① 物理实验数据处理的方法有哪些
实验数据的处理方法
实验结果的表示,首先取决于实验的物理模式,通过被测量之间的相互关系,考虑实验结果的表示方法。常见的实验结果的表示方法是有图解法和方程表示法。在处理数据时可根据需要和方便选择任何一种方法表示实验的最后结果。
(1)实验结果的图形表示法。把实验结果用函数图形表示出来,在实验工作中也有普遍的实用价值。它有明显的直观性,能清楚的反映出实验过程中变量之间的变化进程和连续变化的趋势。精确地描制图线,在具体数学关系式为未知的情况下还可进行图解,并可借助图形来选择经验公式的数学模型。因此用图形来表示实验的结果是每个中学生必须掌握的。
图解法主要问题是拟合面线,一般可分五步来进行。
①整理数据,即取合理的有效数字表示测得值,剔除可疑数据,给出相应的测量误差。
②选择坐标纸,坐标纸的选择应为便于作图或更能方使地反映变量之间的相互关系为原则。可根据需要和方便选择不同的坐标纸,原来为曲线关系的两个变量经过坐标变换利用对数坐标就要能变成直线关系。常用的有直角坐标纸、单对数坐标纸和双对数坐标纸。
③坐标分度,在坐标纸选定以后,就要合理的确定图纸上每一小格的距离所代表的数值,但起码应注意下面两个原则:
a.格值的大小应当与测量得值所表达的精确度相适应。
b.为便于制图和利用图形查找数据每个格值代表的有效数字尽量采用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等数字。
④作散点图,根据确定的坐标分度值将数据作为点的坐标在坐标纸中标出,考虑到数据的分类及测量的数据组先后顺序等,应采用不同符号标出点的坐标。常用的符号有:×○●△■等,规定标记的中心为数据的坐标。
⑤拟合曲线,拟合曲线是用图形表示实验结果的主要目的,也是培养学生作图方法和技巧的关键一环,拟合曲线时应注意以下几点:
a.转折点尽量要少,更不能出现人为折曲。
b.曲线走向应尽量靠近各坐标点,而不是通过所有点。
c.除曲线通过的点以外,处于曲线两侧的点数应当相近。
⑥注解说明,规范的作图法表示实验结果要对得到的图形作必要的说明,其内容包括图形所代表的物理定义、查阅和使用图形的方法,制图时间、地点、条件,制图数据的来源等。
(2)实验结果的方程表示法。方程式是中学生应用较多的一种数学形式,利用方程式表示实验结果。不仅在形式上紧凑,并且也便于作数学上的进一步处理。实验结果的方程表示法一般可分以下四步进行。
①确立数学模型,对于只研究两个变量相互关系的实验,其数学模型可借助于图解法来确定,首先根据实验数据在直角坐标系中作出相应图线,看其图线是否是直线,反比关系曲线,幂函数曲线,指数曲线等,就可确定出经验方程的数学模型分别为:
Y=a+bx,Y=a+b/x,Y=a\b,Y=aexp(bx)
②改直,为方便的求出曲线关系方程的未定系数,在精度要求不太高的情况下,在确定的数学模型的基础上,通过对数学模型求对数方法,变换成为直线方程,并根据实验数据用单对数(或双对数)坐标系作出对应的直线图形。
③求出直线方程未定系数,根据改直后直线图形,通过学生已经掌握的解析几何的原理,就可根据坐标系内的直线找出其斜率和截距,确定出直线方程的两个未定系数。
④求出经验方程,将确定的两个未定系数代入数学模型,即得到中学生比较习惯的直角坐标系的经验方程。
中学物理实验有它一套实验知识、方法、习惯和技能,要学好这套系统的实验知识、方法、习惯和技能,需要教师在教学过程中作科学的安排,由浅入深,由简到繁加以培养和锻炼。逐步掌握探索未知物理规律的基本方法。
② 大学物理实验中都有哪些实验会用到逐差法处理数据
所谓逐差法,就是把测量数据中的因变量按顺序分为两组进行对应项相减,然后将所得差值作为因变量的多次测量值进行数据处理的方法; 因为逐差法充分利用了测量数据,具有对数据取平均的效果,可及时发现差错或数据的分布规律,及时纠正或及时总结数据规律。
楼主要多动手啊。实验的话看视频学习也不错。像能力天空他们就有很多实验视频,可以看一下。
所谓逐差法,就是把测量数据中的因变量按顺序分为两组进行对应项相减,然后将所得差值作为因变量的多次测量值进行数据处理的方法; 因为逐差法充分利用了测量数据,具有对数据取平均的效果,可及时发现差错或数据的分布规律,及时纠正或及时总结数据规律。
③ 高中物理实验数据处理作图题,有什么技巧吗,只把题中给的点连上还是要把直线延长到坐标轴,
个人意见,仅供参考。
1.要根据题目要求看看应该是直线还是曲线,例如:验证胡克定律中,弹簧的形变量与弹力的关系,应该是直线,那么就不应该把所有的点连线,那些偏离直线比较远的点应该舍弃。这样可以减小偶然误差。
2.如果是曲线要把点连成平滑曲线而不是折线。
3.关于坐标轴刻度,我只能说恰当选取,只要保证做好的图像能够分布在坐标纸的中央就好了。
④ 1.计算机实测物理实验与传统物理实验有何异同它的特点是什么在物理实验中应如何运用
我的看法:
计算机实测物理实验好处在响应快,计数量大,省事,用软件处理数据作图等都比较方便。
传统的人工读数计数就比较麻烦,作图也不一定很准,往往有主观色彩
用计算机的缺点在于对坏点的识别上比较机械,还有就是实验做起来比较没意思
