1、大學物理實驗導學大學物理實驗導學理學院理學院 物理實驗教學中心物理實驗教學中心自主自主預約預約實驗實驗設計設計實驗實驗步驟步驟獨立獨立完成完成實驗實驗完成完成過程過程考核考核實驗實驗預約預約系統系統引導引導式問式問題庫題庫實驗實驗輔助輔助系統系統過程過程考核考核系統系統學生自主實驗進程實驗中心全程支撐實驗實驗課程課程結束結束實驗實驗考查考查系統系統 物理學是研究物質運動一般規律及物質基本結物理學是研究物質運動一般規律及物質基本結構的科學。物理學也是一門實驗科學，物理實驗在構的科學。物理學也是一門實驗科學，物理實驗在物理學的產生、發展和應用過程中起著重要作用。物理學的產生、發展和應用過程中起著重

2、要作用。經典物理學規律是從實驗事實中總結出來的經典物理學規律是從實驗事實中總結出來的伽利略把實驗和邏輯引入物理學伽利略把實驗和邏輯引入物理學, ,使物理學最使物理學最終成為一門科學終成為一門科學近代物理學是從實驗事實與經典物理學的矛近代物理學是從實驗事實與經典物理學的矛盾中發展起來的盾中發展起來的1907年諾貝爾物理學獎年諾貝爾物理學獎邁克爾遜邁克爾遜-莫雷實驗莫雷實驗1915年諾貝爾物理學獎年諾貝爾物理學獎X射線晶體結構分析射線晶體結構分析 通過對實驗現象的觀察、分析和對物理量的測量，學通過對實驗現象的觀察、分析和對物理量的測量，學習物理實驗知識和設計思想，掌握和理解物理理論。習物理實驗知識

3、和設計思想，掌握和理解物理理論。借助教材或儀器說明書正確使用常用儀器；借助教材或儀器說明書正確使用常用儀器；運用物理學理論對實驗現象進行初步的分析判斷；運用物理學理論對實驗現象進行初步的分析判斷；正確記錄和處理實驗數據，繪制實驗曲線，說明實驗結正確記錄和處理實驗數據，繪制實驗曲線，說明實驗結果，撰寫合格的實驗報告；果，撰寫合格的實驗報告；能夠根據實驗目的和儀器設計出合理的實驗。能夠根據實驗目的和儀器設計出合理的實驗。培養理論聯系實際和實事求是的科學作風；培養理論聯系實際和實事求是的科學作風；嚴肅認真的工作態度；嚴肅認真的工作態度；主動研究和創新的探索精神；主動研究和創新的探索精神；遵守紀律、團

4、結協作和愛護公共財產的優良品德。遵守紀律、團結協作和愛護公共財產的優良品德。七次實驗（每次七次實驗（每次4學時）學時）一次綜合考查（一次綜合考查（2學時）學時）五次獨立完成實驗（每個實驗五次獨立完成實驗（每個實驗2學時）學時）兩次小組協作實驗（每個實驗兩次小組協作實驗（每個實驗4學時）學時）選課網址：選課網址：http:/ 用戶名：完整學號（如用戶名：完整學號（如2015307200125）密密 碼：完整學號（如碼：完整學號（如2015307200125）類類 型：學生型：學生(建議及時更改登錄密碼建議及時更改登錄密碼)務必在選課系統中登記手機有效聯系方式、核對務必在選課系統中登記手機有效聯系

5、方式、核對自己專業信息；自己專業信息；若有疑問，與大學物理實驗教學中心聯系。若有疑問，與大學物理實驗教學中心聯系。電話：電話：87282197 劉玉紅老師劉玉紅老師地點：逸夫樓地點：逸夫樓A307(東東)選課時間：選課時間：本周五下午本周五下午14:00周六晚上周六晚上18:00選課地點：自行安排（校內外均可）選課地點：自行安排（校內外均可）改選實驗規則：改選實驗規則： 1. 改選實驗項目須無曠課記錄；改選實驗項目須無曠課記錄； 2. 改選實驗次數累計不得超過改選實驗次數累計不得超過3次；次； 3. 改選實驗課期間，若由于所選項目已滿，改選實驗課期間，若由于所選項目已滿，而導致而導致30學時無

6、法完成，后果自負。學時無法完成，后果自負。注意：重修的同學必須攜帶注意：重修的同學必須攜帶重修證重修證到物理實驗中到物理實驗中心登記后，方可選課。心登記后，方可選課。實驗數據處理，實驗數據處理，將原始記錄表中的數據整理成表格形將原始記錄表中的數據整理成表格形式，并處理結果式，并處理結果。實驗分析討論實驗分析討論參考資料參考資料 實驗名稱實驗名稱 實驗目的實驗目的 實驗原理實驗原理 實驗儀器實驗儀器 實驗步驟實驗步驟一一. .測量與誤差測量與誤差1.1.測量：測量：用儀器或量具直接測出數值。用儀器或量具直接測出數值。借助一些函數關系由直接測量的借助一些函數關系由直接測量的結果計算出所要求的物理量

