1、注意事項(xiàng),1、實(shí)驗(yàn)從第四周開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在新校區(qū)數(shù)理北樓，第三周周二晚上17：0019：00各班學(xué)習(xí)委員以班為單位統(tǒng)一到新校區(qū)數(shù)理北樓110購(gòu)買實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙、預(yù)習(xí)冊(cè)、計(jì)算紙。一套15元。 2、本學(xué)期物理實(shí)驗(yàn)課由以班為單位選課（選課網(wǎng)址：34/xuanke 3、上課時(shí)間:上午(二)：10:00 下午一：13:30 下午二：16:00 晚上：19:00 每個(gè)實(shí)驗(yàn)三學(xué)時(shí)中間不休息。如有變動(dòng)以網(wǎng)上通知為準(zhǔn),4、最終成績(jī)：平時(shí)分（含緒論課、預(yù)習(xí)分、操作分、實(shí)驗(yàn)報(bào)告分）70%-100%，考試分0-30%。缺考按不及格處理！ 5、預(yù)約時(shí)注意防止與班上的其他課程發(fā)生沖突，且有

2、三學(xué)時(shí)以上空閑時(shí)間，實(shí)驗(yàn)課一旦選定，不得缺課，否則按曠課處理、該實(shí)驗(yàn)為0分。如有特殊情況，要有加蓋公章的情假條或醫(yī)院的證明方可情假。 6、各位同學(xué)每次實(shí)驗(yàn)課前一周進(jìn)行預(yù)約（如第三周預(yù)約第四周實(shí)驗(yàn)），同學(xué)應(yīng)在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)并按時(shí)上課。 7、實(shí)驗(yàn)報(bào)告交到各實(shí)驗(yàn)的信箱中，按時(shí)交前一周的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。,1、選課網(wǎng)址：34/xuanke進(jìn)入物理實(shí)驗(yàn)中心選課網(wǎng)站。 2、各班學(xué)習(xí)委員在“各班班級(jí)一覽表”中找到本班班級(jí)賬號(hào)（班級(jí)名稱）、初始密碼并以班級(jí)身份登錄。 3、修改班級(jí)密碼，請(qǐng)各班學(xué)習(xí)委員保管好密碼。 4、進(jìn)入班級(jí)名單選單，先刷校園卡，然后錄入班上同學(xué)的信息。 5、學(xué)習(xí)委員

3、錄入同學(xué)信息后、以班為單位選課。 6、在班級(jí)帳戶中可以查詢班級(jí)課表和每位同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)的情況及成績(jī)。 7、各班學(xué)習(xí)委員錄入自己的聯(lián)系方式以便聯(lián)系！,學(xué)習(xí)委員刷卡后直接進(jìn)入班級(jí)賬戶。 其他同學(xué)刷卡后進(jìn)入個(gè)人賬戶查詢本人課和成績(jī)。 以后可能會(huì)使用的功能： 刷卡開(kāi)門。 刷卡開(kāi)實(shí)驗(yàn)桌電源。 下課后各班學(xué)習(xí)委員或班長(zhǎng)收齊校園卡統(tǒng)一到物理實(shí)驗(yàn)中心306錄入班上同學(xué)信息（下午6點(diǎn)之前）。,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論,(1) 怎樣做物理實(shí)驗(yàn),1) 課前預(yù)習(xí) 包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法等， 繪出數(shù)據(jù)記錄表格，完成預(yù)習(xí)冊(cè)上 習(xí)題。,2) 課堂操作 包括：調(diào)整儀器裝置，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象， 學(xué)習(xí)排除故障，測(cè)讀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。,3)

4、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告,包括：按照要求做實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 與誤差分析，有關(guān)問(wèn)題的討論等。,2.測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí),(1) 測(cè)量的概念,所謂測(cè)量，就是將被測(cè)量的物理量與作為測(cè)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定其比值的過(guò)程。,1) 直接測(cè)量,指使用儀器或量具，直接測(cè)得（讀出）被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量，該物理量稱為直接測(cè)量量。,2) 間接測(cè)量,指依據(jù)直接測(cè)量量，通過(guò)一定的關(guān)系式計(jì)算而得到，這種測(cè)量稱為間接測(cè)量，需要通過(guò)間接測(cè)量求得結(jié)果的物理量稱為間接測(cè)量量。,(2) 測(cè)量誤差,物理量的真值,一個(gè)待測(cè)物理量的大小，在客觀上應(yīng)該有一個(gè)真實(shí)的數(shù)值，叫做“真值”。,通常，用多次測(cè)量的算術(shù)平均值作為測(cè)量的最佳值來(lái)代替真

