大学物理实验单摆实验误差分析

单摆实验

【实验目的】

1．通过对单摆周期的大量精密测量，利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律，从而加深对偶然误差统计规律的认识。

2．利用单摆测重力加速度，掌握用不确定度分析讨论测量结果的方法，学会测量结果表达式的正确书写。 【实验仪器】

GM-1单摆实验仪（编号） 数字毫秒计（编号） 米尺 【实验原理】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律

构思：对偶然误差服从正态分布规律的最好验证是统计检验。就是在一定条件下进行大量（几百次或更多）的精密测量，将其偏差的分布与理论值相比较，即是将偏差出现在一定区间的实际个数与理论计算的预期个数相比较，如果两者一致，则可以认为正态分布规律是成立的。

方案：

1、统计直方图 …… 2、误差的置信概率 …… 二、利用单摆测重力加速度 构思：…… 方案：…… 【实验内容及步骤】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律（自拟） 二、利用单摆测重力加速度（自拟） 【数据记录及处理】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律

单摆次数

1 2 3

累计时间(s)

0.668 1.400 2.023

周期（T/s）

1.355 1.381 1.387

偶然误差

误差及数据处理

物理实验离不开测量，数据测完后不进行处理 ，就难以判断实验效果，所以实验数据处理是物理实验非常重要的环节。这节课我们学习误差及数据处理的知识。数据处理及误差分析的内容很多，不可能在一两次学习中就完全掌握，因此希望大家首先对其基本内容做初步了解，然后在具体实验中通过实际运用加以掌握。

一、测量与误差

1. 测量

概念：将待测量与被选作为标准单位的物理量进行比较，其倍数即为物理量的测量值。

测量值：数值+单位。

分类：按方法可分为直接测量和间接测量；按条件可分为等精度测量和非等精度测量。 直接测量：可以用量具或仪表直接读出测量值的测量，如测量长度、时间等。

间接测量：利用直接测量的物理量与待测量之间的已知函数关系，通过计算而得

到待测量的结果。例如，要测量长方体的体积，可先直接测出长方体的长、宽和高的值，然后通过计算得出长方体的体积。

等精度测量：是指在测量条件完全相同（即同一观察者、同一仪器、同一方法和

同一环境）情况下的重复测量。

非等精度测量：在测量条件不同（如观察者不同、或仪器改变、或方法改变，

或环境变化）的情况下对同一物理量的重复测量。

2.误差

真值A：我们把待测物

篇一：大学物理实验1误差分析

云南大学软件学院 实验报告

课程： 大学物理实验 学期：2014-2015学年 第一学期 任课教师：

专业：

学号：

姓名：

成绩：

实验1 误差分析

一、实验目的

1. 测量数据的误差分析及其处理。

二、实验内容

1．推导出满足测量要求的表达式，即v0?f(?)的表达式；

V0=sqrt((x*g)/sin(2*θ))

2．选择初速度A，从[10，80]的角度范围内选定十个不同的发射角，测量对应的射程，记入下表中：

3．根据上表计算出字母A

对应的发射初速，注意数据结果的误差表示。

将上表数据保存为A.txt,利用以下Python程序计算A对应的发射初速度，结果为100.1 import math g=9.8 v_sum=0 v=[]

my_file=open("A.txt","r")

my_info=my_file.readline()[:-1] x=my_info[:].split('\t')

my_info=my_file.readline()[:-1] y=my_info[:].split('\t') for i in range(0,10):

v.append(ma

西南交通大学物理实验中心

实验报告

学号：20114028 姓名：王涛 班级：物理一班 实验名称： 色度 实 验 组号：

实验时间：2013 年4 月24 日 讲 教师报告箱号： 实验目的： 1. 了解色度学的基本原理。 2. 熟悉WSD-1A型色度仪的实验装置及软件操作界面，并掌握使用方法。 3. 学会用透射或反射方法测量样品的主波长、纯度、色坐标等色度学量。 实验仪器： WSG-8型色度实验装置 光栅光谱仪结构参见仪器说明书。 实验原理： 色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科，现代色度学初步解决了对颜色作定量描述和测量的问题。 颜色可以分为黑白和彩色两个系列，黑灰白以外的所有颜色均为彩色系列。彩色可以用三个参数来表示：明度(亮度或纯度)、色调(主波长或补色主波长)和色纯度(饱和度)。明度表示颜色的明亮程度，颜色越亮明度值越大；色调反映颜色的类别，如红色、绿色、蓝色等。彩色物体的色调决定于在光照明下反射光的光谱成分。例如，某物体在日光下呈现绿色是因为它反射的光中绿色成分占优势，而其它成分被吸收

大学物理实验试卷

本试卷满分 40 分。请将答案全部写在试卷上，第四大题可写在试卷背面。 一、选择题

1、某物体长度约为 2 厘米，为使测量结果有 5 位有效数字，应选用的测量 仪器是: (D ) (A)米尺 (B)二十分游标尺 (C)五十分游标尺 (D)千分尺

2、某电流值的测量结果为 I=(30.55±0.05)mA，则下面关于被测电流 的真值I0的哪种理解是正确的 ( D )

(A) I0=30.55mA (B) I0=30.50mA 或 I0=30.60mA (C) 30.50mA

4、用 0.5 级量程为 0～7.5mA，面板刻度为 150 格的电流表测一电路中的电流, 下列哪个测量数据 记录正确 ( C )

(A)6mA (B) 6.0mA (C) 6.00mA (D) 6.000mA 5、已知 N＝2A2／B3,则正确的误差传递公式为: ( C )

(A)ΔN＝[（2AΔA）2＋（3B2ΔB）2]1/2 (B)ΔN＝2[（2AΔA）2＋（3B2ΔB）2]1/2 (C)Δ

第二章部分训练题

1．在系统误差、随机误差和粗大误差中，难以避免且无法修正的是（A.系统误差, B.随机误差, C.粗大误差。） 答： B 2．有一组等精度多次测量的数据：L=2.385mm、2.384mm、2.386mm、2.384mm、2.382mm、2.383mm。它们的A类不确定度为：（A. 0.0014mm B. 0.006mm C. 0.002mm D. 0.007mm） 答： B 3．根据第2题的数据，可以判断测量量具的最小量程是：（A. 0.001mm B.

