大学物理实验讲义.pdf

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S D , 它规定了以米、千克、秒、安培、开尔文、摩
尔、坎德拉作为基本单位， 其 他 物 理 量 （如力、能量、电压、磁感应强度等）均作为这些基
本单位的导出单位。
1 . 直接测量与间接测量
测量可分为两类。一类是直接测量， 是指直接将待测物理量与选定的同类物理量的标准
单位相比较直接得到测量值的一种测量。它无须进行任何函数关系的辅助运算。如用尺测量
长度、以秒表计时间、天平称质量、安培表测电流等。另一类是间接测量， 是指被测量与直
接测量的量之间需要通过一定的函数关系的辅助运算， 才能得到被测量物理量的量值的测
量。如单摆测量重力加速度时,需先直接测量单摆长/和单摆的周期T,再应用公式g = 言 ，
求得重力加速度g 。物理量的测量中， 绝大部分是间接测量。但直接测量是一切测量的基础。
不论是直接测量， 还是 间接测量，都需要满足•定的实验条件，按照严格的方法及正确地使
用仪器，才能得出应有的结果。因此实验过程中，一定要充分了解实验目的，正确使用仪器,
细心地进行操作读数和记录，才能达到巩固理论知识和加强实验技能训练的目的。
2 . 等精度测量与不等精度测量
同一个人，用同样的方法，使用同样的仪器，在相同的条件下对同一物理量进行多次测
量，尽管各次测量并不完全相同，但我们没有任何充足的理由来判断某一次测量更为精确，
只能认为它们测量的精确程度是 完全相同的。我们把这种具有同样精确程度的测量称之为等
精度测量。在所有的测量条件中，只要有一个发生变化，这时所进行的测量即为不等精度测
量。在物理实验中，凡是 要求多次测量均指等精度测量，应尽可能保持等精度测量的条件不
变。严格地说，在实验过程中保持测量条件不变是 很困难的。但当某一条件的变化对测量结
果的影响不大时，乃可视为等精度测量。在本书中，除了特别指明外，都作为等精度测量。
1 . 2 误差及误差的表现形式
1 . 误差
物理量在客观上有着确定的数值，称为真值。测量的最终目的都是 要获得物理量的真值。
但由于测量仪器精度的局限性、测量方法或理论公式的不完善性和实验条件的不理想，测量人员不熟练等原因，使得测量结果与客观真值有一定的差异，这种差异称之为误差。若某物
理量测量的量值为x , 真值为4 则产生的误差1 为：
A x = x - A
任何测量都不可避免地存在误差。在误差必然存在的条件下，物理量的真值是 不可知的。所
以在实际测量中计算误差时，通常所说的真值有如下几种类型：
( 1 ) 理论真值或定义真值。如用平均值代替真值，三角形内角何等于180°等 。
( 2 ) 计量约定真值。如前面所介绍的基本物理量的单位标准，以及国际大会约定的基
本物理量。
( 3 ) 标准器相对真值(或实际值)。用比被标准过的仪器高••级的标准器的量值作为标
准器相对真值。例如：用 ,用
的电流为 L 2 0 2 A , 则后者可示为前者的真值。
2 . 误差的表示形式
误差的表示形式有绝对误差和相对误差之分。绝对误差是 测