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哪些物理實驗有誤差

發布時間:2022-12-12 00:25:08

『壹』 物理實驗數據的誤差來源有哪些

物理實驗數據的誤差來源主要有3點,分別為在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場;調節超聲波的諧振頻率時出現誤差;示波器上判斷極大值的位置不準確也會引入人為的和儀器的誤差。
物理是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。它的理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言,以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標准。

『貳』 物理試驗中常見誤差

測量誤差:
在物理實驗中,對於待測物理量的測量分為兩類:直接測量和間接測量。直接測量可以用測量儀器和待測量進行比較,直接得到結果。例如用刻度尺、游標卡尺、停表、天平、直流電流表等進行的測量就是直接測量。間接測量則是不能直接用測量儀器把待測量的大小測出來,而要依據待測量與某幾個直接測量量的函數關系求出待測量。例如重力加速度,可通過測量單擺的擺長和周期,再由單擺周期公式算出,這種類型的測量就是間接測量。
每一個物理量都是客觀存在,在一定的條件下具有不依人的意志為轉移的客觀大小,人們將它稱為該物理量的真值。進行測量是想要獲得待測量的真值。然而測量要依據一定的理論或方法,使用一定的儀器,在一定的環境中,由具體的人進行。由於實驗理論上存在著近似性,方法上難以很完善,實驗儀器靈敏度和分辨能力有局限性,周圍環境不穩定等因素的影響,待測量的真值是不可能測得的,測量結果和被測量真值之間總會存在或多或少的偏差,這種偏差就叫做測量值的誤差。
測量誤差主要分為三大類:系統誤差、隨機誤差、粗大誤差
設被測量的真值為N′,測得值為N,則測量誤差Δ′N為Δ′N=N-N′。
誤差存在於一切測量之中,而且貫穿測量過程的始終。每使用一種儀器,進行一次測量,都會產生誤差,沒有誤差的測量結果是不存在的。在誤差必然存在的情況下,測量的任務是:
(1)設法將測得值中的誤差減至最小。
(2)求出在測量的條件下,被測量的最近真值(最佳值)。
(3)估計最近真值的可靠程度(接近真值的程度)。因此要研究誤差的性質和來源,以便採取適當的措施,達到最好的結果。
減小誤差的方法:
1、選用精密的測量儀器;
2、 多次測量取平均值.

系統誤差(Systematic error)
系統誤差又叫做規律誤差。它是在一定的測量條件下,對同一個被測尺寸進行多次重復測量時,誤差值的大小和符號(正值或負值)保持不變;或者在條件變化時,按一定規律變化的誤差。
系統誤差的特點是測量結果向一個方向偏離,其數值按一定規律變化,具有重復性、單向性。我們應根據具體的實驗條件,系統誤差的特點,找出產生系統誤差的主要原因,採取適當措施降低它的影響。
系統誤差的來源有以下方面:
(1)儀器誤差 這是由於儀器本身的缺陷或沒有按規定條件使用儀器而造成的。如儀器的零點不準,儀器未調整好,外界環境(光線、溫度、濕度、電磁場等)對測量儀器的影響等所產生的誤差。
(2)理論誤差(方法誤差) 這是由於測量所依據的理論公式本身的近似性,或實驗條件不能達到理論公式所規定的要求,或者是實驗方法本身不完善所帶來的誤差。例如熱學實驗中沒有考慮散熱所導致的熱量損失,伏安法測電阻時沒有考慮電表內阻對實驗結果的影響等。
(3)個人誤差 這是由於觀測者個人感官和運動器官的反應或習慣不同而產生的誤差,它因人而異,並與觀測者當時的精神狀態有關。

『叄』 大學物理實驗固體線膨脹系數的測定有哪些誤差來源

主要誤差來源:

1、若樣品總成安裝不當,如固定端固定不牢,滑動端樣品與樣品封頭之間聯結松動等,均會引起較大誤差,發現此類問題應想辦法解決,如有困難可請老師協助處理。

2、滑動端與水套的摩擦會給固定端一個反向作用力,使固定端產生微小位移引起誤差。樣品與水套的膨脹系數不一致,也會使它們之間產生摩擦,並使樣品產生微小彎曲形變引起誤差,此類誤差一般很小。

