① 物理實驗數據處理的方法有哪些
實驗數據的處理方法
實驗結果的表示,首先取決於實驗的物理模式,通過被測量之間的相互關系,考慮實驗結果的表示方法。常見的實驗結果的表示方法是有圖解法和方程表示法。在處理數據時可根據需要和方便選擇任何一種方法表示實驗的最後結果。
(1)實驗結果的圖形表示法。把實驗結果用函數圖形表示出來,在實驗工作中也有普遍的實用價值。它有明顯的直觀性,能清楚的反映出實驗過程中變數之間的變化進程和連續變化的趨勢。精確地描制圖線,在具體數學關系式為未知的情況下還可進行圖解,並可藉助圖形來選擇經驗公式的數學模型。因此用圖形來表示實驗的結果是每個中學生必須掌握的。
圖解法主要問題是擬合面線,一般可分五步來進行。
①整理數據,即取合理的有效數字表示測得值,剔除可疑數據,給出相應的測量誤差。
②選擇坐標紙,坐標紙的選擇應為便於作圖或更能方使地反映變數之間的相互關系為原則。可根據需要和方便選擇不同的坐標紙,原來為曲線關系的兩個變數經過坐標變換利用對數坐標就要能變成直線關系。常用的有直角坐標紙、單對數坐標紙和雙對數坐標紙。
③坐標分度,在坐標紙選定以後,就要合理的確定圖紙上每一小格的距離所代表的數值,但起碼應注意下面兩個原則:
a.格值的大小應當與測量得值所表達的精確度相適應。
b.為便於制圖和利用圖形查找數據每個格值代表的有效數字盡量採用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等數字。
④作散點圖,根據確定的坐標分度值將數據作為點的坐標在坐標紙中標出,考慮到數據的分類及測量的數據組先後順序等,應採用不同符號標出點的坐標。常用的符號有:×○●△■等,規定標記的中心為數據的坐標。
⑤擬合曲線,擬合曲線是用圖形表示實驗結果的主要目的,也是培養學生作圖方法和技巧的關鍵一環,擬合曲線時應注意以下幾點:
a.轉折點盡量要少,更不能出現人為折曲。
b.曲線走向應盡量靠近各坐標點,而不是通過所有點。
c.除曲線通過的點以外,處於曲線兩側的點數應當相近。
⑥註解說明,規范的作圖法表示實驗結果要對得到的圖形作必要的說明,其內容包括圖形所代表的物理定義、查閱和使用圖形的方法,制圖時間、地點、條件,制圖數據的來源等。
(2)實驗結果的方程表示法。方程式是中學生應用較多的一種數學形式,利用方程式表示實驗結果。不僅在形式上緊湊,並且也便於作數學上的進一步處理。實驗結果的方程表示法一般可分以下四步進行。
①確立數學模型,對於只研究兩個變數相互關系的實驗,其數學模型可藉助於圖解法來確定,首先根據實驗數據在直角坐標系中作出相應圖線,看其圖線是否是直線,反比關系曲線,冪函數曲線,指數曲線等,就可確定出經驗方程的數學模型分別為:
Y=a+bx,Y=a+b/x,Y=a\b,Y=aexp(bx)
②改直,為方便的求出曲線關系方程的未定系數,在精度要求不太高的情況下,在確定的數學模型的基礎上,通過對數學模型求對數方法,變換成為直線方程,並根據實驗數據用單對數(或雙對數)坐標系作出對應的直線圖形。
③求出直線方程未定系數,根據改直後直線圖形,通過學生已經掌握的解析幾何的原理,就可根據坐標系內的直線找出其斜率和截距,確定出直線方程的兩個未定系數。
④求出經驗方程,將確定的兩個未定系數代入數學模型,即得到中學生比較習慣的直角坐標系的經驗方程。
中學物理實驗有它一套實驗知識、方法、習慣和技能,要學好這套系統的實驗知識、方法、習慣和技能,需要教師在教學過程中作科學的安排,由淺入深,由簡到繁加以培養和鍛煉。逐步掌握探索未知物理規律的基本方法。
② 大學物理實驗中都有哪些實驗會用到逐差法處理數據
