大学物理实验绪论及误差处理分析

误差及数据处理物理实验离不开测量，数据测完后不进行处理，就难以判断实验效果，所以实验数据处理是物理实验非常重要的环节。

这节课我们学习误差及数据处理的知识。

数据处理及误差分析的内容很多，不可能在一两次学习中就完全掌握，因此希望大家首先对其基本内容做初步了解，然后在具体实验中通过实际运用加以掌握。

一、测量与误差1. 测量概念：将待测量与被选作为标准单位的物理量进行比较，其倍数即为物理量的测量值。

测量值：数值+单位。

分类：按方法可分为直接测量和间接测量；按条件可分为等精度测量和非等精度测量。

直接测量：可以用量具或仪表直接读出测量值的测量，如测量长度、时间等。

间接测量：利用直接测量的物理量与待测量之间的已知函数关系，通过计算而得到待测量的结果。

例如，要测量长方体的体积，可先直接测出长方体的长、宽和高的值，然后通过计算得出长方体的体积。

等精度测量：是指在测量条件完全相同（即同一观察者、同一仪器、同一方法和同一环境）情况下的重复测量。

非等精度测量：在测量条件不同（如观察者不同、或仪器改变、或方法改变，或环境变化）的情况下对同一物理量的重复测量。

2.误差真值A：我们把待测物理量的客观真实数值称为真值。

一般来说，真值仅是一个理想的概念。

实际测量中，一般只能根据测量值确定测量的最佳值，通常取多次重复测量的平均值作为最佳值。

误差ε：测量值与真值之间的差异。

误差可用绝对误差表示，也可用相对误差表示。

绝对误差＝测量值－真值，反应了测量值偏离真值的大小和方向。

为了全面评价测量的优劣, 还需考虑被测量本身的大小。

绝对误差有时不能完全体现测量的优劣, 常用“相对误差”来表征测量优劣。

相对误差＝绝对误差/测量的最佳值×100%分类：误差产生的原因是多方面的，根据误差的来源和性质的不同，可将其分为系统误差和随机误差两类。

（1）系统误差在相同条件下，多次测量同一物理量时，误差的大小和符号保持恒定，或按规律变化，这类误差称为系统误差。

大学物理实验报告数据处理及误差分析篇一：大学物理实验1误差分析云南大学软件学院实验报告课程：大学物理实验学期：2019-2019学年第一学期任课教师：专业：学号：姓名：成绩：实验1误差分析一、实验目的1测量数据的误差分析及其处理。

二、实验内容1．推导出满足测量要求的表达式，即0?(?)的表达式；0=((*)(2*θ))2．选择初速度，从[10，80]的角度范围内选定十个不同的发射角，测量对应的射程，记入下表中：3．根据上表计算出字母对应的发射初速，注意数据结果的误差表示。

将上表数据保存为,利用以下程序计算对应的发射初速度，结果为1001=98_=0=[]_=("","")_=_()[-1]=_[]('\')_=_()[-1]=_[]('\')(0,10)((([] )*(20*([])*1800)))_+=[]0=_10004．选择速度、、、重复上述实验。

6．实验小结(1)对实验结果进行误差分析。

将表中的数据保存为,利用以下程序对组数据进行误差分析，结果为-284217094304-13=98_=01=0=[]_=("","")_=_()[-1]=_[]('\')_=_()[-1]=_[]( '\')(0,10)((([])*(20*([])*1800)))_+=[]0=_100(0,10)1+=[]-011001(2)举例说明“精密度”、“正确度”“精确度”的概念。

1精密度计量精密度指相同条件测量进行反复测量测值间致(符合)程度测量误差角度说精密度所反映测值随机误差精密度高定确度(见)高说测值随机误差定其系统误差亦。

2正确度计量正确度系指测量测值与其真值接近程度测量误差角度说正确度所反映测值系统误差正确度高定精密度高说测值系统误差定其随机误差亦。

3精确度计量精确度亦称准确度指测量测值间致程度及与其真值接近程度即精密度确度综合概念测量误差角度说精确度(准确度)测值随机误差系统误差综合反映。

绪论大学的物理实验课是高等院校理科的一门必修基础课程，是对学生进行科学实验基本训练，提高学生分析问题和解决问题能力的重要课程。

它与物理理论课具有同等重要的地位。

这里主要介绍测量误差理论、实验数据处理、实验结果表述等初步知识，这是进入大学物理实验前必备的基础。

物理实验可分三个环节：1）课前预习，写预习报告。

2）课堂实验，要求亲自动手，认真操作，详细记录。

3）课后进行数据处理，完成实验报告。

其中：预习报告的要求：1）实验题目、实验目的、实验原理（可作为正式报告的前半部分）。

2）画好原始数据表格，单独用一张纸。

实验报告内容：（要用统一的实验报告纸做）1)实验题目；2)实验目的；3)实验原理：主要公式和主要光路图、电路图或示意图，简单扼要的文字叙述；4)主要实验仪器名称、规格、编号5)实验步骤：写主要的，要求简明扼要；6) 数据处理、作图（要用坐标纸）、误差分析。

