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正文內(nèi)容

浙江大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論-閱讀頁

2024-09-03 22:59本頁面
  

【正文】 N=(?) cm 有效數(shù)字應(yīng)用舉例 : 1) ?= 2) (6788+)?= 104 3) (4400000177。 ) 104m 4) 123 3=5 103 列表法: 在原始數(shù)據(jù)記錄以及整理數(shù)據(jù)時(shí),都要進(jìn)行正規(guī)列表。既有利于一目了然地表示各物理量之間的關(guān)系,又便于發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問題。因此數(shù)據(jù)處理也物理實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié) 。如果依次相減,就會(huì)發(fā)現(xiàn)中間許多數(shù)據(jù)并未發(fā)揮作用,而影響到實(shí)驗(yàn)的可靠性。 在金屬楊氏彈性模量實(shí)驗(yàn)中,連續(xù)測(cè)量鋼絲的伸長(zhǎng)位置為: A A A A A A A A A A10等 10個(gè)數(shù)據(jù)。 為發(fā)揮多次測(cè)量的優(yōu)越性,將數(shù)據(jù)分成前后兩組: A A A A A5為一組 , A A A A A10為另一組 ; 將這兩組對(duì)應(yīng)相減,得出 5組,且每一組相減間距是 原來臨近間距的 5倍,這樣有: 55)()()()()( 51049382716???????????? AAAAAAAAAAA這種處理數(shù)據(jù)的方法稱為 逐差法 。是實(shí)驗(yàn)中常用的處理數(shù)據(jù)的方法。 例如實(shí)驗(yàn)一金屬楊氏彈性模量的數(shù)據(jù)處理 : 序號(hào) 荷重砝碼質(zhì)量 mg (N) 標(biāo)尺讀數(shù) S (cm) 荷重砝碼質(zhì)量差 4牛頓時(shí)的讀數(shù)差 ?S (cm) ?S的絕對(duì)誤差 ? (?S) (cm) 增砝碼時(shí) 減砝碼時(shí) 平均值 1 0 S0= S0’= ? (?S)1= 2 1 S1= S1’= ? (?S)2= 3 2 S2= S2’= ? (?S)3= 4 3 S3= S3’= ? (?S)4= 5 4 S4= S4’= 6 5 S5= S5’= 7 6 S6= S6’= 8 7 S7= S7’= ?S ?S ?S ?S ?S ?S ?S ?S ???? SSS ???? SSS ???? SSS ???? SSS??S )( ??? S作圖法可以分為二種: 一、 圖示法 ,它用圖形曲線來表達(dá)物理量的變化。 二、 圖解法 ,它是用作圖的方法來尋求兩個(gè)物理測(cè)量量的解析關(guān)系。如靜 電場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)中就 是采用此法。 422圖解法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖解法可形象、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。 作圖步驟 :實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表如下 選擇合適的坐標(biāo)分度值,確定坐標(biāo)紙的大小 坐標(biāo)分度值的選取應(yīng)能反映測(cè)量值的有效位數(shù),一般以 1~ 2mm對(duì)應(yīng)于測(cè)量?jī)x表的最小分度值或?qū)?yīng)于測(cè)量值的次末位數(shù))。 連成圖線: 用直尺、曲線板等把點(diǎn)連成直線、光滑曲線。圖線正穿過實(shí)驗(yàn)點(diǎn)時(shí)可以在點(diǎn)處斷開?!钡确?hào)標(biāo)出(同一坐標(biāo)系下不同曲線用不同的符號(hào))。利用所繪直線可給出被測(cè)電阻R大?。簭乃L直線上讀取兩點(diǎn) A、 B 的坐標(biāo)就可求出 R 值。 電阻伏安特性曲線 ● 不當(dāng)圖例展示: n λ(nm) 玻璃材料色散曲線圖 圖 1 曲線太粗,不均勻,不光滑 。 改正為 : 玻璃材料色散曲線圖 n λ(nm) 圖 2 I (mA) U (V) 0 電學(xué)元件伏安特性曲線 橫軸坐標(biāo)分度選取不當(dāng)。實(shí)際在選擇坐標(biāo)分度值時(shí),應(yīng)既滿足有效數(shù)字的要求又便于作圖和讀圖, 一般以 1 mm 代表的量值是 10的整數(shù)次冪或是其 2倍或 5倍。