实验数据处理的基本方法 数据处理是物理实验报告的重要组成部分,其包含的内容十分丰富,例如数据的记录、函数图线的描绘,从实验数据中提取测量结果的不确定度信息,验证和寻找物理规律等
本节介绍物理实验中一些常用的数据处理方法
1 列表法 将实验数据按一定规律用列表方式表达出来是记录和处理实验 数据最常用的方法
表格的设计要求对应关系清楚、简单明了、有利于发现相关量之间的物理关系;此外还要求在标题栏中注明物理量名称、符号、数量级和单位 等;根据需要还可以列出除原始数据以外的计算栏目和统计栏目等
最后还要求写明表格名称、主要测量仪器的型号、量程和准确度等级、有关环境条件参数如温 度、湿度等
本课程中的许多实验已列出数据表格可供参考,有一些实验的数据表格需要自己设计,表1.7—1是一个数据表格的实例,供参考
表1.7—1 数据表格实例 杨氏模量实验增减砝码时,相应的镜尺读数 2 作图法 作图法可以最醒目地表达物理量间的变化关系
从图线上还可 以简便求出实验需要的某些结果(如直线的斜率和截距值等),读出没有进行观测的对应点(内插法),或在一定条件下从图线的延伸部分读到测量范围以外的对应 点(外推法)
此外,还可以把某些复杂的函数关系,通过一定的变换用直线图表示出来
例如半导体热敏电阻的电阻与温度关系为,取对数后得到,若用半对数坐标纸,以 lgR为纵轴,以1/T为横轴画图,则为一条直线
要特别注意的是,实验作图不是示意图,而是用图来表达实验中得到的物理量间的关系,同 时还要反映出测量的准确程度,所以必须满足一定的作图要求
1)作图要求 (1)作图必须用坐标纸
按需要可以选用毫米方格纸、半对数坐标纸、对数坐标纸或极坐标纸等
(2)选坐标轴
以横轴代表自变量,纵轴代表因变量,在轴的中部注明物理量的名称符号及其单位,单位加括号
(3)确定坐标分度
坐标分度要保证图上观测点的坐标读数