要保留计算过程，以便检查；7) 结论：要写清楚，不要淹没在处理数据的过程中；8) 思考题、讨论、分析或心得体会；9) 附：原始数据记录。

测量误差及数据处理误差分析和数据处理是物理实验课的基础，是一切实验结果中不可缺少的内容。

实验中的误差分析，其目的是对实验结果做出评定，最大限度的减小实验误差，或指出减小实验误差的方向，提高测量结果的可信赖程度。

对低年级大学生，重点放在几个重要概念及最简单情况下的误差处理方法。

一、测量与误差1、测量：把待测量与作为标准的量（仪器）进行比较，确定出待测量是标准量的多少倍的过程称为测量。

测量得到的实验数据应包含测量值的大小和单位。

2、测量的分类测量可以分为两类。

按照测量结果获得的方法来分，可分为直接测量和间接测量两类；而从测量条件是否相同来分，又可分为等精度测量和非等精度测量。

直接测量就是把待测量与标准量直接比较得出结果。

如用米尺测量物体的长度，用电流表测量电流等。

间接测量是借助函数关系由直接测量的结果计算出的物理量。

物理实验技术中常见测量误差分析与处理方法引言：物理实验是科学研究中不可或缺的重要手段，而测量误差是实验中常见的现象，因此了解测量误差的来源及其处理方法对于获得准确、可靠的实验结果至关重要。

本文将从测量误差的来源、常见的测量误差类型及其分析方法以及误差处理方法三个方面进行论述。

一、测量误差的来源在物理实验中，测量误差产生的原因很多，其中主要包括以下几个方面：1. 仪器误差：包括仪器固有误差和系统误差。

仪器固有误差是仪器本身在设计、制造过程中所存在的不可避免的误差，系统误差则是由于仪器的设计、组装等方面所引起的误差。

2. 环境误差：即来自实验环境的误差，如温度的变化、湿度的变化等。

3. 人为误差：人为操作不规范或不准确所引起的误差，包括读数误差、仪器操作不当误差等。

4. 统计误差：由于实验的随机性导致的误差，主要包括随机误差和系统误差。

二、常见的测量误差类型及其分析方法测量误差主要包括以下几种类型：1. 零点误差：即仪器未检测到的真实值与零点之间的差异，可以通过零位校正等方式进行修正。

2. 固有误差：仪器本身存在的固有误差，可以通过代入法、补偿法等方法进行校正。

3. 分辨率误差：由于仪器的分辨率有限而引起的误差，可以通过增加测量次数、减小量程等方式减小误差。

4. 随机误差：随机误差是由于实验条件等随机因素引起的误差，可以通过多次测量取平均值等方式减小误差。

5. 系统误差：系统误差是由于仪器或测量方法本身存在的缺陷或局限引起的误差，可以通过校正系数、使用更准确的仪器等方式减小误差。

三、误差处理方法在处理测量误差时，常见的方法包括以下几种：1. 优化实验设计：合理选取仪器，精确测量物理量，减小误差的产生。

2. 零位校正：通过对仪器进行零位校正，减小零点误差。

3. 多次测量取平均值：由于随机误差的存在，多次测量并取平均值可以减小误差。

4. 整体误差分析：通过对整个测量过程进行分析，可以找出系统误差的来源并进行修正。

大学物理实验报告数据处理及误差分析篇一：大学物理实验报告数据处理及误差分析力学习题误差及数据处理一、指出下列原因引起的误差属于哪种类型的误差？1．米尺的刻度有误差。

