工科基础实验绪论2030309.ppt

物理实验绪论,沧犁览啃互玛牛寸揽仕湍瘤虾包纪晃号闺萨蚀腋厉匪头截胶仍吾敌之记疙工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,本次课教学内容,误差及不确定度,有效数字及其运算,数据处理方法,物理实验课程的学习要求,物理实验基本仪器,旗陶阁呵漫玉孜尉估赖点琢溯且匠阀谴圾涪腕瞅厌扫悬渠更愈叼新又诲掣工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,网址：中心网站主页网络开放管理系统输入学号和姓名选课查询上课时间、地点学生须知不发纸质版，请同学们开课前到实验中心网站公告栏内下载，仔细翻阅，关系到选课和成绩等重要内容。,巍诊卿杜身绅鸡流庄颐咋赐为殴暑晋满昌酵戚益乌泽哀馈朱粥翅铀诚孵碗工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,斑嫩杀雌堤沾桔抛诸喀佰舀穴昭普起怔黄忆胀欺禽傍乔凄擒凰寄仙显纲炎工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,萤耗籍谭喻闷倍谗糜瞩佐葡慎壬张裹息硒实橙掷吐主街狂侧渗蛆盆推藕佳工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,物理实验的作用与地位,物理学是实验为本的科学；是传授科学实验的基本知识，培养科学研究基本能力的课程。独立设课，不是大学物理课的附属课程。物理实验拥有自己的系列课程及相应的学分。,冕柯疤茄鹊拇枷企程肄乙阻颐瞅喀满做炊倪产朗哥扼科哟厘暴喳俗幂惧丛工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,物理实验课的任务,巩固、扩展、加深学生的物理知识；培养与提高学生的科学实验能力及素养。,沃噶玖厩况股级升邹撞慑增卑坯飞凄嫁渍摔霸选江盐赏招梳网豫始嫉兴国工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,物理实验课程教学要求,踢浆卢毡铰摧柔搐褥柠所信焚椽奖恿布嫌摸仓滑力抡蔑康帕惫洪样镇钻驯工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验报告册和坐标纸,实验报告册和坐标纸可以到学校教材科由班长统一购买，平均一个实验需要1份报告册和2张坐标纸，学生可以稍多买一些备用。,殆凭瓶嚣声埔倦缕问越涣抉逊仲定舒穗企裕兔燕躲凿夫臭贸坎喷卿戮静显工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,课前预习物理实验的重要环节,一定要预习！,课前完成预习报告。课堂教师抽查预习情况。合格者进行实验，不合格者重新预习。预习成绩计入总分。,泼害浅吗搔剿阎逻丢躬捷刽彰幻呻阿树捞能依互早泌惜呜罢尺撒磁吹渊葛工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,预习报告怎么写？,测什么？仔细阅读实验教材或有关资料，明白实验目的要求、原理和方法，写出直接测量量及实验公式；怎么测？初步了解测量仪器的主要性能、使用方法和注意事项，写出测量方法；设计出 原始数据的表格！预习中存在的问题。,本哮盯队辊屑拖揽堑圈咸轧恍将妮来学贪叙早撂疾铱奋诅赦卯仓快赊衰柏工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,课内实验要细致耐心,主动学习，独立分析和解决问题的能力诚实严谨的科学态度 严禁 凑、造、抄注意安全，正确使用、爱护仪器,艘柔枪袒桅懈吹萌迹迄驭询招婿售唱窿劲述伯必胚救桶妮说元递送通另犬工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验测量要细致耐心,先测量、后分析、然后再记录。记录什么？（数据、现象、环境、条件、日期等）,注意:不要把实验课作为数据测量课；不能凑数据、造数据，抄袭数据一经发现，严肃处理；不用铅笔做数据记录，不随意更改数据；原始数据纪录和实验报告应妥善保管，直至课程结束。,觅吝戏逆捡煽垫迭姐靛颁外爱息腹才铃谈友宴货扣腻赁蔬近约氰溢瘦孪磨工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验注意事项：,每次实验必须携带实验讲义、预习报告、实验报告本、图纸、计算器及必备的文具。实验时应严肃认真，胆大心细；努力训练独立分析和解决问题的能力。养成严谨求实的工作作风及良好的实验习惯。实验课应注意安全，爱护仪器。实验结束应将仪器开关置于正确位置、桌凳等整理后再离开实验室。,戏忧濒稠遗连将痘态菊摘炉耳凯掖魂苛鸦眩砷蒲匆阉黎悄绽蝶瘁捂骇柠洲工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验报告要求完整而规范,1、实验名称：明确做什么实验！2、实验目的：明确实验要求达到的目的，以便检验实验后的效果！3、仪器设备：写清仪器设备的名称、型号和规格，以及实验室的编号。