1、理論，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的地位和作用，物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科院校所有專業(yè)必修的獨(dú)立基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生在大學(xué)接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端。物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)，是自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，也是學(xué)習(xí)其他自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。物理學(xué)史是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展和應(yīng)用過程中起著重要的作用。教學(xué)目的和要求，學(xué)習(xí)物理知識(shí)，培養(yǎng)物理能力，提高實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，教學(xué)目的和要求，學(xué)習(xí)物理知識(shí)，觀察和分析物理現(xiàn)象，測(cè)量物理量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和設(shè)計(jì)思想，掌握和理解物理理論，掌握物理實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)，掌握誤差理論，教學(xué)目的和要求，培養(yǎng)物理能力，

2、正確使用常用儀器，掌握基本物理量的測(cè)量方法，運(yùn)用物理理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析， 正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制實(shí)驗(yàn)曲線，解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢x器設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案。教學(xué)目標(biāo)和要求，提高實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，培養(yǎng)用理論知識(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，認(rèn)真認(rèn)證實(shí)驗(yàn)態(tài)度，積極學(xué)習(xí)和創(chuàng)新探索精神，遵守紀(jì)律，團(tuán)結(jié)合作，愛護(hù)公物，通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)掌握基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??；緦?shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵改軌虺晒ν瓿梢欢▽?shí)驗(yàn)活動(dòng)(科研實(shí)驗(yàn)或教學(xué)實(shí)驗(yàn))的各種相關(guān)能力的總和。觀察思維能力：觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并在實(shí)驗(yàn)中獲得正確規(guī)律的能力。使用儀器的能力可以在教材或使用手冊(cè)的幫助下掌握調(diào)整和使用儀器的能

3、力。故障分析能力：在實(shí)驗(yàn)中正確找出異?，F(xiàn)象的原因并排除故障的能力。正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及正確分析實(shí)驗(yàn)誤差的能力。寫報(bào)告的能力寫標(biāo)準(zhǔn)化的合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力可以根據(jù)學(xué)科要求確定實(shí)驗(yàn)方案和條件，合理選擇實(shí)驗(yàn)儀器。研究大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的意義，物理實(shí)驗(yàn)的重要性不僅在于它促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展，而且在自然科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮了獨(dú)特的作用。當(dāng)代生物學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的研究也離不開物理實(shí)驗(yàn)的技術(shù)和手段。掌握物理實(shí)驗(yàn)的思想、方法和技能是理工科學(xué)生的重要素質(zhì)之一。如何學(xué)好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)并掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)的學(xué)習(xí)方法？培養(yǎng)閱讀課本和參考書的好習(xí)慣。按照大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)程序制定嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)規(guī)范。搞

4、好每節(jié)實(shí)驗(yàn)課，全面掌握課程內(nèi)容。有意識(shí)地訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能。仔細(xì)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。物理實(shí)驗(yàn)課的基本程序，實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)的原理，基本儀器的使用，實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，主要儀器的名稱，用途，原理(主要公式，原理圖)，簡(jiǎn)要步驟(注意事項(xiàng))，記錄數(shù)據(jù)表(已知量，規(guī)定量，待測(cè)單位)，以及相應(yīng)的常用結(jié)果， 作為最終等級(jí)的一部分，螺旋千分尺的零位為0.004，已知螺旋千分尺的儀器公差為0.004毫米。請(qǐng)給出完整的測(cè)量結(jié)果。，直接測(cè)量不確定度計(jì)算示例，(零點(diǎn)修正)，結(jié)果表達(dá)式：L=0.2460.004(mm)Ur=2% P=0.683，平均直徑，不確定度計(jì)算，間接測(cè)量不確定度計(jì)算，