所謂逐差法,就是把測量數據中的因變數按順序分為兩組進行對應項相減,然後將所得差值作為因變數的多次測量值進行數據處理的方法; 因為逐差法充分利用了測量數據,具有對數據取平均的效果,可及時發現差錯或數據的分布規律,及時糾正或及時總結數據規律。
樓主要多動手啊。實驗的話看視頻學習也不錯。像能力天空他們就有很多實驗視頻,可以看一下。
所謂逐差法,就是把測量數據中的因變數按順序分為兩組進行對應項相減,然後將所得差值作為因變數的多次測量值進行數據處理的方法; 因為逐差法充分利用了測量數據,具有對數據取平均的效果,可及時發現差錯或數據的分布規律,及時糾正或及時總結數據規律。
③ 高中物理實驗數據處理作圖題,有什麼技巧嗎,只把題中給的點連上還是要把直線延長到坐標軸,
個人意見,僅供參考。
1.要根據題目要求看看應該是直線還是曲線,例如:驗證胡克定律中,彈簧的形變數與彈力的關系,應該是直線,那麼就不應該把所有的點連線,那些偏離直線比較遠的點應該舍棄。這樣可以減小偶然誤差。
2.如果是曲線要把點連成平滑曲線而不是折線。
3.關於坐標軸刻度,我只能說恰當選取,只要保證做好的圖像能夠分布在坐標紙的中央就好了。
④ 1.計算機實測物理實驗與傳統物理實驗有何異同它的特點是什麼在物理實驗中應如何運用
我的看法:
計算機實測物理實驗好處在響應快,計數量大,省事,用軟體處理數據作圖等都比較方便。
傳統的人工讀數計數就比較麻煩,作圖也不一定很准,往往有主觀色彩
用計算機的缺點在於對壞點的識別上比較機械,還有就是實驗做起來比較沒意思
如果是涉及較高深的物理背景的實驗,往往數據量大,一般用計算機處理數據,記錄作圖流水線就好了。簡單實驗的話還是讓學生手測,一方面容易發現問題,一方面可以更直觀的了解實驗原理。
⑤ 高中物理實驗哪些必須用數據採集器來做
DIS實驗中「DIS」的中文意思是__數字化信息系統,它的主要部分有_感測器、數據採集器、計算機,
⑥ 計算機能夠處理的數據有哪些
數據處理,用計算機收集、記錄數據,經加工產生新的信息形式的技術。數據指數字、符號、字母和各種文字的集合。數據處理涉及的加工處理比一般的算術運算要廣泛得多。
計算機數據處理主要包括8個方面。
①數據採集:採集所需的信息。
②數據轉換:把信息轉換成機器能夠接收的形式。
③數據分組:指定編碼,按有關信息進行有效的分組。
④數據組織:整理數據或用某些方法安排數據,以便進行處理。
⑤數據計算:進行各種算術和邏輯運算,以便得到進一步的信息。
⑥數據存儲:將原始數據或計算的結果保存起來,供以後使用。
⑦數據檢索:按用戶的要求找出有用的信息。
⑧數據排序:把數據按一定要求排成次序。
數據處理的過程大致分為數據的准備、處理和輸出3個階段。在數據准備階段,將數據離線輸入到穿孔卡片、穿孔紙帶、磁帶或磁碟。這個階段也可以稱為數據的錄入階段。
數據錄入以後,就要由計算機對數據進行處理,為此預先要由用戶編製程序並把程序輸入到計算機中,計算機是按程序的指示和要求對數據進行處理的。所謂處理,就是指上述8個方面工作中的一個或若干個的組合。最後輸出的是各種文字和數字的表格和報表。
數據處理系統已廣泛地用於各種企業和事業,內容涉及薪金支付,票據收發、信貸和庫存管理、生產調度、計劃管理、銷售分析等。它能產生操作報告、金融分析報告和統計報告等。數據處理技術涉及到文卷系統、資料庫管理系統、分布式數據處理系統等方面的技術。
此外,由於數據或信息大量地應用於各種各樣的企業和事業機構,工業化社會中已形成一個獨立的信息處理業。
數據和信息,本身已經成為人類社會中極其寶貴的資源。信息處理業對這些資源進行整理和開發,藉以推動信息化社會的發展。