2．利用螺旋测微计测量时，未做初读数校正。

3．两个实验者对同一安培计所指示的值读数不同。

4．天平测量质量时，多次测量结果略有不同。

5．天平的两臂不完全相等。

6．用伏特表多次测量某一稳定电压时，各次读数略有不同。

7．在单摆法测量重力加速度实验中，摆角过大。

二、区分下列概念1．直接测量与间接测量。

2．系统误差与偶然误差。

3．绝对误差与相对误差。

4．真值与算术平均值。

5．测量列的标准误差与算术平均值的标准误差。

三、理解精密度、准确度和精确度这三个不同的概念；说明它们与系统误差和偶然误差的关系。

四、试说明在多次等精度测量中，把结果表示为x?????（单位）的物理意义。

五、推导下列函数表达式的误差传递公式和标准误差传递公式。

1．V?2．g?432st2?r32d?11???a??3．?2s?t2t1??六、按有效数字要求，指出下列数据中，哪些有错误。

1．用米尺（最小分度为1mm）测量物体长度。

3.2cm50cm78.86cm6.00cm16.175cm2．用温度计（最小分度为0.5℃）测温度。

68.50℃31.4℃100℃14.73℃七、按有效数字运算规则计算下列各式的值。

1．99.3÷2.0003=?2．?6.87?8.93???133.75?21.073?=?3．?252?943.0??479.0???1.362?8.75?480.0??62.69?4.1864．?751.2?23.25?14.781??????八、用最小分度为毫米的米尺测得某物体的长度为L=12.10cm（单次测量），若估计米尺的极限误差为1mm，试把结果表示成L???L?的形式。

九、有n组?x,y?测量值，x的变化范围为2.13~3.25，y的变化范围为0.1325~0.2105，采用毫米方格纸绘图，试问采用多大面积的方格纸合适；原点取在何处，比例取多少？十、并排挂起一弹簧和米尺，测出弹簧下的负载m和弹簧下端在米尺上的读数x如下表：长度测量1、游标卡尺测量长度是如何读数？游标本身有没有估读数？2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位？初读数的正、负如何判断？待测长度如何确定？3、被测量分别为1mm，10mm，10cm时，欲使单次测量的百分误差小于0.5%，各应选取什么长度测量仪器最恰当？为什么？物理天平侧质量与密度1、在使用天平测量前应进行哪些调节？如何消除天平的不等臂误差？2、测定不规则固体的密度时，若被测物体进入水中时表面吸有气泡，则实验所得的密度是偏大还是偏小？为什么？用拉伸法测量金属丝的杨氏模量1、本实验的各个长度量为什么要用不同的测量仪器测量?2、料相同，但粗细、长度不同的两根金属丝，它们的杨氏模量是否相同？3、本实验为什么要求格外小心、防止有任何碰动现象？精密称衡—分析天平的使用1、如果被测物体的密度与砝码的密度不同，即使它们的质量相等，但体积不同，因而受到空气浮力也不同，便产生浮力误差。

物理实验中的误差分析与数据处理技能培养在物理学的学习和研究中，实验是不可或缺的重要环节。

通过实验，我们能够验证理论、探索未知，从而更深入地理解物理世界的规律。

然而，在实验过程中，误差的存在是不可避免的，而对误差进行准确的分析以及对实验数据进行恰当的处理，则是获取可靠实验结果的关键。

误差，简单来说，就是实验测量值与真实值之间的差异。

误差的来源多种多样，有的是由于测量仪器的精度限制，有的是因为实验环境的影响，还有的是由于测量者的操作不当。

了解误差的来源，是进行误差分析的第一步。

测量仪器的精度是产生误差的一个重要因素。

例如，使用最小刻度为 1 毫米的尺子去测量一个物体的长度，如果物体长度在两个刻度之间，我们就只能进行估读，这就可能引入误差。

再比如，使用精度不高的天平测量质量，也会因为无法精确测量到更小的质量变化而产生误差。

实验环境的变化同样会导致误差。

温度、湿度、气压等环境因素的改变，可能会影响实验仪器的性能和实验材料的性质。

比如，在测量电阻的实验中，温度的变化会导致电阻值的改变，如果没有考虑到这一因素，就会产生误差。

测量者的操作也是误差的一个来源。

测量时的读数不准确、操作步骤不规范、实验过程中的粗心大意等，都可能导致测量结果的偏差。

误差可以分为系统误差和偶然误差。

系统误差是由于实验仪器、实验方法或实验环境等因素引起的，其特点是在相同条件下重复测量时，误差的大小和方向保持不变或具有一定的规律。

例如，电流表的零点未校准导致的测量误差就是系统误差。

偶然误差则是由于各种难以控制的偶然因素引起的，其特点是在相同条件下重复测量时，误差的大小和方向是随机变化的。

比如，测量时的估读误差就是偶然误差。

对于系统误差，我们可以通过改进实验仪器、优化实验方法、控制实验环境等方式来减小或消除。

比如，定期校准测量仪器、采用更精确的测量方法、保持实验环境的稳定等。

对于偶然误差，由于其具有随机性，我们无法完全消除，但可以通过多次测量取平均值的方法来减小其影响。

物理实验中的测量误差和处理方法一、测量误差的概念1.测量误差：在物理实验中，由于测量工具、测量方法、测量者等因素的限制，导致测量值与真实值之间存在差异，这种差异称为测量误差。

