那些物理实验存在误差的原因有哪些

① 物理实验误差分析

物理实验离不开对物理量进行测量。由于测量仪器、实验条件、测量方法与人为因素的局限,测量是不可能无限精确的。接下来我为你整理了物理实验误差分析，一起来看看吧。

物理实验误差分析一、实验误差的产生

误差是客观存在的,但误差有大与小之别,我们只有知道误差的产生、变大或减小的原因,才能在实验中尽可能地减小误差。从误差产生的来源看,误差可分系统误差和偶然误差。

例1.弹簧测力计测量时的误差分析

1.偶然误差

弹簧测力计测量读数时,经常出现有时读数偏大,有时读数又可能偏小,每次的读数一般不等,这就是测量中存在的偶然误差。

2.系统误差

首先,从测力计的设计上看,在制作刻度时,都是按向上拉设计的,此时弹簧受自重而伸长。因此向上拉使用时,弹簧的自重对测量没有影响,此时误差最小。当我们水平使用时,弹簧的自身重力竖直向下,而弹簧水平放置,此时弹簧自重不会使弹簧长度发生变化。与竖直向上使用对比,弹簧长度略短,指针没有指在零刻度线上。这时,使用误差增大,测量值略小于真实值(但由于变化不大可以忽略不计)。当我们竖直向下用力使用时,弹簧由于自身重力影响而变短,与竖直向上使用相比指针偏离零刻度底线较远,这时使用误差较大,测量值比真实值小得多。我们在使用时必须进行零点矫正。

物理实验误差分析二、实验误差的减小

在对误差进行分析研究确定其产生来源和所属类型后,可采用适当的方法对系统误差加以限制或减小,使测得值中的误差得到抵消,从而消弱或减小误差对结果的影响。

1.偶然误差的控制

(1)测量中读数误差的控制

测量仪器的读数规则是:测量误差出现在哪一位,读数就应读到哪一位,一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置。

(2)数据处理过程中测量误差的控制

数据处理问题的各个方面都是与测量误差问题密切相关的,总的原则是:数据处理不能引进“误差”的精确度,但也不能因为处理不当而引进“误差”来,要充分利用和合理取舍所得数据,得出最好的结果来,数据处理过程中应注意以下几点。

①在运算中要适当保留有效数字。

②多次测量后的数据要参照一定的判断决定是否全部数据都保留。

③用作图法处理数据时,要注意图纸大小的选择,等等。

2.系统误差的控制

(1)通过更科学的实验设计来减小系统误差。

不科学的或者不恰当的实验设计会导致较大的难以忽略的系统误差。反之,一个科学的实验设计则能有效减少系统误差。

(2)实验操作进程中减小测量误差。

①仪器的调整和调节。仪器要调整达到规定的设计技术指标,如光具座、天平和电表的灵敏度等。计测仪表要定期校准到它的偏离对实验结果所造成的影响可以忽略不计。

②实验条件的保证。必须保证实验的理论设计和仪器装置所要求的实验条件。

③仪表的选用。如选用大量程的档去测量小量值,仪表的偏转只占整个量程中的一小部分,这就会导致相对误差变大或者是使用这种等级的仪表是浪费的。

④测量安排。要从测量误差的角度来考虑。有的关键量要进行多次测量,还要想方设法从各个角度去把它测准;可以多测一些容易测准的量,消去一个或几个不易测准的量。有时,在测量步骤的安排上作适当的考虑也可以减小误差,如有的量在实验过程中是随机起伏的,有的量则是定向漂移的,都可以在测量中作出一定的安排来减小误差。

(3)通过测量后的理论计算提供修正值来减小实验系统误差。

有些实验在现有实验条件下已很难有大的改进,那么这类实验就可以通过理论计算提供修正值从而达到减少系统误差的目的。

例2.伏安法测电阻系统误差的减小

伏安法测电阻中因电流表分压和电压表分流产生的系统误差可以通过电路的设计来减小。

② 物理实验数据的误差来源有哪些

物理实验数据的误差来源主要有3点，分别为在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场；调节超声波的谐振频率时出现误差；示波器上判断极大值的位置不准确也会引入人为的和仪器的误差。
物理是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准。

