實(shí)驗(yàn)題目：長(zhǎng)度測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)和移測(cè)顯微鏡的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法，初步掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、有效數(shù)字和誤差計(jì)算規(guī)則以及對(duì)測(cè)量結(jié)果的表示方法。實(shí)驗(yàn)儀器米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)、移測(cè)顯微鏡.(3)實(shí)驗(yàn)原理游標(biāo)卡尺的工作原理(11111111cm主尺111rillIlli0510副尺圖2.2.1-4游標(biāo)卡尺是利用主尺和副尺的分度的微小差異來(lái)提高儀器精度的。如圖2。2。1-3所示的“十分游標(biāo)”，主尺上單位分度的長(zhǎng)度為1mm，副尺的單位分度的長(zhǎng)度為0.9mm，副尺有10條刻度，當(dāng)主、副尺上的零線對(duì)齊時(shí)，主、副尺上第n(n為小于9的整數(shù))條刻度相距為nX0。1=0。nmm,當(dāng)副尺向右移動(dòng)0.nmm(11111111cm主尺111rillIlli0510副尺圖2.2.1-4圖2.2.1-3其他類(lèi)型游標(biāo)卡尺的工作原理與上述相同.螺旋測(cè)微計(jì)的工作原理如圖2。2。1-4所示,A為固定在弓形支架的套筒,C是螺距為0.5mm的螺桿，B為活動(dòng)套筒，它和測(cè)微螺桿連在一起。活動(dòng)套筒旋轉(zhuǎn)一周，螺桿移動(dòng)0.5mm?；顒?dòng)套筒左端邊緣沿圓周刻有50個(gè)分度，當(dāng)它轉(zhuǎn)過(guò)1分度,螺桿移動(dòng)的距離5=0。5/50=0。01mm，這樣，螺桿移動(dòng)0。01mm時(shí)，就能準(zhǔn)確讀出。移測(cè)顯微鏡移測(cè)顯微鏡的螺旋測(cè)微裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與螺旋測(cè)微計(jì)相似，所以能把儀器精度提高到0。01mm。由于移測(cè)顯微鏡能將被測(cè)物體放大，因而物體上相距很近的兩點(diǎn)間的距離也能測(cè)出.(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理(橙色字體的數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量出的原始數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)是計(jì)算所得)一、用米尺測(cè)量用米尺測(cè)量木條長(zhǎng)度，米尺的量程2m，最小分度值1mm。單次測(cè)量：1一、用米尺測(cè)量用米尺測(cè)量木條長(zhǎng)度，米尺的量程2m，最小分度值1mm。單次測(cè)量：1=45.55(cm)A1=0.10(cm)UB(1)=A儀/<3=0.10/=0。058cm測(cè)量結(jié)果：1土殘(1)=45。55±0.06(cm)=(4.555±0。006)X10-1(根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則用米尺多次測(cè)量木盒的長(zhǎng)度表1-1|定度|只取一個(gè)有效數(shù)字|平均值，不確12341(cm)15。5215。5515。51U

——A—

0.01B——0。060.06(/(/-1)2/6x(6-1)iU(1)=[￡(1-1)2/n(n-1)='i=1

(15.49-15.51)2+(15.50-15.51)2+(15.49-15.51)2+(15.50-15.51)2+(15.52-15.51)2+(15.55-15.51)2\6x(6-1)=0。00946mm^0o01mmUB=A儀心=0.10/，'3=0.0蜘U(D=抑(l))2+(U(l))2=J(0.01)2+(0.06)2=0o06cm,C，.AB測(cè)量結(jié)果：l±UC(l)=15o51±0o06(cm)=(1。551±0.006)X10-1(m)二、用游標(biāo)卡尺(千分尺)測(cè)量銅套的高H、外徑D、內(nèi)徑d等基本量度，估算各直接測(cè)量量的不確定度。計(jì)算出物體的體積，估算不確定度。，②表1-2游標(biāo)卡尺(量程125mm、最小分度值，△儀=0。0,2mm、零點(diǎn)讀數(shù)0。00mm)測(cè)量銅管夕卜形尺寸123456平均值UaUB0o010.010o01UCH(mm)36.080o010o01D(mm)20o250.010o01d(mm)16o3616o3616.3016.3416.3216o3216o330.010o01—IU*)=產(chǎn)(H-H)2/n(n-1)=p(H.-H)2/6x(6-1)根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不確定度只取一個(gè)有效數(shù)字.'(36.06-36.08)2+(36.04-36.08)2+(36.10-36.08)2+(36.08-36.08)2+(36.08-36.08)2+(36.10-36.08)2I6x(6-1)=0o00955mm^0o01mm同樣可以計(jì)算出Ua(D)=0o00843mm^0o01mm,UA(d)=0。00989mm^0o01mm,UB=A儀//3=0.02/73=0。01mmUC(H)=J(U「H))2+(UB)2=0.0150mmQ0。01mm,UC(D)=.(Ua(D))2+(UB)2=0.0143mmQ0。01mm,UC(d)=^(Ua(d))2+(UB)2=0.0152mmQ0.01mm,計(jì)算銅套的體積及其不確定度：V=4(D2-U(V)二i(av\…"(D)V=4(D2-U(V)二i(av\…"(D)J+=U(d)+2(av__「2(av、——U(H)2hJ，兀兀—「一K—rU(d)U(H)代入C類(lèi)不確=<5HDU(D))2+(5HdU(d))2+[-(D2-d2)U(H)]2(式中的不確定度U(D)U(d)U(H)代入C類(lèi)不確定度)=21。68mm3=21.68x10—9(m)測(cè)量結(jié)果為：銅套的體積V=(4.少±0。02)x10-6任f據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不確/'定度只取一個(gè)有效數(shù)字根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字的末J一位要與不確定度末位取齊4兀三、用螺旋測(cè)微器（外徑用千分尺）測(cè)量小鐵球的直徑D,并計(jì)算其體積U=7兀,3=D336表1-3最小分度值^,、=）。01mm,系統(tǒng)誤差=儀器的零點(diǎn)讀數(shù):—0.005mm鋼珠123456平均值%UbUcD(mm)5。0010。0030.0060.006鋼珠的直徑為：D=5。006+0.006U(D)=」￡(D-D)2/n(n-1)=〔浴(H-H)2/6x(6—1)=0.03AVi\i*i=1■i=1UB=A儀點(diǎn)=0.01/'3=0。006-■UC(D)=^(Ua(D))2+(UB)2=0。0143mmQ0.01mm,4k3.142U=-Kr3=；D3=^「x5.0063=65。68574926^65.69mm3（不要求計(jì)算體積V的不確定度）366四、用移測(cè)顯微鏡測(cè)量（量程100mm、最小分度值0。01mm）毛細(xì)管直徑（表1-4）測(cè)量玻璃毛細(xì)管內(nèi)的直徑d,移測(cè)顯微鏡量程為50mm，最小分度值△儀=0.01mm,序數(shù)1234561八平均值A(chǔ)類(lèi)不確定度UAA(mm)B(mm)d(mm)0。3340.3600。3580。3150.3350.3220。3370.008.…一一,D=|A-B|,計(jì)算A類(lèi)不確定度U.也就是平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差a-Ad測(cè)量結(jié)果:玻璃毛細(xì)管內(nèi)的直徑d±UA=0.337±