如果是涉及较高深的物理背景的实验,往往数据量大,一般用计算机处理数据,记录作图流水线就好了。简单实验的话还是让学生手测,一方面容易发现问题,一方面可以更直观的了解实验原理。
⑤ 高中物理实验哪些必须用数据采集器来做
DIS实验中“DIS”的中文意思是__数字化信息系统,它的主要部分有_传感器、数据采集器、计算机,
⑥ 计算机能够处理的数据有哪些
数据处理,用计算机收集、记录数据,经加工产生新的信息形式的技术。数据指数字、符号、字母和各种文字的集合。数据处理涉及的加工处理比一般的算术运算要广泛得多。
计算机数据处理主要包括8个方面。
①数据采集:采集所需的信息。
②数据转换:把信息转换成机器能够接收的形式。
③数据分组:指定编码,按有关信息进行有效的分组。
④数据组织:整理数据或用某些方法安排数据,以便进行处理。
⑤数据计算:进行各种算术和逻辑运算,以便得到进一步的信息。
⑥数据存储:将原始数据或计算的结果保存起来,供以后使用。
⑦数据检索:按用户的要求找出有用的信息。
⑧数据排序:把数据按一定要求排成次序。
数据处理的过程大致分为数据的准备、处理和输出3个阶段。在数据准备阶段,将数据脱机输入到穿孔卡片、穿孔纸带、磁带或磁盘。这个阶段也可以称为数据的录入阶段。
数据录入以后,就要由计算机对数据进行处理,为此预先要由用户编制程序并把程序输入到计算机中,计算机是按程序的指示和要求对数据进行处理的。所谓处理,就是指上述8个方面工作中的一个或若干个的组合。最后输出的是各种文字和数字的表格和报表。
数据处理系统已广泛地用于各种企业和事业,内容涉及薪金支付,票据收发、信贷和库存管理、生产调度、计划管理、销售分析等。它能产生操作报告、金融分析报告和统计报告等。数据处理技术涉及到文卷系统、数据库管理系统、分布式数据处理系统等方面的技术。
此外,由于数据或信息大量地应用于各种各样的企业和事业机构,工业化社会中已形成一个独立的信息处理业。
数据和信息,本身已经成为人类社会中极其宝贵的资源。信息处理业对这些资源进行整理和开发,借以推动信息化社会的发展。
⑦ 大学物理实验中都有哪些实验会用到逐差法处理数据
密立根油滴实验
⑧ 实验数据处理包括哪些内容
实验数据的处理方法:
1. 平均值法
取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。
2. 列表法
实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。
列表时应注意:
①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。
②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。
③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
3. 作图法
选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。
描绘图象的要求是:
①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。
②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
⑨ 物理实验用逐差法处理数据的优点有哪些
检举 当实验中、两物理量满足正比关系时,依次记录改变相同的量时的值:x1,x2…xn(或者当某一研究对象随实验条件周期性变化时,依次记录研究对象达到某一条件(如峰值、固定相位等)时的值x1,x2…xn:),的间隔周期的求解方法若由x1,x2…xn逐项逐差再求平均:
其中只利用了和,难以发挥多次测量取平均以减小随机误差的作用,此时应采用隔项逐差法(简称逐差法)处理数据.
逐差法处理数据时,先把数据分为两组,然后第二组的与第一组相应的 相减,如下表:
n 第一组 第二组 逐差 处理结果 不确定度分析
n为偶数时,每组 个
对,和均含有,则方和根合成有
可采用下式粗略估算不确定度
n为奇数时,可以任意舍掉第一个数据或最后一个数据或正中间的一个数据,再按以上方法处理.但要注意舍掉正中间的数据时两组相应数据之间的实际间隔大小.
逐差法处理数据举例:
外加砝码下,弹簧伸长到的位置记录如下表,可用逐差法求得每加一个1kg的砝码时弹簧的平均伸长量(满足前提条件:弹簧在弹性范围内伸长,伸长量与外加力成正比),也可求得弹簧的倔强系数.已知测量时,估算(见下表).
实验数据 数 据 处 理
处理结果:
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
逐差法提高了实验数据的利用率,减小了随机误差的影响,另外也可减小中仪器误差分量,因此是一种常用的数据处理方法.
有时为了适当加大逐差结果为个周期,但并不需要逐差出个数据,可以连续测量 n个数据后,空出若干数据不记录,到时,再连续记录 n个数据,对所得两组数据进行逐差可得:
,不确定度可简化由:来估算.
严格地讲以上介绍的一次逐差法理论上适用于一次多项式的系数求解,要求自变量等间隔地变化.有时在物理实验中可能会遇到用二次逐差法、三次逐差法求解二次多项式、三次多项式的系数等,可参考有关书籍作进一步的了解.