ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Занятия студентов в лабораториях общей физики являются важной составной частью обучения физике.

Выполняя лабораторные работы, студент должен научиться самостоятельно воспроизводить и анализировать физические явления, делать правильные выводы из сопоставления теории с экспериментом, пользоваться физическими приборами, грамотно оформлять результаты эксперимента, оценивать погрешности измерений. Для успешного овладения этими навыками необходимо соблюдать общие правила работы в лаборатории.

1.К выполнению лабораторных работ студент может быть допущен только после ознакомления с правилами техники безопасности в данной лаборатории.

2.Приступая к работе, студент должен знать основные физические законы и явления, используемые в этой работе, цель и задачи работы, методику измерений и ознакомиться с экспериментальной установкой.

3.По результатам работы должен быть составлен отчет, содержащий следующее:

- название и цель работы;

- оборудование;

- схему установки;

- основные этапы и задания по эксперименту;

- данные измерений (обычно в виде таблиц);

- расчетные формулы;

- графики;

- окончательный результат;

- оценку погрешности;

- выводы по выполненной лабораторной работе.

4.При подготовке нужно пользоваться кроме методических описаний учебниками и пособиями, ссылка на которые дана в конце каждой лабораторной работы.

Обработка результатов измерений

Введение

Лабораторные работы связаны с измерением различных физических величин. В каждом случае используют те или иные приборы.

Измерения называют прямыми, если искомую величину измеряют при помощи соответствующего прибора. Например, измерение длины линейкой, микрометром, штангенциркулем, температуры – термометром.

Измерения называют косвенными, если искомую величину вычисляют по формуле, связывающей ее с другими величинами, которые измеряют непосредственно. Например, определение объема тела по его геометрическим размерам есть косвенное измерение. Измерение длины, высоты, ширины – прямое.

При измерении любой физической величины получают не истинное ее значение, а лишь приближенное. Это связано с ограниченной точностью используемых приборов и с методикой измерения. Поэтому результат измерения всегда содержит некоторую погрешность.

Абсолютной погрешностью прямого измерения a называют разность между истинным значением искомой величины а и значением, полученным при измерении а_изм. Абсолютная погрешность определяет границы интервала, в пределах которого находится истинное значение измеряемой величины.

Поскольку истинное значение измеряемой величины обычно неизвестно, поэтому для нахождения абсолютной погрешности пользуются не этим соотношением, а другими методами, изложенными ниже. С учетом абсолютной погрешности результат записывают в виде:

а=а_изма.

Относительной погрешностью  называют отношение абсолютной погрешности к измеренному значению искомой величины . Относительная погрешность характеризует точность измерения, ее можно выразить в процентах.

Погрешности прямых и косвенных измерений обусловлены множеством причин, по-разному влияющих на результат.

Систематическими называют такие погрешности, которые сохраняют свою величину и знак при повторных измерениях в тех же условиях. Они обычно обусловлены используемыми приборами или методикой измерения. Например, при взвешивании на весах такая погрешность может быть вызвана неравноплечностью коромысла весов; пренебрежением выталкивающей силой воздуха; при отсчетах по шкале – неточностью разбивки шкалы и т.д. Такие погрешности стараются устранить, используя более совершенные приборы и улучшая методику измерений, или вводят потом поправку в результат измерений.

Случайными называют такие погрешности, которые хаотично меняют свою величину и знак при повторных измерениях в тех же условиях. Они обусловлены многими мелкими причинами, которые невозможно предусмотреть (малые колебания температуры, сотрясения стола, трение в приборе и т.д.). Никакая методика измерений не может устранить эти погрешности, но можно оценить их величину и, следовательно, учесть их влияние на результат измерения.

Оценка погрешностей является существенной частью измерения. Правильно оценить погрешность так же важно, как правильно произвести само измерение. Нахождение погрешностей измерения представляет собой сложную задачу, которая не всегда решается однозначно. Для наиболее простых случаев, которые встречаются в лабораторном практикуме, применяют стандартные способы оценки погрешностей, где учитывают погрешности приборов и случайные погрешности.

Эти методы и приведены в данном руководстве.