希望同学们能重视这门课程的学习，经过一年的时间， 真正能学有所得。
§1.物理实验的重要作用
§4 上好物理实验课的三个环节
1. 实验预习
看懂教材、明确目的、写出预习报告
预习报告要求：
实验目的、主要原理、公式（包括式中各量意 义）、线路图或光路图及关键步骤 (该部分书写 整齐的课后可作为正式报告的一部分，不必重复
验。归根结底物理学是一门实验科学，无论物理概念的 建立还是物理规律的发现都必须以严格的科学实验为基 础，并通过今后的科学实验来证实。 物理实验在物理学的发展过程中起着重要的和直接
的作用。
§1.物理实验的重要作用
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
●
经典物理学（力学、电磁学、光学）规律是由 以往的无数实验事实为依据来总结出来的。 X射线、放射性和电子的发现等为原子物理学、 核物理学等的发展奠定了基础。 卢瑟福从大角度α粒子散射实验结果提出了原 子核基本模型。
算（应包含主要过程）、作图。最后附上教师签字的原
始记录。
上好物理实验课的三个环 节
实验成绩平分方法
平时的实验占70%--100%（包括预习、课堂 实验、完整的实验报告） 期末考试占0--30%
实验须知
学生在规定的时间内进行实验，不得无故旷 课和迟到。无故迟到10分钟者，不得进入实 验室。 进入实验室，保持室内安静和整洁，不得大 声喧哗。 对安排的实验要有预习报告，提交教师审阅， 对没有预习报告者，不得进入实验室做实验。
如：螺旋测微计制造时的螺纹公差等
§2-1 测量误差和不确定度 估算的基础知识
• 定义：
随机误差
在对同一量的多次重复测量中绝对值和符号以不可预知方 式变化的测量误差分量。
• 产生原因：
实验条件和环境因素无规则的起伏变化，引起测量值围绕 真值发生涨落的变化。例如：
电表轴承的摩擦力变动、螺旋测微计测力在一定范围内随机变化、 操作读数时的视差影响。
• 特点：
①小误差出现的概率比大误差出现的概率大； ②多次测量时分布对称，具有抵偿性——因此取多次测量的平 均值有利于消减随机误差。
§2-1 测量误差和不确定度 估算的基础知识
随机变量的分布
正态分布：大量相对独立因素共同作用下得到的随机变量服 从正态分布。物理实验中多次独立测量得到的数据一般可以近似 看作服从正态分布 x P (x) lim i ( x u ) 2
不确定度的引入
3、对测量结果不能确定的程度越小，表示测 量结果与真值越靠近，测量结果越可靠。反 之，不能确定的程度越大，测量结果的可靠 性越差。
不确定度概念的理解
1、不确定度是表征测量结果具有分散性的一个参 数。 2、不确定度是被测物理量的真值在某个量值范围 内的一个评定。 3、定义--不确定度是表示由于测量误差的存在而对 被测量值不能确定的程度。 4、不确定度反映了可能存在的误差分布范围，即 随机误差分量和未定系统误差分量的联合分布范围。
残差、偏差、误差的区分
误差 偏差 系统误差分量
残差


x
0
u
x
x
i
不确定度的引入
1、由于真值一般不可能准确知道。因此，误 差是一个理想的概念，它本身是不可能确切 获知。 2、只能根据测量数据和测量条件进行推算， 求得误差的估计值。由于误差的推算没有唯 一确定的值，因此对误差的估计值或数值指 标采用一个更为科学的概念—不确定度，对 测量结果的准确程度做出科学合理的评价。
实验须知
认真完成本组实验，不得擅自搬动和使用其 他组的仪器和物品。 实验中发现仪器不正常和数据不合理时，应 及时与指导教师联系。 光学实验严禁用手触摸光学元件的光学表面 电学实验线路接好经教师检查后，方可接通 电源。
实验须知
遵守仪器操作规程，爱护仪器设备，注意人 生安全和仪器安全，损坏仪器设备酌情赔偿。 实验完成后，将原始数据交指导教师审阅签 字方可有效。 实验完成后，整理仪器，清点器材，面交指 导教师。打扫卫生，关好门窗，方可离开实 验室。
x
x u
x u 2
§2-1 测量误差和不确定度 估算的基础知识
x u 3
0.683 0.954 0.997
随机变量的分布

实际测量次数有限，可用 n 次测量值的 x、s x 来估算μ、σ：
x x i n
x x sx i
n 1
假说
电磁场理论
麦克斯韦方程组 二十多年后
麦克斯韦在
1865年提出
电磁场理论 才得到公认
电磁波的存在并证实电 磁波的传播速度是光速
1905年爱因斯坦的光量子假说总结了光的微粒说和波动说之间的争 论，能很好地解释勒纳德等人的光电效应实验结果，但是直到1916年 当密立根以极其严密的实验证实了爱因斯坦的光电方程之后，光的粒 子性才为人们所接受。
普通物理实验课程绪论
§1.物理实验的重要作用 §2.怎样上好物理实验课
§3.学生须知
§4.测量误差和不确定度估计的基础知识 $ 5.有效数字及运算 $ 6.作图法处理实验数据 §7数据的直线拟合（最小二乘法处理实验数据）
§1.物理实验的重要作用
物理实验是研究物质运动一般规律及物质基本结构
的科学，它必须以客观事实为基础，必须依靠观察和实
§2-1 测量误差和不确定度 估算的基础知识
测

