大学物理实验(PPT-114).ppt

大学物理实验 首先，实验可以发现新事实，实验结果可以为物理规律的建立提供依据. 其次，实验又是检验理论正确与否的重要判据. 实验的重要作用从另一方面也可得以反映 ：当代最为人们注目的诺贝尔物理学奖从1901年第一次授奖至今已有得主约150名，其中主要以实验物理方面的成就而获奖者约占73％ 第二节误差的分类 测量中的误差按其来源的性质可分为三类： 系统误差、随机误差、过失误差。 第三节 随机误差的估算 1. 随机误差的正态分布规律 对某个物理量x进行n次重复测量，假定消除了系统误差，即进行等精度测量，测量结果x1 ，x2 ，……，xn，一般都存在着一定的差异。如果该物理量的真值为x0,则根据误差的定义，各次测量的误差为 δi=xi－x0 i=1，2，……，n (1-3) 大量实践证明，随机误差的出现是服从一定得统计分布即正态分布（也称高斯分布）规律的，亦即对于大多数物理量测量具有以下性质： ⑴ 对称性：绝对值相等的正负误差出现的概率相等； ⑵ 单峰性：绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大； ⑶ 有界性：绝对值非常大的误差出现的概率极小； ⑷ 抵偿性：随测量次数趋于无穷大，误差的算术平均值趋于零。 随机误差正态分布的这些性质在图1-2正态分布曲线上可以看得非常清楚。该曲线横坐标为误差δ，纵坐标f(δ)则为误差概率密度分布函数。它的意义是，单位误差范围内出现的误差概率。曲线下阴影线包含的面积元f(δ)dδ就是误差出现在δ至δ+dδ区间内的概率。 2.标准误差的统计意义 标准误差可表示为 （1-8） 式中，n代表测量次数。该式成立的条件是要求测量次数n→∞。下面对统计特征量σ作进一步的研究。 游标卡尺 设计测三棱镜顶角表格 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 第二章 基本实验知识 实验项目及学时 ４学时（４个实验项目） 选课 时间：现在正在选课中 地点：计算机广场、长廊和图书馆 操作：沈阳建筑大学主页 教务在线 实验选课系统 用户名（学号） 密码 确认课表 32学时= 绪论(6学时) + 实验(26学时) 实验室电话实验室地点：14厅三楼 第一节 基本测量方法 2．放大法：当被测量的量值很小或微弱变化时，很难找到与其进行直接比较的标准量进行测量或者测量误差很大而不能满足要求。 ⑴累计放大法 此法是将若干个待测量累积后进行测量，如欲测均匀细丝直径，可并排密绕100匝，量出宽度而求之。 ⑵机械放大法 可利用机械部件之间的几何关系使测量显示放大。如螺旋放大器就是一种典型的机械放大法。螺旋测微计、读数显微镜、迈克尔逊干涉仪等测量系统机械部分都使用了螺旋测微装置。 ⑶光学放大法 常用的光学放大法有两种：一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像，便于判别，从而提高测量精度，例如放大镜、显微镜、望远镜等；另一种是使用光学装置将待测微小物理量进行放大，通过放大了的物理量得到微小物理量的值。例如测量镜尺法。 ⑷电子放大法 在物理实验中往往需要测量变化的电信号，或者利用微弱的电信号进行控制，这都需用电子放大器将微弱信号放大后才能有效地进行观察、控制和测量。电子放大由电子线路完成。一些微弱信号探测装置和电子示波器中都有电子放大线路。 第一节 基本测量方法 3.转换测量法：转换测量法是根据物理量之间的各种效应和定量函数关系利用变换原理进行测量的方法。由于物理量之间存在多种效应，所以有各种不同的换测法，这正是物理实验最含有启发性和开创性的一面。 ⑴参量换测法 参量换测法是利用参量的变换达到测量某一物理量的方法。例如测定钢丝的杨氏模量Y是根据应变与应力成线性变化的规律，将Y的测量转换为应变力ΔL/L与应力量F/S的测量后得到。 ⑵能量转换法 这种方法是利用一种运动形式转换成另一种运动形式时物理量间的对应关系进行测量。下面介绍几种比较典型的能量换测法。 ①热电换测 将热学量转换成电学量。例如用温差电动势原理，将温度的测量转换成热电偶的温差电动势的测量。 ②压电换测 这是一种压力和电势间的转换，话筒和扬声器就是这种换能器。 ③光电换测 将光通量转换为电量的换能器。转换的原理是广电效应。转换元件有光