6. При оформленні звіту студенту необхідно:

• занести в робочий зошит результати вимірювань,

вказавши одиниці вимірювань. (Графічний матеріал оформляють на міліметровому папері та вклеюють їх у робочий зошит);

• зробити загальні висновки, що містять пояснення отриманих результатів;

• звіт готується кожним студентом індивідуально.

7. Для захисту лабораторної роботи студенту потрібно:

• освоїти теоретичні основи даного явища;

• розуміти експериментальні методи дослідження;

• знати практичне застосування досліджуваного явища.

Похибки прямих та непрямих вимірювань в лабораторних роботах

1. Похибки прямих вимірювань

Прямими (безпосередніми) називаються вимірювання фізичних величин, для яких створені еталони та алгоритми порівняння вимірювальної величини з еталоном, - вимірювальні прилади. Внесення вимірювального приладу в систему часто змінює характеристики самої системи, тому необхідно вміти передбачати такі впливи

При прямих вимірюваннях ми вважатимемо, що схема вимірювання досконала і внесення туди вимірювального приладу не призводить до зміни вимірюваних величин.

1.1. Абсолютні та відносні похибки

Абсолютною похибкою називають різницю між істинним значенням величини та його наближеним значенням :

. (1.1)

Відносною похибкою називають відношення абсолютної похибки виміру до його істинного значення:

(1.2)

Абсолютна та відносна похибки завжди додатні числа. На практиці точне значення , як правило, невідоме, тому замість нього найчастіше використовують середнє значення із серії вимірів.

У широкому розумінні вся фізика ґрунтується на міркуваннях про те, чим можна знехтувати в кожному конкретному випадку, а чим ні. Тут кожна величина характеризується значенням та похибкою . З цими термінами безпосередньо пов’язане питання значущих цифр. Значущими називають усі вірні цифри числа. Значущими цифрами можуть бути і нулі. Значуща цифра результату закінчується у тому ж розряді, що й старша ненульова значуща цифра абсолютної похибки. При записі абсолютної похибки прийнято використо­вувати одну відмінну від нуля значущу цифру. Результат виміру записують у формі довірчого інтервалу:

.

Тут – середнє із серії вимірів. Наприклад

.

Вимірювання здійснюється за допомогою вимірювальних приладів. Якщо шукану величину показує сам прилад, то таке вимірювання називють прямим (безпосереднім). Похибка прямого вимірювання дорівнює ціні поділки вимірювального приладу (чи визначається його класом точності). Клас точності – це допустима відносна похибка (у відсотках) від межі вимірювання приладу.

1.2. Обчислення похибки при непрямих вимірюваннях величин

Досить часто трапляється ситуація, коли безпосередньо поміряти значення певної величини неможливо. Проте, знаючи модельну залежність цієї величини

від інших величин (формулу), значення її можна розрахувати. Таке вимірювання називається непрямим.

Наприклад, щоб визначити площу S, ми міряємо його радіус R і обчислюємо площу за формулою:

(2.1)

Як, знаючи точність вимірювання R, оцінити значення похибки S? Точність непрямих вимірювань залежить як від способу вимірювання (формули), так і від точності вимірів усіх величин, які в цю формулу входять.

К.Ф.Гаусс, вважаючи похибку вимірів малою, запропонував лінеаризувати вираз для обчислення результату в околі середніх значень поміряних величин і шукати похибку так, як знаходять повний диференціал функції. Єдина відмінність полягає у використанні того факту, що похибки — завжди додатні величини.