3、數字千分表、溫度感測器及測量儀本身的誤差,此項誤差一般小於1%。

4、測量過程中外力使固定端移動會帶來較大誤差,同學們應避免此類情況的發生。

材料膨脹或收縮的程度。分為某一溫度點的線膨脹系數和某一溫度區間的線膨脹系數,後者稱為平均線膨脹系數。前者是單位長度的材料每升高一度的伸長量;平均線膨脹系數是單位長度的材料在某一溫度區間,每升高一度溫度的平均伸長量。

(3)哪些物理實驗有誤差擴展閱讀

石墨的層內結合力強,層向a值很小(1×1010K),層間結合力很弱,層間方向a值高達27×10K對於具有很強的非等軸性的晶體,某一方向上的n值可能為負數。

由各向異性多晶體組成的耐火材料和由各相a值不同的多相多晶體組成的耐火材料,在燒成冷卻過程中材料內會產生內應力。當晶界處於高的應力狀態時,材料強度降低,甚至產生微裂紋。氣孔率對耐火材料的熱膨脹特性也有影響。當氣孔使材料內顆粒間的結合變弱時,a值變小。

而連續固相中的封閉小氣孔幾乎不影響a值。多相多晶和復合材料的線膨脹系數是可以根據物相組成進行計算的。所有計算公式都以各相之間在內應力作用下不產生微裂紋為前提,所以實際上是一種近似的估算,多微裂紋的耐火材料,a的實測值和計算值的偏差可以用作衡量顯微結構中缺陷數量的一種尺度。

『肆』 高中物理實驗中的誤差及其處理

高中各科目的學習對同學們提高綜合成績非常重要,大家一定要認真掌握,我為大家整理了高中物理實驗:實驗誤差及其處理,希望同學們學業有成!

1、誤差 測量值與真實值之間的差異。誤差不是錯誤,在測量時誤差是不可避免的。

真實值:是指被測物理量在規定的時間和空間內的客觀大小,即物理量的真實值。實驗中真實值是得不到的,通常用多次測量的算術平均值來代替真實值,且測量次數越多,平均值就越接近真實值。

測量值:由測量儀器直接讀出的物理量的數值或將測量數據直接帶入公式計算出來的物理量的數值。

2、從誤差來源看,誤差可分為系統誤差和偶然誤差

(1)系統誤差 主要是由於實驗原理不夠完善、實驗儀器精度不夠、實驗方法粗略而產生的。基本特點:實驗結果對真實值的偏差總是具有相同的傾向性,即總是偏小或偏大。減小方法:改善實驗原理,提高實驗儀器的測量精度,設計更精巧的實驗方法。

(2)偶然誤差 是由於各種偶然因素對實驗者和實驗儀器的影響而產生的,如測量環境(或條件)的不穩定、實驗者的經驗不足。特點:總是有時偏大,有時偏小,且偏大和偏小的機會相等。減小方法:多次實驗取平均值。

3、從數據分析看,誤差分為絕對誤差和相對誤差

(1)絕對誤差 是測量值與真實值之差。在直接用儀器測量某一物理量時,提高測量儀器的精度是減小絕對誤差的重要方法。

(2)相對誤差 相對誤差等於絕對誤差與真實值之比,常用百分比表示,反映了實驗結果的精確程度。在難以減小絕對誤差時,增大真實值是減小相對誤差的簡易而有效的方法。

4、減小誤差的方法

(1)校準測量儀器。如電流表、電壓表、歐姆表、天平等儀器,使用前應先進行調零校準。

(2)恰當選擇儀器的量程和精確度。

(3)完善實驗原理。

(4)進行多次重復實驗,求其平均值。

(5)以圖像法代替公式法處理實驗數據。

(6)改進實驗方法。

以上就是為大家整理的高中物理實驗:實驗誤差及其處理,希望同學們閱讀後會對自己有所幫助,祝大家閱讀愉快。

『伍』 大學物理實驗《聲速測量》誤差來源有哪些

從實驗室所採用的儀器和實驗過程來看,主要誤差來源有以下幾點:

1、在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場;

2、調節超聲波的諧振頻率時出現誤差;

3、示波器上判斷極大值的位置不準確也會引入人為的和儀器的誤差。

在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場。由發射換能器的發射面發射的超聲波在空氣中傳播時並不是全以簡諧波傳播;