⑦ 大學物理實驗中都有哪些實驗會用到逐差法處理數據
密立根油滴實驗
⑧ 實驗數據處理包括哪些內容
實驗數據的處理方法:
1. 平均值法
取算術平均值是為減小偶然誤差而常用的一種數據處理方法。通常在同樣的測量條件下,對於某一物理量進行多次測量的結果不會完全一樣,用多次測量的算術平均值作為測量結果,是真實值的最好近似。
2. 列表法
實驗中將數據列成表格,可以簡明地表示出有關物理量之間的關系,便於檢查測量結果和運算是否合理,有助於發現和分析問題,而且列表法還是圖象法的基礎。
列表時應注意:
①表格要直接地反映有關物理量之間的關系,一般把自變數寫在前邊,因變數緊接著寫在後面,便於分析。
②表格要清楚地反映測量的次數,測得的物理量的名稱及單位,計算的物理量的名稱及單位。物理量的單位可寫在標題欄內,一般不在數值欄內重復出現。
③表中所列數據要正確反映測量值的有效數字。
3. 作圖法
選取適當的自變數,通過作圖可以找到或反映物理量之間的變化關系,並便於找出其中的規律,確定對應量的函數關系。作圖法是最常用的實驗數據處理方法之一。
描繪圖象的要求是:
①根據測量的要求選定坐標軸,一般以橫軸為自變數,縱軸為因變數。坐標軸要標明所代表的物理量的名稱及單位。
②坐標軸標度的選擇應合適,使測量數據能在坐標軸上得到准確的反映。為避免圖紙上出現大片空白,坐標原點可以是零,也可以不是零。坐標軸的分度的估讀數,應與測量值的估讀數(即有效數字的末位)相對應。
⑨ 物理實驗用逐差法處理數據的優點有哪些
檢舉 當實驗中、兩物理量滿足正比關系時,依次記錄改變相同的量時的值:x1,x2…xn(或者當某一研究對象隨實驗條件周期性變化時,依次記錄研究對象達到某一條件(如峰值、固定相位等)時的值x1,x2…xn:),的間隔周期的求解方法若由x1,x2…xn逐項逐差再求平均:
其中只利用了和,難以發揮多次測量取平均以減小隨機誤差的作用,此時應採用隔項逐差法(簡稱逐差法)處理數據.
逐差法處理數據時,先把數據分為兩組,然後第二組的與第一組相應的 相減,如下表:
n 第一組 第二組 逐差 處理結果 不確定度分析
n為偶數時,每組 個
對,和均含有,則方和根合成有
可採用下式粗略估算不確定度
n為奇數時,可以任意舍掉第一個數據或最後一個數據或正中間的一個數據,再按以上方法處理.但要注意舍掉正中間的數據時兩組相應數據之間的實際間隔大小.
逐差法處理數據舉例:
外加砝碼下,彈簧伸長到的位置記錄如下表,可用逐差法求得每加一個1kg的砝碼時彈簧的平均伸長量(滿足前提條件:彈簧在彈性范圍內伸長,伸長量與外加力成正比),也可求得彈簧的倔強系數.已知測量時,估算(見下表).
實驗數據 數 據 處 理
處理結果:
1 1.00 2.00 7.90
2 2.00 4.01 7.92
3 3.00 6.05 7.80
4 4.00 7.95 7.87
5 5.00 9.90
6 6.00 11.93
7 7.00 13.85
8 8.00 15.82
逐差法提高了實驗數據的利用率,減小了隨機誤差的影響,另外也可減小中儀器誤差分量,因此是一種常用的數據處理方法.
有時為了適當加大逐差結果為個周期,但並不需要逐差出個數據,可以連續測量 n個數據後,空出若干數據不記錄,到時,再連續記錄 n個數據,對所得兩組數據進行逐差可得:
,不確定度可簡化由:來估算.
嚴格地講以上介紹的一次逐差法理論上適用於一次多項式的系數求解,要求自變數等間隔地變化.有時在物理實驗中可能會遇到用二次逐差法、三次逐差法求解二次多項式、三次多項式的系數等,可參考有關書籍作進一步的了解.