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大学物理课在人才培养中的作用及意义


所表现出的性质是它的不确定性和满足统计性。
它主要来自以下几个方面: ①环境:气流、温度的扰动或起伏;环境中杂散电磁场的存在; 噪声的存在。
②人的感官的限制(听、视、触觉)

偶然误差的特点是随机性。也就是说在相同条件下,对同 一物 理量进行多次重复测量,每次测量的误差的大小和正负无法预知, 纯属偶然。但是实践和理论证明,如果测量次数足够多的话,大 部分测量的随机误差都服从一定的统计规律。本书只着重介绍随 机误差的正态分布。 1)正态分布的特征与数学表达 遵从正态分布的随机误差有以下几点特征: (1)单峰性。绝对值大的误差出现的可能性(概率)比绝对值小 的误差出现的概率小。 (2)对称性。绝对值相等的正负误差出现的机会均等,对称分布 于真值的两侧。 (3)有界性。在一定的条件下,误差的绝对值不会超过一定的限 度。 n (4)抵偿性。当测量次数很多时, Lim i 0 随机误差的算术平均值趋于零,即 n
(4)测量结果
测量的结果应包括数值、单位、以及结果可信
赖的程度。三者缺一不可。否则,所表示的测量结 果无任何物理意义。
2、真值与误差 (1)真值: 待测物理量,在一定条件下,所具有的客观值 的大小。(它不会因测量手段而改变) 下列几种情况可视为真值: (a)理论值:如三角形内角和180˚ (b)公认值:如普朗克常数 (c)计量学约定真值:计量部门约定的长度、 时间、质量等。如当地重力加速度g (d)相对真值:用准确度度高一个数量级 的仪 器校准的测量值。
粗大误差:将会引起测量失败,必须避免!
测量结果和误差估算
1、直接测量的标准差
测量列: x1 , x2 , x3 xn
标准差:

2 ( x ) i i 1
n
n
但真值μ不知道,改用算术平均值 实验标准差
x
x
i

(x
i 1
n
x )2
n 1
对任一次测量,其误差出现在区间(–x,x) 内的概率为68.3%。
物理实验课的主要教学环节
扣罚分规定: 不按规定时间做实验者扣30分,不按时交报告者 扣20分; 抄袭、篡改、拼凑实验数据一律记零分; 迟到5分钟内扣10分,5分钟以上扣20分,30分钟 以上不得进入实验室; 预习报告未完成扣20分,预习报告马虎者扣5-10 分;

报告写法:书上P2

跨入精彩的物理殿堂
——如何学好普通物理实验课

正确把握实验的三个环节
预习
查、看、写 观察、记录、思考 数据处理、现象解释 实验结果、问题讨论
实验过程 实验报告
物理实验课的主要教学环节

物理实验室在B5栋B座二、三楼。晚上上课时间为6: 30分,不随学校作息时间改变。 物理实验示范中心网站地址: http://202.38.193.234/phylab/
绪 论
主讲: 马在光
密立根在1923年获诺贝尔奖时说: “科学靠两条腿走路,一是理论, 一是实验。有时一条腿在前面,有时 另一条腿走在前面。但只有使用两条 腿,才能前进。在实验过程中寻找新 的关系,上升为理论,然后再在实践 中加以检验。”
ROBERT ANDREWS MILLIKAN 1868-1953
4m 2 f (m, d , h) d h
4 l g 2 f (l , T ) T
量条件的改变以及 测量者素质的参差都会造成测量结果的变化。
当同一个人、用同样的方法、使用同样的仪器并 在相同的条件下对同一物理量进行的多次测量,叫做 等精度测量。
①仪器误差:仪器本身的缺陷或没有按规定使用仪器造成的。 如: 仪器精度的限制、仪器未调整到位、仪器磨损等。 ②方法误差:测量理论的近似性和不完善。 ③环境误差:外界环境未达到测量要求。 如;光照、电磁场、温度等。(这里注意第一 句话的意义,不要视为客观环境的扰动) ④人为误差:实验者的感官和习惯。
偶然误差:在测量过程中一些随机的或不确定的因素引起的。
1、测量和测量结果表示
测量:将待测物的某物理量与相应的标准量做定 量比较。 方法有两种 (1)直接测量 (2)间接测量
(1)直接测量: 将待测量与预先选定好的仪器、量具比较, 直接从仪器中读出待测量的大小 (2)间接测量: 将待测量表示成另外几个可直接测量的量的函 数,根据直接测量量通过函数计算,得出待测量。 例:

基础物理精品课程网站(含教学论坛): http://202.38.193.234/physics/
物理实验课的主要教学环节
实验成绩的评定 平时实验报告成绩(绪论课作业算一次 实验)70%,期末考试30% 实验报告评分点包括:预习报告检查及 问答老师提问、课堂操作、数据记录及 误差处理、实验结果及作图、综述讨论 及思考题等。如有创新点将格外加分。

i 1
偶然误差遵循的统计规律: 偶然误差分布函数(高斯分布、正态分布):
1 x 2 f(x) exp 2 2 2
对应正态分布的图:
5、测量的正确度、精密度、准确度 如图所示:
a)正确度高、 精密度低
(b)精密度高、 正确度低
(c)精密度高、 正确度高
四个问题
1、如果我不想当科学家,大学物理实验课对我有用吗? A 打工 B 创业
2、上课要求?
3、成绩评定?
4、上课时间?
物理实验教学中心简介
30名实验教师中教授5人,副教授(或高级 实验师)20人。具有博士学位教师占87%。 2006年获批为广东省物理实验教学示范中心。 开设实验内容:基础物理实验;综合和近代 物理实验;设计性和研究性实验。仪器设备 总资产1200万元。
(2)绝对误差:
∆X= X- μ
测量值 真值
(3)相对误差
100m 差1cm
10m差1cm
谁更准?
E
x

100 %
4、误差的分类 根据产生误差的原因和误差所表现出的性 质,将误差分为三类: 系统误差 偶然误差 --正确度 --精密度 --合称准确度 粗大误差
系统误差的来源主要有以下几方面:

算术平均值
的标准偏差为:
真值处于区间 ( x x , x x ) 的概率为68.3%。
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