大學物理實驗物理實驗中心李海穎機電151力學基本測量（實驗1）201教室機電152力學基本測量（實驗1）210教室材料151電學基本測量（實驗14/9）203教室功能151

電學基本測量（實驗14/9）205教室作業：90

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電學基本測量（實驗14/9）205教室作業：90

（下周上課提交）下周實驗安排目的與任務123進一步加深對物理概念、原理定律的理解掌握物理實驗的基本知識、基本方法，培養提高做科學實驗的能力和素質培養嚴肅認真、實事求是的態度一、實驗預習（20%）

1、看懂教材、寫預習報告：實驗目的、儀器簡介、原理（文字敘述、示意圖、電路、光路圖等、公式及意義）、主要實驗內容、關鍵步驟，注意事項等。

2、單獨準備一張原始數據紙：設計并畫好原始數據表格。

3、檢查預習：課上教師檢查預習情況，記錄預習分。三個重要環節二、實驗操作（40%）

1、登記檢查、調整儀器：首先添寫登記實驗記錄本；熟悉檢查并登記儀器設備是否齊全、完好。根據實驗原理、內容、步驟、注意事項和教師要求等，先調整儀器設備，認真仔細，按步驟進行實驗操作。

2、觀察現象、獲取數據：記錄數據不得用鉛筆，數據正確并經教師簽字后，必須儀器還原，經教師檢查許可，才能離開實驗室。

3、訓練能力、安全操作：注意人身和儀器安全；重視實驗能力、作風培養；珍惜獨立操作機會，注意團隊協作；保證完成基本內容，鼓勵自主設計實驗，積極參與創新實踐。三個重要環節三、實驗報告（40%）

1、報告完整，規范整潔：凡預習報告中已寫好目的、儀器、原理、圖、內容、步驟等，不必重寫；不完處整可補充。2、數據處理正確有條理：先重新整理原始數據記錄表格，然后進行數據處理（計算應有主要過程）、作圖、結果表示，討論分析等。最后附上教師簽字的原始記錄。3、按時提交報告：實驗結束或下次上課前一周內提交，由課代表，統一收取，交給任課教師。逾期未交，酌情減分，一個月不交，按無報告處理。三個重要環節實驗題目:________姓名：-----學號：-----班級：----日期：-----同組人----一、實驗目的：1、2、3二、實驗儀器：主要儀器簡介，如名稱：--規格：--編號：--等三、實驗原理：（重點）原理敘述、主要公式、電路圖、光路圖、示意圖等四、實驗內容與步驟：（簡明扼要）

內容一：（簡寫）步驟：1、2、3（簡寫）

五、數據表格（重點）

1、原始數據記錄：單獨用一張實驗報告紙2、特別注意：表格前寫明“儀器名稱、規格、量程、分度值、準確度”等3、數據處理：作圖（必須用坐標紙）、計算（保留主要過程）六、數據處理：（重點）七、實驗分析：（重點）實驗結果（表示正確、單獨列出），誤差分析，討論結論、體會八、思考題與思維拓展（可以不寫、最好寫1-2點）。

實驗報告撰寫格式優秀=90~100分

良好=80~89分中等=70~79分

及格=60~69分

不及格=59分以下課外自主創新實踐活動：“河北工業大學大學生自主學習與創新訓練實踐交流暨競賽活動”，參見網上“創新教育”說明。網址：http：//

歡迎并鼓勵同學們及報名參加！成績評定1、注意衛生，復位儀器2、無預習報告者不準參加本實驗3、遲到15分鐘以上不準參加本實驗4、愛護設備，損壞儀器要賠償實驗室規章制度誤差理論、數據處理方法測量與誤差1有效數字2實驗數據處理方法34不確定度1.測量的含義

測量----借助儀器將待測量與同類標準量進行比較，確定待測量是該同類單位量的多少倍的過程稱作測量，要寫明數值大小和計量單位。2.測量的分類直接測量----指無需對被測的量與其它實測的量進行函數關

系的輔助計算，而可直接得到被測量值的測量間接測量----指利用直接測量的量與被測量之間的已知函數

關系，經過計算從而得到被測量值的測量

測量一、測量與誤差測量直接測量間接測量a=3.15cma=3.15V=a3測量一、測量與誤差真值：待測量客觀存在的值絕對誤差：真值測量值相對誤差:誤差一、測量與誤差1、誤差分類

系統誤差：有確定性，可以修正

隨機誤差：單次測量沒有規律，多次測量符合統計規律，可通過多次測量來減小2、系統誤差的性質、來源

系統誤差性質：大小、方向保持不變或按一定規律變化（恒定誤差）

系統誤差來源：1)儀器誤差2)環境因素

3)理論誤差4)個人誤差誤差一、測量與誤差3、隨機誤差產生原因、特點產生原因：實驗條件和環境因素無規則的起伏變化，引起測量值圍繞真值發生漲落的變化，如：電表軸承摩擦力變動、千分尺測力隨機變化、讀數視差影響。特點：①小誤差出現的概率大，大誤差出現的概率小；②多次測量時，分布對稱，具有抵償性；