5、假設(shè)待測(cè)值與各直接測(cè)量值之間存在函數(shù)關(guān)系，待測(cè)平均值的不確定度和差值形式為乘除指數(shù)形式。在誤差傳遞公式中，根中有隨機(jī)誤差項(xiàng)，而在不確定度傳遞公式中，根中可以有甲類或乙類不確定度、標(biāo)準(zhǔn)不確定度或擴(kuò)展不確定度，使用起來更方便。需要注意的是，不同的物理量可以在不同的時(shí)間測(cè)量，分別采用不同的測(cè)試因子，但要求所有測(cè)量值在合成過程中具有相同的置信概率。經(jīng)過這種綜合，最終結(jié)果的不確定性有一個(gè)共同的置信概率。間接測(cè)量不確定度計(jì)算，間接測(cè)量不確定度綜合實(shí)例，實(shí)例2:測(cè)量了金屬環(huán)的外徑、內(nèi)徑和高度，得到了體積的測(cè)量結(jié)果。間接測(cè)量量、環(huán)量平均值、不確定度合成公式和相對(duì)不確定度的不確定度合成實(shí)例。結(jié)果表明，有效數(shù)能夠

6、正確有效地代表被測(cè)量實(shí)際情況的所有數(shù)字測(cè)量結(jié)果中的準(zhǔn)確數(shù)和最后可疑數(shù)。對(duì)于更大或更小的數(shù)字，通常使用科學(xué)計(jì)數(shù)。數(shù)字前面的“0”不是有效數(shù)字，數(shù)字中間或結(jié)尾的“0”是有效數(shù)字。有效位數(shù)與準(zhǔn)確度有關(guān)，對(duì)相同物理量測(cè)量的有效位數(shù)越多，準(zhǔn)確度越高。有效數(shù)、讀數(shù)有效數(shù)、可靠數(shù)、可疑數(shù)、15.2毫米15.0毫米、有效數(shù)運(yùn)算加減：加(減)和(差)數(shù)時(shí)，小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)應(yīng)與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的位數(shù)相同。4.178 21.3 25.478，有效數(shù)字運(yùn)算加減：加(減)和(差)數(shù)時(shí)，小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)應(yīng)與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的位數(shù)相同。4.178 21.3 25.478=25.5，有效數(shù)，有效數(shù)運(yùn)算乘法和除法：數(shù)量相乘(除)后

7、的積(商)所保留的有效數(shù)只需與因子中有效數(shù)最少的有效數(shù)相同即可。4.178 10.1 4178 4178 42.1978，有效數(shù)字，有效數(shù)字乘法和除法：乘法(除法)后的數(shù)量的乘積(商)所保留的有效數(shù)字只需要與因子中有效數(shù)字最少的那個(gè)相同。4.178 10.1 4178 4178 42.1978=42.2，這是一個(gè)很大的數(shù)字。在操作過程中會(huì)保留許多數(shù)字，并根據(jù)需要選擇結(jié)果。有效數(shù)字尾數(shù)的舍入規(guī)則是4倍和6倍。如果要丟棄的數(shù)字的最高位數(shù)為4或更少，則最高位數(shù)為6或更多的數(shù)字將被丟棄。如果要丟棄的下一個(gè)數(shù)字的最高數(shù)字是5，而前一個(gè)數(shù)字是奇數(shù)，則加1。如果是偶數(shù)，它將被丟棄。例如：4.327494.3

8、27 4.327514.328 4.327614.328 4.328504.328，有效數(shù)字，當(dāng)讀取和記錄直接測(cè)量時(shí)，一般儀器顯示的數(shù)字值都是有效數(shù)字，所以讀取所有值并記錄它們(包括最后一個(gè)數(shù)字的評(píng)估)?？潭葍x表的讀數(shù)應(yīng)估計(jì)為1/10、1/5或1/2。光標(biāo)型測(cè)量工具只能讀取光標(biāo)分割值。數(shù)字儀器或步進(jìn)儀器(如電阻箱等。)不需要評(píng)估，并且儀器顯示的最后位置是可疑的。當(dāng)最后一位為“0”時(shí)，該位也是要讀取的有效數(shù)字。間接測(cè)量結(jié)果的有效位數(shù)可以根據(jù)計(jì)算出的不確定度值來確定。有效數(shù)字，在計(jì)算過程中沒有選擇，而最終結(jié)果的有效數(shù)字是由不確定性決定的。例如：45.465350 45，45.5，45.47，45.

