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物理實驗結果如何評價

發布時間:2023-08-18 11:49:53

物理實驗

恕我直言,這裡面的東西挺多,關繫到 測量誤差、不確定度與數據處理

主要公式、理論給你,關鍵在後面的第5部分:

1.真值與誤差
一個被測量值x與真值x0之間總是存在著這種差值,這種差值稱為測量誤差
即絕對誤差, Δx=x-x0
又有相對誤差, E = (Δx/x0)* 100%

2.誤差的分類

正常測量的誤差,按其產生的原因和性質,一般可分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差三大類。這種劃分及其相應的概念,雖然與現在廣泛採用的描述測量結果的不確定度概念之間不一定存在簡單的對應關系,甚至有些概念可能還是不太嚴格的。但是作為思維和理解的基礎,還是應該有所了解。

系統誤差指 試驗原理中隱含 或 器材造成 的恆定、不可消除的誤差
隨機誤差指 每次試驗中因測量環境(如溫度、適度、操作者狀態等)等因素
造成的,隨機發生的誤差
粗大誤差指 就如 傾城戀雨 所說的 「壞值」

3.隨機誤差的分布
隨機誤差分布滿足正態分布關系,即偏離誤差越多,幾率越小。

4.測量的精密度、准確度和精確度
測量的精密度、准確度和精確度都是評價測量結果的術語,但目前使用時其涵義並不盡一致,以下介紹較為普遍採用的意見。
(1)精密度
精密度是指對同一被測量作多次重復測量時,各次測量值之間彼此接近或分散的程度。它是對隨機誤差的描述,它反映隨機誤差對測量的影響程度。隨機誤差小,測量的精密度就高。
(2)正確度
正確度是指被測量的總體平均值與其真值接近或偏離的程度。它是對系統誤差的描述,它反映系統誤差對測量的影響程度。系統誤差小,測量的正確度就高。
(3)准確度
准確度是指各測量值之間的接近程度和其總體平均值對真值的接近程度。它包括了精密度和正確度兩方面的含義。它反映隨機誤差和系統誤差對測量的綜合影響程度。只有隨機誤差和系統誤差都非常小,才能說測量的准確度高。
「准確度」是國際上計量規范較常使用的標准術語。

下面是重點!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!:
5. 不確定度

先說簡單的,

B類不確定度:
從物理實驗教學的實際出發,一般只考慮由儀器誤差影響引起的B類不確定度uB的計算。在某些情況下,有的依據儀器說明書或檢定書,有的依據儀器的准確度等級,有的則粗略地依據儀器的分度或經驗,從這些信息可以獲得該項系統誤差的極限Δ(有的標出容許誤差或示值誤差),而不是標准不確定度。它們之間的關系為
uB = Δ / C
式中,C為置信概率p=0.683時的置信系數,對儀器的誤差服從正態分布、均勻分布、三角分布,C分別為3、√3、√6。在缺乏信息的情況下,對大多數普通物理實驗測量可認為一般儀器誤差概率分布函數服從均勻分布,即C= 。物理實驗中 主要與未定的系統誤差有關,而未定系統誤差主要是來自於儀器誤差 儀,用儀器誤差 儀代替 ,所以一般B類不確定度可簡化計算為
uB = Δ儀 / √3
常用儀器的 Δ儀 要查表,
我總結的是,要估讀儀器的是最小刻度的一半,不要估讀的儀器就是最小刻度,
如 米尺要估讀 其Δ儀 為 0.5 mm ,千分尺要估讀 其Δ儀 為 0.005 mm ,而卡尺不要估讀 其Δ儀 為 0.05mm 或 0.02mm (視精度不同而定)……

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
這里的 B類不確定度uB 就是 誤差(尺本身)帶來的影響
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

然後是復雜的,A類不確定度:

對直接測量來說,如果在相同條件下對某物理量X進行了n次重復獨立重復測量,其測量值分別為x1,x2,x3,…,xn, 用 x平均 來表示平均值,則

x平均 = (x1+x2+x3+…+xn)/ n (1)

為單次測量的實驗標准差,由貝塞爾公式計算得到

S(xi)=√{[ 1/(n—1)]*∑(xi - x平均)^2} (2)
其中 ∑ 為 i取從1到n,對(xi - x平均)^2求和

為平均值的實驗標准差,其值為

S(x平均)= S(xi)/ √n (3)

