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文檔簡介

1、將待測的物理量直接或間接地與作為基準的同類物理量進行比較,得到比值的過程,叫做測量。模擬法比較法積累和放大法轉換法物理實驗的根本測量方法1就是把待測的物理量直接或間接地與作為基準(或標準單位)的同類物理量進行比較,得到比值的過程。直接比較測量法 水銀的熱膨脹去測量溫度、用彈簧的形 變去測力等均為這類測量,此種測量稱間 接比較測量法。 1比 較 法間接比較測量法比較系統2 0 10 X比較法:如:米尺.電表都是根據比較法設計而成的儀器。50100200mA02003比較系統有些比較要借助于或簡或繁的儀器設備,經過或簡或繁的操作才能完成,此類儀器設備稱為比較系統。天平、電橋、電位差計等均是常用的比

2、較系統。為了進行比較,常用以下方法:(1)直讀法(2)均衡法、補償法或示零法(3)比率測量法(4) 交換法和替代法4在物理實驗中我們常常可能遇到這樣一些問題,即受測量儀器精度的限制,或受人的反響時間的限制,單次測量的誤差很大或無法測出待測量的有用信息,這就需要采用累積放大法來進行測量。2.積累和放大法1m單擺的物理模型5機械放大法:通過某種方法將被測量 放大后,再進行測量。如:螺旋測微計測長-200把螺紋細分而進行放大。6電學放大法 電子學的放大電路將微弱的電信號放大后進行測量,這就是電學放大法。隨著微電子技術和電子器件的開展,各種電信號的放大都很容易實現,因而這一方法在電子儀器上應用十分普遍

3、。 光學放大法光學放大法分為視角放大和微小變化量(微小長度、微小角度)放大兩種。放大鏡、顯微鏡和望遠鏡等都屬于視角放大的儀器。 7光杠桿放大光杠桿望遠鏡豎尺DSS0S1d2d1DLqqqq放大倍數=2S/d取S=2m,d=80mm,放大50倍8轉換測量法是根據物理量之間的各種效應和定量函數關系,利用變換原理將不能或不易測量的待測物理量轉換成能測或易測的物理量進行測量,然后再求待測物理量。參量轉換法能量轉換法兩大類。 3 轉換法9轉換法:對無法直接測量的量,轉換為對該量所產生的某種效應進行測量。如:測酸、堿、鹽溶液的濃度.I10 用壓電傳感器測駕駛員座椅的受力分布。待測糧食傳送帶糧食烘干裝置待測

4、糧食的含水量與反射光強 I 有關F11非光量的光測地球月球直角反射器 通過測發射與接收兩光信號的時間間隔 ,在C已知的條件下,可知地球、月球之間距離為38萬公里。激光具有良好的方向性。故制成各種激光測距儀。12 利用聲波反射,判斷前方障礙物冰山、暗礁、船只、魚群等。非電量電測132. 能量轉換法傳感器轉換法與參量轉換不同,能量轉換是利用種運動形式轉換為另一種運動形式時物理量之間的對應關系進行的間接測量。 (1)熱電轉換(2)壓電轉換(3)光電轉換 (4)磁電轉換 (5)幾何變化量與電學參量的轉換 14 用壓電傳感器測駕駛員座椅的受力分布。待測糧食傳送帶糧食烘干裝置待測糧食的含水量與反射光強 I

5、 有關F15干預計量法:現代精密計量的根底。待測平面平晶待測平面平晶16模擬法模擬測量法是根據相似性原理,人為地制造一個類似于被研究的對象或運動過程的模型,用模型的測試代替對實際對象的測試的實驗方法。 1. 幾何模擬法2. 物理模擬法 3. 數學模擬法17模擬法:對不易測量的量,用對模型的測量代替對原型的測量。+ q- q18 物理實驗的根本操作技術19 1儀器初態和平安位置 所謂“初態是指儀器設備在進入正式調整、實驗前的狀態。正確的初態可保證儀器設備平安,保證實驗工作順利進行。 2零位(零點)調整零位校準有二種情況,一種是測量儀器本身有零位校準器,如電表等,那么可進行調整,使儀器在測量前處于

6、零位。另外一種,儀器雖然零位不準,但無法調整、校準,如磨損了的米尺、螺旋千分尺等,那么需在測量前記錄最初讀數,以備在測量結果中修正。 203水平、鉛直調整物理實驗所用的儀器或裝置中,有些需在水平或鉛直狀態下才能正常工作。大局部需調整的儀器自身就裝有水準儀或懸錘,底座有二個或三個(排成等邊或等腰三角形)可調節的螺釘 214消除視差的調整當刻度標尺與指示器或標識物不在同一平面時,眼睛從不同方向觀察會出現讀數有差異或物與標尺刻線有別離的現象,稱為視差現象。為了測量正確,實驗時必須消除視差。消除視差的方法有二:一是使視線垂直標尺平面讀數。二是使標尺平面與被測物密合于同一平面內。 225調焦 在使用望遠