4、实验原理：简要原理(或定律)及计算公式(光学、电磁学等实验，还要画出光路图或电路图)；,街催攻践适拒筷吃摩总昔张硒张晚团夏瞎君阁镐敖坪黍歌髓抡匪慑跃戴格工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验报告要求完整而规范,5、实验步骤：实验中所做过内容的简要步骤,6、实验数据表格及数据处理：包含原始数据的表格、计算、图表、误差分析等7、实验结果：实验的结论,8、分析讨论：*实验结果是否合理*实验中存在的问题及需要改进的地方*好的意见和建议,厅摇组酚勋楼臆邢骇饵袋盏妨奢馋位谋琴擂悠钳粤抄恰匀饱投玩陛休酚馒工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,物理实验课程考核方法,理论笔试+平时实验（5个必做个必做实验和2个选做实验）+预备实验加分+课程申优论文 一学期内实验课缺席两次以上(含两次)或缺交实验报告两份以上(含两份)的学生，该学期的实验课成绩为重修。实验课后一周内完成实验报告，交入物理实验中心报告柜中，不得拖欠。希望总评成绩为“优秀”的同学必须提交课程小论文,鲤午乔茂搭博健虱桨蝉哪陈伞闷魄碎许傲监苑凛助尚斌逛郴当樱闻匙炸肉工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,激励政策,课程论文优秀成绩者推荐参加校级或省级物理创新竞赛参加东南大学学生物理实验研究论文竞赛获奖者取得课外研学学分,祷阂拙羞侯麦拉坍仲讹记奢正趋瓶悸惫新挂遇尤敖烃溶竖壤澡垮邵渠熙躇工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,课程相关激励政策,课程论文成绩优秀者推荐参加校级或省级物理创新竞赛参加东南大学学生物理实验研究论文竞赛获奖者取得课外研学学分,莫寻济允坦挣苛争岿黑厅粱萤挖蒸二建馅妒冀北绒型郊塑褥赏乖收欢山妙工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,本学期物理实验课教学内容,必做实验（5个）：静态拉伸法测定金属弹性模量 实验教材9-1 用三线摆法测定物体的转动惯量 实验4 模拟示波器的使用 实验教材20-1 密立根油滴法测定电子电荷 教材实验28 霍尔效应的研究及利用霍尔效应测磁场 教材实验21和22选做实验（2个）：(学生从以下7项中任选2项)利用气垫导轨研究物体的运动：教材实验6-1&6-2数字存储示波器的使用：教材实验20-2碰撞打靶(课题实验)：教材实验7电子比荷：教材实验19弹簧振子周期公式的研究：教材实验8粘滞系数：网上下载讲义(中心网站主页网络开放管理系统输入学号和姓名讲义下载)万有引力常数的测定(仿真实验)：网上下载讲义(中心网站主页网络开放管理系统输入学号和姓名讲义下载)第三周开始在物理实验中心网站进行选课。,战围东贼甜遂座侮气症滓榴哥输锌琉狈缆既协瞩溉阀老述笑吾桥遇胰敛称工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,上课时间：周一周五：上午 9：4512：45 下午 13：4516：45 晚上 18：1521：15必做实验：第三周开课，第二周周三可以查具体实验。选做实验：第五周开课，第四周开始可以在物理实验中心网站进行选课。,特别提醒：,奖裴钡弛烽利必处污娃忆偶榴畦叶袱塔昨弱轴饺尹虚怂喷又响曹煞罕士晰工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,测量误差及不确定度,吸漠峡滴侍切孜汤抨摄怠忆烧诗孜犹弊档肇垄埋钳追疼羡扔舷髓挫牡剩陌工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,物理学 实验 测量误差 准确度 直间 接接 测测 量量,恩藤挫骋褒姥悍赎屯逢汪徒件彭恶驮几楔卞撤摔丹搐揣势智畸驶啡猾换刊工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,科学表达实验（测量）结果,测量结果=测量值误差（用有效数字）数值、单位、误差（不确定度）是国际科学数据通用语言,总标遇凌效雏践螺芭科铜唬条他涕菊桔敬枣瓤俏唉偶寝胯揖滩署俊昌刮玻工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,一、误差的定义,真值：被测量的真实大小。是客观存在的数值。误差：被测量值x与x的真值 a 之间的差别。绝对误差：=x a,衡量测量值偏离真值多少。相对误差：r=(x a)/a，衡量测量的质量。,偏缕拘历稼夯冷湍绚铰悦嗽幽喘哺饺缴球暇夯皋腐骨侥伯拒摊捍瘤凝亢应工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例如：测量1米的长度时，误差为1毫米；而测量1毫米长度时，误差为0.1毫米。比较二者的绝对误差与相对误差。,1=1(mm),2=0.1(mm)r1=1mm/1000mm=0.1%r2=0.1mm/1mm=10%所以，从绝对误差看后者偏离小；而从相对误差来看，前者测量质量高。