2010大学物理实验绪论讲稿
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大学物理实验讲义(太阳能科学与工程系光伏工程教研室2010年3月)目录写在前面 (2)一、物理实验的地位和作用 (2)二、物理实验课的教学目的 (2)三、物理实验课的基本程序 (3)实验一扭摆法测定刚体转动惯量 (5)【实验目的】 (5)【实验原理】 (5)实验二悬丝耦合弯曲共振法测定金属材料杨氏模量 (11)【实验目的】 (11)【实验原理】 (11)实验三电表改装与校准 (19)【实验目的】 (19)【实验原理】 (19)实验四示波器原理及使用 (26)【实验目的】 (26)【实验原理】 (26)实验五霍尔效应实验组合仪的使用 (30)【实验目的】 (30)【实验原理】 (30)实验六迈克尔逊干涉实验仪的使用 (38)【实验目的】 (38)【实验原理】 (38)写在前面一、物理实验的地位和作用科学的理论来源于科学的实验,并受到科学实验的检验,物理学的理论,就是通过观察、实验、抽象、假说等研究方法,并通过实验的检验而建立起来的。
观察和实验是物理学中的重要研究方法。
观察就是对自然界中发生的某种现象,在不改变自然条件的情况下,按照原来的样子加以观察研究。
而实验则是人们按照一定的研究目的,借助按规定的仪器设备,人为地控制或模拟自然现象,使自然现象以比较纯粹或典型的形式表现出来,进而对其进行反复地观察和测试,探索其内部规律的一种方法。
物理学从本质上说是一门实验科学,无论是物理规律的发现,还是物理理论的验证,都有待迂实验。
物理实验不仅在物理学的发展中占有重要的地位,而且在推动其它自然科学、工程技术的发展中也起着重要作用。
特别在不少交叉学科中,物理试验的构思、方法和技术与化学、生物学、天文学等学科的相互结合已取得丰硕的成果。
此外,物理实验还是众多高技术发展的源泉、原子能、半导体、激光、超导和空间技术等最新科技成果,都是与物理实验密切相关的。
二、物理实验课的教学目的根据《高等学校工程专科物理实验课程教学的基本要求》,结合我校的实际,对各专业不同的需要选取一定数量和实用内容的实验项目。
物理实验绪论——误差及数据处理凌象虎一、大学物理实验课的意义大学物理实验课是一门培养大学生综合能力和素质的课程,主要培养大学生科学实验的能力和科学实验的素质。
科学实验的能力:实验预习中的自学能力;实验操作中的动手能力,分析解决问题能力,安装调试仪器能力,排除故障能力;实验总结中的文字表达能力,归纳综合能力,绘图制图能力,处理数据能力;设计实验中的设计创新能力,科学想象能力等。
科学实验素质:理论联系实际和实事求是的科学作风;严谨踏实、认真细致的工作态度;守纪遵规、爱护公物的良好品格;善于思考、主动探究的钻研精神等。
这些都将为以后从事各类科研活动打下良好基础。
切勿将本课的意义局限在仅仅是做实验、写实验报告这一狭隘眼界之中,只有认识到它的综合意义,才能真正地学到知识、增强素质、提高能力。
二、大学物理实验课的学习程序1.实验预习(理论);2.实验操作(实践);3.实验总结(理论联系实践)。
三、测量误差1.真值:X0当量和测量过程完全确定,且所有测量不完善性可以排除时,由测量所获得的一个值。
简言之,真值就是客观实际真实值。
测量一个物理量就是企图找到该量的真值。
但真值几乎是不可能找到的。
测出来的都是真值的近似值。
测量中进行的一切努力,都是使测量结果尽量接近真值。
例如,一安培电流定义:真空中截面积可忽略的两根相距一米的无限长的圆而直的细导线,内通以等量的恒稳的电流,当每米长度上所受的力恰好是2×10-7牛顿时,则导线内的电流强度为一安培。
在安培的定义中,如“真空”、“截面积可忽略”、“相距一米”、“无限长”、“圆而直”、“等量恒稳电流”、“2×10-7牛顿力”等要求,是难以做到或根本不可能做到的。
所以,安培的理论值在实验中不可能准确测出。
可见,要测到真值几乎是不可能的。
测量值总是存在或大或小的误差:2.误差:δ绝对误差:δ=X i(测量值)-X0(真值)相对误差: E=δ╱X0×100%由于真值不可求,必须寻找一个真值的代替者:3.算术平均值:X(约定真值)X=∑X i╱n ,实际测量中用X代替X0 4.系统误差在一定条件下,对同一物理量进行多次测量时,其测量误差的符号与数值总保持不变或者按某一确定的规律变化。