0.01mm C. 0.004mm D. 0.02mm） 答： B 4．采用0.02mm精度的游标卡尺测量长度时，其B类不确定度为：（A. 0.022mm

B. 0.03mm C. 0.01mm D. 0.012mm） 答： D 5．有一个电子秒表，其最小分辨值为0.01S， 其仪器误差限应评定为：（A. 0.01S

大学物理实验试题

一、 填空题（共19分，每空0.5分）：

1．用霍尔法测磁感应强度时，霍尔片上除了不等势电压外，还存在由热电效应和热磁效应引起的各种副效应，这些副效应大多通过____________方法，即改变_________和___________的方向加以消除。如果电流沿X轴方向，磁场沿Z轴方向，由在Y轴方向测得的霍尔电压可推知霍尔电场沿Y轴正向，则此霍尔元件是由＿＿＿＿（填N型或P型 ）半导体材料制造的。

2． 牛顿环实验中测量两条纹直径的平方差是为了消除 _____________和 ______________测量的不确定性，在测量过程中保持单方向性是为了避免________________。

3．用共振干涉法（驻波法）测波长时，由干涉理论知，当换能器S1S2之间的距离xi满足xi = 时，将形成稳定的驻波，写出测定声速的表达式： ，并指出式中各物理量的物理意义： 。

4．读数显微镜使用时要特别注意避免产生 ，它的起因是 ，其避免的方法是：测量时测量鼓轮始终沿 转动。

5．声速测定实验中，如果两探头S1和S2间距为X,那么入射波与反射波形成驻波的条件是 _____________；相邻两波节间距为：_________

第二章部分训练题

1． 在系统误差、随机误差和粗大误差中，难以避免且无法修正的是（A.系统误差, B.随机

误差, C.粗大误差。） 答： B 2． 有一组等精度多次测量的数据：L=2.385mm、2.384mm、2.386mm、2.384mm、2.382mm、

2.383mm。它们的A类不确定度为：（A. 0.0014mm B. 0.006mm C. 0.002mm D. 0.007mm） 答： b 3． 根据第2题的数据，可以判断测量量具的最小量程是：（A. 0.001mm B. 0.01mm C.

0.004mm D. 0.02mm） 答： b 4． 采用0.02mm精度的游标卡尺测量长度时，其B类不确定度为：（A. 0.022mm B. 0.03mm

C. 0.01mm D. 0.012mm） 答： d 5． 有一个电子秒表，其最

大学物理实验习题

一、 选择题

1．下面说法正确的是： [ ]

A：系统误差可以通过多次测量消除； B：偶然误差一定能够完全消除； C：记错数是系统误差；

D：系统误差是可以减少甚至消除的； 2．几位同学关于误差作了如下讨论：

甲：误差就是出了差错，只不过是误差可以计算，而差错是日常用语，两者没有质的区别。 乙：误差和差错是两个完全不同的概念，误差是无法避免的，而差错是可以避免的。 丙：误差只是在实验结束后，对实验结果进行估算时需要考虑。

丁：有测量就有误差，误差伴随实验过程始终，从方案设计、仪器选择到结果处理，均离不开误差分析。 正确的选择是： [ ]

A：甲乙丙丁都对； B：乙和丁对，甲和丙错； C：只有丁对，其它均借； D只有丙对，其它都错； E：只有乙对，其它均错； F：甲错，其它都对。 3．请选出下列说法中的不正确者 [ ]

A：当被测量可以进行重复测量时，常用重复测量的方法来减少测量结果的偶然误差。 B：对某一长度进行两次测量，其测量结果为10Cm和10.0Cm，则两次测量结果是一样的。 C：已知测量某电阻结果为R=

大 学 物 理 实 验

规 范 化 教 学 指 导 书

应用物理系物理实验室

2003年1月

目 录

实验一 测量误差与数据处理 实验二 力学及本测量 实验三 电学基本仪器与测量 实验四 光学基本知识与测量 实验五 不规则物体密度的测定 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 实验十一 实验十二 实验十三 实验十四 实验十五 实验十六 实验十七 实验十八 实验十九 实验二十 实验二十一实验二十二实验二十三实验二十四实验二十五实验二十六实验二十七实验二十八实验二十九实验三十 实验三十一实验三十二实验三十三实验三十四

刚体的转动惯量的测量

用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量 弹簧振子的简谐振动 测定液体的粘滞系数

用电热法测量热功当量

电阻的测量（设计性实验）

线性电阻和非线性电阻的伏安物性曲线 惠斯登电桥的应用及铜电阻温度系数的测定 万用表的组装与校准（设计性实验） 灵敏电流计的研究

电位差计的原理和使用 电子束的加速和电偏转

电子示波器的使用 霍尔效应及磁场的测定 非均匀磁场的测定 等厚干涉 分光计的调整 光栅的衍射

三棱镜折射率的测定 照相