大學(xué)物理--物理實(shí)驗(yàn)緒論(編輯修改稿)
2025-08-28 16:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 效數(shù)字 。 12位有效數(shù)字； 平均值的對(duì)齊。 44 直接測(cè)量量 不確定度 估算過(guò)程與表示 判斷有無(wú)應(yīng)當(dāng)剔除的 異常數(shù)據(jù)， 如有 ,剔除后重新計(jì)算 nxx i /)(??? ? )1/(2 ??? ? nxx ix?45 的系數(shù)得到 B?A?22BAxu ?+???????????%100xuuuxxxrxx46 直接測(cè)量不確定度計(jì)算舉例 例 1： 用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)某一鋼絲的直 徑，原始數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，請(qǐng)給出完 整的測(cè)量結(jié)果。 d0 = + mm , 螺旋測(cè)微計(jì)的儀器允差為 Δ儀 = 1 2 3 4 5 6 （ mm） 原始數(shù)據(jù)表格 id?47 例１解： 0ii ddd ???idd0 = + mm , 螺旋測(cè)微計(jì)的儀器允差為 Δ儀 = 1 2 3 4 5 6 (mm) (mm) (mm) (mm) id? 沒(méi)有異常數(shù)據(jù) ,不用剔除 idd ?48 ? ? )(0 0 )1/(2 mmndd id ???? ??mmnt xxA ???? ?? )(0 0 mmB ???? 儀)( mmu BAL ??+?? %2%1 0 0 ??? duu drL 例１解： 49 測(cè)量結(jié)果表示為 ??????%2)(0 0 4 rdummd50 間接測(cè)量 不確定度的計(jì)算 設(shè)待測(cè)量與各直接測(cè)量之間有函數(shù)關(guān)系： 則： 待測(cè)量的 平均值 可直接用各量平均值計(jì)算 待測(cè)量的 不確定度 與各直接測(cè)量量的不確定 度的關(guān)系為 (誤差傳遞公式 )： （ 1） 計(jì)算和差形式方便 （ 2） 計(jì)算乘除指數(shù)形式方便 ? ?nxxxxfx , 321 ??2? ???????????ixix iuxfu? ???????????ixixiux fxu 2ln51 常用公式 同學(xué)們可以用偏微分知識(shí)自己推導(dǎo)這些公式 22212221212221)()(/212121rxrxrxmkrxrxrxxxxmukuuxxxuuuxxxxxuuuxxx+??+??+???或52 間接測(cè)量的不確定度合成過(guò)程 確定度 (加減時(shí) )或相對(duì)不確定度 (乘 除、指數(shù)時(shí) )。 定度或相對(duì)不確定度 。 均值。利用平均值并求出相對(duì)不確定 度或合成不確定度 。 53 間接測(cè)量量的不確定度合成舉例 例 2： 已測(cè)得金屬環(huán)的外形尺寸如下，要求給出其體積的測(cè)量結(jié)果 cm ?????? hDD 、 外徑內(nèi)徑解： 2. 由于間接測(cè)量與直接測(cè)量量之間沒(méi)有簡(jiǎn)單關(guān)系，故先推導(dǎo)出 間接測(cè)量的 合成不確定度 )()(4 322 cmhDDV ??? 內(nèi)徑外徑?1. ? ? )()()2()2(43222222222cmuDDhuDhuDuhVuDVuDVuxfuhDDhDDixiV i??++?????????+??????????+?????????????????????? ?內(nèi)徑外徑外徑內(nèi)徑外徑內(nèi)徑內(nèi)徑外徑內(nèi)徑外徑?54 間接測(cè)量量的不確定度合成舉例 %?? Vuu VrV??????%)( 3rVucmV 例２解： 3. 求相對(duì)不確定度 4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示 55 作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 最小二乘法直線擬合 56 作圖法可形象、直觀地顯示出物理量之間的函數(shù)關(guān)系，也可用來(lái)求某些物理參數(shù)，因此它是一種重要的數(shù)據(jù)處理方法。作圖時(shí)要先整理出 數(shù)據(jù)表格 ，并要用 坐標(biāo)紙作圖 。 U ( V ) 4 2 3 8 6 9 4 8 6 0I ( mA ) 0 1 2 0 5 12. 00 13. 99 15. 92 18. 00 20. 01，確定坐標(biāo)紙的大小 坐標(biāo)分度值的選取應(yīng)能基本反映測(cè)量值的準(zhǔn)確度或精密度。根據(jù)表１數(shù)據(jù) U 軸可選 1mm對(duì)應(yīng)于 V， I 軸可選1mm對(duì)應(yīng)于 mA，并可定 坐標(biāo)紙的大小（略大于坐標(biāo)范圍、數(shù)據(jù)范圍） 約為 130 mm 130 mm。 表 1：伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 步驟 例 3： 57 ： 用粗實(shí)線畫(huà)坐標(biāo)軸，用箭頭標(biāo)軸方向，標(biāo)坐標(biāo)軸的名稱或符號(hào)、單位 ,再按順序標(biāo)出坐標(biāo)軸整分格上的量值。 I (mA) U (V) 0 4. 連成圖線： 用直尺、曲線板等把點(diǎn)連成直線、光滑曲線。一般不強(qiáng)求直線或曲線通過(guò)每個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，應(yīng)使圖線線正穿過(guò)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)時(shí)可以在 兩邊的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)與圖線最為接近且分布大體均勻。圖點(diǎn)處斷開(kāi)。 ： 實(shí)驗(yàn)點(diǎn)可用“ ”、 “ ”、“ ”等符號(hào)標(biāo)出（同一坐標(biāo)系下不同曲線用不同的符號(hào)）。 58 ： 在圖上空白位置標(biāo)明實(shí)驗(yàn)條件或從圖上得出的某些參數(shù)。如利用所繪直線可給出被測(cè)電阻 R大小：從 所繪直線 上讀取兩點(diǎn) A、 B 的坐標(biāo)就可求出 R 值。 I (mA) U (V) 0 ： 在圖線下方或空白位置寫(xiě)出圖線的名稱及某些必要的說(shuō)明。 A(,) B(,) 由圖上 A、 B兩點(diǎn)可得被測(cè)電阻 R為： )k( ???????? AB AB II UUR至此一張圖才算完成 電阻伏安特性曲線 作者： xx 59 ● 不當(dāng)圖例展示 ： n λ(nm) 玻璃材料色散曲線圖 圖 1 不當(dāng)：曲線太粗，不均勻，不光滑 。 應(yīng)該用直尺、曲線板等工具把實(shí)驗(yàn)點(diǎn)連成光滑、均勻的細(xì)實(shí)線。 60 n λ(nm)
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