5、值。即：,1) 絕對(duì)誤差,絕對(duì)誤差是指被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果與其最佳值之差，它與被測(cè)量具有相同的量綱，表示的是測(cè)量值偏離其實(shí)際值的大小。,測(cè)量誤差簡(jiǎn)稱為“誤差”，以 表示。誤差定義為測(cè)量值 與真值 之差。,2) 相對(duì)誤差,相對(duì)誤差是指某一待測(cè)物理量的絕對(duì)誤差與其測(cè)量的最佳值之比，它是沒(méi)有量綱的，通常寫成百分比的形式。,(3) 測(cè)量誤差的分類,1) 系統(tǒng)誤差,特點(diǎn)：總是使測(cè)量結(jié)果向一個(gè)方向偏離，它有固定的大小，或是按一定規(guī)律變化。系統(tǒng)誤差的來(lái)源主要有下面幾個(gè)方面：, 儀器誤差,儀器本身不可能制造得無(wú)限精密，總是存在著某些缺陷。, 理論（方法） 誤差,理論公式的近似性、實(shí)驗(yàn)條件達(dá)不到要求、測(cè)量方法不夠完

6、善等。, 個(gè)人誤差,由于實(shí)驗(yàn)者本人生理或心理特點(diǎn)所帶來(lái)的誤差,2) 隨機(jī)誤差（又稱偶然誤差）,由于環(huán)境有起伏變化和偶然因素的干擾，使測(cè)量結(jié)果略有差異，因而產(chǎn)生誤差，這類誤差稱為隨機(jī)誤差。,特點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果的誤差大小和符號(hào)都不固定，其值時(shí)大時(shí)小，其符號(hào)時(shí)正時(shí)負(fù)，就某一次測(cè)量而言沒(méi)有一定的規(guī)律，但在測(cè)量次數(shù)很大時(shí)，隨機(jī)誤差整體上服從正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。,誤差分布函數(shù)：,隨機(jī)誤差分布的特點(diǎn)：, 對(duì)稱性, 單峰性, 有界性,當(dāng)測(cè)量次數(shù)無(wú)窮多時(shí)，該隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨向于0。,(4)隨機(jī)誤差的處理,1)測(cè)量的平均值：,2)標(biāo)準(zhǔn)偏差：,測(cè)量列的標(biāo)準(zhǔn)偏差：,平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差：,多次測(cè)量可以減小隨機(jī)誤差,(5

7、)直接測(cè)量結(jié)果的表示和總不確定度的估計(jì),測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式：,總不確定度：,指用統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算出的不確定度分量,它表示被測(cè)量的真值在 的范圍內(nèi)的可能性(概率)，不確定度是指由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量的真值不能肯定的程度。,1) 總不確定度 的 類分量,有限次測(cè)量：,測(cè)量列的不確定度：,平均值的不確定度：,這時(shí)：,指用其他方法計(jì)算出的不確定度分量,2) 總不確定度 的 類分量,上面兩式中的 稱為“ 因子”，與測(cè)量次數(shù) 和置信概率有關(guān)，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)測(cè)量次數(shù) 時(shí)， 可近似取為1。,本課程中，近似地?。?儀器的最大允差儀 儀可從儀器說(shuō)明書中得到，它表征同一規(guī)格型號(hào)的合格產(chǎn)品，在正常使用條件下，

8、可能產(chǎn)生的最大誤差。一般而言，儀為儀器最小刻度所對(duì)應(yīng)的物理量的數(shù)量級(jí)（但不同儀器差別很大）。,3) 總不確定度的合成：,4) 誤差的判定與剔除,(6) 間接測(cè)量結(jié)果的表示和總不確定度的估計(jì),1) 間接測(cè)量結(jié)果的一般表示：,即：間接測(cè)量量的平均值等于將各直接測(cè)量量的平均值帶入函數(shù)關(guān)系式后的結(jié)果。,當(dāng)測(cè)量列的不確定度 時(shí)，待測(cè)量真值的隨機(jī)誤差落在 這個(gè)區(qū)間以外的概率僅為0.3%，因此， 稱為測(cè)量列的極限誤差。,2) 間接測(cè)量結(jié)果的總不確定度：,(8) 測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字,1) 定義：測(cè)量結(jié)果中，可靠的幾位數(shù)字加上可疑的一位數(shù)字，統(tǒng)稱為測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字。,(7)百分差,2) 在物理實(shí)驗(yàn)中，不確定度

