【正文】 誤差的大小不確定）。5）精密度、正確度和精確度為了能正確評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量結(jié)果的好壞，可引入精密度、正確度和精確度這三個(gè)概念。它是由于不正確地使用儀器，粗心大意．觀察錯(cuò)誤或記錯(cuò)數(shù)據(jù)等不正常情況引起的誤差。（3）過(guò)失誤差。事實(shí)上，當(dāng)測(cè)量次數(shù)充分多時(shí)，隨機(jī)誤差必然顯示出其特有的規(guī)律性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，上述因素往往混雜出現(xiàn)，難以預(yù)知，難以控制，所以，對(duì)待隨機(jī)誤差，不可能像對(duì)系統(tǒng)誤差那樣，找出原因，一一加以分析處理。② 外界因素的起伏不定，如溫度的或高或低，電源電壓的不穩(wěn)定等。它是由一系列隨機(jī)的、不確定的因素所形成的。（2）隨機(jī)誤差。例如，實(shí)驗(yàn)前選擇合適的測(cè)量方法，對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校準(zhǔn)；在實(shí)驗(yàn)中可采取一定的方法和手段使測(cè)量中的系統(tǒng)誤差消除或減??；在實(shí)驗(yàn)測(cè)量后可對(duì)實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行理論修正等。系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)、減小或修正是一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)課題，對(duì)于廣大學(xué)生來(lái)說(shuō)，則是需要通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練逐步培養(yǎng)的一種重要的實(shí)驗(yàn)技能。④ 測(cè)量者的習(xí)慣和偏向。③ 外界環(huán)境因素的影響。② 理論與方法上的不完善。系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：① 儀器本身的缺陷。（1）系統(tǒng)誤差。在誤差無(wú)法避免的情況下，我們所做的工作應(yīng)該是：第一，盡量設(shè)法減小測(cè)量中的誤差；第二，找到在同一測(cè)量條件下，最接近于真值的最佳近似值；第三，估計(jì)最佳值的可靠程度或者說(shuō)明一個(gè)值域范圍內(nèi)包含真值的可能程度。因此，得到的測(cè)量值和真值之間總不可避免地存在著或多或少的差異．這種差異就是所謂的誤差。顯然，我們測(cè)量的目的也正是為了尋求這一真值。如再直接測(cè)出其質(zhì)量m，便又可間接測(cè)出其密度。這樣的一類(lèi)測(cè)量稱(chēng)為間接測(cè)量。只能用間接的方法進(jìn)行測(cè)量，即將待測(cè)量表示成另外幾個(gè)可直接測(cè)量量的函數(shù)。應(yīng)該指出的是，能直接測(cè)量的物理量并不多。2）直接測(cè)量與間接測(cè)量所謂直接測(cè)量就是將待測(cè)量與預(yù)先選定好的儀器、量具比較，直接從儀器上讀出測(cè)量量的大小。在測(cè)量過(guò)程中，為確定被測(cè)對(duì)象的測(cè)量值，首先要選定一個(gè)單位，然后將待測(cè)量與這個(gè)單位進(jìn)行比較，得到比值（倍數(shù)）即為測(cè)量值的數(shù)值。測(cè)量從本質(zhì)上講是人們對(duì)自然界中的客體獲取數(shù)量概念的一種認(rèn)識(shí)過(guò)程。上 篇1 物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)（上） 測(cè)量、誤差、不確定度 測(cè)量與誤差1）測(cè)量物理實(shí)驗(yàn)是將物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)按人們的意愿在一定的實(shí)驗(yàn)條件下再現(xiàn)，以找出各物理量間的關(guān)系，確定它們的數(shù)值大小，從中獲取規(guī)律性認(rèn)識(shí)的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的書(shū)面總結(jié)，也是今后書(shū)寫(xiě)科研論文的基礎(chǔ)，應(yīng)保持字跡端正、書(shū)寫(xiě)整潔、條理清楚、內(nèi)容正確和完整。（2）誤差分析和問(wèn)題討論等。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)教師審閱認(rèn)可，否則應(yīng)重做或補(bǔ)做。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)先對(duì)照課本了解儀器的結(jié)構(gòu)原理和使用方法，再將儀器安裝調(diào)試好，或開(kāi)始接線，準(zhǔn)備就緒后開(kāi)始測(cè)量或觀察。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（概要地寫(xiě)出主要內(nèi)容和步驟）。（3）實(shí)驗(yàn)原理（只要求寫(xiě)出原理摘要）。在達(dá)到預(yù)習(xí)要求的基礎(chǔ)上，要求寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告（統(tǒng)一寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上），其內(nèi)容包括：（1）實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的具體要求只作粗略了解，以便能抓住實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。