7、鏡、顯微鏡和測微目鏡等光學儀器時,為了進行正確的測量或看清目的物,均需進行調焦.例如望遠鏡要調節叉絲到物鏡的距離使之處于透鏡的焦面上;使用顯微鏡要使被觀察對象處于物鏡的工作距離處,而測微目鏡那么要使叉絲在目鏡的焦距內作適當的調節。這種調節統稱為調焦。 236等高共軸調整 在由兩個或兩個以上的光學元件組成的實驗系統中,為獲得好的像質,滿足近軸光線條件,必須進行共軸調整,即:使所有光學元件的光軸重合,且其物面、屏面垂直于光軸。調整一般分為兩步,第一步進行粗調(目測調整),第二步根據光學規律進行細調,常用的方法有自準法和二次成像法。 蠟燭成像247消除空程誤差由絲杠、螺母構成的轉動與讀數機構,由于螺

8、母與絲杠之間有螺紋間隙,往往在測量剛開始或剛反向轉動絲杠時,絲杠需轉過一定角度才能與螺母嚙合。結果,與絲杠聯結在一起的鼓輪已有讀數改變,而由螺母帶動的機構尚未產生位移,造成虛假讀數而產生空程誤差。保持整個讀數過程繼續沿同一方向前進切勿忽正忽反旋轉258逐次逼近調整依據一定的判據,逐次縮小調整范圍,使系統較快地收斂于所需狀態的方法稱為逐次逼近調節法。判據在不同的儀器中是不同的,如天平是看天平指針是否指零,平衡電橋是看檢流計指針是否指零。逐次逼近調節法在天平、電橋,電位差計等儀器的平衡調節中都要用到,269先定性、后定量原那么 10回路接線法11躍接法27在示零法測量中,經常采用瞬間(而不是較長時

9、間)接通示零電路的方法來對平衡狀態或平衡偏離的方向作出判斷。這樣做的好處是,在遠離平衡狀態時保護儀表(例如電位差計實驗中的標準電池和光點檢流計),使其免受長時間的大電流沖擊;在接近平衡時,通過電路的瞬間通斷比較,提高檢測靈敏度 28系統誤差的分析與處理29誤差的分類系統誤差隨機誤差儀器誤差方法誤差環境誤差人員誤差裝置誤差30天平不等臂所造成的 系統誤差儀器誤差1. 系統誤差31 螺線管為無限長,管壁磁漏可忽略。如: 由于理論推導中的近似,產生的系統誤差理論32人為 心理作用,讀數估計偏大或偏小。生理因素聽覺嗅覺色覺視覺對音域(20HZ-20KHZ)的辨別。對音色的辨別。33環境市電的干擾輸入光

10、點檢流計接近時,靜電干擾,使光斑移動等。34方法內接AVVRVAAVIRIV 用V作為VR的近似值時,求外接35公式 忽略了空氣阻力等 意大利科學家伽利略在比薩斜塔上做的鐵球落地實驗。兩個不同重量的鐵球從高處落下,同時著地。說明理論在一般情況下都能較準確地反映物體真實的運動規律36 下降時受空氣阻力f與下落速度v乃至 成正比,則v增大一定值 f=mg物體將作勻速直線運動,下落物體的極限速度約為37 系統誤差的特征與規律 線形(累進)變化非線形變化周期性變化 復雜規律變化變值系統誤差定值系統誤差38消除系統誤差產生的根源消除系統誤差用修正值修正測量結果應用測量技術消除系統誤差39 (1)替代法 是在一定的測量條件下,對某一被測量進行測量,使在儀器上得到某一狀態(如指針指示零位、天平平衡等);再以同樣性質的標準量代替被測量,調整標準量值的大小,使在儀器上呈現出與前者相同的狀態,那么此時的標準量值等于被測量量值。40 (2)交換法 這種方法就是將測量中的某些條件相互交換,使產生系統誤差的原因對測量結果起相反的作用,從而抵消系統誤差。例如,用天平稱衡物體質量時用復稱法,焦距測定實驗中將物與屏的位置互換進行測量等。41 (3)抵消法 當有某種產生恒定系統誤差的因素存在,而又無法從根源上消除,且難以確定其

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