Измерения и их погрешности

ВВЕДЕНИЕ

В ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ

Методические указания

к лабораторной работе

Петрозаводск 1999

Рассмотрены и рекомендованы к печати на заседании
редакционной комиссии по отрасли науки и техники «общая и ядерная физика» 22 декабря 1998 года

Печатается по решению редакционно-издательского совета Петрозаводского государственного университета

Составители: И. С. Жукова, к.ф.-м.н., доцент,

Л. И. Бутина, старший преподаватель,

С. И. Крылова, к.ф.-м.н., доцент

Издание осуществлено при поддержке ОАО «Кондопога»

ЗАДАЧИ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА

Физический практикум играет большую роль в изучении курса общей физики. Можно выделить три основных его цели:

Ознакомление с приборами и методами измерения различных физических величин.

Экспериментальное изучение физических законов и явлений.

Ознакомление с методами статистической обработки результатов измерений.

Часть I настоящих методических указаний посвящена третьей из указанных выше задач. В части II дается краткая методика по оформлению лабораторных работ и порядку работы в лаборатории.

ЧАСТЬ I

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Глава I. Введение в теорию погрешностей

Измерения и их погрешности

Измерением называется определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Значение величины, найденное путем измерения, называется результатом измерения. Измерения делятся на прямые и косвенные.

Прямым называется измерение, при котором искомое значение величины находится непосредственно из опыта путем отсчета по шкале измерительного прибора, например: измерение длины линейкой, определение массы тела на равноплечных весах, определение температуры тела термометром и т. д.

Косвенным называется измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, например: определение плотности тела по его геометрическим размерам и массе, определение силы тока по напряжению и сопротивлению и т. д.

Никакое измерение не может быть выполнено абсолютно точно, поэтому результат измерения в той или иной мере отклоняется от истинного значения измеряемой величины. Разница между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины называется абсолютной погрешностью измерения. Она определяется формулой: D x_{i =} x_i – X,

где Х – истинное значение измеряемой величины,

х_i – результат i-того измерения,

D x_i – абсолютная погрешность i-того измерения.

Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины.

Наряду с абсолютной погрешностью (D x) используется относительная погрешность (h), равная отношению абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины:

h_i = Dx_i / X.

Относительная погрешность может быть выражена в процентах.

Качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины, называется точностью измерений. Очевидно, что чем меньше погрешности всех видов, тем выше точность измерений.

По характеру влияния на результаты измерений погрешности делятся на 3 типа: систематические, случайные, промахи.

Дата добавления: 2015-11-30