對(duì)同一物理量雖可用不同方法來(lái)測(cè)定，但是，無(wú)論實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如何，也不論采用哪一種實(shí)驗(yàn)方法，物理實(shí)驗(yàn)課的基本程序大都相同,一般分為如下三個(gè)階段： 實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)間有限，而熟悉儀器和測(cè)量數(shù)據(jù)的任務(wù)比較重，因此必須在實(shí)驗(yàn)課前認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)課本，明確實(shí)驗(yàn)的目的和實(shí)驗(yàn)的基本原理，了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和基本方法。要求學(xué)生具有理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，主動(dòng)研究的探索精神和遵守紀(jì)律、愛(ài)護(hù)公共財(cái)產(chǎn)的優(yōu)良品德。⑤ 能夠完成簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。③ 能夠運(yùn)用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析判斷。其中包括：① 能夠自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材或資料，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備。本課程的具體任務(wù)是：（1）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對(duì)物理量的測(cè)量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，加深對(duì)物理學(xué)原理的理解。不容置疑，今后在探索和開(kāi)拓新的科技領(lǐng)域中，物理實(shí)驗(yàn)仍然是有力的工具。當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以學(xué)科互相滲透、交叉與綜合為特征。物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，人類(lèi)文明史上的每次重大的技術(shù)革命都是以物理學(xué)的進(jìn)步為先導(dǎo)的，物理實(shí)驗(yàn)在其中起著獨(dú)特的作用。在物理學(xué)的發(fā)展中一直起著重要的作用。物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分之一。近代科學(xué)歷史表明，自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的所有研究成果都是理論和實(shí)驗(yàn)密切結(jié)合的結(jié)晶。緒 論 物理實(shí)驗(yàn)的地位和作用實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律、改造客觀世界的基本手段。借助于實(shí)驗(yàn)，人們可以突破感官的限制，擴(kuò)展認(rèn)識(shí)的境界，揭示事物的內(nèi)在聯(lián)系。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用日益廣泛和復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)的精確程度越來(lái)越高，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在科學(xué)技術(shù)的重大突破中所起的作用也越來(lái)越大。物理實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。物理概念的確立、物理規(guī)律的發(fā)展、物理理論的建立都有賴(lài)于物理實(shí)驗(yàn)，并受物理實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。如，法拉第等人進(jìn)行電磁學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究促使了電磁學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展，導(dǎo)致了電力技術(shù)與無(wú)線電技術(shù)的誕生，形成了電力與電子工業(yè)；放射性實(shí)驗(yàn)的研究和發(fā)展導(dǎo)致原子核科學(xué)的誕生與核能的運(yùn)用，使人類(lèi)進(jìn)入了原子能時(shí)代；固體物理實(shí)驗(yàn)的研究和發(fā)展導(dǎo)致晶體管與集成電路的問(wèn)世，進(jìn)而形成了強(qiáng)大的微電子工業(yè)與計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)，使人類(lèi)步入信息時(shí)代。物理實(shí)驗(yàn)作為有力的工具，其構(gòu)思、方法和技術(shù)與其他學(xué)科的相互結(jié)合已經(jīng)取得巨大的成果。 