經(jīng)管類大學物理實驗的緒論不確定度教案2012.2.

1、1經(jīng)管類大學物理實驗經(jīng)管類大學物理實驗緒論緒論誤差誤差不確定度不確定度實驗數(shù)據(jù)處理實驗數(shù)據(jù)處理緒論緒論請同學們自己閱讀教材1~2頁。一、大學物理實驗課的地位、作用和任務一、大學物理實驗課的地位、作用和任務大學物理實驗課覆蓋面廣，具有豐富的實驗思想、方法、手段，同時能提供綜合性很強的基本實驗技能訓練，是培養(yǎng)學生科學實驗能力、提高科學素質(zhì)的重要基礎。它在培養(yǎng)學生嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識、理論聯(lián)系實際和適應科技發(fā)展的綜合應用能力等方面具

2、有其他實踐類課程不可替代的作用。對于經(jīng)管類專業(yè)學生，本課程的具體任務是：1.培養(yǎng)學生科學實驗基本素質(zhì)，確立正確的科學思想和科學方法.通過物理實驗課的教學，使學生了解實驗科學的思想和方法、培養(yǎng)學生的科學思維，提高分析能力。2.培養(yǎng)與提高學生的科學素養(yǎng).即通過物理實驗使學生具有理論聯(lián)系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真的工作態(tài)度，主動研究的探索精神，遵守紀律、團結(jié)協(xié)作和愛護公共財產(chǎn)的優(yōu)良品德，這對于培養(yǎng)當代的經(jīng)營管理者的科學素養(yǎng)尤為重要。二

3、、物理實驗課的基本程序物理實驗課的基本程序１做好預習。由于實驗課時間有限，熟悉儀器和測量任務重，因此必須根據(jù)所排的實驗進行課前預習。預習是完成實驗的基礎。預習時應認真閱讀教材，務必明確本次實驗的目的，實驗所依據(jù)的基本理論和方法（如基本公式、電學實驗的電路圖或光學實驗的光路圖等），實驗大體步驟，使用的儀器設備，畫好記錄數(shù)據(jù)的表格，寫出可行的預習報告。因為有的實驗儀器比較復雜、有的實驗儀器、實驗內(nèi)容、實驗要求有改動（如實驗1、5、7），因此

4、，請同學們根據(jù)所排的實驗，做實驗前到實驗室根據(jù)具體的儀器和實驗卡預習（不能在老師不在場時操作，防止損壞儀器；可在作完前1個實驗后，就預習下一個實驗，這時如有同學沒做完實驗，可向指導教師說明后，在不影響正常實驗的前提下預習）。上課時，教師應首先檢查學生的預習情況（如提問），把預習情況作為評定實驗成績的一項內(nèi)容。對于沒有預習的學生，教師有權(quán)停止本次實驗。２進入實驗室開始實驗前，先要（根據(jù)實驗卡）清點儀器，核對數(shù)量、規(guī)格及儀器的原始狀態(tài)，并記

5、錄之（若有不符或差異，應及時向教師提出，否則將承擔責任）。3.按照實驗步驟（參見實驗卡），對儀器裝置進行調(diào)整，構(gòu)成完整的實驗裝置，報告指導教師，請求核查。電學實驗中，線路接好經(jīng)教師核查后，才能接通電源。光學實驗中，嚴禁用手接觸光學元件的光學表面（以透鏡實物為例說明）。4.經(jīng)教師準許后，方可開始實驗。要如實記錄原始數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象及有關(guān)的環(huán)境條件（室溫、濕度等），同時還應記錄主要儀器的名稱、型號、量限和準確度等級指數(shù)。原始數(shù)據(jù)必須使用專用的

6、記錄紙，書寫用鉛筆書寫無效，對“錯誤”的數(shù)據(jù)也要保留，因為有些“錯誤”的數(shù)據(jù)經(jīng)過比較會發(fā)現(xiàn)是正確的、甚至發(fā)現(xiàn)新的科學規(guī)律。若確認記錄的原始數(shù)據(jù)有錯誤，可在錯誤和筆誤處用細線劃掉重寫，不要涂改數(shù)據(jù)，也不得使用涂改液等覆蓋。操作完成后，原始數(shù)據(jù)請指導教師審閱數(shù)據(jù)，待指導教師簽字認可。5.切斷電源，把儀器復原、整理好，填寫實驗使用記錄并請指導教師簽字后方可離去。6.按照實驗要求，用規(guī)定的紙張，按的規(guī)定的格式（見報告紙樣品、教材第2頁最后4行）

7、，趁熱打鐵撰寫實驗報告，并在作完實驗的1周內(nèi)向指導教師交實驗報告。對已發(fā)還的實驗報告中的錯誤，要找出原因，認真更正。對于不及格的實驗報告，可在認真補充、更正錯誤后，連同不及格的實驗報告一起交給指導教師，方可更改為及格（只有1次機會）。3常量值6.0221367（36）1023mol1，相對標準不確定度0.59106，到2006年的阿伏加德羅常量值為6.02214179（30）1023mol1，相對標準不確定度達到0.50107，提高了1

8、個數(shù)量級）；最佳估計值；已修正過的算術(shù)平均值；計量標準器所復現(xiàn)的值等；都可作為約定真值。約定真值有時稱為指定值、最佳估計值、約定值、參考值指定值、最佳估計值、約定值、參考值。1.1.21.1.2誤差的定義及分類誤差的定義及分類1.絕對誤差和相對誤差絕對誤差和相對誤差測量結(jié)果減去被測量的真值稱為[測量測量]誤差誤差。如用x表示測量結(jié)果x0表示真值測量誤差Δx=xx0(1.1)測量誤差可為正值，也可為負值。當測量結(jié)果大于真值時為正，否則為負

9、。測量誤差也可以用相對誤差表示相對誤差相對誤差定義為E=Δxx0(1.2)為了將以上兩式相區(qū)別相對于稱(1.2)式為相對誤差（一般取正值）而言(1.1)式定義的誤差稱為測量的絕對誤差絕對誤差。注意，絕對誤差可正可負不是誤差的絕對值誤差的絕對值稱為誤差的模誤差的模。2.隨機誤差和系統(tǒng)誤差隨機誤差和系統(tǒng)誤差根據(jù)誤差出現(xiàn)的不同特點，誤差可分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差。（1）隨機誤差第三版（VIM）中定義定義[注2]：“在重復測量中，以不可預知的方式

10、變化的測量誤差的分量。對此定義可這樣理解:在相同測量條件下（在短時間內(nèi)測量的程序、觀測者、儀器、地點都相同，這些條件稱為重復性條件重復性條件）多次測量同一量時每次測得值為xi（i=1、2、3、…n），每次測量的隨機誤差?xi=xix0的大小和正負以不可預知的方式變化是隨機的。隨機誤差產(chǎn)生的基本原因是還沒有被人們所認識和無法控制的運動中的物質(zhì)世界對測量的影響如溫度的不均勻、微小的振動、電磁場、各種射線等環(huán)境因素對測量的既不能消除又無法估量

11、的影響，這種影響稱為隨機效應，它們導致重復觀測中的分散性。當測量次數(shù)n足夠多時?xi就顯示出統(tǒng)計規(guī)律。隨機誤差的最本質(zhì)的統(tǒng)計規(guī)律是隨機誤差的算術(shù)平均值隨著測量次數(shù)的增加而趨于零即(1.1b)110limninixn??????這個特性稱為抵償性抵償性。將(1.1)式代入上式得001111()0limlimnniinniixxxxnn????????????∴(1.1c)011limninixxn?????即僅存隨機誤差的情形下僅存隨機誤