大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ??nnxxSuniixA （ 2） 針對(duì)所用儀器特點(diǎn)，先計(jì)算儀器的極限誤差（或查表），再計(jì)算 B類不確定度分量。 40 正確理解有效數(shù)字概念，注意弄懂以下幾個(gè)問題 （ 幾點(diǎn)說明） （ 1）有效數(shù)字的多少與測(cè)量?jī)x器的精度有關(guān)。 測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字的末位（可疑數(shù)字）要與不確定度所在位對(duì)齊。 列表法是實(shí)驗(yàn)中常用的記錄數(shù)據(jù)、表示物理量之間關(guān)系的一種方法。 （ 3） 其他作用： 對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的粗差作出判斷，發(fā)現(xiàn)后馬上剔除；具有取平均、減小隨機(jī)誤差的作用 。 xxyyK1212??? 48 exababxyxbayxbayay?????????????和 截距可得求斜率為直線 例 ,lnlnln y=kx2 變換為 y=ax 49 y2=kx 變換為 y=ax y=k/x 變換為 y=ax 變換為直線，目的： 利于手工作圖及求解變量。 注意比較逐項(xiàng)逐差和隔項(xiàng)逐差的優(yōu)缺點(diǎn)。 在等精度測(cè)量條件下測(cè)得了若干組數(shù)據(jù) (x1,y1), (x2,y2)......(xn,yn) y1=a+bx1 y2=a+bx2 | yn=a+bxn 于是有 此式稱為 觀測(cè)方程 （ 矛盾方程） ，方程個(gè)數(shù)與測(cè)量數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)相同，大于未知量個(gè)數(shù)，無法直接求解。試用最小二乘法確定關(guān)系式： R = a + b t。 （ 2） y=aebx 兩邊取對(duì)數(shù)變換為如下形式 lny=lna+bx 即為 y`=a`+bx 已知測(cè)量數(shù)據(jù) （ x1,y1),(x2,y2)…(x n,yn) 未知量： a、 b、 c等 已知函數(shù)關(guān)系式 。 （ 2）適合大量數(shù)據(jù)編程上機(jī)計(jì)算。 設(shè) x等間距變化： xxx ii ???? 1x1， x2， x3， x4， x5， x6 y1， y2， y3， y4， y5， y6 測(cè)得數(shù)據(jù)： 如果求差 , 5 2 不起作用了 浪費(fèi)了測(cè)量數(shù)據(jù)。 *從直線上求斜率 ： 一般不用實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。 列表法舉例 預(yù)習(xí)時(shí)也要畫出數(shù)據(jù)表格 ! 45 三 .作圖法 ： （ 1）能夠 直觀反映物理量之間的關(guān)系 。 *計(jì)算結(jié)果不要多寫有效數(shù)字 。 42 ?? ??（ 1）準(zhǔn)確數(shù)字與準(zhǔn)確數(shù)字相運(yùn)算，其結(jié)果為準(zhǔn)確數(shù)字； （ 2）準(zhǔn)確數(shù)字與可疑數(shù)字或可疑數(shù)字與可疑數(shù)字相運(yùn)算，其結(jié)果為可疑數(shù)字； （ 3）運(yùn)算中遇到一些常數(shù)，需要幾位就取幾位； （ 4）可疑數(shù)字一般取一位。有效數(shù)字最后一位是誤差所在位。這時(shí)不能按上式評(píng)定 A類不確定度分量，合成不確定度中只包括儀器誤差一項(xiàng)，即 3cu ??? ? 儀儀29 測(cè)量結(jié)果的表示： 六 .間接測(cè)量的數(shù)據(jù)處理 設(shè) y為某一間接測(cè)量量， x1， x2， … xk為直接測(cè)量量， k表示直接測(cè)量量的個(gè)數(shù)，它們之間滿足關(guān)系式 %)(( ??? puxx c 單位）%1 00?? xuu cr),( 21 kxxxfy ??各直接測(cè)量量的結(jié)果為： ?uxx 111 ??uxx 222 ??┋ uxx kkk ??30 ? ?xxx kfy ?21 ,? 