由於多次測量的平均值比一次測量值更准確,隨著測量次數的增多,平均值收斂於期望值。因此,通常以樣本的算術平均值 作為被測量值的最佳值,以平均值的實驗標准差 作為測量結果的A類標准不確定度。所以

uA = S(x平均) (4)

當測量次數n不是很少時,對應的置信概率為68.3%。當測量次數n較少時,測量結果偏離正態分布而服從t分布,則A類不確定度分量 uA 由S(x平均)乘以因子tp求得。即

uA = tp * S(x平均) (5)

tp因子與置信概率和測量次數有關,可查表。

通常認為測量次數足夠多, tp 取 1 ,(5)式 即變為 (4)式

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
這里的 uA 則為 標准差(多次測量,得到標准差)帶來的影響
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

注意:在大多數普通物理實驗教學中,為了簡便,一般就取tp=1,這樣,A類不確定度可簡化計算為 ,但 uA 與 S(x平均) 概念不同。

評價自己的試驗數據!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

要評價自己的試驗數據,一般用置信區間和置信概率來描述

上面的推導中,置信概率均取了 68.3 %
置信區間為 ( x平均 - u ,x平均 + u )
其中u由, u = √(uA^2 + uB^2)求得

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
你可以這樣寫:
根據測量,XXXXX的長度為 處在區間( x平均 - u ,x平均 + u )內,置信概率為 68.3 % 。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
當然,這個區間是要算出來的啦,有點小麻煩 ……

有點長,不知您看完看懂沒有

ps:這里只寫了直接測量值的誤差估計,因為問題中的兩個都是直接測量值
要了解更多關於間接測量值的知識(無非就是求偏導加權平方和開根號的瑣事)
您可以上網找物理試驗的相關資料學習……

❷ 如何有效建立物理實驗教學評價標准

建立與物理實驗教學活動相適應的評價體系,樹立正確的現代評價觀,有利於促進學生實驗素質的全面發展,具有很強的導向和監控作用,對增加學生學習的自信心、學習興趣、學習能力發展的具有積極的意義。針對初中物理實驗教學的評價特點和評價內容,本文從三個方面闡述學生成長過程評價、活動表現評價和紙筆問題評價等,促進學生主動學習,不斷提升物理實驗教學的有效性。

