那些物理實驗存在誤差的原因有哪些

① 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。

② 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。

③ 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。

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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。

④ 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。

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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。

⑤ 物理實驗:物體導熱系數的測定中主要的實驗誤差是什麼

物體導熱系數的測定中實驗誤差產生的原因有以下幾個方面：
1、實驗中實驗儀器的計數誤差：
如電壓的讀數誤差為0.01mv，游標卡尺的測量誤差為0.02mm。
2、在實驗過程中由於人員走動過，導致空氣流通，散失熱量造成誤差。
3、由於升溫、降溫不好控制導致實驗誤差。
4、由於實驗時間比較長，室溫可能在實驗中有變化，而造成實驗誤差。
5、由於儀器使用時間過長發生磨損，可能造成系統誤差。