实验理论物理学是一门实验科学,几乎所有的物理定律都来自于物理实验并不断地受到新的物理实验的检验,因此研究物理实验是每个对物理感兴趣的同学必须做的工作,正因为如此,物理实验在物理竞赛中也占有重要的地位,不论是全国物理竞赛,还是国际奥林匹克物理竞赛,实验内容都要占 30%—50%的比例。一、 有关实验的基础知识(一)实验误差的概念1、为什么要讨论测量误差 任何物质都有自身的各种各样的特性,反映这些特征的量所具有的客观真实数值,称为真值。测量的目的就是力图得到真值,但是由于测量的方法、仪器、环境和测量者本身都必然存在着某些不理想情况,所以测量不能无限精确,在绝大多数情况下,测量结果与客观存在的真值之间总有一定的差异,这就是测量误差,测量误差的大小反映我们的测量偏离客观真实数值的大小,反映测量结果的可信程度。从某种意义上说,不给出测量误差的测量结果是没有意义的,是无法使用的,例如我们测量 出 某 种 合 金 的 密 度 是 ( 3.23310)2.0mkg, 即 说 明 这 种 合 金 的 密 度 不 会 小 于33100.3mkg,不会大于33104.3mkg。如果用这种合金制造飞机,就可以估计出飞机的最大和最小质量。相反,如果测出的密度没有误差范围,是没有实际使用意义的。测量误差是反映测量结果好坏的物理量,它与实验的各个方面都有密切的关系,例如,我们要根据测量误差的限度制定实验方案,即确定实验原理和步骤,并选用器材,在实验操作过程中,要千方百计减小误差,最后,通过对实验数据的处理,确定实验结果的误差,由此可见,考虑实验误差是贯穿于实验全过程的事。2、实验误差的分类(1)绝对误差和相对误差 误差按其表达形式可分为绝对误差和相对误差。1)绝对误差:测量值与真值之差的绝对值叫绝对误差,定义为:绝对误差( )=)()(Ax真值测量值绝对误差反映了测量值偏离真值的大小。2)相对误差:绝对误差无法表示测量质量的高低,例如在测量上海到北京的距离时,如果绝对误差是 1 米,测量质量已很高;但是如果测量百米跑道时产生 1 米的误差,则测量质量就不好了,为了说明测量质量的高低,我们还要引入相对误差的概念,其定义为:相对误差(E)= 绝对误差( )真值(A)相对误差常用百分数的形式来表示:%100 AE用心 爱心 专心(2)系统误差和偶然误差 误差按其性质及其产生的原因,又可以分为系统误差和偶用心 爱心 专心然误差两种。1)系统误...