實(shí)際作圖時(shí),坐標(biāo)原點(diǎn)的讀數(shù)可以不從零開始 。 據(jù)此有 m i n)]([)]([ 22 ? ??????? ?? iiii bxayxfys0)(2 ??????? ? ii bxayas 0)(2 ??????? ? iii xbxaybs??? ? ? ????222)( iiiiiiixnxxyxyxa??? ????22)(iiiiiixnxyxnyxb相關(guān)系數(shù) r: 最小二乘法處理數(shù)據(jù)除給出 a、 b 外,還應(yīng)給出相關(guān)系數(shù) r , r 定義為 22 )()()()(?????????yyxxyyxxriiiinxx i??nyy i??其中 r 表示兩變量之間的函數(shù)關(guān)系與線性的符合程度,r?[1, 1]。 物理實(shí)驗(yàn)中一般要求 r 絕對(duì)值達(dá)到 (3個(gè) 9以上 ) 。 五、對(duì)同學(xué)的基本要求 1. 做好預(yù)習(xí) ,寫好預(yù)習(xí)報(bào)告。了解這次實(shí)驗(yàn)的目的、原理、操作步驟和應(yīng)注意的事項(xiàng)。 ( 2)在草表一欄畫好原始數(shù)據(jù)表格。 尤其是,人身和儀器的安全。分析實(shí)驗(yàn)過程的合理性與規(guī)律。它是你這次實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。 ( 1)閱讀有關(guān)資料、調(diào)整儀器、觀察現(xiàn)象、記錄數(shù) 據(jù)。 ( 2)強(qiáng)調(diào)不可用鉛筆記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)完整、儀器還原后,經(jīng)老師簽字后 方才有效。這是一輩子受用的財(cái)產(chǎn), 也是物理實(shí)驗(yàn)課的重要內(nèi)容。 反面的例子也有: 在 2022年美國兩個(gè)世界著名的實(shí)驗(yàn)室:勞倫斯伯克利 實(shí)驗(yàn)室和貝爾實(shí)驗(yàn)室分別解雇和開除了一名科學(xué)家。 左圖是被伯克利實(shí)驗(yàn)室解雇 的尼諾夫。 曾分別被評(píng)為 1999年和 2022年世界十大科學(xué)進(jìn)展之一 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn): 一、 實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí) 基本要求: 預(yù)習(xí)報(bào)告是整個(gè)報(bào)告的前部分,其內(nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理(包括理論依據(jù)、計(jì)算公式、儀器測(cè)量原理、原理圖,如電路圖及光路圖等)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)器材和注意事項(xiàng),數(shù)據(jù)記錄草表的設(shè)計(jì)等。 預(yù)習(xí)報(bào)告成績(jī)?yōu)?20分,其中原理和內(nèi)容占主要, 原理 10分,內(nèi)容和其他 10分。 二、 實(shí)驗(yàn)過程的考核 基本要求: 學(xué)生要認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)的整體布局,仔細(xì)閱讀有關(guān)儀器使用說明書,正確使用和調(diào)節(jié)儀器設(shè)備,操作規(guī)范、讀數(shù)正確、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后數(shù)據(jù)經(jīng)老師簽字、整理好儀器,方可離開實(shí)驗(yàn)室。損壞儀器以至無法實(shí)驗(yàn)者 30分不給; 2) 抄襲和偽造數(shù)據(jù) 30分不給; 3) 操作中對(duì)儀器故障能自己排除,可適當(dāng)加分; 4) 對(duì)儀器誤差或缺陷有自己的見解和提出改進(jìn)的意見可加分。 評(píng)分辦法 : 這部分總分 50分。 1) 結(jié)果有效數(shù)字嚴(yán)重錯(cuò)誤扣 5分; 2) 不確定度計(jì)算及表示錯(cuò)誤扣 5分; 3) 結(jié)果計(jì)算錯(cuò)誤或違背了理論值和公認(rèn)值(非儀器本身引起的)扣 20分; 4) 抄襲和偽造數(shù)據(jù)與結(jié)果者扣 30分。以上加分每次不超出 10
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