158 实验 1 实验误差与数据处理 【预习和实验要求】 本实验是“大学物理实验”中实验课重要的预备知识，也为进一步的学习和科研工作提供了基础工具。而误差与数据处理所涉及到的内容非常丰富，本实验在课堂只能由老师作基本的综合介绍。因此要求同学： 在课前必须认真阅读本实验教材，对误差与数据处理有所认识； 本实验属于课堂理论讲授，不动手作实验。同学必须带上讲义、记录用纸和笔，适当的作好课堂笔记； 课后认真复习教材，完成书面作业。 【实验原理】 一、 物理实验和测量误差 物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验，除了观察之外，就是要对各种物理量进行测量。对一个物理量的测量，是用一个标准单位来与之作比较，得知其大小的。显然，测量值的大小同选用的单位有关，因此，表示物理量的测量值时，必须包括数值和单位。 测量分为两种：直接测量和间接测量： 直接测量：从仪器直接读出测量结果； 间接测量：从直接测量的结果，通过公式计算而得到需要的结果。 根据测量的条件，可以把测量分为等精度测量和不等精度测量： 等精度测量：保持测量条件不变（如，同一个人、用同一台仪器、相同的外部环境）而进行的重复性测量。此时无法判断某一次测量比另一次测量是否更准确，只能认为每次测量的精度是同等级别的； 不等精度测量：在测量中一个或几个条件发生了变化。又称为复现性测量。 置于一定实验条件下的物理量，在客观上总是有一个唯一确定的大小，称为该物理量的真值。但是，测量时由于种种原因，包括理论的近似性、仪器的分辨率和灵敏度的局限、环境条件的不稳定、操作者的差别……、等等，测量结果是不可能绝对准确的。此物理量的真值同测量值之间总是存在一定的差异，这种差异就称为测量误差： 测量误差=测量值—真值 测量误差反映了实验结果的准确程度，如何降低和控制误差是物理实验和测量的重要任务。随着科学和技术水平的不断提高，测量误差可以被控制得越来越小，但是永远存在于一切测量之中，不可能降低到零。换言之，物理量的真值是不可能通过测量得到的。 上述测量误差反映了测量值对于真值的偏差的大小和方向，它反映了某一次测量结果的优劣，称为绝对误差： 0iNNN （1-1） 式中0N 为真值，iN 为第i次的测量值； 当需要比较多次测量结果的优劣程度时，则要用到相对误差： 0100%NEN （1-2） 159 应该了解，由于测量得不到真值，所以由（1-1）、（1-...
