醫(yī)學(xué)物理學(xué)關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)緒論.ppt

1、關(guān)于物理實(shí)驗(yàn) 核實(shí)實(shí)驗(yàn)安排 實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教程及實(shí)驗(yàn)報告中與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的全部內(nèi)容。 課堂實(shí)驗(yàn) 帶實(shí)驗(yàn)教程、實(shí)驗(yàn)報告 教師講解 必須在了解儀器的工作原理、使用方法、注意事項(xiàng)的基礎(chǔ)上，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 儀器安裝調(diào)試后經(jīng)教師檢查無誤后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。發(fā)現(xiàn)問題及時與教師溝通。 完成實(shí)驗(yàn)報告：當(dāng)堂完成 儀器整理及實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生 成績記錄 完成實(shí)驗(yàn)一緒論,注意：若“5”后有不為零的數(shù)則視為大于5，必入！,“四舍六入五湊偶”數(shù)據(jù)處理法。,實(shí)驗(yàn)一 緒論,測量的意義和分類,測量,直接測量：凡使用量具或儀器能直接測出待測量的測量。,間接測量：在一系列直接測量的基礎(chǔ)上，必需通過函數(shù)計算才能得出待測量量值的測量。

2、（伏-安法測電阻，單擺法測重力加速度）,測量：為確定被測量對象的量值而進(jìn)行的將待測量與標(biāo)準(zhǔn)同類量比較的過程。,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本任務(wù)：對一系列量進(jìn)行科學(xué)測量。,真值N0：反映某一物理量客觀存在的量值。,測量的目的：追求測得真值，但真值是不可知的。,誤差及其分類,誤差N：測量值與真值之間的差異。,誤差的分類：系統(tǒng)誤差、偶然誤差（隨機(jī)誤差）,N=N-N0,任何測量都不可避免的存在誤差，誤差的大小反映了測量的準(zhǔn)確程度。,由于真值不可知，誤差也就不可知，只能是合理的估算。誤差也稱不確定度。,若考慮到各種引起誤差的因素互相加強(qiáng)的不利 情況，通常會將誤差估算大一些。,儀器誤差：儀器本身不完善引起誤差。（如零點(diǎn)

3、未校準(zhǔn)；刻線、砝碼不準(zhǔn)）,方法（理論）誤差：實(shí)驗(yàn)方法（理論）不完善引起誤差。（如空氣中物理天平稱重）,1.系統(tǒng)誤差：在相同實(shí)驗(yàn)條件下，測量誤差的數(shù)值保持不變或按某一確定的規(guī)律變化。,例：圓游標(biāo)的偏心差問題（精度0.05）。,2.偶然誤差（隨機(jī)誤差）：即便消除了系統(tǒng)誤差，各次測量值也將由于諸多偶然因素的影響而出現(xiàn)隨機(jī)的變化。,多次測量的算術(shù)平均值：,減小偶然誤差的基本方法：增加測量次數(shù)，多次測量取平均值。,最佳值，近真值,直接測量誤差的（估算）表示方法,1、算術(shù)平均值 在相同條件下對某物理量N進(jìn)行了n次重復(fù)測量（等精度測量），其測量值分別為N1、 N2、 、 Nn，則算術(shù)平均值為：,近真值,算術(shù)

4、平均值最接近于真值，稱近真值（最佳值），并將它作為該實(shí)驗(yàn)測量的測量結(jié)果。,2、平均絕對誤差 各次測量值的絕對誤差：,平均絕對誤差：,將平均絕對誤差作為該實(shí)驗(yàn)測量的誤差。,注意：都取絕對值！,平均絕對誤差一般只取一位！,3、相對誤差（百分誤差）,4、測量結(jié)果的表示,相對誤差一般取一到兩位數(shù)字！,0.0125,3.2325,例：用精度0.1mA的萬用表對某電流進(jìn)行等精度測量， 4次測量值分別為：3.25mA,3.24mA,3.23mA和3.21mA。,或0.3%,特例：重復(fù)測量n次，若測量值恰巧不變,絕對誤差估計為：儀器最小分度值的一半。,例：用精度0.1mm的游標(biāo)卡尺測量某一物體的長度，3次測量