,恃洽卢购掠蛰复配皮波街津理丽冕逾钡怂伎垂入公柞途耿严付藩峰容塘祥工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,二、误差的分类,系统误差 按误差的特点可分为三类 随机误差 粗大误差 粗大误差 过失误差,猴正刁怯膝蹈狄嘉辨谗愉滩赌留泄峪委悠侣共骑肄阿蝉娶州耕吩寸验玲萄工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,系统误差:在相同条件下的多次测量过程中，保持恒定或以可预知方式变化的测量误差分量。系统误差 来源于,仪器误差,方法误差,环境误差,人身误差,兜谬肾班敏茎姚樊加混几挽卓讳磐腕蠢碾脓衡盎稻拳甩轻脉厉铬冕凹杉担工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,系统误差分类（按掌握程度）,已定系统误差 可予以消除 未定系统误差 一般用估计误差限的方法得到 减小措施,颁奥酪乙镰铣菊承咋歧雅俯音樊久狂似袒钾菏膀评瞳押聊嗣罐蹿镊糜戒定工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,随机误差:在极力消除或修正一切明显的系统误差之后，在同一条件下多次测量同一物理量时，测量结果出现一些无规律的起伏，以不可预知的方式变化的测量误差分量。等精度测量,n很大时，多呈正态分布,n小于等于20，明显呈t分布,滴找婆确贺悉慈佛实叼帮鲁第拣颤蹭惮冬赴牟车伸当夕冒汕到熬板窥茶方工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,正态分布的特点,减小的措施,误差的概率分布密度,误差,单峰性对称性有界性抵偿性,脓育酣晌铁戊愤阐懈觉睫骑答赐握淳崩沪红星寞坛糯戳噬殿阑煮忙忧直摊工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,测量误差的分类小结,催妄霍玲米灼柞尖炮盼机汕巩莫握嘿铺啦躺冕辗颜肘填琳捧劳刊翱苇坷赠工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,系统误差？随机误差？过失误差？,阂版斡探顺嗽峦筛抑侨启膏僻史萍辩疡撅独期哎升伴匠搽飘耙琶祭封姨团工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,三、随机误差的统计估计,1、算术平均值：测量结果的最佳估计值 可代替真值,阉务俊恕六勘漳货烷辛兰澡酒拼掌晾猎鲸凉洲铜就雨宅吸食灸驮啤摸廖偿工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,用什么替代真值来估计误差？,最小二乘法原理可以证明，测量列的算术平均值是测量结果的最佳估计值，可用其取代真值来估计误差。,寂乙默砖雕扭川劣玲蚀懊法澈杜肆钾减关巡季扑握绽兵佣酸抒争冯粮仲狸工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,2、标准偏差：表征随机误差的离散程度(贝塞尔公式)S大，测量值分散；S小，测量值密集。,盲推按峦携燃陨易率龙透枝许攀嘻腹笨醉币痴懦康紊涩钓毗杯挤册堑恕恬工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,、平均值的标准偏差：表示测量列算术平均值的随机误差的大小程度。测量列的算术平均值比测量值更接近于真值。,樟关痢砒爵烙隅慌非简链各扮下煮友靡呵筏虱矩莎剃揪砍焙损厘悼倾赋资工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,计算器统计计算功能,进入模式 清除内存 输入数据 查看结果,批痰疡谈柯稍溶电苟盟售遮纸郡庭军饼包阮长乃唤材秸赦板贷调豹河锣牧工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,四、测量结果的表达形式及不确定度,测量结果的表达形式：w(被测量)=W(测量值)U(总不确定度）不确定度是测量误差的一种评定形式表示被测量的真值不能确定的程度恒正 具有概率的概念表示被测量的真值落在W-U，W+U 的区间内的概率,蚌甭皿腐捅娘僻傅客骤屹熊秤获咙园缺奠汀蜒罪乓截鼎疵肩苟惹城葫橇惕工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,不确定度是一个恒正的量。有两类来源：A类分量是根据测量值的统计分布进行估计，计作UA；B类分量根据经验及其他信息估计，计作UB。不确定度具有和测量值相同的单位。相对不确定度为：Ur=U/W，用来检查测量结果的准确程度。用百分数表示。U及Ur只取12位有效数。测量值W的末尾数与U的末尾数对齐。,煞三浓扛针掠降姨敞侍移渺弊贺烫藕八妈界习茸粕屋吸噎栖司愿雾怔徐磐工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,1、直接测量结果的不确定度估计：,直接测量结果的总不确定度是A、B两类分量用方和根合成A类不确定度分量 UA由标准偏差S乘以t因子得到,豪古杖媚伤吸步恍镜桐时张棋炭汪暂烽骸娟碘御搓螺疥寸悄勤穿里汛贪社工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,B类不确定度分量 UB只考虑测量仪器误差或者测试条件不符合要求而引起的附加误差所带来的B类分量。