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物理实验结果如何评价

发布时间:2023-08-18 11:49:53

物理实验

恕我直言,这里面的东西挺多,关系到 测量误差、不确定度与数据处理

主要公式、理论给你,关键在后面的第5部分:

1.真值与误差
一个被测量值x与真值x0之间总是存在着这种差值,这种差值称为测量误差
即绝对误差, Δx=x-x0
又有相对误差, E = (Δx/x0)* 100%

2.误差的分类

正常测量的误差,按其产生的原因和性质,一般可分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。这种划分及其相应的概念,虽然与现在广泛采用的描述测量结果的不确定度概念之间不一定存在简单的对应关系,甚至有些概念可能还是不太严格的。但是作为思维和理解的基础,还是应该有所了解。

系统误差指 试验原理中隐含 或 器材造成 的恒定、不可消除的误差
随机误差指 每次试验中因测量环境(如温度、适度、操作者状态等)等因素
造成的,随机发生的误差
粗大误差指 就如 倾城恋雨 所说的 “坏值”

3.随机误差的分布
随机误差分布满足正态分布关系,即偏离误差越多,几率越小。

4.测量的精密度、准确度和精确度
测量的精密度、准确度和精确度都是评价测量结果的术语,但目前使用时其涵义并不尽一致,以下介绍较为普遍采用的意见。
(1)精密度
精密度是指对同一被测量作多次重复测量时,各次测量值之间彼此接近或分散的程度。它是对随机误差的描述,它反映随机误差对测量的影响程度。随机误差小,测量的精密度就高。
(2)正确度
正确度是指被测量的总体平均值与其真值接近或偏离的程度。它是对系统误差的描述,它反映系统误差对测量的影响程度。系统误差小,测量的正确度就高。
(3)准确度
准确度是指各测量值之间的接近程度和其总体平均值对真值的接近程度。它包括了精密度和正确度两方面的含义。它反映随机误差和系统误差对测量的综合影响程度。只有随机误差和系统误差都非常小,才能说测量的准确度高。
“准确度”是国际上计量规范较常使用的标准术语。

下面是重点!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!:
5. 不确定度

先说简单的,

B类不确定度:
从物理实验教学的实际出发,一般只考虑由仪器误差影响引起的B类不确定度uB的计算。在某些情况下,有的依据仪器说明书或检定书,有的依据仪器的准确度等级,有的则粗略地依据仪器的分度或经验,从这些信息可以获得该项系统误差的极限Δ(有的标出容许误差或示值误差),而不是标准不确定度。它们之间的关系为
uB = Δ / C
式中,C为置信概率p=0.683时的置信系数,对仪器的误差服从正态分布、均匀分布、三角分布,C分别为3、√3、√6。在缺乏信息的情况下,对大多数普通物理实验测量可认为一般仪器误差概率分布函数服从均匀分布,即C= 。物理实验中 主要与未定的系统误差有关,而未定系统误差主要是来自于仪器误差 仪,用仪器误差 仪代替 ,所以一般B类不确定度可简化计算为
uB = Δ仪 / √3
常用仪器的 Δ仪 要查表,
我总结的是,要估读仪器的是最小刻度的一半,不要估读的仪器就是最小刻度,
如 米尺要估读 其Δ仪 为 0.5 mm ,千分尺要估读 其Δ仪 为 0.005 mm ,而卡尺不要估读 其Δ仪 为 0.05mm 或 0.02mm (视精度不同而定)……

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
这里的 B类不确定度uB 就是 误差(尺本身)带来的影响
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

然后是复杂的,A类不确定度:

对直接测量来说,如果在相同条件下对某物理量X进行了n次重复独立重复测量,其测量值分别为x1,x2,x3,…,xn, 用 x平均 来表示平均值,则

x平均 = (x1+x2+x3+…+xn)/ n (1)

