大学物理实验长度测量
课堂纪律
,保持安静
考试成绩
上课表现10%+实验报告30%+考试60%
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绪论
。物理实验的基础知识、基本方法和基本技能是一般工程技术人员所必须具备的。
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通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量,学习物理实验知识,加深对物理学原理的理解。
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(1) 测量的概念
所谓测量,就是将被测量的物理量与作为测量单位的标准量进行比较,确定其比值的过程。
1) 直接测量
指使用仪器或量具,直接测得(读出)被测量数值的测量,该物理量称为直接测量量。
2) 间接测量
指依据直接测量量,通过一定的关系式计算而得到,这种测量称为间接测量,需要通过间接测量求得结果的物理量称为间接测量量。
(2) 测量误差
物理量的真值
通常,用多次测量的算术平均值作为测量的最佳值来代替真值。即:
1) 绝对误差
绝对误差是指被测量的测量结果与其最佳值之差,它与被测量具有相同的量纲,表示的是测量值偏离其实际值的大小。
一个待测物理量的大小,在客观上应该有一个真实的数值,叫做“真值”。以 表示 ,由于种种原因,测量的不精确性产生的测量误差简称为“误差”。误差定义为测量值与真值之差。
2) 相对误差
相对误差是指某一待测物理量的绝对误差与其真值之比,它是没有量纲的,通常写成百分比的形式。
(3) 测量误差的分类
1) 系统误差
特点:总是使测量结果向一个方向偏离,它有固定的大小,或是按一定规律变化。
2) 随机误差(又称偶然误差)
特点:测量结果的误差大小和符号都不固定,其值时大时小,其符号时正时负,就某一次测量而言没有一定的规律,但在测量次数很大时,随机误差整体上服从正态分布的统计规律。
误差分布函数:
误差分布函数的归一化条件
随机误差分布的特点:
① 对称性
② 单峰性
③ 有界性
当测量次数无穷多时,该随机误差的算术平均值趋向于0。
(4)随机误差的处理
1)测量的平均值:
2)标准偏差:
测量列的标准偏差:
n次测量平均值的标准偏差:
(5)直接测量结果的表示和总不确定度的估计
测量结果的表达式:
总不确定度:
它表示被测量的真值在 的范围内的可能性(概率),不确定度是指由于测量误差的存在而对被测量的真值不能肯定的程度。
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