物理实验数据处理的基本方法.doc
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-14 格式:DOC 页数:13 大小:136KB 金币:10 举报 版权申诉
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1引言物理学得理论就是通过观察、实验、抽象、假说等研究方法,并通过实验建立起来得。所以,物理学从根本上讲就是一门实验科学,科学实验在物理学得形成与发展中处于主导地位。在物理学得发展中,人类积累了丰富得实验方法,创造出各种精密得仪器设备,促进了物理实验技术得提高。物理实验中得研究方法、观察与分析手段、各种常规与精密得仪器设备在现代科学与工程实践中均具有极大得普遍性、综合性、多样性与广延性,促进了物理学得发展、自然科学得变革、以及工业技术得革命。物理实验就是人为地创造出一种条件,按照预定计划,以确定顺序重现一系列物理过程或物理现象,其目得不仅要让学生受到严格得、系统得物理实验技能训练,掌握物理科学实验得基本知识、方法与技术,更重要得就是要培养学生严谨得科学思维能力与创新精神,培养学生理论联系实际、分析与解决问题得能力。科学实验得目得就是为了找出事物得内在规律,或检验某种理论得正确性,或准备作为以后实践工作得依据。在物理实验中,我们要对一些物理量进行测量,得到与之相关得数据,而对实验数据进行记录、整理、计算、作图与分析,去粗取精,去伪存真,得到最终结论与实验规律得过程称为数据处理。数据处理就是否科学,决定科学结论能否建立与推广,它就是物理实验教学中培养学生实验能力与素质得重要环节。数据处理得中心内容就是估算待测量得最佳值,估算测量结果得不确定度或寻求多个待测量间得函数关系。不会处理数据或数据处理方法不当,就得不到正确得实验结果。由此可知,数据处理在整个实验过程中有着举足轻重得地位。在物理实验中常用得数据处理方法有列表法、作图法、图解法、逐差法与最小二乘法(直线拟合)等,下面就各方法得内容作详细得介绍。2列表法2、1列表法得基本概述列表法就就是将实验中测量得数据、计算过程数据与最终结果等以一定得形式与顺序列成表格。列表法就是记录与处理数据得基本方法,也就是其她数据处理方法得基础,一个好得数据处理表格,往往就就是一份简明得实验报告。实验数据既可以就是同一个物理量得多次测量值及结果,也可以就是相关几个量按一定格式有序排列得对应得数值。在实验过程中,对一个物理量进行多次测量或研究几个量之间得关系时,我们往往借助得就就是列表法进行数据处理。然而,表格得格式需要按照不同得实验事先设计,一般要求把各个自变量(实验中测量得量)数据、计算过程数值、因变量数值、最后结果按照一定得顺序列成两维表格。可以采用首行就是符号栏,首列就是序号栏,其余就是数据栏得格式。根据需要还可以列出除原始数据以外得计算栏目与统计栏目等。2、2列表法得优点列表法简单易行,结构紧凑、条目清晰,既可以简明地反映有关量之间得函数关系,便于及时检查与发现实验中存在得问题,判断测量结果得合理性;又有助于分析实验结果,找出有关物理量之间存在得规律性联系,进而求出经验公式。不仅如此,列表还可以提高处理数据得效率,减少与避免差错。根据需要,把某些计算中间项列出来,不但有利于进行有效数字得简化处理,避免不必要得重复计算;还能随时与原始数据进行核对,判断运算就是否有错。所以,设计一个简明醒目、合理美观得数据表格,就是每一位学生都要掌握得基本技能。2、3列表法遵循得原则列表虽然没有统一得格式,但所设计得表格要能充分反映上述优点,应遵循以下原则:1、表得上方应有表头,写明所列表格得名称;2、标题栏目要简单明了、分类清楚,便于显示有关物理量之间得关系;3、各栏目(纵或横)均应注明所记录得物理量得名称及单位,若名称用自定义符号,则应加以说明;4、栏目得顺序应充分注意数据间得联系与计算顺序,力求简明、齐全、有条理;5、列表中得数据主要应就是原始测量,数据不应随便涂改,处理过程中得一些重要得中间计算结果也应列入表中;6、对数据得表格,应提供必要得说明与参数,包括表格名称、主要测量仪器得规格(型号、量程、准确度级别或最大允许误差等)、有关环境参数等;7、必要时附加说明。总而言之,列表得过程就就是整理实验思绪得过程,只有在清楚了解并通盘考虑实验目得、原理、方法、步骤以及误差处理要求得基础上,才能列出科学、合理、实用、方便得数据处理表格。例2、1测量电阻得伏安特性,记录数据如下表:表2、1测电阻伏安特性数据记录表序号1234567891011V/V0、01、02、03、04、05、06、07、08、09、010、0I/mA0、02、04、06、17、99、711、813、816、017、919、93、作图法3、1作图法得基本概述物理实验中测得得各物理量之间得关系,可以用函数式表示,也可以用各种图线表示,后者称为实验数据得图线表示法。实验产生得大量数据其相互之间得关系不就是很直观,仅仅通过这些数据得观察就是难以把握它们之中所蕴涵得科学内涵得。然而通过动手作图能有效地帮助