7、。結果計算出所要求的物理量。2.誤差誤差 AAA系統誤差：系統誤差：在同一條件下，多次測量同一物理量在同一條件下，多次測量同一物理量時，時，測量結果向某一方向偏離，即相對于真值總是測量結果向某一方向偏離，即相對于真值總是偏大或偏小或按一定規律變化，來源于確定因素。偏大或偏小或按一定規律變化，來源于確定因素?？筛鶕蚣右孕拚郎p小影響。可根據原因加以修正減小影響。偶然誤差：測量結果相對于真值沒有一定規律，偶然誤差：測量結果相對于真值沒有一定規律，誤差時大時小，來源于不確定的、找不到因果關誤差時大時小，來源于不確定的、找不到因果關系的因素。系的因素。 采用同一條件多次重復測量取算術平均值的方采用同

8、一條件多次重復測量取算術平均值的方法，來減小誤差。法，來減小誤差。二二.測量評估測量評估1.定性定性AAA%100理論計算值理論計算值測量平均值百分偏差%100真值（絕對）誤差相對誤差百分偏差取二位有效數字百分偏差取二位有效數字!三三.不確定度不確定度 誤差不能準確計算，只能根據測量數據和測量條件誤差不能準確計算，只能根據測量數據和測量條件進行誤差估計，誤差估計值就是不確定度。進行誤差估計，誤差估計值就是不確定度。 1.不確定度說明測量結果質量的一個參數，反映測不確定度說明測量結果質量的一個參數，反映測量結果的分散性和可信賴程度。量結果的分散性和可信賴程度。2.測量結果的表示測量結果的表示xx

9、此式的物理意義：此式的物理意義：被測量量被測量量x的最佳值是的最佳值是 ，x在誤差區間在誤差區間 內最大可能包內最大可能包含了真值。含了真值。xx到到（單位）（單位）四四.直接測量的最佳測量值與不確定度直接測量的最佳測量值與不確定度 假設在相同的條件下，對某一物理量假設在相同的條件下，對某一物理量x進行進行n次測量次測量其值為其值為x1、x2、x3 、 、xn ，則算術平均值為則算術平均值為121()nxxxxn11niixnxx 合成不確定度是由合成不確定度是由A類和類和B類兩類不確定度求類兩類不確定度求“方和根方和根”而得到。而得到。22ABABA類不確定度類不確定度估計偶然誤差估計偶然誤

10、差) 1()(12nnxxniiAB類不確定度類不確定度估計系統誤差估計系統誤差B B 儀儀由生產廠家給出或由實驗室結合具體測量條件由生產廠家給出或由實驗室結合具體測量條件約定。約定。備注：備注：在大學物理實驗中常常采用簡化的方法，在大學物理實驗中常常采用簡化的方法，取儀器誤差作為取儀器誤差作為B類標準不確定度或者取儀器誤類標準不確定度或者取儀器誤差除以置信系數差除以置信系數C作為作為B類標準不確定度，而類標準不確定度，而C取值根據儀器誤差特點來定。取值根據儀器誤差特點來定。例題：用儀器誤差為例題：用儀器誤差為0.04k的萬用表測量某個電阻的的萬用表測量某個電阻的電阻值，得到以下數據，求其電阻

11、值。電阻值，得到以下數據，求其電阻值。序號序號123456電阻電阻值值R/k3.893.883.863.883.873.86解：解：電阻的平均值：k 873. 36161iiRRk 009. 0) 16(6)() 1()(161212AiiniiRRnxxnk 04. 0B儀k 04. 0)04. 0()009. 0(222B2A電阻的電阻值為：電阻的電阻值為：R=3.870.04 k不確定度取一位有效數字不確定度取一位有效數字!五五.間接測量的最佳測量值與不確定度間接測量的最佳測量值與不確定度1.間接測量的最佳測量值間接測量的最佳測量值間接測量量間接測量量N是直接測量量是直接測量量x、y、z的函數的函數),(zyxfN 間接測量量的最佳值是將直接測量量的算術平均間接測量量的最佳值是將直接測量量的算術平均值帶入函數式計算。值帶入函數式計算。2.不確定度不確定度NN( , , )Nf x y z對于和差函數對于和差函數222222()()()Nxyzfffxyz222222lnlnln()()()NNxyzfffxyz對于積商函數對于積商函數)