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物理实验误差分析.ppt

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物理实验误差分析.ppt
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李林风 Lilinfeng_760315@sina.com,大学物理实验,绪论,大学物理实验课的任务与目的,(一)通过对实验现象的观察,分析和对物理量的测量,加深对物理学原理的理解。,(二)培养和提高治学能力和工作能力。(1)自行阅读教材,归纳要点,做好工作前的准备;(2)借助教材或仪器说明书正确使用仪器;(3)运用物理学理论对实验现象进行分析;(4)正确记录和处理实验数据,撰写合格的报告;,,,,,绪论,(三)培养科学精神,提高科学素养,逐步具备理论联系实际和实事求是的科学作风,严肃认真的工作态度。,(四)培养和提高学生的科学实验能力,其中包括:①自学能力②动手操作能力③综合分析能力④科技写作能力⑤设计能力,,,,绪论,, 三、上课时间按单双周进行,上课地点二实验楼五楼。, 二、每班按课表排定时间,按实验循环表上课。下一次课开始做实验。, 一、实验课程总学时50学时,分两学期完成,每学期做8个实验,每次实验三学时。一次误差理论。,物理实验课程教学安排,物理实验基本程序与要求,1.实验课前预习(十分重要) (1)预习讲义中与本实验相关的全部内容。 (2)写出预习报告(实验题目、目的、原理、主要计算公式、原理简图),准备原始实验数据记录表格。,3.课堂实验操作 (1)上课需带实验讲义、笔、尺、计算器等。,2.提前五分钟进入实验室,按组号入座,不要擅自动手,以免造成仪器损坏或发生事故。,(2) 仪器安装调试后经教师检查无误后方可进行实验操作。,(4) 实验后请将使用的仪器整理好,归回原处。经教师允许后方可离开实验室。,(3)操作完毕应主动请教师审核实验记录并签字。 不经教师签字的记录无效。,(5)课后按要求完成实验报告,并在下次实验时交来。,,,,绪论,,实验测量误差理论以数据处理方法,,,,绪论,,一、测量与误差的基本概念 二、测量结果不确定度评定 三、有效数字及其运算 四、结果表示 五、实验数据处理常用方法,一. 测量与误差的基本概念,◆ 1 . 测量的定义与分类,分类,,直接测量 :可以用测量仪器或仪表直接读出测量值的测量。,间接测量:依据待测量和某几个直接测量值的函数关系求出,这样的测量称为间接测量。,测量: 就是通过物理实验的方法,把被测量与作为标准的同类单位量进行比较的过程。测量是物理实验的基础。,,长度、质量、温度等。,,体积、密度、粘度等。,◆ 2. 真值、算术平均值,真值: 某物理量在一定客观条件下真实大小。(真值是个理想的概念,一般不可能准确知道。),算术平均值:,多次测量的算术平均值可作为真值的最佳近似值,◆ 3. 误差、偏差,误差:被测物理量的测量值与真值之差,偏差:被测物理量的测量值与算术平均值之差,◆ 4. 误差的分类,由测量产生的原因与性质可分为系统误差和随机误差,系统误差:,在同一条件下多次测量同一物理量时,其结果的符号和大小按一定规律变化的误差,来源,,仪器误差 方法误差 环境误差 人为误差,● 特点:倾向性、方向性(或者都偏大或者都偏小),● 消除方法:改进、修正、矫正。,● 产生原因:仪器,理论推导,实验方法,操作,环境等。,随机误差:,在消除或修正系统误差之后,测量结果仍会出现一些无规律的起伏。这种绝对值和符号随机变化的误差,称为随机误差,来源,,主观方面 测量仪器方面 环境方面,特点:随机性(忽大忽小,忽正忽负,没有规律),但当测量次数比较多时服从统计规律。最常见的就是正态分布(高斯分布)。 消除方法:多次测量取平均值,随测量次数的增加,偶然(随机)误差遵从统计规律, 其分布函数:,x :表示测量误差(测量值与真值之差),σ:可以表示测量值偏离真值大小的程度,被称为标准误差,f(x):表示测量误差x出现的概率,当6≤n≤10时,服从t分布, 的最佳估计值——样本的标准偏差:,,,,,,绪论,当n趋于无穷大,服从正态分布,其中标准误差:,二. 测量结果的不确定度评定,★(一)、不确定度的概念,★ (三)、直接测量量的不确定度评定步骤,★ (四)、间接测量量的不确定度评定步骤,★ (二)、不确定度的分类,1、为什么要引入不确定度?,误差概念的局限性,一般来说,真值是无法得到的,误差是测量值与真值之差,所以也就无法得到。我们只能通过一定的方法对测量误差进行估计。,(一)、不确定度的概念,2、不确定度,含义:所谓测量不确定度,是指由于测量误差的存在而对测量值不能肯定的程度。实际上是对测量的真值在某个量值范围的一个评定。表征测量结果具有分散性的一个参数。,(二)、不确定度的分类,不确定度的两类分量,(1)A类评定不确定度△A:统计方法得到的。这类不确定度被认为是服从正态分布规律的 。,,,,绪论,,(2)B类 非统计不确定度,是指用非统计方法求出或评定的不确定度 对B类不确定度的估计作
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