物理试验中常见误差
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/22 20:31:22
物理试验中常见误差
物理试验中常见误差
物理试验中常见误差
测量误差：
在物理实验中,对于待测物理量的测量分为两类：直接测量和间接测量.直接测量可以用测量仪器和待测量进行比较,直接得到结果.例如用刻度尺、游标卡尺、停表、天平、直流电流表等进行的测量就是直接测量.间接测量则是不能直接用测量仪器把待测量的大小测出来,而要依据待测量与某几个直接测量量的函数关系求出待测量.例如重力加速度,可通过测量单摆的摆长和周期,再由单摆周期公式算出,这种类型的测量就是间接测量.
每一个物理量都是客观存在,在一定的条件下具有不依人的意志为转移的客观大小,人们将它称为该物理量的真值.进行测量是想要获得待测量的真值.然而测量要依据一定的理论或方法,使用一定的仪器,在一定的环境中,由具体的人进行.由于实验理论上存在着近似性,方法上难以很完善,实验仪器灵敏度和分辨能力有局限性,周围环境不稳定等因素的影响,待测量的真值是不可能测得的,测量结果和被测量真值之间总会存在或多或少的偏差,这种偏差就叫做测量值的误差.
测量误差主要分为三大类：系统误差、随机误差、粗大误差
设被测量的真值为N′,测得值为N,则测量误差Δ′N为Δ′N＝N－N′.
误差存在于一切测量之中,而且贯穿测量过程的始终.每使用一种仪器,进行一次测量,都会产生误差,没有误差的测量结果是不存在的.在误差必然存在的情况下,测量的任务是：
（1）设法将测得值中的误差减至最小.
（2）求出在测量的条件下,被测量的最近真值（最佳值）.
（3）估计最近真值的可靠程度（接近真值的程度）.因此要研究误差的性质和来源,以便采取适当的措施,达到最好的结果.
减小误差的方法：
1、选用精密的测量仪器;
2、 多次测量取平均值.
系统误差（Systematic error）
系统误差又叫做规律误差.它是在一定的测量条件下,对同一个被测尺寸进行多次重复测量时,误差值的大小和符号（正值或负值）保持不变；或者在条件变化时,按一定规律变化的误差.
系统误差的特点是测量结果向一个方向偏离,其数值按一定规律变化,具有重复性、单向性.我们应根据具体的实验条件,系统误差的特点,找出产生系统误差的主要原因,采取适当措施降低它的影响.
系统误差的来源有以下方面：
（1）仪器误差 这是由于仪器本身的缺陷或没有按规定条件使用仪器而造成的.如仪器的零点不准,仪器未调整好,外界环境（光线、温度、湿度、电磁场等）对测量仪器的影响等所产生的误差.
（2）理论误差（方法误差） 这是由于测量所依据的理论公式本身的近似性,或实验条件不能达到理论公式所规定的要求,或者是实验方法本身不完善所带来的误差.例如热学实验中没有考虑散热所导致的热量损失,伏安法测电阻时没有考虑电表内阻对实验结果的影响等.
（3）个人误差 这是由于观测者个人感官和运动器官的反应或习惯不同而产生的误差,它因人而异,并与观测者当时的精神状态有关.