物理实验误差分析及综合评价方法

指教师分析实验产生误差的原因, 综合评价实验结果的技能。正确的分 析与评价实验误差能使系统误差减少 到可忽略的程度,使随机误差尽量减 小,使粗大误差得到避免。
运用物理实验误差分析及综合评 价方法的基本要求是:①要掌握物理 实验测量误差的分类。它可分三类:系 统误差、偶然误差(随机误差)和粗大 误差。系统误差又分为仪器误差、方法 误差、装置误差、环境误差、人身误差 等。②测量中更换仪器,改变测量环境 和测量方法,观测人员须调整观测方 法,可以使系统误差减到可忽略的程 度。③测量中对准目的物,定准平衡位 置、稳定实验环境、稳定电源电压、使 仪器不振动、可以减少偶然误差。此 外,大量的测量数据也可以减少偶然 误差,通常在科学研究中测量次数取 10～20次,在物理实验中取4～10 次。⑤测量中,丰富自己实验经验、始 终精力旺盛,一丝不苟的进行测量,提 高自己实验素养、可以避免粗大误差。 ⑥直接测量中,评价在不同条件下对 同一测量得到的两组数据,评价它们 的好坏粗略的办法是看数据分散范 围,即数据的最大值与最小值的差,分 散范围小的测量较好。除了考虑分散 范围大小外,还要考虑在此范围内数 据是比较集中还是比较分散,实际实 验时用标准误差和平均绝对误差来评 价测量的优劣。⑦有些实验,由于是在 运态中测量,不容许对被测量做重复 测量,也有些实验精度密度要求不高, 或在间接测量中、其中某一物理量的 误差对最后的结果影响较小,在这些 情况下可以对被测量只测一次。对于 单次测量的误差,一般估计它的最大 值。此外,如果对物理量重复测量几 次、测量值不变,并不是误差为零,而 是偶然误差较小,仪器的精度不足以 反映其微小差异,这时如果不考虑仪 器的系统误差,可估计其标准误差为 δ/2、δ为仪器最小分辨值。

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