物理實(shí)驗(yàn)的任務(wù)和目的物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)工科學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門(mén)獨(dú)立的必修基礎(chǔ)課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端，是工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。（2）培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?能夠借助教材或儀器說(shuō)明書(shū)正確使用常用儀器。④ 能夠正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制曲線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫(xiě)合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（3）培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。 物理實(shí)驗(yàn)課的基本程序物理實(shí)驗(yàn)多數(shù)是測(cè)量某一物理量的數(shù)值，也有研究某一物理量隨另一物理量變化的規(guī)律性。預(yù)習(xí)時(shí)，應(yīng)以理解所述原理為主，其次是明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?。為了使測(cè)量結(jié)果一目了然，防止漏測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)習(xí)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求在記錄紙上畫(huà)好數(shù)據(jù)表格（）。（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?）實(shí)驗(yàn)儀器的概述。（6）注意事項(xiàng)（只寫(xiě)需要特別注意的事項(xiàng)）。測(cè)量時(shí)，應(yīng)按有效數(shù)字規(guī)則讀數(shù)和記錄數(shù)據(jù)，其位數(shù)不能任意增減。 撰寫(xiě)報(bào)告在原預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上充實(shí)以下幾部分內(nèi)容：（1）數(shù)據(jù)記錄與處理（包括記錄表格、誤差估算及最后結(jié)果的表示等，運(yùn)算步驟應(yīng)完整，并注意有效數(shù)字）。問(wèn)題討論中，包括回答實(shí)驗(yàn)思考題，分析實(shí)驗(yàn)中觀察到的異?，F(xiàn)象，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)課的意見(jiàn)、建議等。如實(shí)驗(yàn)報(bào)告不符合要求，教師可要求學(xué)生重寫(xiě)。而要在實(shí)驗(yàn)中得到這種定量化的認(rèn)識(shí)，測(cè)量是必不可少的。這一過(guò)程，總是通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)者，運(yùn)用一定的方法，使用一定的儀器實(shí)現(xiàn)的。顯然，數(shù)值的大小與所選的單位有關(guān)，因此表示一測(cè)量值數(shù)值時(shí)必須附以單位。例如，用米尺測(cè)長(zhǎng)度，用天平測(cè)質(zhì)量，用電流表測(cè)電流等。對(duì)大多數(shù)物理量來(lái)說(shuō)，沒(méi)有可供直接進(jìn)行測(cè)量、讀數(shù)用的儀器。根據(jù)可直接測(cè)量的物理量的測(cè)量值通過(guò)一定的函數(shù)運(yùn)算，最終計(jì)算出待測(cè)量。例如，直接測(cè)量出銅柱體的高和直徑，便可間接測(cè)出其體積。3）真值與誤差一個(gè)待測(cè)的物理量，客觀上在一定條件下都有一定的大小，我們稱(chēng)之為“真值”。但具體的測(cè)量由于總要使用一定的儀器，通過(guò)一定的方法，在一定的環(huán)境條件下，由一定的觀測(cè)者去完成，而儀器、方法、環(huán)境和測(cè)量者都不可能是盡善盡美，沒(méi)有缺陷的。如果用A表示待測(cè)量的真值，X表示具體的測(cè)量值，則可將測(cè)量的誤差X表示為 （1）測(cè)量得到的一切值，都毫無(wú)例外地存在誤差，誤差存在于一切測(cè)量之中，而且貫穿于測(cè)量過(guò)程的始末。4）誤差的分類(lèi)根據(jù)誤差形成的不同原因及表現(xiàn)出的不同特性通常將其分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和過(guò)失誤差三類(lèi)。在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)同一物理量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)總保持不變或總按某一特定的規(guī)律變化，這一類(lèi)誤差稱(chēng)為系統(tǒng)誤差。如刻度不準(zhǔn)確，零點(diǎn)未校準(zhǔn)，儀器未按要求調(diào)到最佳測(cè)量狀態(tài)等。例如，用伏安法測(cè)電阻沒(méi)有考慮電表內(nèi)阻的影響，進(jìn)行熱學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)有熱量的散失等。例如，金屬尺的熱脹冷縮，標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)隨溫度的改變而發(fā)生變化。例如，有的測(cè)量者習(xí)慣于側(cè)坐斜視