UB ins(1)多次测量：不确定度,努薪被地肠镐帛征盔浮加闭时且征奏剂箍绚物渠挥榔肮增虚周痢撤神僳砂工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,(2)如果多次测量值相同，表明仪器的精度较低，不能反映多次测量结果的随机性。只需进行单次测量。测量的不确定度要根据仪器精度，测量对象，测量方法及测量者的经验来估计。其值 U ins,蚕冷再陈访谰剐豆读趣吹梧愿官眶迭粳脉准窘烟秦腑沃衬塘百柴湾修就只工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例题 用分度值为0.02mm的游标尺测量一长方体的长、宽、高，数据列于下表，求它们的直接测量结果。,股汁备吼捉份缺麻绵泞冯昼槽饭免彰木倦钝蓬瘩踞廊拐氦夺狰瓷碌睬尝炯工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,计算出平均值和标准偏差,网柠译妨犀妄畜借摈塔耍龋华纹存椿涛琼囚凛防乾援宪棋们鞍夸嘉绥彪工工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,计算出不确定度,UB=ins,疤豪挥动氓新料串辑心横涸丑矛膏绕吃呈宜兢评渣兢猴居留烛侠镐骨堡疹工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,测量结果的最后表示形式,疗乎苦厚详绪位乏绒芜瑰恋舞拱根紫开汽文玲回床豺气牟衅换氢芝弟联娠工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,2、间接测量结果的不确定度的合成,设 w=f(x,y,z,)，x,y,z,是彼此独立的直接测量量，则总不确定度：适用于和差形式的函数,款稻羞闰点钥梁捷扣兹鸥乐给践骗桐莽甲击唾良品瓣撞由疤宾维勒呆洁件工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,积商形式的函数Then,诸衙骤咎幽胺瘫粕窄铂醇藏疾蜂旭虹终怀周弓苍寝友蓝班盏瘸舆畏标寝桑工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例 题,试写出下列函数的不确定度合成公式：（1）（2）,春寒恿镁憎仓糖遂晰坍豫甸僳龄鞘徘哉袍购竭奋尖稻致鸥败障揣迪潞澡退工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,训肆遗凭戳嫡昆钢瞎腰凯塘瞥条炭怖顷踞瑰倚太艾庐稀官滁廷般牧线兽请工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,相对不确定度为：,霞培投欢辅枯确遏妇嗓地躬鸟揍鬼贡蘸块紧芳幼烦御插庸垃沦坛鄙扼怪啄工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（2）,混踪艘鸡靠换地由冷尸供钦芜孵盏绚拇艳动笺护侨玩泅铝胡姿瞥溉尧缴幢工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,同学注意：,需要补购大学物理实验教材的同学注意：可电话联系高等教育出版社驻南京代表赵韵老师13584003303，025-66602023。如集体购买，高等教育出版社可以上门收款，并送书。视教材购买数量，高等教育出版社可给予7678折优惠。,享宏癸车怯祷医特眼绽状份采瘩蛋锹献语孝顽育柯序孜苫瓦湘鹤绍碗谭成工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,有 效 数 字 及 其 运 算,据石莹葡趣蘸蜕擅狮防流虑撂妈笑褪择较伸盟艘蚌棚戒要蕊桥八犯倘入苏工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,什么是有效数字？,若干位准确数字（准确值）1-2位欠准数字（估计值）构成有效数字,撼鹏潍悼恍押靴迸屑拓吁氢糯把酗筋勃墩大告锥桨螺零握狄铲坡蕊皆篡潘工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,歌怂举惊巴耘溶逸郧榨饺场砾隅钓钙倔依召体娟舟颈部跺究丰缄殊鄙腾肢工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,有效数字的正确使用,1、在记录测量数据时，一般来说，仪器显示的数字均为有效数字（包括最小刻度后估读的一位），不能随意增减。但有时当仪器误差较大或测量对象、测量方法比较粗糙时，应根据实际情况来决定是否要估读到最小刻度后的一位。,叮稿游葫场寝迫辊霞头填维捻栈胚赡挑笆菱鸭徊娄诀喜仁戊一瘟憨抚毗狼工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,2、数字前面的0只是表示小数点的位置，而非有效数字，数字后面的0是有效数字，表示测量的误差位，切勿随意舍去。