③ 物理实验误差分哪几类

根据实验误差的性质及产生的原因，可将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三种。

1、系统误差

由某些固定不变的因素引起的。在相同条件下进行多次测量，其误差数值的大小和正负保持恒定，或误差随条件改变按一定规律变化。

2、随机误差

由某些不易控制的因素造成的。在相同条件下作多次测量，其误差数值和符号是不确定的，即时大时小，时正时负，无固定大小和偏向。随机误差服从统计规律，其误差与测量次数有关。随着测量次数的增加，平均值的随机误差可以减小，但不会消除。

3、粗大误差

与实际明显不符的误差，主要是由于实验人员粗心大意，如读数错误，记录错误或操作失败所致。这类误差往往与正常值相差很大，应在整理数据时依据常用的准则加以剔除。

(3)那些物理实验存在误差的原因有哪些扩展阅读：

产生偶然误差的原因很多，例如读数时，视线的位置不正确，测量点的位置不准确，实验仪器由于环境温度、湿度、电源电压不稳定、振动等因素的影响而产生微小变化等等。这些因素的影响一般是微小的，而且难以确定某个因素产生的具体影响的大小，因此偶然误差难以找出原因加以排除。

实验误差的特点

1、非零性

实验误差永远不等于零。不管人们主观愿望如何，也不管人们在测量过程中怎样精心细致地控制，误差还是要产生的，不会消除，误差的存在是绝对的。

2、随机性

实验误差具有随机性。在相同的实验条件下，对同一个研究对象反复进行多次的实验、测试或观察，所得到的竟不是一个确定的结果，即实验结果具有不确定性。

3、未知性

实验误差是未知的。通常情况下，由于真值是未知的。研究误差时，一般都从偏差入手。

④ 大学物理实验《声速测量》误差来源有哪些

从实验室所采用的仪器和实验过程来看，主要误差来源有以下几点：

1、在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场；

2、调节超声波的谐振频率时出现误差；

3、示波器上判断极大值的位置不准确也会引入人为的和仪器的误差。

在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场。由发射换能器的发射面发射的超声波在空气中传播时并不是全以简谐波传播；

而在近场区表现出没有周期性规律的特征，直到远场区才能近似认为是简谐波，可是只有入射波为简谐波，经反射叠加后才能形成驻波，从而测得两相邻极大值的间距。当发射面与反射面相距10cm左右时，正好处于远场区的开始阶段，入射波不能近似为标准的简谐波。

因此与反射波叠加后不为标准的驻波,任意两相邻极大值的间距不等,导致在不同位置测得的两相邻极大值间的距离λ/2不同,由此计算所得的超声波声速就会有较大的误差。

(4)那些物理实验存在误差的原因有哪些扩展阅读：

在测量超声波声速过程中，当信号发生器输出的正弦波频率与声速测量仪发射换能器中压电陶瓷环的固有频率相等时，该正弦波频率称为谐振频率，在谐振频率下，示波器上会出现电压信号的最大值，发射换能器工作频率等于其本身的谐振基频时，其工作状态是最佳的；

可以取得最大的发射功率和效率。而声速测量仪的发射器与接收器的距离为λ／2的整数倍时，产生共振干涉，即使不在谐振频率下，示波器上电压信号也会出现极大值谐振频率与距离为λ／2的整数倍时的共振干涉频率，是实验中容易混淆的问题，给谐振频率的调节带来一定的困难。

另外，声速测量仪中发射器的固有频率，还会随环境温度的升高而降低。

⑤ 物理实验:物体导热系数的测定中主要的实验误差是什么

物体导热系数的测定中实验误差产生的原因有以下几个方面：
1、实验中实验仪器的计数误差：
如电压的读数误差为0.01mv，游标卡尺的测量误差为0.02mm。
2、在实验过程中由于人员走动过，导致空气流通，散失热量造成误差。
3、由于升温、降温不好控制导致实验误差。
4、由于实验时间比较长，室温可能在实验中有变化，而造成实验误差。
5、由于仪器使用时间过长发生磨损，可能造成系统误差。