为单次测量的实验标准差,由贝塞尔公式计算得到

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

为平均值的实验标准差,其值为

S(x平均)= S(xi)/ √n (3)

由于多次测量的平均值比一次测量值更准确,随着测量次数的增多,平均值收敛于期望值。因此,通常以样本的算术平均值 作为被测量值的最佳值,以平均值的实验标准差 作为测量结果的A类标准不确定度。所以

uA = S(x平均) (4)

当测量次数n不是很少时,对应的置信概率为68.3%。当测量次数n较少时,测量结果偏离正态分布而服从t分布,则A类不确定度分量 uA 由S(x平均)乘以因子tp求得。即

uA = tp * S(x平均) (5)

tp因子与置信概率和测量次数有关,可查表。

通常认为测量次数足够多, tp 取 1 ,(5)式 即变为 (4)式

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
这里的 uA 则为 标准差(多次测量,得到标准差)带来的影响
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

注意:在大多数普通物理实验教学中,为了简便,一般就取tp=1,这样,A类不确定度可简化计算为 ,但 uA 与 S(x平均) 概念不同。

评价自己的试验数据!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

要评价自己的试验数据,一般用置信区间和置信概率来描述

上面的推导中,置信概率均取了 68.3 %
置信区间为 ( x平均 - u ,x平均 + u )
其中u由, u = √(uA^2 + uB^2)求得

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
你可以这样写:
根据测量,XXXXX的长度为 处在区间( x平均 - u ,x平均 + u )内,置信概率为 68.3 % 。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
当然,这个区间是要算出来的啦,有点小麻烦 ……

有点长,不知您看完看懂没有

ps:这里只写了直接测量值的误差估计,因为问题中的两个都是直接测量值
要了解更多关于间接测量值的知识(无非就是求偏导加权平方和开根号的琐事)
您可以上网找物理试验的相关资料学习……

❷ 如何有效建立物理实验教学评价标准

建立与物理实验教学活动相适应的评价体系,树立正确的现代评价观,有利于促进学生实验素质的全面发展,具有很强的导向和监控作用,对增加学生学习的自信心、学习兴趣、学习能力发展的具有积极的意义。针对初中物理实验教学的评价特点和评价内容,本文从三个方面阐述学生成长过程评价、活动表现评价和纸笔问题评价等,促进学生主动学习,不断提升物理实验教学的有效性。

