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1、大学物理实验基本大学物理实验基本理论与数据处理理论与数据处理测量及误差的处理测量及误差的处理测量定义测量定义:将被测量与同类标准单位量进行比较的过程将被测量与同类标准单位量进行比较的过程.结果表示结果表示:“大小大小”“单位单位”“不确定度不确定度”.误差误差v定义定义:测量值与真值在数值上的差异的表示测量值与真值在数值上的差异的表示.误差的来源及分类误差的来源及分类v误差来源误差来源:基本仪器基本仪器;人员人员(操作者操作者););仪器附加仪器附加误差误差;理论公式理论公式.v误差分类误差分类:(1)(1)系统误差系统误差:(:(在相同测量条件下在相同测量条件下,对同一被对同一被测量进行多次
2、测量中测量进行多次测量中,其误差保持定值或按一其误差保持定值或按一定可循规律变化的误差定可循规律变化的误差).).(2)(2)随机误差随机误差:在在相相同同条条件件下下对对同同一一物物理理量量进进行行多多次次重重复复测测量量中中,以以不不可可预预知知方方式式变变化化的的测测量量误误差差(它它以以大大小小和和方方向向无无规规律律起起伏伏为为特特征征).随机误差满足统计规律随机误差满足统计规律,用统计的方用统计的方法来处理法来处理.(3)(3)粗大误差粗大误差:明显歪曲测量结果明显歪曲测量结果,又无法根据测量的客又无法根据测量的客观条件作出合理解释的误差观条件作出合理解释的误差.随机误差的正态随机
3、误差的正态(高斯高斯)分布分布关注点关注点v曲线在(-3,+3)区间下的面积占总面积的99.7%v它表示若进行一千次测量,随机误差落在该区间外的可能性只有三次;故称“3”为极限误差.它常用于“剔除坏值”.设某人对一物理量进行多次测量，设某人对一物理量进行多次测量，要判断是否有坏值？我们计算：要判断是否有坏值？我们计算：、判断判断 是否大于是否大于 若大于，则其对应若大于，则其对应的的 xi为坏值。予以剔除。为坏值。予以剔除。再计算再计算 、,再判断直到没有坏再判断直到没有坏值为止。最后写出测量结果。值为止。最后写出测量结果。坏值的剔除坏值的剔除:标准差标准差 和标准偏差和标准偏差S Sv在实验
4、中，用标准偏差估算标准误差时，还要考虑因为n值小，要用t分布因子进行修正.v一般在测量次数 n6，可以直接用标准偏差s估算标准误差.v上式求得为“测量列”的标准差.关于算数平均值关于算数平均值 的标准差的标准差v上式上式为为“测量列算数平均值测量列算数平均值”的标准差的标准差.v直接测量结果不确定度的直接测量结果不确定度的A A分量由其构成分量由其构成.不确定度不确定度 根据根据X X的估计不同的估计不同,不等式不等式X-XXor0时，时，x,yx,y之间是线性，可以用最之间是线性，可以用最小二乘法进行回归；小二乘法进行回归；当当rr0?3 3、如果、如果 rr0成立，计算成立，计算a、b.4
5、 4、写出方程，并说明线性相关程度的好坏。、写出方程，并说明线性相关程度的好坏。大学物理实验大学物理实验 最小二乘法最小二乘法实验报告撰写实验报告撰写实验名称和日期实验名称和日期实验目的实验目的实验中使用的仪器名称（规格、型号、准确实验中使用的仪器名称（规格、型号、准确度等）。度等）。实验原理或理论依据、电路图、光路图等，实验原理或理论依据、电路图、光路图等，(至少一页纸）至少一页纸）实验步骤（顺序）。实验步骤（顺序）。实验记录及数据处理：数据表格、数据表示实验记录及数据处理：数据表格、数据表示（有效数字），数据计算、误差分析、处理（有效数字），数据计算、误差分析、处理结果的汇报（有效数字、量
6、纲等）。结果的汇报（有效数字、量纲等）。实验讨论与总结（现象分析、误差原因等）实验讨论与总结（现象分析、误差原因等）,问题讨论。问题讨论。课前写好预习报告，即完成报告课前写好预习报告，即完成报告-步。步。课堂上，先听老师讲解，再进行实验。课堂上，先听老师讲解，再进行实验。完成实验后，两天内将报告交到对应老师信箱完成实验后，两天内将报告交到对应老师信箱内！内！今天作业：今天作业：5,6,7,95,6,7,9。注意事项注意事项上课签到：在名单上上课签到：在名单上签名签名；按序号就座；按序号就座；离开实验室时在名单上签离开实验室时在名单上签离开时间离开时间。因个人原因误课，不予补做。因个人原因误课，不予补做。上课前必须上课前必须预习预习，熟悉实验内容画出，熟悉实验内容画出数据表格数据表格。作业和实验报告三天之内投到相应指导老师的报告箱作业和实验报告三天之内投到相应指导老师的报告箱中，请勿迟交！中，请勿迟交！其它事项以网上和走廊公告为准。其它事项以网上和走廊公告为准。