9、465，45.4654，數(shù)據(jù)處理的基本方法，列表法，作圖法，差分法，最小二乘法，列表法，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表成表格，可以簡(jiǎn)明地表達(dá)相關(guān)物理量之間的關(guān)系。清單要求：清單應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，以便看到相關(guān)數(shù)量之間的關(guān)系，便于數(shù)據(jù)處理。表中每個(gè)符號(hào)所代表的物理量的含義必須解釋清楚，單位必須表述清楚。表中的數(shù)據(jù)應(yīng)正確反映測(cè)量值的有效數(shù)字。列表法、金屬電阻溫度系數(shù)的測(cè)定法、作圖法和作圖法可以形象直觀地顯示物理量之間的函數(shù)關(guān)系，也可以用來尋找一些物理參數(shù)。繪圖時(shí)，我們應(yīng)該先整理數(shù)據(jù)表，然后用繪圖紙繪圖(或用電腦繪圖)。1.選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)分割值來確定圖形紙張的大小。坐標(biāo)分度值的選擇應(yīng)基本反映測(cè)量值的精度。根據(jù)表格數(shù)據(jù)，u軸

10、1毫米對(duì)應(yīng)0.10伏，I軸1毫米對(duì)應(yīng)0.20毫安，可以確定繪圖紙的尺寸(略大于坐標(biāo)范圍和數(shù)據(jù)范圍)。表1:伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖例顯示不當(dāng)：圖1，計(jì)算機(jī)繪圖的ORIGIN，逐步法，當(dāng)兩個(gè)變量之間的函數(shù)關(guān)系可以用多項(xiàng)式形式表示，自變量以相等的間隔變化時(shí)，數(shù)據(jù)通常采用逐步法處理。它的優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)獲得所需的物理量。對(duì)于線性函數(shù)的形式，因變量變化的平均值可以用差分法計(jì)算。具體方法是將測(cè)量值分成兩組，分別減去相應(yīng)的項(xiàng)目，然后取平均值得到結(jié)果。逐步法一般是針對(duì)多項(xiàng)式實(shí)驗(yàn)公式，逐步法的例子，線性回歸法-最小二乘法，回歸分析法?；貧w分析方法使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)來處理相關(guān)性，并確定變量之間是否存在相關(guān)

11、性。如果存在相關(guān)性，找出它們之間適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)表達(dá)式。相互關(guān)聯(lián)的變量之間的關(guān)系可以分為兩種類型：變量之間有完全確定的關(guān)系：函數(shù)關(guān)系；變量之間的聯(lián)系存在不同程度的不確定性：相關(guān)性；以上兩種關(guān)系可以相互轉(zhuǎn)化。最小二乘法適用于自變量X的誤差遠(yuǎn)小于因變量y的誤差的情況。最小二乘法從一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中擬合出最優(yōu)曲線，常用的方法是最小二乘法。如果物理量x和y滿足函數(shù)關(guān)系：y=b1x b2，并且從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)x1、x2xn和y1、y2yn獲得一系列b1i和b2i，則最小二乘法是使用這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定等式中的最佳待定常數(shù)b1和b2，從而最小化測(cè)量列的誤差。解決方案：1。列表，可以從上表中得到：那么相關(guān)系數(shù)：因?yàn)閚=17，臨界相關(guān)系數(shù)R0=0.575可以通過查表找到?？梢钥吹絉R0，表明x和y之間存在線性關(guān)系，然后我們可以進(jìn)一步找出：通過計(jì)算，這組數(shù)據(jù)應(yīng)該被剔除(6.67，654)，剩下的n=16組數(shù)據(jù)。使用Chauvigne剔除標(biāo)準(zhǔn)剔除測(cè)量值中存在嚴(yán)重誤差的數(shù)據(jù)，列表如下(當(dāng)n=17，Cu=2.17時(shí)):2。消除重大錯(cuò)誤?？梢钥闯鯮R0，表明X和Y之間存在線性關(guān)系。然后，我們可以