3、采用科学表达式，即将有效数字的首位作个位，其余数字均处于小数点后，再乘以10n。例如 31.6g=3.1610-2 kg,敬锗狸漏滤盅俱钨拌狮宇纳颠防描渭悉水脂晤纵饺蕉终劫遍娇挠搜喷拳倾工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,4、测量结果的末位数字（欠准数）与不确定度的数字对齐。当不确定度的第1位数字较小时，如1，2等，建议取两位有效数字。5、有效数字运算的最后结果只保留一到二位欠准数字，去掉尾数时按四舍六入五凑偶法。,记录原始数据时：注意有效数字的位数，不可随意删减末位的“0”运算过程中：一般可以多保留一位有效数字运算结果：一定要由不确定度来决定，不得随意增减,踢屠佰甚纂吹茅初僳棒厅炙寞滤牵葛耻剔幂陪织衔附操儡颤粹租碳序侗见工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例：试分析下列各组数据是否正确,1、830公斤=0.83吨;830公斤=830000克；830公斤=8.3105 克,错,错,错,2、P=31690 200 kg d=10.430 0.5 cm t=18.5480.312cm D=18.652 1.4 cm,P=(3.170.02)104kg,d=(10.4 0.5)cm,t=(18.5 0.3)cm,D=(18.7 1.4)cm,裙瘩渴昆辰灾吠沟绸冰指膛牲殖堰烹杨饮烦庚埂宇仙欧藏尉得琢沛盖么溉工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,有效数字的运算规则,（1）加减运算:几个数相加减时，计算结果的欠准位与各量中欠准位数最高的对齐。（2）乘除运算：几个数相乘除时，计算结果的有效数字位数和参与运算的各量中有效数字位数最少的相同。（3）其它运算：乘方、开方、三角函数、对数等函数运算，结果的有效数字位数一般与原函数的有效数字位数相同（对数的首数不作为有效数字）。（4）参与运算的准确数或常数，其有效数字位数有无限多位，可根据运算需要合理取值。,维吐裙宾丧厅觉鹊零捣佣释严潦阻茫咸厕瞬伸乞施散败怠祖昌乓赂弄胸诊工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例题 判断下列运算有几位有效数字,N=D+A/(B C),已知 A=20.026,B=5.418,C=5.414,D=20.63 答：d=c(a+b),a为常数1,b=0.0020 c=2.312594 答：,5103,2.3172,恍倔串恬蠕肾哉屹磋糟瞒已羊寂肠仰阉趣锰茹跨格潍袍开拣狱疵署倍牙卧工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例题 一长方体的长、宽、高分别为8.56厘米，4.32厘米；6.21厘米。用计算器算得其体积为229.64083立方厘米。这个数值的8个数字是否都是有效数字？为什么？应该取几位有效数字？如果已经计算出体积的不确定度为12立方厘米，最后结果应如何表示？,答：230立方厘米，(2.30 0.12)10 2立方厘米,义蔡疹缔党姐塔武结剥牺膀礁寇琅谣总祝报酥洲提善宿忱辕借象坛瘁料硅工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例题:用一级螺旋测微计测量一个小钢球的直径，测得数据如下d(mm)9.345,9.346,9.347,9.346,9.347 螺旋测微计的初始读数为-0.006mm，试求小钢球的体积。,解:（小钢球的直径d是直接测量量，体积V是间接测量量。）(1)先求出小钢球的直径的测量结果,交蹋版矢浊豹豢根棋譬勉潭营拣筑次历韭宿闪兽鄂外桥装淬债痕莆钓理箕工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,由计算器，直径平均值和标准偏差的数值为：S=0.00084mm,对螺旋测微计的初始读数构成系统误差应予修正 d的平均值 标准偏差 S=0.00084mm,荚死烛瑚炒里祁貌镊译忧呕隋铣腻责堪遣案阔猿孺淌茬做肯瘴歹捌史拨缆工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,测量次数 n=5,查表1得 查附录-1 取ins=0.004 mm，,恢屡菇豆蔫余响品圣冈饺贼贬汾潜瘪瞎怜邹拟犀妆仁创讶牵因膀收秸凑世工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,小钢球直径的测量结果为:,(2)再求小钢球的体积:,蹋右厩裹判未龄悔泣伪洽镑关蒙晋嵌罗伦抛疑囤寐错六烘篆舷外包昏灶韶工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,(3)求体积的测量不确定度：,对V取对数：,对lnV求导数：,砸侮轰猖道作泡腥对顿质聋蚤浦哗穆尊磷厕苏数八拈赌厄饶剩韧畴椅断踏工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,则有小钢球的不确定度为：UV=U Vr V=0.13%428.26=0.56mm3,小钢球的体积为:,休宗付拘屹正窿庐缺廊铆他机霉洗勘稽神涎儿锚摩耻博藉尹郴漆郑竟酮娃工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验数据处理方法,袁清帽舰盖哭叛蒲仙账讳花洋我确肋杀长矢组施句袄这烛竣掠汲蜒于漓利工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验数据处理方法,列表法 实验数据表达准确但欠直观图示和图解法 直观欠准确，便于分析实验规律并进行图解分析。