5、值分別為：12.60mm,12.60mm,12.60mm,其平均絕對誤差估計為：0.05mm,5、單次測量誤差的估算,絕對誤差估計為：儀器最小分度值的一半。,間接測量的誤差計算（誤差傳遞）,1、加減法運(yùn)算中的誤差 若,則,結(jié)論：和差運(yùn)算的絕對誤差等于各直接測量量 的絕對誤差之和。,加減運(yùn)算:先計算絕對誤差，后計算相對誤差。,2、乘除法運(yùn)算中的誤差 若N=AB或N=A/B，可以證明：,結(jié)論：乘除運(yùn)算的相對誤差等于各直接測量量的 相對誤差之和,乘除運(yùn)算:先計算相對誤差，后計算絕對誤差。,例液體粘度的測量。,解：,有效數(shù)字及其運(yùn)算,1、有效數(shù)字的概念 測量結(jié)果中可靠的幾位數(shù)字加上可疑的一位數(shù)字統(tǒng)稱為

6、測量結(jié)果的有效數(shù)字。 2、直接測量時有效數(shù)字的記法 （1）儀器最小刻度是“1”或“110n”的（十等分儀器），記錄到最小分度值的下一位。（例外：體溫表） 例圖示測量數(shù)值為：,11.5,0.90,數(shù)據(jù)記錄的基本原則：科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)均用有效數(shù)字記錄，且一般只記錄到剛開始發(fā)生誤差的那一位數(shù)字。,（2）儀器最小刻度是“2”和“5”的（二等分或五等分儀器），只記到最小分度所表示的那一位。,例：,13,45,37,（3）數(shù)顯儀表及步進(jìn)式標(biāo)度盤的儀表（電阻箱、電橋、電位差計、數(shù)字電壓表等）一般應(yīng)直接讀取儀表的示值。,晶體管毫伏表的讀數(shù),對有效數(shù)字應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：,(1)測量結(jié)果的有效數(shù)字與數(shù)學(xué)中的數(shù)字的含義

7、不同。,(2)單位變化了，有效數(shù)字的位數(shù)不變。,可見, 用以表示小數(shù)點(diǎn)位置的“0”不是有效數(shù)字。,(3)當(dāng)結(jié)果數(shù)字很大或很小時，一般可用科學(xué)計數(shù)法表示。,測量結(jié)果后面的“0”不能隨意加減，否則將人為改變有效數(shù)字，也即改變了測量精度。,（1）有效數(shù)字的加減運(yùn)算：,規(guī)則：運(yùn)算結(jié)果的可疑數(shù)字與參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)中最早出現(xiàn)(位次最高)的可疑數(shù)字對齊。,幾個數(shù)相加減時，選用精度相同的儀器較為合理。,（2）乘除運(yùn)算：,規(guī)則：運(yùn)算結(jié)果的可疑數(shù)字的位數(shù)取參與運(yùn)算的數(shù)據(jù) 中最少的有效數(shù)字位數(shù)。,（3）乘方、開方運(yùn)算,規(guī)則：運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)取為底數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。,（4）對數(shù)和三角函數(shù)的取值,對數(shù)的有效位數(shù)與其

8、真數(shù)的位數(shù)相同; 三角函數(shù)的有效位數(shù)與對應(yīng)的角度的位數(shù)相同。,（5）常數(shù)如、e、 等，其有效位數(shù)與位數(shù)最少的因子相同。但純數(shù)學(xué)數(shù)字不作有效數(shù)字處理。,例： 1.0=3.1,例：sin30.0=0.500,(6)有效數(shù)字和誤差的關(guān)系,測量值有效數(shù)字的末位，要和絕對誤差所在的那一位對齊。 例：I=3.500.02（A） I= 3.500.002（A ） I=3.500.2（A ） ,測量圓柱體直徑D和高度h數(shù)據(jù)表（游標(biāo)分度0.002cm）,物理量的名稱(符號)和單位,所有有效數(shù)字正確,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表記和圖示,一、列表記錄：,作圖時要先整理出數(shù)據(jù)表格，并要用坐標(biāo)紙作圖。,1.根據(jù)數(shù)據(jù)范圍選擇合適的坐標(biāo)分度值，確定坐標(biāo)紙的大小 坐標(biāo)分度值的選取應(yīng)能反映測量值的有效數(shù)字。 根據(jù)表數(shù)據(jù)U 軸可選1mm對應(yīng)于?V， I 軸可選1mm對應(yīng)于?mA。,作圖步驟：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表如下. 表1：伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),二.實(shí)驗(yàn)曲線的描繪,舉例如下：,2. 標(biāo)明坐標(biāo)軸： 用粗實(shí)線畫坐標(biāo)軸，用箭頭標(biāo)軸方向，標(biāo)坐標(biāo)軸的名稱或符號、單位,再按順序標(biāo)出坐標(biāo)軸整分格上的量值。,4. 連成圖線： 用直尺、曲線板等把點(diǎn)連成直線、光滑曲線。一般不強(qiáng)求直線或曲線通過每個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。,自變量,因變量,電阻伏安特性曲線圖,圖名,電阻伏