9、的有效數(shù)字只取一位。任何測(cè)量結(jié)果，其數(shù)值的最后一位要與不確定度所在的這一位取齊。,例如：正確：(3.520 0.004)cm 錯(cuò)誤：(3.52 0.004)cm，(3.5200.04)cm,3) 數(shù)值很大或很小時(shí)，用科學(xué)記數(shù)法表示。,4) 有效數(shù)字的運(yùn)算法則與有效位數(shù)判定：, 運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)只和參加運(yùn)算的待測(cè)量的有效數(shù)字位數(shù)有關(guān)。, 不考慮誤差時(shí)：,加減法：以其中有效數(shù)字的最后一位在位數(shù)上最大的為準(zhǔn)，運(yùn)算過(guò)程中比它多保留一位，最后與它取齊。,例如： 123.3+43.462+8.01=174.8 1.2+32.1-2.1+427=458,乘除法：一般取結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)與分量中有效數(shù)字

10、位數(shù)最少的相同.,例如： 63.8 1.2=53,混合運(yùn)算：,例如： （2.50-2.2）5.989 2.00 =0.35.989 2.00 =0.9, 要考慮誤差時(shí)：最終結(jié)果的有效數(shù)字應(yīng)取至不確定度所在位，中間過(guò)程可多取一位。由此定出結(jié)果的有效位數(shù)。, 不確定度的有效位數(shù)：,最終結(jié)果的不確定度取一位有效數(shù)字；運(yùn)算過(guò)程中取兩位。,最終結(jié)果的相對(duì)誤差10%時(shí)取兩位有效數(shù)字； 10%時(shí)取一位或兩位有效數(shù)字。,5) 有效數(shù)字的取舍原則：, 對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)果，尾數(shù)取舍原則為：“小于五則舍，大于五則入，等于五則把尾數(shù)湊成偶數(shù)”。,例如：將下列各數(shù)取為3位有效數(shù)字：,2.534 取為：2.53； 2.555

11、4 取為：2.56； 2.5360 取為：2.54； 2.5450 取為：2.54；, 對(duì)測(cè)量不確定度，取舍原則是只入不舍。,例如：=0.34 取為：=0.4；,函數(shù)的運(yùn)算規(guī)則及有效數(shù)字,（1）通常函數(shù)的有效數(shù)字同自變量； （2）若自變量給出了不確定度，則（1）的結(jié)果多保留一位或幾位，再用傳遞公式計(jì)算函數(shù)的不確定度； （3）由不確定度決定最終有效數(shù)字位數(shù)。,另外，自變量未給出不確定度，還可以用近似不確定度的辦法確定函數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。自變量的近似不確定度即為量具的最小分度值。,例1：,解：,注意：若x未給出不確定度，可取其近似不確定度為量具的最小分度值1分，進(jìn)而可求出y的不確定度，最后決定y的

12、有效數(shù)字位數(shù)，如例2。,已知 ，計(jì)算 。,例2：,解：x的近似不確定度為,已知 ，計(jì)算 。,由y的不確定度決定了y的有效數(shù)字需保留到小數(shù)點(diǎn)后3位。,通常對(duì)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)與真數(shù)的有效位數(shù)相同。,有效數(shù)字的幾個(gè)注意問(wèn)題,十進(jìn)制單位換算不影響有效數(shù)字,例如80.20g是四位有效數(shù)字，若用千克單位表示則為O.08020kg，仍為四位有效數(shù)字。但是用毫克單位表示寫成80200mg，就有問(wèn)題了，因?yàn)榘从行?shù)字規(guī)定，最后一位是有誤差的數(shù)，原來(lái)數(shù)據(jù)80.20g有誤差數(shù)是在1/100g位上，當(dāng)寫成80200mg時(shí)有誤差數(shù)是在1/1000g位上，則數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性變了。 為了解決這個(gè)矛盾，應(yīng)使用所謂科學(xué)記數(shù)法，即把數(shù)據(jù)寫成小數(shù)點(diǎn)前只有一位，再乘以lO的冪次來(lái)表示。如上述質(zhì)量數(shù)據(jù)可寫成8.020104mg 或 8.02010-2kg，它們都是四位有效數(shù)字，這樣在十進(jìn)制單位換算時(shí)，不會(huì)改變