大学物理实验课绪论

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大学物理实验

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大学物理实验课的作用大学物理实验课是高等工科 院校的一门必修基础课程， 院校的一门必修基础课程，是对 学生进行科学实验基本训练， 学生进行科学实验基本训练，提 高学生分析问题和解决问题能力 的重要课程。 的重要课程。物理实验课和物理 理论课具有同等重要的地位。 理论课具有同等重要的地位。大学物理实验2

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大学物理实验课的任务通过大学物理实验课的学习，学 通过大学物理实验课的学习， 生应在习惯、知识、 生应在习惯、知识、能力三方面达到 如下要求。 如下要求。 (一)培养良好的科学实验素养。 培养良好的科学实验素养。 (二)掌握物理实验理论基础知识, 掌握物理实验理论基础知识, 加深对物理学原理的理解。 加深对物理学原理的理解。 (三)具有相应的实验能力。 具有相应的实验能力。大学物理实验3

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物理实验基本程序和要求1.实验课前预习 1.实验课前预习(1)预习讲义中与本实验相关的全部内容。 (1)预习讲义中与本实验相关的全部内容。 预习讲义中与本实验相关的全部内容 (2)写出预习报告 实验题目、目的、原理、 写出预习报告( (2)写出预习报告(实验题目、目的、原理、 主要计算公式、原理简图) 主要计算公式、原理简图),准备原始实验 数据记录表格。 数据记录表格。

2.课堂实验操作 2.课堂实验操作(1)上课需带实验讲义、 (1)上课需带实验讲义、笔、尺、计算器等。 上课需带实验讲义 计算器等。 (2)必须在了解仪器的工作原理 使用方法、 必须在了解仪器的工作原理、 (2)必须在了解仪器的工作原理、使用方法、 注意事项的基础上，方可进行实验。 注意事项的基础上，方可进行实验。大学物理实验4

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(3)仪器安装调试后经教师检查无误后方可进 (3)仪器安装调试后经教师检查无误后方可进 行实验操作。 行实验操作。 (4)注意观察实验现象，认真记录测量数据， (4)注意观察实验现象，认真记录测量数据， 注意观察实验现象 将数据填入实验记录表格, 将数据填入实验记录表格,数据须经指导老师 检查及签字。 检查及签字。 (5)实验后请将使用的仪器整理好，归回原处。 (5)实验后请将使用的仪器整理好，归回原处。 实验后请将使用的仪器整理好 经教师允许后方可离开实验室。 经教师允许后方可离开实验室。 (6)课后按要求完成实验报告 (6)课后按要求完成实验报告,并在下次实验时 课后按要求完成实验报告, 交来。 交来。大学物理实验5

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3 、实验报告一。实验目的

信息工程学院

……………………… …………

物 理 实 验 报 告二 实验原理

实验名称： 实验名称：

实验组号： 实验组号：

…………… ……………

三 使用仪器及器材

…………… ……………

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四 数据表格及数据处理

六 思考题及心得体会

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预 习 报 告一 原始数据表格

五 误差分析

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二 实验目的

简要原理(计算公式、电路图、光路图) 三 简要原理(计算公式、电路图、光路图)

使用仪器及器材(型号规格、精度等级等) 四 使用仪器及器材(型号规格、精度等级等)

五 注意事项

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教学安排本学期教学计划20学时，其中讲课4学时，基础实验 本学期教学计划20学时，其中讲课4学时， 20学时 学时，基本实验12学时，设计性实验(操作) 12学时 8学时，基本实验12学时，设计性实验(操作)4学 具体安排如下。 时。具体安排如下。 讲课内容-绪论，实验误差及数据处理 讲课内容-绪论， 实验Ⅰ 实验Ⅰ:杨氏模量的测定 。 实验Ⅱ:转动惯量的测量 实验Ⅱ 实验Ⅲ:示波器的使用 实验Ⅳ:霍尔效应及其应用

实验分组介绍大学物理实验9

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第一章 实验误差和数据处理的基本知识 §1 §2 §3 §4 测量与误差 误差处理 有效数字的记录与运算 测量结果的不确定度评定

