程分： 直接测量 间接测量
直接测量----将待测量与定标的测量仪器或量具比较， 直接读出待测物理量的量值。
无估读值，测量值直接从表头读出：23.9℃
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六、误差与不确定度
误差与真值
真值：物理量在一定的条件下客观的真正大小，通常 用a表示
误差：由于测量仪器不准，环境等对测量的影响，测
量的结果并不完全一致，存在误差,用ε表示。
误差与真值关系： x a
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误差的分类
误差 按特征和表现
用钢直尺测量： L=46.0mm, Δ仪= 0.1mm,
Er=0.13% 用游标卡尺测量: L =46.00mm, Δ仪= 0.02mm ,
Er=0.026% 用千分尺测量: L=46.000mm, Δ仪= 0.004mm ,
Er=0.006%
有效数字多一位, 相对不确定度值几乎小一个数量级, 测量准确度高。
(c)
表示精密度、准 确度均较高，即 精确度高。

实验报告整洁占实验成绩的10％
5 、关于数据涂改问题
6、交实验报告和 实验报告评分的说明
＊每次实验后实验报告须在一周内由物理课 代表收齐集中交到物理实验室。
＊实验报告评分标准：(共100分)
卷面 10分
报告格式 10分
操作和数据记录 30
数据处理 30分
结果表示 10分
问题讨论 10分
7、实验内容和 实验成绩评定的说明
B类不确定度 uB ——主要涉及系统误差。由 仪器误差造成。
六、直接测量不确定度的估算
1. A类不确定度——可用统计方法计算 一般用平均值的标准偏差来表示。即：
uA

S x
S x
1 n(n 1)
n i 1
( xi
x)2
六、直接测量不确定度的估算
2. B类不确定度——用非统计方法估算
消除系统误差产生的因素
四. 精密度、准确度和精确度
a) 精密度高， b) 准确度相对 c) 精确度高， 测量重复性好， 较高，测量结 随机误差、系 随机误差小。 果较接近真值。 统误差均小。
五、不确定度及其分类
——不确定度是对测量结果可信度的描述, 表征误差可能存在的范围。
A类不确定度 u A——对测量结果离散性的评价。 主要涉及随机误差。
在实验教学中约定：
uB

仪 ３
仪 为仪器误差限，可按以下三个原则确定:
六、直接测量不确定度的估算
（1） 对可估读测量数据的仪器： △仪 = 最小刻度的1/2
（2） 对不可估读测量数据的仪器： △仪 = 仪器最小分辨读数
（3） 对有仪器说明书的仪器： △仪按仪器说明书计算
3、直接测量的合成不确定度 和相对不确定度:

解：算术平均值
x

1 9
9 i1
xi
8.55( cm )
平均绝对误差
x 1
9
9 i1
xi
1 9
9 i1
xi x
0.020 0.02( cm )
测量结果 x 8.55 0.02( cm )
例2 根据例1的测量值，求测量的标准偏差，并 写出测量结果。
x x x
（2）若用标准偏差 σ x 表示绝对误差的大 小，则多次测量结果表示为
x x σx
绝对误差只取一位有效数字，并且只入不舍！
在测量结果表达式中，最佳值的最后一位一定要 与绝对误差所在位对齐。如果不对齐的话，一定 要对计算结果进行修约，使之对齐。处理办法是： 如果绝对误差偏大，就应该将测量结果最佳值的 最后一位数取与绝对误差所在位对齐，把多余位 数按“四舍六入五凑偶”的原则取舍；如果绝对误 差偏小，就应该将绝对误差向前进一位，使之与 测量结果最佳值的末位对齐。
实验报告的格式（第三部分）
七、实验结果的评价(讨论与分析)
主要分析自己实验数据
实 验
的可信度、误差大小及
后
引起实验误差的原因。
完
成
八、思考题(一些实验)
实验内容
实验2-1 长度的测量 实验2-2 液体黏度系数的测定 实验2-5 万用电表的使用 实验2-9 单踪示波器的使用 实验2-14 分光计的调节和使用 实验2-15 用透射光栅测光波波长
当用X 代替测量结果时，随机误差可以用算术平
均误差（也即绝对误差）ΔX来估计。
即：
X
1 k
k i 1
Xi X
X叫做算术平均误差或绝对误差，代表多次测 量数据的分散程度。一般取一位有效数字。

大学普通物理实验绪论
第一节普通物理实验的重要性、目的及要求
一、重要性
二、目的
1. 学习基本知识、方法、技能。

2. 巩固所学知识，加深对物理概念和
规律的认识，扩大知识面。

3.培养严肃认真、实事求是的科学态
度和严谨的工作作风。

三、实验报告内容
第二节如何学好物理实验
第三节物理量的测量及分类
一、测量
测量就是把被测物理量与选作计量标准单位的
同类物理量进行比较的过程，找出被测量是计量单位的多少倍。

这个倍数值称为测量的读数，读数带上单位记录下来便是数据。

第四节测量的误差和不确定度
测量的任务就变为：
(1) 、设法把测量的误差减至最小。

(2) 、求出测量的最近真值。

(3) 、对最近真值的可靠程度进行评价。

一、误差的定义与表示
1、真值：（客观存在值）Ａ
二误差的分类
（一）.系统误差
这种误差总是使测量结果向一个方向偏离，其数值一定或按一定规律变化。

（二）.随机误差
在相同实验条件下，多次测量同一物理量，所得误差时大时小、时正时负，既不可预测又无法控制。

这种由偶然的或不确定因素造成的每一次测量值的无规则涨落叫偶然误差，也叫随机误差。

由人类感官的灵敏度和仪器精度所限,受起伏条件的干扰所造成的。

如气流的扰动电磁场的干扰等。