——因此，取多次測量的平均值，有利于消減隨機誤差。誤差一、測量與誤差隨機誤差服從正態分布：

μ表示x出現概率最大的值，為隨機誤差，σ稱為標準差，決定了線型的寬窄。

f(x)xσ小σ大誤差一、測量與誤差

的物理意義:隨機誤差介于小區間內的概率為0隨機誤差介于區間內的概率為：為置信區間、P為置信概率誤差一、測量與誤差可以證明：誤差一、測量與誤差（滿足歸一化條件）誤差一、測量與誤差標準偏差：標準誤差誤差一、測量與誤差

小，小誤差占優，數據集中，重復性好。大，數據分散，隨機誤差大，重復性差。算術平均值：（是真值的最佳估計值）誤差一、測量與誤差平均值的標準誤差：平均值的標準偏差：mm(P=0.683)真值以68.3%的概率落在區間內測量值X和不確定度單位置信度系統誤差：有確定性，可以修正------不確定度B分量

隨機誤差：單次測量沒有規律，多次測量符合統計規律，可通過多次測量來減小----不確定度A分量二、不確定度A類分量：多次測量用統計方法評定的分量B類分量：只考慮儀器誤差

實驗書最后一頁不確定度的合成二、不確定度0.6831.071.081.001.321.8487654321n-1pP=19頁,表2.3.1不同置信概率p不同測量次數n下的因子二、不確定度因子2、電表的準確度等級定義（1）電表示值最大誤差----由儀器的準確度級別來計算（指針式電表類）（2）未給出儀器誤差時估計:連續可讀儀器:非連續可讀儀器:最小分度/2最小分度取末位±1數字式的儀器:舉例:間接測量的不確定度:N=f(x,y,z）二、不確定度常用函數的標準不確定度合成公式函數的表達式標準誤差傳遞公式（見教材P34）表2.4.5二、不確定度2、有限次測量的標準偏差3、平均值的標準偏差（隨機誤差）

--不確定度A分量測量結果與不確定度數據處理小結:1、測量結果的最佳估計值---算數平均值4.儀器誤差--不確定度B分量5.總不確定度（標準不確定度）與測量結果或用千分尺（精度0.01）測鋼絲直徑d，不同方位共測10次。數據為d(mm)，求解平均值標準偏差0.457,0.467,0.472,0.465,0.458,0.462,0.459,0.469,0.460,0.465例題：解：例題：已知：L=L+σL

，T=T+σT

g4π2L/T2

，對g求不確定度方法如下。（1）首先取對數：

Lngln4π2+lnL-2lnT

（2）再求導數：

（3）求相對不確定度：

求不確定度方法（取對數法）方法（一）舉例三有效數字及運算規則

數據記錄、運算的準確性要和測量的準確性相適應！測量值的末位數與不確定度的末位數對齊

三有效數字及運算規則01234(a)分度值1mm

L=3.23cm

三位01234(b)分度值1cm

L=3.2cm

二位測量值有效數字:所有準確數字和一位存疑數字三有效數字及運算規則

(1)有效數字位數越多，測量精度越高(2)有效數字位數與單位的變換或小數

點位置無關(3)特大或特小數用科學記數法三有效數字及運算規則(4)不確定度取位：一般只取一位有效數字，最多保留兩位有效數字，要求“四舍六入五湊偶”三有效數字及運算規則(5)測量值取舍規則：“四舍六入五湊偶”三有效數字及運算規則準確數字準確數字準確數字與存疑數字存疑數字準確數字與存疑數字存疑數字存疑數字與最終結果只保留一位存疑數字三有效數字及運算規則(1)加減9.2931239.416-加減結果的有效數字末位應與參與運算各數據中誤差最大的末位對齊舉例:(2)乘除1.1111×1.111111111111+111111.233321乘除結果的有效數字位數和參與運算各數中有效數字位數最少的相同(3)乘方、立方、開方有效數字位數與底數的相同一、列表法

表1.不同溫度下的金屬電阻值n1234567t(C)10.526.038.351.062.875.585.7R()10.42310.89211.20111.58612.02512.34412.670物理量的名稱(符號)和單位有效數字正確四實驗數據處理基本方法作圖步驟：1.實驗數據列表如下表：伏安法測電阻實驗數據四實驗數據處理基本方法二、作圖法：先整理出數據表格，用坐標紙作圖。2.標明坐標軸：

用粗實線畫坐標軸，用箭頭標軸方向，標坐標軸的名稱或符號、單位,再按順序標出坐標軸整分格上的量值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.004.連成圖線：

用直尺、曲線板等把點連成直線、光滑曲線。一般不強求直線或曲線通過每個實驗點，應使圖線線正穿過實驗點時可以在兩邊的實驗點與圖線最為接近且分布大體均勻。圖點處斷開。3.標實驗點：實驗點可用“”、“”、“”等符號標出（同一坐標系下不同曲線用不同的符號）。5.標出圖線特征：在圖上空白位置標明實驗條件或從圖上得出的某些參數。如利用所繪直線可給出被測電阻R大小：從所繪直線上讀取兩點A、B的坐標就可求出R值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.00圖1電阻伏安特性曲線6.標出圖名：

在圖線下方或空白位置寫出圖線的名稱及某些必要的說明。A(1.00,2.76)B(7.00,18.58)由圖上A、B兩點可得被測電阻R為：至此一張圖才算完成§2-3作圖法處理實驗數據不當圖例展示：nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖圖2曲線太粗，不均勻，不光滑。應該用直尺、曲線板等工具把實驗點連成光滑、均勻的細實線。§2-3作圖法處理實驗數據nλ(nm)1.65005