2.误差与错误：误差是指测量值与真实值之间的差异，而错误是指在实验过程中由于操作不规范、判断失误等原因导致的偏离真实值的结果。

误差是不可避免的，而错误是可以避免的。

二、测量误差的分类1.系统误差：由于实验仪器、测量方法等原因导致的误差，具有规律性和稳定性。

2.随机误差：由于测量过程中各种偶然因素的影响导致的误差，具有不确定性。

3.粗大误差：由于操作不规范、读数不准确等原因导致的明显偏离真实值的误差。

三、测量误差的减小方法1.选择合适的测量工具：选用精确度较高的测量工具，以减小测量误差。

2.改进测量方法：采用合适的测量方案，减小实验操作对测量结果的影响。

3.多次测量求平均值：进行多次测量，求得平均值，可以减小随机误差的影响。

4.误差分析：对实验数据进行误差分析，找出误差来源，有针对性地采取减小误差的措施。

5.数据处理：合理处理实验数据，如插值、外推等方法，以减小误差对实验结果的影响。

四、测量误差的评价1.绝对误差：测量值与真实值之间的差的绝对值。

2.相对误差：绝对误差与真实值的比值，用于评价测量精度。

3.误差限：在一定概率水平下，测量值与真实值之间的最大可能的差值。

4.置信区间：在一定概率水平下，真实值落在测量值附近的范围。

五、实验数据处理方法1.列表法：将实验数据进行整理，制作成表格，便于分析和处理。

2.描点法：在坐标系中，将实验数据对应的坐标点连接起来，形成曲线，分析数据规律。

3.图像法：利用数学软件或绘图工具，绘制实验数据的图像，分析数据特征。

4.数学模型法：根据实验数据，建立合适的数学模型，对实验结果进行预测和分析。

六、实验报告的撰写1.实验目的：明确实验的目的和意义。

2.实验原理：介绍实验原理和相关的物理概念。

3.实验器材：列出实验中使用的器材和仪器。

物理实验技术中的误差分析与修正技巧引言：物理实验技术是科学研究的基础，通过实验可以验证理论，揭示自然规律。

然而，由于各种因素的干扰，实验中往往会出现一些误差。

如何正确地进行误差分析，并采取合适的修正技巧，对于获得准确的实验结果至关重要。

本文将探讨物理实验技术中的误差分析与修正技巧。

一、误差类型及产生原因在物理实验中，误差通常分为系统误差和随机误差两类。

系统误差是由于实验装置或操作方法的固有缺陷导致的偏差，例如仪器的漂移、读数不准确等。

随机误差是由于实验条件的不稳定性和测量过程中的随机因素引起的波动，例如温度、湿度等环境因素的变化，操作人员的身体状况等。

正确分析误差类型及其产生原因对于提高实验准确性至关重要。

二、误差的评估与分析评估误差大小可以采用多种方法，其中一种常用的方法是计算相对误差。

相对误差是指实测值与真值之间的相对差异，它可以用来衡量数据的准确性。

另一种评估误差大小的方法是标准差法。

标准差是衡量数据的离散程度，可以用来评估数据的稳定性。

分析误差的来源很关键，可以通过对仪器的性能参数进行检查，如仪器的精度、灵敏度等。

同时，操作人员的技术水平也会对误差产生影响，因此在实验中需要严格控制操作要求，并进行正确的操作方法培训。

三、误差修正技巧1. 零点修正：零点是仪器开始测量时的参考位置，不同仪器的零点可能存在偏差。

在实验中，可以通过进行零点修正来减小误差。

零点修正可以通过调节仪器的调零装置或者进行适当的数值计算来实现。

2. 温度修正：温度是实验中常见的误差源之一，因为温度的变化会导致仪器的精确度发生变化。

在实验过程中，可以通过测量和记录环境温度，并进行相应的修正，以减小温度误差的影响。

3. 校正曲线修正：某些实验中，仪器的输出与所测量的物理量并不直接成正比。

在这种情况下，可以绘制校正曲线来对实际测量值进行修正。

校正曲线的绘制可以通过进行一系列已知数值的测量，然后根据这些已知数据和测量值的对应关系来绘制曲线。