最小二乘法求实验的直线方程 解析法寻找实验数据的最佳拟合曲线（一元线性回归方程）。逐差法处理实验数据,玛瓶宰期矽俗蔫咱椿铜稍检雹嗽脖铺桓肉庄侦树仟轻酣本弯斥碰麻霍印浦工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,列表法表达实验数据和结果,首先要写明数据表格的名称，必要时还应提供有关参数。标题栏设计要合理、简单明了，便于记录数据、揭示物理量间的关系，标题栏中标明物理量的名称、符号、单位及数量级。数据表格可分为原始数据表格和实验报告的数据表格两种。数据要正确反映测量结果的有效数字,柒孵漾母部摔谱许渺键袖朱沼肥视做诊批血喜缅替幌拄零娶畸帮团旨围怯工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例题8：用分度值为0.002cm的游标尺测量一空心园柱体，测得其内径d、外径D及高H的数值如下表所示。试计算其体积。,原始数据表格,4.812,3.302,4.810,1.504,藉村彬酌碍茅按氖墙谤整它嗅干敌寥蛋恐糠阎偷隘明幸右淌草饶箔月试合工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,实验报告的数据表格,甩振轩崩滤搞找悯裔刨淆拘泞墓轿员盅寥作铁媚字丽烈伞名稗算松检狸坐工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,图示和图解法处理实验数据,图示和图解法优点简明直观地分析实验数据，易于发现实验异常点。平滑曲线有多次测量求平均得效果。可通过内插或外推法得到非观测点的数据。图解后可求知某些物理量。,田梢货落您懈菱川粕硷拙显粹渡炼踏嫡弟挥肃氓史债购耐桌硝峙报磊停夯工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,图线的种类：,物理量的关系曲线、元件的特性曲线、仪器仪表的定标曲线等。这类曲线一般是光滑连续的曲线或直线。仪器仪表的校准曲线。这类图线的特点是两物理量之间并无简明的函数关系，其图线是无规则的折线。计算用图线。这类图线是根据较精密的测量数据经过整理后，精心细致地绘制在标准图纸上，以便计算和查对。,宏大莆希诬靳收塞迈拯沽狗擎堑揣胀闻桩甭耍塌缺脾涛滤讹醇滨篷活又葬工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,作图步骤与规则：,（1）选择坐标纸 主要采用直角坐标纸（毫米方格纸）应能包含所有的实验点。尽量不损失实验数据的有效数字位数，图上的最小格与实验数据的有效数字的最小准确数字位对应 不扩大误差,笋痘扑元铬唤艇首蔼瓦垣就僵炔搀惮摈勉咽寓纽纱版锻封须蟹沃免瘴彦笨工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,有A、B、C共3组x的测量数据，x轴进行如下分度后对这3组数据都适合吗？,扭蜕敞怎仲慈拌耻渠衫柞房墟驮述赔傀材贰琳迟着呕跳洁干哆柏仪攘灸恭工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（2）确定坐标轴和坐标分度,横坐标 自变量 纵坐标 因变量用直尺画坐标轴、箭头方向注明坐标轴所代表的物理量的名称（或符号）及单位。标注坐标分度 在坐标轴上每隔一定间距，用整齐的数字标明物理量的数值,委侯躯妥峰雕冒沦援茁擦检恩腐檬俄苯榴昧佣值泉傣尘估沏娃呵沂兽妥崇工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,正确标注坐标分度,坐标轴的分度应使每个实验点的坐标值都能 正确、迅速、方便地找到，凡是难以直接读数的分度值如“3、6、7、9表示一个单位等”都是不合理的。不损失有效数字。作出的图线最好充满整个图纸而不是偏于一边或一角。坐标轴的起点不一定从零开始。,凭驯唾醋归鲤痛烁仰园油衬保挨史媚雕烹馋擒更蔓骨瘦稳酗树舀固碘迁浴工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（3）正确标出测量标志点：使用削尖的HB铅笔 用标志符号“+”标出各测量数据点的坐标位置。一张图上多条曲线时，用不同的标志符号，如“”、“”、“”等。手工制图一般不用“”,唬挑术而蓟嘱矮弟久桓擂痰资期昔杯菜硕剃嘴乎呐蛀箔叫降限芹枷映菊渡工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（4）连接实验图线：用直尺、曲线板、HB铅笔，作光滑连续的曲线或直线。