一、实验教学的评价特点
初中物理实验教学评价不是为了对学生进行甄别和选拔,而是为了促进学生的成长和发展。实验教学评价应注重学生在实验活动中的情感态度与价值观、对实验过程的体验和感受、对实验方法的了解和掌握情况、实验的能力以及结果等。另外,评价宜采取多样化的方式,重视学生的自我评价、活动表现评价,以及改进传统的纸笔测试评价。注重评价的多元化、全程化和发展性。
与传统的笔试测验相比较,物理实验教学评价具有以下的特点:
1.评价是在某物理实验学习活动中展开的,所以评价内容的针对性较强。
2.在进行评价时,不仅要关注学生在物理实验活动中得到的结果,而且要参与到学生的整个实验过程中,学生的每一个实验操作都被纳入到评价中。
3.评价方法多样。 除了教师对学生的评价,还有学生的自评以及同学间的互评,评价方式、评价手段多样化。
4.评价过程中,不仅要对学生的具体实验操作进行评价,还要对学生的实验探究能力、在实验过程中表现出的情感态度和价值观、科学创新意识等进行综合评价,培养学生的创新精神和实践能力。
5.评价中重视学生在实验活动中的个性化表现,更提倡学生在实验中的合作精神,培养学生的集体意识。
二、物理实验教学评价的主要内容
1.物理实验的基础知识方面。 物理实验的基础知识包括能认识常用的实验仪器(如滑动变阻器、电压表等)、能读出常用测量仪器的量程和分度值(如刻度尺、温度计、电流表等)、能知道实验仪器的用途(如电能表、滑动变阻器等)、会使用简单的实验仪器和测量工具等。
2.实际操作能力方面。 物理实验操作技能主要包括物理实验操作的基本技能、物理实验仪器的测量方法的选择技能以及综合运用技能等。例如,能根据实验原理选择合适的实验仪器和测量工具(选择合适的电压表和电流表量程、选择合适的滑动变阻器规格等);能根据实验目的选择恰当的实验测量方法;能正确进行物理实验的基本操作。
3.数据信息处理能力方面。 数据信息处理能力包括能否科学地观察实验现象,如实地记录实验的数据;能否对收集到的实验数据进行分析并进一步处理;能否归纳或概括出实验结论,验证猜想或假设。
4.科学探究、创新能力方面。实验过程的评价内容主要是能否提出值得研究的问题并进行假设和猜想;能否根据实验目的制定探究计划,并进行实验可行性的判断;能否独立或小组合作完成实验操作。
5.物理实验中学生的情感态度和价值观方面。在物理实验中,学生的情感态度和价值观方面评价的主要内容是能否独立思考,主动表达自己的构思;能否提出自己独特的见解;能否参与小组讨论并进行反思;能否乐于接受小组成员的意见和建议;实验过程中,能否爱护实验仪器并在实验完成后收拾器材,保持整洁。
三、物理实验活动的主要评价方式
在物理实验活动中,教师结合整个实验过程中学生表现出的实验操作能力和信息获取、处理能力以及学生间的交流、合作能力对学生进行评价,加上学生的自评和学生间的互评, 使学生对自己有一个整体的认识,知道自己的优点和不足,让每一个学生将自己的能力做到最大程度的发挥。
1.学生成长过程评价
学生成长过程评价是在重视教师及他人对学生学习状况进行评价的同时,更重视学生个体的自我评价。学生过程评价的主要意义在于它为学生提供了一个学习机会,使学生能够学会自己判断自己的进步。
2.活动表现评价
活动表现评价是一种不同于以往传统评价方法的新型评价方法。它是用来评估学生科学探究活动的过程、结果的体系。它将学习与实验活动结合起来,令学生在活动中培养综合能力和科学素养,同时对学生进行综合评价。这种评价要求学生实际完成某种任务或一系列的任务,如提出问题、作出假设,设计实验、进行实验、数据记录、获得结论、交流合作等,活动表现评价在活动中评价学生对知识与技能上的掌握,对实验教学过程的体验和感受,态度情感和价值观的形成,而不是从选择答案来分析学生的掌握情况。

❸ 物理中,对实验的评估怎么写

1. 小明学习了“影响摩擦力大小的因素”后,小明想,还有什么因素也能影响摩擦力的大小呢?
请你和小明一起提出一个物理探究课题,并完成下面的探究报告:
探究课题:___________________________________________________________
猜想或假设:_________________________________________________________
设计实验并进行实验:
(1)主要器材和装置:_______________________________________________
(2)实验步骤设计:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
实验现象或数据记录表格的设计:

分析与论证:
如果得出的结论与你的猜想一致,则在你刚才设计的实验步骤中,所看到的现象
应该是:__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
评估:
你认为你在这次设计中,影响实验效果的主要因素是:
_____________________________________________________________________

答案:
探究课题:摩擦力大小与接触面积的关系
猜想或假设:接触面积越大,摩擦力越大。
设计实验并进行实验:
(1)主要器材和装置:长方体的木块、木板、弹簧测力计
(2)实验步骤设计:
①将长方体木块平放在木板上,用弹簧测力计拉着它匀速直线运动,记下示数F1,②将木块侧放在木板上,竖放在木板上重做上述实验:分别记下示数F2、F3。

实验现象或数据记录表格的设计:

分析与论证:
如果得出的结论与你的猜想一致,则在你刚才设计的实验步骤中,所看到的现象
应该是:F1>F2>F3。

评估:
你认为你在这次设计中,影响实验效果的主要因素是:
能否拉着木块做匀速直线运动。

大学物理实验的实验结果分析与讨论怎么写

大学物理实验的实验结果分析与讨论写法可参考如下:

(1)根据你做实验时犯得轮兄一些错误,如实描述。

(2)更正自己的错误,并写出怎样避免其他错误结果。

(3)根顷桐祥据自己所做实验数据处理后,给出相应结论。

❺ 物理中实验评估是什么意思

即对实验结果进行评价,提出意见。

实验结束后应仔细核对实验后所得出的结论。

实验结束后,要对实验中获得的数据作进一步的加工、整理,从中提取出科学事实或某种规律性的理论。在分析过程中,要利用统计分析的方法,借助于计算机等手段来从数据之间的因果关系、起源关系、功能关系、结构关系等多角度、多层次地进行处理。

人们必须对实验最初所呈现出来的结果作出分析,以区分什么是应该消除的误差,什么是实验应有的结果。

(5)物理实验结果如何评价扩展阅读:

进行实验时要确立实验目的,以得到精确的结果和评估。

实现,对于推动物理学的发展有着十分重要的作用。确定实验目的是一个理论的逻辑演绎的过程。明确指导实验设计的理论。

在确立实验目的之后,并不能马上着手设计实验,而是要先明确以什么理论来指导实验的设计。这种指导性理论,就是启发实验者应采用什么方法并从什么方向上去实现已确立的目的。没有这一步骤,就不能从实验目的过渡到具体的实际设计上去。

❻ 物理中实验评估是什么意思我已经知道了

实验评估就是在对政策输入变量和过程变量直接控制的条件下对政策执行结果的监测和评价。它的理想状态一般是“控制科学实验”,在这种状态下,所有可能影响结果的因素(有一个特殊的输入变量或过程变量除外)都被控制保持不变或当做似真的备选(竞争性)假设。

(6)物理实验结果如何评价扩展阅读:

(1)有一套定义明确可直接控制的“处理”变量,这些变量用操作性术语加以明确;

(2)一个使执行结论对许多相似目标群体或环境具有最大推广度的评价策略(即外部有效性);

(3)把政策效果解释为控制政策投入变量和过程变量所产生的结果时,允许存在最小误差的评价策略(即内部有效性);

(4)一个可以提供这些方面的可靠资料的监测系统,即关于先决条件、未知事件、输入变量、过程变量、输出变量、效果变量及负效应和外溢效应之间的复杂关系的可靠资料。由于这些方法论上的要求通常难以满足,实验性评价往往不是真实的被控制的实验,因而通常被称为“准实验”评价。

❼ 物理实验报告中的“评估”怎么写

大型实验的评估报告要分这样几个步骤来写:
一、实验工作倍受重视

二、课改培训工作扎实、有效;
三、实验的进展与初步成效;
四、反思与建议。
一般的实验评估可以分为,优秀,良好,及格等几个等级。主要是对实验的成败和成果做一个估计。

❽ 十大经典物理实验的简介与部分评价

令人惊奇的是十大经典试验几乎都是由一个人独立完成,或者最多有一两个助手协助。试验中没有用到什么大型计算工具比如电脑一类,最多不过是把直尺或者是计算器。
所有这些实验的另外共通之处是他们都仅仅“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学之魂:最简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念,就像是一座座历史丰碑一样,扫开人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界的崭新认识。
从十大经典科学试验评选本身,我们也能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹,就像我们“鸟瞰”历史一样。9月24日的《纽约时报》对此做了专门介绍。
按时间先后顺序:
埃拉托色尼测量地球圆周
伽利略的自由落体试验
伽利略的加速度试验
牛顿的棱镜分解太阳光
卡文迪许扭秤试验
托马斯·杨的光干涉试验
让·傅科钟摆试验
罗伯特·密立根的油滴试验
卢瑟福发现核子
托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉试验

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