第二章 误差 理论
第一节 实验数据的误差分析
物理实验的目的是揭示物理现象和探寻物理规律,物理规律多数是以物理量之间的定量关系表达的。研物理现象和规律需要进行定量的物理实验,因此也就必须要对物理量进行测量。一个待测物理量的大小,在观上应该存在一个真实的数值,这个数值被称为“真值”。但由于测量仪器、测量方法、测量条件以及测量员等因素的限制,使得实际测得的数值(也就是测量值)只能是真值的一个近似值,因此在测量值与真值之总是存在着差异。通常将测量值与真值之差称为误差。
在物理量的测量中误差是不可避免的,但人们可以通过测量方法的选取、测量仪器的选择、测量条件的定、测量数据的处理等手段尽可能地减小物理量测量的误差。
人们常用绝对误差、相对误差或有效数字来说明一个近似值的准确程度。为了评定实验数据的精确性或差,认清误差的来源及其影响,需要对实验的误差进行分析和讨论。由此可以判定哪些因素是影响实验精确的主要方面,从而在以后实验中,进一步改进实验方案,缩小实验观测值和真值之间的差值,提高实验的精性。
一、误差的基本概念
测量是人类认识事物本质所不可缺少的手段。通过测量和实验能使人们对事物获得定量的概念和发现事的规律性。科学上很多新的发现和突破都是以实验测量为基础的。测量就是用实验的方法,将被测物理量与选用作为标准的同类量进行比较,从而确定它的大小。
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