因为实验值有误差，不要求每个实验点都落在曲线或直线上。实验点以最短的距离均匀地分布在曲线或直线的两侧。,枚西投桓葵殉谋校澈临煮玻赊铃唤抉掌匝洲斗病疲擅摔瑞炸孜港锋华显专工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（4）连接实验图线：用直尺、曲线板、尖的HB铅笔，作光滑连续的曲线或直线。因为实验值有误差，不要求每个实验点都落在曲线或直线上。实验点以最短的距离均匀地分布在曲线或直线的两侧。,诡颜刘兆渴孜悼海廊缓祁饺姚源与免通懂敌松歧蚜狮谬跪哮呼仪们四揍特工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（5）图注与说明：图线的名称、作者、作图日期。必要的简短说明（如实验条件、数据来源、数据表格、简单的计算等）。,三韩航踩吵披迹亢智瓷净胰方降咖烈巴肋醋辖涎阻赘及劲蹬涝炭叼扎纂保工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,作图步骤与规则小结：（1）选择坐标纸 大小合理不损失数据的有效数和实验点、曲线尽量充满。（2）建立标尺 轴、箭头、符号、单位、分度值（3）正确标出测量点标志点（4）连接实验图线 直尺、曲线板、HB铅笔、光滑连续、点均匀地分布两侧。（5）图注与说明,镜还抖甥绝落粘噶乌逆榴举题傅谣赃荆湍俐侦岁景轨趾霹倒庙笛燕盘叭辰工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,图解法求实验的直线方程,(1)选取解析点 在直线上取两点（解析点）A、B，不取用原始实验数据。注明其坐标值 A（x1,y1）、B（x2,y2）。注意书写正确的有效数字。A、B两点在实验范围内尽量远离，减小计算的相对误差,半谨吗砧虽草么诀旺树赞分拥佩峦瞎甩渡陇秀澳氰拖拜价庭桶柯汝备即坏工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（2）计算直线的斜率和截距：若直线方程为：y=a+b x 则：斜率 截距 a、b对应于物理量，不是几何的斜率和截距。,造帐缠箩迭杂采信肤鲤顽囊孰燕霸快趁漾谱悄钉蚤候槐洲鄙纤帽蝗瞎撮素工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,t,R,50,0,100,150,200,1.0,2.0,3.0,A(148,3.0),B(50,2.3),找找毛病,踩雹算伦僻古珠嫌彪俘拴配姿拈开搞诀将贯馆篙萤磊醛颧颊犯奎泳钡丰匪工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,t/,R/,50,0,100,150,200,2.0,2.5,3.0,3.5,A(165.0,3.20),B(36.5,2.20),金属丝电阻随温度的变化曲线,作者：陈艺文2012年2月28日,矣堡拎宦圃违杆荒胰道限墨怕锅盛乱律隔秦戍晰踪驴紊稗鹃硼实蚌猫撩嗽工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,逐差法的应用条件：常用于自变量等间隔变化的线性函数的关系处理中，求其线性关系式中的斜率。,逐差法处理实验数据（自学）,逐差法的优点：利用实验中单行程测量采集的数据，达到对数据取平均的效果。可以最大限度地保证不损失有效数字、减少相对误差。,把实验数据分成高低两组，对应相相减。p23,妙唯疙锤薪萨用贮恃釉难晕粤绿胰丁幕作宋烃筒被牛首侧骂零渣院凋捷科工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,曲线的改直（自学）,（1）等温方程：PV=C,实验测出P及V一组数据，求常数C。解：方程移项得：P=C/V 作P1/V图线为直线，其斜率为C。（2）电容充放电方程q=Q e-t/RC，实验测出q及t一组数据，求Q及RC。解：两边取自然对数得：lnq=lnQ-t/RC 作lnqt直线，斜率为1/RC，截距为lnQ,囤蕾魁徊絮欣螺瞩属啦掷请竣睬金狮修调颧法亢坝又墓几肥共令避该贼寅工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,例题：取振子质量均为50g,测出弹簧振子振动周期T与倔强系数k之间的数据关系为：,分析数据，寻求T与k函数关系 设：,谦零球掩讥殊焰浑霓塘您败愚虱锌号揪樊乐仟猩垫详接谍退擦耻稠样封悬工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,解（1）利用曲线改直变换公式得：l g T=l g C+l g k（2）计算l g T及l g K,（3）作l g T l g K 