量
测量分为直接测量和间接测量
• 直接测量指无需对被测的量与其它实测的量进行函数关系的 辅助计算而可直接得到被测量值的测量； • 间接测量指利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系 经过计算从而得到被测量值的测量
§2-1 测量误差和不确定度 估算的基础知识
§1.物理实验的重要作用
●
物理实验课程的目的
我们的物理实验课程不同于一般的探索性的科学实验 研究，每个实验题目都经过精心设计、安排，实验结果也 比较有定论，它是对学生进行基础训练的一门重要课程。 它不仅可以加深大家对理论的理解，更重要的是可使 同学获得基本的实验知识，在实验方法和实验技能诸方面 得到较为系统、严格的训练，是大学里从事科学实验的起 步，同时在培养科学工作者的良好素质及科学世界观方面， 物理实验课程也起着潜移默化的作用。
1.3 真值与测得值 物质均有各自的特性，反映这些特性的物理量所具有的 客观的真实数值，称为该物理量的真值。通过各种实验所得到 的量值称为测得值。（多是测量仪器或装置的读数或指示值） 测得值是被测量真值的近似值。 1.4一切测量的目标是为了追求真值 1.5但是一切测量都存在着误差，误差是不可避免。 因此，要分析测量中可能产生的误差，尽可能消除其影 响，并对最后结果中未能消除的误差做出估计，是我们实验分 析必须要做的工作。
2.57
2.45
2.36
2.31
2.26
1.96
6≤n≤10的t因子
在不考虑系统误差的情 况下 在置信概率取0.683， 测量次数6≤n≤10时 t因子大约等于1
x x t s x
可变为 ：
x x sx
残差、偏差、误差区别
随机误差曲线中，x0 是被测量的真值。u是测量次数 无穷大的总体平均值。x 是有限次测量的平均值。 xi 是单次测得值。 是标准偏差。 残差：单次测得值与有限次测量的平均值之差。 偏差：单次测得值与总体平均值之差。 误差：单次测得值与被测量真值之差。
测
物理实验以测量为基础
量
完整的测量结果应表示为： Y y
以电阻测量为例 R＝ 910.3 1.4
包括： 测量对象 测量对象的量值
测量的不确定度 测量值的单位
（Y = y 表示被测对象的真值落在（y ，y ）
范围内的概率很大， 的取值与一定的概率相联系。）
系统误差
定义：在对同一被测量的多次测量过程中，绝对值和符号保持恒定
或以可预知的方式变化的测量误差的分量。
产生原因：由于测量仪器、测量方法、环境带入
分类及处理方法：
①已定系统误差：必须修正
电表、螺旋测微计的零位误差； 伏安法测电阻电流表内接、外接由于忽略表内阻引起的误差。
②未定系统误差：要估计出分布范围
再写)。
画好原始数据表格，单独用一张实验报告纸。 课上教师要检查预习情况,没有预习者不能做实验。
上好物理实验课的三个环 节
§4 上好物理实验课的三个环节
2. 实验操作
阅读资料、调整仪器、观察现象、
获取数据、仪器还原 重视实验能力、作风培养。珍惜独立操作的机会， 完 成基本内容，争取做提高内容。 强调记录数据时不得用铅笔，只有数据正确、仪器还
测量误差的定义和分类
误差dy＝测量值 y －真值 Yt
误差特性：普遍性、误差是小量
• 由于真值的不可知，误差实际上很难计算 • （有时可以用准确度较高的结果作为约定真值来计算误差）
误差的表示方法： －绝对误差 dy
－相对误差 －随机误差
dy y
误差分类 －系统误差
§2-1 测量误差和不确定度 估算的基础知识
原、教师签字后该次实验才有效。
提倡研究问题，注意安全操作。
上好物理实验课的三个环 节
§4 上好物理实验课的三个环节
3. 实验报告
实验报告要用青海大学实验报告纸。 报告内容： 凡预习报告中已有的原 理、图、步骤等
不必重写，可在讨论或小结里用自己的实验体会加以补 充。数据处理时必须先重新整理原始记录，然后进行计
1 p ( x) e 2 2
n
n
2
lim
n
xi
n
2
σ小
σ大
μ表示 x 出现概率最大的值，消除系统误差后， 通常就可以得到 x 的真值。σ称为标准差，决定了 x x12 p x dx 线型的宽窄。 ξ表示随机变量 x 在〔x1，x2〕区间出现的概率，称为置信概率。实 际测量的任务是通过测量数据求得μ 和σ的值。