間接測(cè)量量 y與 K個(gè)直接測(cè)量量有關(guān)，直接測(cè)量量的誤差必然也對(duì) y有影響，即 y的不確定度由 k個(gè)直接測(cè)量量的不確定度決定，由統(tǒng)計(jì)理論可推出 122 2 2 2 2 212221( ) ( ) ( ) ...... ( )()kic x x xkkxi if f fu y u u ux x xfux? ? ?? ? ????? ? ?? ?31 式中 及 （ i＝ 1， 2， … ， k）稱為傳播 系數(shù)。 避免了由于誤差之間界限不絕對(duì)，在判斷與計(jì)算時(shí)不易掌握的缺點(diǎn)。一般情況下，極限誤差主要以儀器誤差為主。 23 ２ .不確定度的分類及評(píng)定方法 按照評(píng)定方式，分為兩類： A類分量、 B類分量。 21 測(cè)量要回答兩個(gè)問題（測(cè)量的目的） 測(cè)量結(jié)果的最佳值和可信程度 即測(cè)量結(jié)果包括： 量值大?。珳y(cè)量的可靠性。 S%?引用誤差19 精度主要分為 (precision) 用來描述測(cè)量結(jié)果中 隨機(jī)誤差 的影響（大?。┏潭?，即在一定條件下，進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，各 測(cè)量值之間 的接近程度。 （ 3） 引用誤差 (Fiducial error) 絕對(duì)誤差與測(cè)量范圍上限（或量程）的比值。 （ 1） 絕對(duì)誤差 ( Absolute error ) 被測(cè)量的測(cè)量值與其真值之差；或者為 用絕對(duì)大小給出的誤差為該量的絕對(duì)誤差。 無論哪種系統(tǒng)誤差，根據(jù)其特點(diǎn)可知 不可能通過多次測(cè)量來減小或消除誤差。通常用 x 作為作為真值的最佳估算值稱為近真值。 物理量在客觀上具有確定的數(shù)值，稱為 真值。 單次測(cè)量 ： 對(duì)待測(cè)量測(cè)量了一次。 ，衣帽整齊。寫出實(shí)驗(yàn)所用的主要公式，說明式中各量的意義、單位以及適用條件等； （ 4）實(shí)驗(yàn)器材：說明儀器設(shè)備型號(hào)量程級(jí)別等； （ 5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求，遇到的問題及注意事項(xiàng)； （ 6）設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)記錄表格 ： （另起一頁(yè)） 。網(wǎng)址： 中國(guó)石油大學(xué)（主頁(yè)）－教學(xué)院部－物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 開放實(shí)驗(yàn)－學(xué)習(xí)網(wǎng)站－開放實(shí)驗(yàn)－開放實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng) 重點(diǎn)瀏覽 學(xué)習(xí)網(wǎng)站 內(nèi)容有： 使用說明、預(yù)約查詢、上課須知、預(yù)約指南、預(yù)習(xí)輔導(dǎo)等等。 要求學(xué)生在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中必須做到 既動(dòng)手、又動(dòng)腦， 將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能很好地結(jié)合起來。 預(yù)備知識(shí) ， 對(duì)于順利完成該課程非常必要。實(shí)驗(yàn)完畢，教師檢查數(shù)據(jù)。本學(xué)期至少做 7個(gè)，下學(xué)期至少做 8個(gè)。 ： （ 1）按照測(cè)量結(jié)果獲得方式不同， 測(cè)量可分為 直接測(cè)量和間接測(cè)量 。 單次測(cè)量的原因： （ 1）精度要求不高時(shí)（如體檢稱體重、測(cè)身高）； （ 2）無法進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)（對(duì)
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