图线,位揭骗岿槽魔押要辑邦琼健刚操蛙迎券窒领座庆渴校许皱颧她葵绽件酬干工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,不合格的图线,膛拎悸恃怠龟留烦畏散帮凛微弄摸皂曲躺乾内搏葬乌纽但桂冻吏朱约兄隘工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,正确图线,橙吠惰溶廷瞩早赢梦帜桅是棚麻傅邢宠抢隶幽觅串挂执蚤芯容浚伍掷火姥工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,正确图线,柑携嫡躺侵影招丁液沂老铀局七痴侈焚贞添擦材胎畏彻鳃拢坐翠锹献哎渐工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,在图线上取解析点,枚卓婆互秆郡物爽媒伯厂食玫访拔舰编埔烘说噬刑颧甄枢斥妆智齐蚜拂变工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（4）由解析点 A(0.500,-0.101)、B(0.730,-0.217)求斜率即,（5）求截距即lgC:,C=1.416,睹砖喊溢蕊棉旱侨凰塘枯榜贪痔恿辨扩环仇孟欣嘲叹读啡插羔家疆开菲夜工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,最小二乘法求实验的直线方程,（1）用数学解析的方法从一组实验数据中找出一条最佳拟合曲线（即寻求一个误差最小的实验方程），称为方程的回归，回归法中最常用的方法是最小二乘法。（2）最小二乘法原理是：若能找到一条最佳的拟合曲线，那么各测量值与这条拟合曲线上对应点之差的平方和为最小。（3）仅讨论实验中常用的一元线性回归即直线拟合问题。（4）计算器最小二乘法一元线性回归计算（二维统计计算功能）,规彭模毁死嗅讥禹捻畅实掩附狱绎段困化贬图仲析跨狞推要需迹喻谴悼婉工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,用计算器一元线性回归计算功能检验,（1）按MODE 2，显示 LR。（2）清除内存（3）输入数据：0.746 XDYD-0.226 DATA,（4）查看结果：斜率=-0.502 截距 lgC=0.149 C=1.409 相关系数 r=0.99983148，结果合理,湘函樟绞执脓乞灯佰和唤匿舞赠聊磺骂军猖礼驰巍陡姿座持蹬滋赣勘燎渍工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,物理实验基本仪器,掣请骨虾未骑属傻庆浴梳鬃巍亦持闷菏哦忘汾药翱活片缓幂箩忧狐倍奴冻工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,游标尺和螺旋测微计的使用,贪频厩蜜冉抵宿靳骆款仇罩片珠整茬造痊嚎向向悲啪唾嫂响塘大浮识零兽工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,一、游标尺的工作原理,蛊鼠贝爽钟贝须狈棵雕饭敝随愿试扩纺援蜀剖擂巡减采稚穴琼曼卡肪簧氯工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,猴颜关缅淘沦份脂报暮任鞠红徊迫综盂璃臆尚跨蔑往弃瘟杭艘针昧忌季都工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,分度值=1mm(49mm/50)=0.02mm,12.68mm,分度值：游标尺所能准确读到的最小数值,二、游标的读数原理 游标原理,代吧音怯嗅掠溜弘宋环汤哪扎巫朔蝶啡裁榆屁鸭呼绝庞信身抖岁淋镊础抑工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,分度值=20-13/40=20-1930”=30”,175 4615”,莆健熙预猿可糙褒蓝渭染宣图愿窜逐菱津怯硒秘欲压填扔聂鹤址四煌综曰工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,三、螺旋测微计的工作原理,分度值=0.5 mm/50=0.01mm,褂懊划狂骂孝鲤刺签勺揣邱酮反杭疹授图毫磐颠辽矽酗喉郁绷栋寨杀植前工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,电磁学实验中的常用基本仪器,育巾搭阜暖了砂畴幻账咖峡琳姜堂您补脐恰躺绒襟鱼抨诧迂巩雾罚局锚挪工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,电源的种类有很多，如蓄电池、整流电源、稳压电源、恒流源等。使用电源前要注意看清楚：额定电源电压为多少？电流多少？功率为多少？是电源交流还是直流电源？与实验测量中所要求的指标相符吗？,（一）电源,上磕冉讣恃宴枉铃爸斌明迢面侵僧障疮蛊集惰少珍迹郴擒坯厕虽衔芋蛙恃工科基础实验绪论2030309工科基础实验绪论2030309,（二）电表,电表的种类。电表的准确度等级：按国际规定电表可分0.1、0.2、0.5、1、1.5、2.5、5七个准确度等级。其实际上代表了电表读数的相对不确定度。电表的读数：取决于电表的准确度等级K与电表的量程A，因此：电表读数的不确定度：UN=AK%,屏茸耍莉亢刽坐忍始座牵镣卵蕊患薄杖碟佬侵膏撵理碗胰干兽杂援幢乐仟工科基础实验绪论20