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§1 测量与误差 1一.测量及其分类物理实验是对物理现象、运动规律 物理实验是对物理现象、 的定量的认识,当然离不开测量, 的定量的认识,当然离不开测量, 但决不 仅仅是测量, 还需从一定的理论出发， 仅仅是测量, 还需从一定的理论出发，对 测量数据加以分析,归纳出有关结论。 测量数据加以分析,归纳出有关结论。大学物理实验11

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测量是用仪器通过一定的方法， 测量是用仪器通过一定的方法，进行实 是用仪器通过一定的方法 验比较，以某一计量单位， 验比较，以某一计量单位，把待测量定 量地表示出来。 量地表示出来。 它包含着：理论 → 实验方法 → 它包含着： 仪器选择 → 测量 → 数据处理 → 结 果分析等环节， 果分析等环节，可见物理实验包括测量 但物理实验决不是单纯的测量。 ,但物理实验决不是单纯的测量。大学物理实验12

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测量的分类直接测量和间接测量可以用测量仪器或仪表直接读出测量值的 测量称为直接测量 直接测量， 测量称为直接测量，相应的物理量称为直接 测量量。例如用米尺测

长度，用天平称质量， 测量量。例如用米尺测长度，用天平称质量， 用电表测电流和电压等都是直接测量。 用电表测电流和电压等都是直接测量。 在实际测量中， 在实际测量中，许多物理量没有直接测量 的仪器， 的仪器，往往需要根据某些原理得出函数关 系式， 系式，由直接测量量通过数学运算才能获得 测量结果。这种测量称为间接测量 间接测量， 测量结果。这种测量称为间接测量，相应的 物理量称为间接测量量。 物理量称为间接测量量。大学物理实验13

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二.误差与偏差1、真值与误差测量值x 测量值x:通过直接测量或间接测量 得到的物理量的值。 得到的物理量的值。 真值x 一个物理量客观存在的量值， 真值x0 : 一个物理量客观存在的量值， 与测量所用的理论方法及仪器 无关。 无关。测量误差(绝对误差): 测量误差(绝对误差):大学物理实验

ε = x x0

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2、最佳值与偏差 最佳值： 最佳值：多次测量的算术平均值1 x = nn

∑

xi

i=1

偏差： 偏差：

νi = xi xεx

相对误差： 相对误差： E = ×100% 是评价测量值准确与否的客观标准。 是评价测量值准确与否的客观标准。大学物理实验15

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三、误差的分类系统误差 随机误差 过失误差大学物理实验16

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1. 系统误差仪器误差

天平不等臂所造成的 系统误差大学物理实验17

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a

A

b O

B

a ′ A′不偏心时， 不偏心时，由于 a a ′ = b b ′,所以 可用弧长反映角度的 大小。 大小。

θ b′

B′

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由于偏心，使之用 由于偏心， 弧长反映角度 θ 时产 生的系统误差。 生的系统误差。如： AA′ ∠BB ′ 这是由偏心 造成的。 造成的。 18

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理论 由于理论推导中的近似, 由于理论推导中的近似,产生的 系统误差如：

B = 0 nI

螺线管为无限长， 螺线管为无限长，管壁磁漏可 忽略。 忽略。大学物理实验19

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公式

h =

1 gt 2

2

忽略了空气阻力等) (忽略了空气阻力等)意大利科学 家伽利略在比 萨斜塔上做的 铁球落地实验 。两个不同重 量的铁球从高 处落下， 处落下，同时 着地。 着地。说明理 论在一般情况 下都能较准确 地反映物体真 实的运动规律大学物理实验20

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人为心理作用，读数(估计)偏大或偏小。 心理作用，读数(估计)偏大或偏小。生理因素 听觉 对音域(20HZ--20KHZ) --20KHZ 对音域(20HZ--20KHZ) 的辨别。 的辨别。 对音色的辨别。 对音色的辨别。

嗅觉 色觉 视觉大学物理实验21

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