而在近場區表現出沒有周期性規律的特徵,直到遠場區才能近似認為是簡諧波,可是只有入射波為簡諧波,經反射疊加後才能形成駐波,從而測得兩相鄰極大值的間距。當發射面與反射面相距10cm左右時,正好處於遠場區的開始階段,入射波不能近似為標準的簡諧波。

因此與反射波疊加後不為標準的駐波,任意兩相鄰極大值的間距不等,導致在不同位置測得的兩相鄰極大值間的距離λ/2不同,由此計算所得的超聲波聲速就會有較大的誤差。

(5)哪些物理實驗有誤差擴展閱讀:

在測量超聲波聲速過程中,當信號發生器輸出的正弦波頻率與聲速測量儀發射換能器中壓電陶瓷環的固有頻率相等時,該正弦波頻率稱為諧振頻率,在諧振頻率下,示波器上會出現電壓信號的最大值,發射換能器工作頻率等於其本身的諧振基頻時,其工作狀態是最佳的;

可以取得最大的發射功率和效率。而聲速測量儀的發射器與接收器的距離為λ/2的整數倍時,產生共振干涉,即使不在諧振頻率下,示波器上電壓信號也會出現極大值諧振頻率與距離為λ/2的整數倍時的共振干涉頻率,是實驗中容易混淆的問題,給諧振頻率的調節帶來一定的困難。

另外,聲速測量儀中發射器的固有頻率,還會隨環境溫度的升高而降低。

『陸』 大學物理實驗《聲速測量》誤差來源有哪些

從實驗室所採用的儀器和實驗過程來看,主要誤差來源有以下幾點:
(1) 在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場.
(2) 調節超聲波的諧振頻率時出現誤差
(3)示波器上判斷極大值的位置不準確也會引入人為的和儀器的誤差.

『柒』 做物理實驗時,除了系統誤差還有什麼誤差能否給舉幾個例子謝謝解答😊

從大的方面說,誤差一般分成系統誤差和偶然誤差。
系統誤差是指實驗過程中所用的儀器、原理(如伏安法測電阻)等因素造成的誤差,這類誤差的特點是:總是偏大或者偏小,不能通過多次測量來減小誤差,只能通過改進實驗方案來減小誤差。
偶然誤差是指實驗人員在測量數據時,由於一些偶然的因素(比如長度測量時的讀數)造成的誤差,這類誤差的特點是:有時偏大,有時偏小,可以通過多次測量然後取平均值的方式來減小誤差。

『捌』 大學物理實驗《聲速測量》誤差來源有哪些

大學物理實驗《聲速測量》誤差來源:
(1)
在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場。
(2)
調節超聲波的諧振頻率時出現誤差。
(3)示波器上判斷極大值的位置不準確也會引入人為的和儀器的誤差。
(4)聲波傳播距離太近或太遠。

『玖』 物理實驗誤差分哪幾類

根據實驗誤差的性質及產生的原因,可將誤差分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差三種。

1、系統誤差

由某些固定不變的因素引起的。在相同條件下進行多次測量,其誤差數值的大小和正負保持恆定,或誤差隨條件改變按一定規律變化。

2、隨機誤差

由某些不易控制的因素造成的。在相同條件下作多次測量,其誤差數值和符號是不確定的,即時大時小,時正時負,無固定大小和偏向。隨機誤差服從統計規律,其誤差與測量次數有關。隨著測量次數的增加,平均值的隨機誤差可以減小,但不會消除。

3、粗大誤差

與實際明顯不符的誤差,主要是由於實驗人員粗心大意,如讀數錯誤,記錄錯誤或操作失敗所致。這類誤差往往與正常值相差很大,應在整理數據時依據常用的准則加以剔除。

(9)哪些物理實驗有誤差擴展閱讀:

產生偶然誤差的原因很多,例如讀數時,視線的位置不正確,測量點的位置不準確,實驗儀器由於環境溫度、濕度、電源電壓不穩定、振動等因素的影響而產生微小變化等等。這些因素的影響一般是微小的,而且難以確定某個因素產生的具體影響的大小,因此偶然誤差難以找出原因加以排除。