一、實驗教學的評價特點
初中物理實驗教學評價不是為了對學生進行甄別和選拔,而是為了促進學生的成長和發展。實驗教學評價應注重學生在實驗活動中的情感態度與價值觀、對實驗過程的體驗和感受、對實驗方法的了解和掌握情況、實驗的能力以及結果等。另外,評價宜採取多樣化的方式,重視學生的自我評價、活動表現評價,以及改進傳統的紙筆測試評價。注重評價的多元化、全程化和發展性。
與傳統的筆試測驗相比較,物理實驗教學評價具有以下的特點:
1.評價是在某物理實驗學習活動中展開的,所以評價內容的針對性較強。
2.在進行評價時,不僅要關注學生在物理實驗活動中得到的結果,而且要參與到學生的整個實驗過程中,學生的每一個實驗操作都被納入到評價中。
3.評價方法多樣。 除了教師對學生的評價,還有學生的自評以及同學間的互評,評價方式、評價手段多樣化。
4.評價過程中,不僅要對學生的具體實驗操作進行評價,還要對學生的實驗探究能力、在實驗過程中表現出的情感態度和價值觀、科學創新意識等進行綜合評價,培養學生的創新精神和實踐能力。
5.評價中重視學生在實驗活動中的個性化表現,更提倡學生在實驗中的合作精神,培養學生的集體意識。
二、物理實驗教學評價的主要內容
1.物理實驗的基礎知識方面。 物理實驗的基礎知識包括能認識常用的實驗儀器(如滑動變阻器、電壓表等)、能讀出常用測量儀器的量程和分度值(如刻度尺、溫度計、電流表等)、能知道實驗儀器的用途(如電能表、滑動變阻器等)、會使用簡單的實驗儀器和測量工具等。
2.實際操作能力方面。 物理實驗操作技能主要包括物理實驗操作的基本技能、物理實驗儀器的測量方法的選擇技能以及綜合運用技能等。例如,能根據實驗原理選擇合適的實驗儀器和測量工具(選擇合適的電壓表和電流表量程、選擇合適的滑動變阻器規格等);能根據實驗目的選擇恰當的實驗測量方法;能正確進行物理實驗的基本操作。
3.數據信息處理能力方面。 數據信息處理能力包括能否科學地觀察實驗現象,如實地記錄實驗的數據;能否對收集到的實驗數據進行分析並進一步處理;能否歸納或概括出實驗結論,驗證猜想或假設。
4.科學探究、創新能力方面。實驗過程的評價內容主要是能否提出值得研究的問題並進行假設和猜想;能否根據實驗目的制定探究計劃,並進行實驗可行性的判斷;能否獨立或小組合作完成實驗操作。
5.物理實驗中學生的情感態度和價值觀方面。在物理實驗中,學生的情感態度和價值觀方面評價的主要內容是能否獨立思考,主動表達自己的構思;能否提出自己獨特的見解;能否參與小組討論並進行反思;能否樂於接受小組成員的意見和建議;實驗過程中,能否愛護實驗儀器並在實驗完成後收拾器材,保持整潔。
三、物理實驗活動的主要評價方式
在物理實驗活動中,教師結合整個實驗過程中學生表現出的實驗操作能力和信息獲取、處理能力以及學生間的交流、合作能力對學生進行評價,加上學生的自評和學生間的互評, 使學生對自己有一個整體的認識,知道自己的優點和不足,讓每一個學生將自己的能力做到最大程度的發揮。
1.學生成長過程評價
學生成長過程評價是在重視教師及他人對學生學習狀況進行評價的同時,更重視學生個體的自我評價。學生過程評價的主要意義在於它為學生提供了一個學習機會,使學生能夠學會自己判斷自己的進步。
2.活動表現評價
活動表現評價是一種不同於以往傳統評價方法的新型評價方法。它是用來評估學生科學探究活動的過程、結果的體系。它將學習與實驗活動結合起來,令學生在活動中培養綜合能力和科學素養,同時對學生進行綜合評價。這種評價要求學生實際完成某種任務或一系列的任務,如提出問題、作出假設,設計實驗、進行實驗、數據記錄、獲得結論、交流合作等,活動表現評價在活動中評價學生對知識與技能上的掌握,對實驗教學過程的體驗和感受,態度情感和價值觀的形成,而不是從選擇答案來分析學生的掌握情況。

❸ 物理中,對實驗的評估怎麼寫

1. 小明學習了「影響摩擦力大小的因素」後,小明想,還有什麼因素也能影響摩擦力的大小呢?
請你和小明一起提出一個物理探究課題,並完成下面的探究報告:
探究課題:___________________________________________________________
猜想或假設:_________________________________________________________
設計實驗並進行實驗:
(1)主要器材和裝置:_______________________________________________
(2)實驗步驟設計:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
實驗現象或數據記錄表格的設計:

分析與論證:
如果得出的結論與你的猜想一致,則在你剛才設計的實驗步驟中,所看到的現象
應該是:__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
評估:
你認為你在這次設計中,影響實驗效果的主要因素是:
_____________________________________________________________________

答案:
探究課題:摩擦力大小與接觸面積的關系
猜想或假設:接觸面積越大,摩擦力越大。
設計實驗並進行實驗:
(1)主要器材和裝置:長方體的木塊、木板、彈簧測力計
(2)實驗步驟設計:
①將長方體木塊平放在木板上,用彈簧測力計拉著它勻速直線運動,記下示數F1,②將木塊側放在木板上,豎放在木板上重做上述實驗:分別記下示數F2、F3。

實驗現象或數據記錄表格的設計:

分析與論證:
如果得出的結論與你的猜想一致,則在你剛才設計的實驗步驟中,所看到的現象
應該是:F1>F2>F3。

評估:
你認為你在這次設計中,影響實驗效果的主要因素是:
能否拉著木塊做勻速直線運動。

大學物理實驗的實驗結果分析與討論怎麼寫

大學物理實驗的實驗結果分析與討論寫法可參考如下:

(1)根據你做實驗時犯得輪兄一些錯誤,如實描述。

(2)更正自己的錯誤,並寫出怎樣避免其他錯誤結果。

(3)根頃桐祥據自己所做實驗數據處理後,給出相應結論。

❺ 物理中實驗評估是什麼意思

即對實驗結果進行評價,提出意見。

實驗結束後應仔細核對實驗後所得出的結論。

實驗結束後,要對實驗中獲得的數據作進一步的加工、整理,從中提取出科學事實或某種規律性的理論。在分析過程中,要利用統計分析的方法,藉助於計算機等手段來從數據之間的因果關系、起源關系、功能關系、結構關系等多角度、多層次地進行處理。

人們必須對實驗最初所呈現出來的結果作出分析,以區分什麼是應該消除的誤差,什麼是實驗應有的結果。

(5)物理實驗結果如何評價擴展閱讀:

進行實驗時要確立實驗目的,以得到精確的結果和評估。

實現,對於推動物理學的發展有著十分重要的作用。確定實驗目的是一個理論的邏輯演繹的過程。明確指導實驗設計的理論。

在確立實驗目的之後,並不能馬上著手設計實驗,而是要先明確以什麼理論來指導實驗的設計。這種指導性理論,就是啟發實驗者應採用什麼方法並從什麼方向上去實現已確立的目的。沒有這一步驟,就不能從實驗目的過渡到具體的實際設計上去。

❻ 物理中實驗評估是什麼意思我已經知道了

實驗評估就是在對政策輸入變數和過程變數直接控制的條件下對政策執行結果的監測和評價。它的理想狀態一般是「控制科學實驗」,在這種狀態下,所有可能影響結果的因素(有一個特殊的輸入變數或過程變數除外)都被控制保持不變或當做似真的備選(競爭性)假設。

(6)物理實驗結果如何評價擴展閱讀:

(1)有一套定義明確可直接控制的「處理」變數,這些變數用操作性術語加以明確;

(2)一個使執行結論對許多相似目標群體或環境具有最大推廣度的評價策略(即外部有效性);

(3)把政策效果解釋為控制政策投入變數和過程變數所產生的結果時,允許存在最小誤差的評價策略(即內部有效性);

(4)一個可以提供這些方面的可靠資料的監測系統,即關於先決條件、未知事件、輸入變數、過程變數、輸出變數、效果變數及負效應和外溢效應之間的復雜關系的可靠資料。由於這些方法論上的要求通常難以滿足,實驗性評價往往不是真實的被控制的實驗,因而通常被稱為「准實驗」評價。

❼ 物理實驗報告中的「評估」怎麼寫

大型實驗的評估報告要分這樣幾個步驟來寫:
一、實驗工作倍受重視

二、課改培訓工作扎實、有效;
三、實驗的進展與初步成效;
四、反思與建議。
一般的實驗評估可以分為,優秀,良好,及格等幾個等級。主要是對實驗的成敗和成果做一個估計。

❽ 十大經典物理實驗的簡介與部分評價

令人驚奇的是十大經典試驗幾乎都是由一個人獨立完成,或者最多有一兩個助手協助。試驗中沒有用到什麼大型計算工具比如電腦一類,最多不過是把直尺或者是計算器。
所有這些實驗的另外共通之處是他們都僅僅「抓」住了物理學家眼中「最美麗」的科學之魂:最簡單的儀器和設備,發現了最根本、最單純的科學概念,就像是一座座歷史豐碑一樣,掃開人們長久的困惑和含糊,開辟了對自然界的嶄新認識。
從十大經典科學試驗評選本身,我們也能清楚地看出2000年來科學家們最重大的發現軌跡,就像我們「鳥瞰」歷史一樣。9月24日的《紐約時報》對此做了專門介紹。
按時間先後順序:
埃拉托色尼測量地球圓周
伽利略的自由落體試驗
伽利略的加速度試驗
牛頓的棱鏡分解太陽光
卡文迪許扭秤試驗
托馬斯·楊的光干涉試驗
讓·傅科鍾擺試驗
羅伯特·密立根的油滴試驗
盧瑟福發現核子
托馬斯·楊的雙縫演示應用於電子干涉試驗

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