普通物理实验

若不确定度为0.04, 则取x = 3.55
位是不确 定的
四舍五入特例: 3.765 3.76 3.675 3.68
末位取偶数!
有效数字的运算规则:
加减法: 与不确定度最大项的末位有效数字对齐。 如 57.31＋0.0156－2.24342(= 55.08218)= 55.08
乘除法: 与最少个数的有效数字相同。 如57.31×0.0156÷2.24342(= 0.398514767) = 0.399
三大发现（X光、放射性、电子） ——从宏观到微观
两朵乌云（黑体辐射、迈－莫实验） ——从经典到近代
三、 物理实验对物理学在其他学 科中应用的意义
• 材料：物性测试、新材料的发现、制备
• 化学：光谱分析、放射性测量、激光分离同位素
• 生物：各类显微镜（光学显微镜、电子显微镜、X光显微
镜、原子力显微镜），DNA操纵、切割、重组以及双螺旋 结构的分析
三、关于测量不确定度的评定方法
不确定度的评价十分重要：过大----浪费；过小----失误。 1993年由
国际标准化组织（ISO-International Standardization Organization ） 国际计量局（BIPM-Bureau International des Poids et Mesures）
二、误差分析与不确定度评定
误差——测量值与真值的差 误差的成因： 1.测量方法（伏安法测电阻、测平面玻璃的温度） 2.测量者（经验、估读、疏忽） 3.测量仪器及标准量（刻度、环境） 误差分析的重点在测量方法（单摆和自由落体测g）。 测量者的估读、仪器和标准量的不确定程度是可以用一定的方 法评定的，称为“不确定度评定 ”。
不确定度—表征被测量具有分散性的一个参数。u
分为两类：A类---由多次测量所得的一系列测量结果的统计
分析评定的不确定度 uA B类---由非统计分析评定的不确定度 uB
A类不确定度的评定方法:
(对待测量x 进行n 次全同测量)
测量次数 n 越多，uA 越小。
一般可在科学型计算器上直接得出计算结果。
国际纯粹与应用物理联合会 IUPAP-International Union of Pure and Applied Physics
国际纯粹与应用化学联合会 IUPAC- International Union of Pure and Applied Chemistry
等七个国际权威组织制定了《测量不确定度表示指南》
• 医学：诊断――X光、CT、核磁共振、超声波治疗――
放射性、激光、微波、γ刀
结论：物理实验是物理学在其他学科中应用的桥梁。
第二章 实验数据的处理
一、为什么要处理数据？ 二、误差分析与不确定度评定 三、不确定度的评定方法 四、作图与拟合
一、为什么要处理数据？
1、大多物理规律是用物理量之间 的定量关系来表述的。
一、什么是普通物理实验？
• 最基本的物理实验，包括力、热、电、 光及近代物理实验
• 理科、工科、医科各专业都普遍要做的 物理实验。
二、物理实验在物理学研究与发 展中的作用
从物理学史看物理实验的重要性
• 经典物理学的建立：
力学（伽里略） 电磁学（库仑、法拉第、麦克斯韦） 光学（杨氏、菲涅耳）
• 近代物理学的建立：
http://phylab.fudan.edu.cn
本实验中心机房免费开放
• 实验中心机房地点：物理楼121室
• 开放时间： 周一、周二：下午 周一至周四：晚上
13:30 — 16:30 18:00 — 20:00
绪ຫໍສະໝຸດ Baidu（第一节）
。 物理实验的重要性
一、什么是普通物理实验？ 二、物理实验在物理学研究与发展中的作用 三、物理实验对物理学在其他学科中应用的意义
2、实验得到的数据只有经过正确的 处理才能得到公认的、合理的结论。
二、误差分析与不确定度评定
测量——测量者采取某种测量方法用某种测量仪器将待测量与标 准量进行比较。（质量、长度、体积）
用毫米刻度尺测量某物体的长度 数字表测量某一电路中的电流
左端读数为：10.00cm 右端读数为：15.25cm
1、若数字表有稳定的输出：3.888A 2、 若数字表输出不稳定呢？
普通物理实验 绪论
数据处理
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普通物理实验课总体安排
第1周：讲课——第一章（1）、第二章 第2周：讲课—— 第一章（2）、（3） 第3－17周：7组实验（14个） 第18周：复习 第19周：考试（笔试） 要获得更多的信息请登陆本实验中心网站 ：
有效数字表示法
有效数字----从第一个不为0的数开始算起的所有数字。 如, 0.35 (2个); 3.54 (3个); 0.003540 (4个); 3.5400 (5个)。
不确定度本身一般只取一位有效数字，测量值的末位有
效数字应与不确定度的有效数字对齐。
例如:计算结果为x = 3.54835
三位有效 数字,末
u( y)
y
n
u( x) 2 x
一般传递公式：
当各直接测量的量相互独立无关时，
)
u B21
(
x2
)
u
2 B
2
(
x)
多次测量： u(x) uA2 (x) uB22 (x)
测量结果的表示方法：
1.测量结果的一般表示法： x u(x)
如，长度为（1.05±0.02）cm。
2. 测量结果的百分比表示法：u(x) 100% x
如，长度为1.05cm，相对不确定度2% 。
3. 测量结果的有效数字表示法(简略表示)
B类不确定度的评定方法:
测量不确定度（与测量方法和测量经验有关），可取
(多次测量时，uB1由uA代替)
仪器不确定度（与仪器种类、级别及使用条件有关） ， 可取
uB2
a c
不确定度的合成：
单次测量：u(x)
u
2 B1
(x)
u
2 B2
(x)
长度测量,其不确定度合成公式为:
u(x)
u
2 B1
(
x1
注意：虽然最后结果的不确定度，一般 只取一位有效数字，但在运算过程中一 般要取两位或更多，中间过程测量值也 应多取几位．不要过早舍入．
不确定度的传递:
在间接测量时，待测量是由直接测量的量通过计算而得的。此时，待 测量的不确定度由各直接测量的量的不确定度传递而得。
加减法:
乘除法:
乘方： y xn
2