實驗誤差的特點

1、非零性

實驗誤差永遠不等於零。不管人們主觀願望如何,也不管人們在測量過程中怎樣精心細致地控制,誤差還是要產生的,不會消除,誤差的存在是絕對的。

2、隨機性

實驗誤差具有隨機性。在相同的實驗條件下,對同一個研究對象反復進行多次的實驗、測試或觀察,所得到的竟不是一個確定的結果,即實驗結果具有不確定性。

3、未知性

實驗誤差是未知的。通常情況下,由於真值是未知的。研究誤差時,一般都從偏差入手。

『拾』 物理實驗誤差分析

物理實驗離不開對物理量進行測量。由於測量儀器、實驗條件、測量方法與人為因素的局限,測量是不可能無限精確的。接下來我為你整理了物理實驗誤差分析,一起來看看吧。

物理實驗誤差分析一、實驗誤差的產生

誤差是客觀存在的,但誤差有大與小之別,我們只有知道誤差的產生、變大或減小的原因,才能在實驗中盡可能地減小誤差。從誤差產生的來源看,誤差可分系統誤差和偶然誤差。

例1.彈簧測力計測量時的誤差分析

1.偶然誤差

彈簧測力計測量讀數時,經常出現有時讀數偏大,有時讀數又可能偏小,每次的讀數一般不等,這就是測量中存在的偶然誤差。

2.系統誤差

首先,從測力計的設計上看,在製作刻度時,都是按向上拉設計的,此時彈簧受自重而伸長。因此向上拉使用時,彈簧的自重對測量沒有影響,此時誤差最小。當我們水平使用時,彈簧的自身重力豎直向下,而彈簧水平放置,此時彈簧自重不會使彈簧長度發生變化。與豎直向上使用對比,彈簧長度略短,指針沒有指在零刻度線上。這時,使用誤差增大,測量值略小於真實值(但由於變化不大可以忽略不計)。當我們豎直向下用力使用時,彈簧由於自身重力影響而變短,與豎直向上使用相比指針偏離零刻度底線較遠,這時使用誤差較大,測量值比真實值小得多。我們在使用時必須進行零點矯正。

物理實驗誤差分析二、實驗誤差的減小

在對誤差進行分析研究確定其產生來源和所屬類型後,可採用適當的方法對系統誤差加以限制或減小,使測得值中的誤差得到抵消,從而消弱或減小誤差對結果的影響。

1.偶然誤差的控制

(1)測量中讀數誤差的控制

測量儀器的讀數規則是:測量誤差出現在哪一位,讀數就應讀到哪一位,一般可根據測量儀器的最小分度來確定讀數誤差出現的位置。

(2)數據處理過程中測量誤差的控制

數據處理問題的各個方面都是與測量誤差問題密切相關的,總的原則是:數據處理不能引進“誤差”的精確度,但也不能因為處理不當而引進“誤差”來,要充分利用和合理取捨所得數據,得出最好的結果來,數據處理過程中應注意以下幾點。

①在運算中要適當保留有效數字。

②多次測量後的數據要參照一定的判斷決定是否全部數據都保留。

③用作圖法處理數據時,要注意圖紙大小的選擇,等等。

2.系統誤差的控制

(1)通過更科學的實驗設計來減小系統誤差。

不科學的或者不恰當的實驗設計會導致較大的難以忽略的系統誤差。反之,一個科學的實驗設計則能有效減少系統誤差。

(2)實驗操作進程中減小測量誤差。

①儀器的調整和調節。儀器要調整達到規定的設計技術指標,如光具座、天平和電表的靈敏度等。計測儀表要定期校準到它的偏離對實驗結果所造成的影響可以忽略不計。

②實驗條件的保證。必須保證實驗的理論設計和儀器裝置所要求的實驗條件。

③儀表的選用。如選用大量程的檔去測量小量值,儀表的偏轉只佔整個量程中的一小部分,這就會導致相對誤差變大或者是使用這種等級的儀表是浪費的。

④測量安排。要從測量誤差的角度來考慮。有的關鍵量要進行多次測量,還要想方設法從各個角度去把它測准;可以多測一些容易測準的量,消去一個或幾個不易測準的量。有時,在測量步驟的安排上作適當的考慮也可以減小誤差,如有的量在實驗過程中是隨機起伏的,有的量則是定向漂移的,都可以在測量中作出一定的安排來減小誤差。

(3)通過測量後的理論計算提供修正值來減小實驗系統誤差。

有些實驗在現有實驗條件下已很難有大的改進,那麼這類實驗就可以通過理論計算提供修正值從而達到減少系統誤差的目的。

例2.伏安法測電阻系統誤差的減小

伏安法測電阻中因電流表分壓和電壓表分流產生的系統誤差可以通過電路的設計來減小。

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