Посредник Олеся Валерьевна Кандидат физико-математических наук, Доцент кафедры физики, заместитель

Программа изучения физики на ФИБС рассчитана на 3 семестра

Переэкзаменовки и ликвидация задолженности – специальные дни после сессии

Стипендия назначается при сдаче сессии без троек

Методические материалы на сайте кафедры физики http://www.physicsleti.ru

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Савельев И.В. «Курс общей физики». В 5-ти томах. 2004 г. – 1 том

2.А. А. Детлаф, Б. М. Яворский Курс физики

3.Трофимова Т.И. Курс физики

4.Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу общей физики с решениями Учебное пособие. 2006.

5.Чертов А.Г., Воробьёв А.А. Задачник по физике. Учебное пособие.2002.

6.Белоногов А. М. Статистическая обработка результатов физического эксперимента. УП по физике. 2009 г.

СТАТ. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ ПРИ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ. Термины и определения.

«Определяйте значение слов, и вы избавите свет от половины его заблуждений», – говорил Декарт.

Физическая величина – особенность физического объекта (явления), характеризующая его свойство, состояние или происходящий в нем процесс, и имеющая качественное и количественное содержание, т. е. физическую природу и размер.

Единица физической величины – физическая величина фиксированного размера, принятая по соглашению в качестве основы для выражения количественного содержания физических величин той же природы.

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем, с помощью специально для этого предназначенных технических средств.

Наблюдение – измерительная (экспериментальная) операция по нахождению значения физической величины, подлежащего дальнейшей обработке совместно с результатами других подобных операций с целью нахождения результата измерений.

Прямое измерение – измерение, при котором измерительный сигнал, поступающий на вход средства измерений, содержит информацию о самой измеряемой величине.

Если же искомое значение физической величины получают вычислением на основании ее зависимости от величин, измеряемых прямо, то измерение называется косвенным .

Из-за несовершенства средств измерений, а также из-за многочисленных возмущений получаемое в измерениях значение физической величины X, как

правило, отличается от ее истинного значения X0 – содержит погрешность.

Погрешность X = X – X0, выражаемая в единицах измеряемой физической

величины, называется абсолютной, а в долях или процентах от значения Найденное в эксперименте значение измеряемой величины, приближенное к измеряемой величины – относительной.

истинному, называется оценкой физической величины. Оценка с указанием ее возможного интервала отклонения от истинного значения называется результатом

измерения.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ

ИЗМЕРЕНИЯ РАЗДЕЛЯЮТ:

-систематические (это составляющая погрешности измерения, которая остаётся постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях)

-случайные (непредсказуемые отклонения от истинного значения физ. вел., меняющиеся от одного наблюдения к другому)

Невыявленная погрешность всегда неустранима

Одни составляющие погрешности могут быть устранены из результатов измерений, а другие – нет. Все виды неустранимых погрешностей вносят вклад в полную погрешность измерения, и для ее нахождения должны быть просуммированы по определенным правилам.

С целью выявить эти случайные отклонения обычно выполняют измерения с многократными наблюдениями, т. е. проводят N независимых повторных

наблюдений в одинаковых условиях, получая группу Xi (i = 1, 2, … N – номер наблюдения).

По результатам наблюдений Xi, содержащим погрешности, находят результат

измерения – приближенное значение измеряемой физической величины вместе с оценкой его погрешности. Для этого выполняют статистическую обработку результатов измерений.

Погрешность средства измерений (приборная погрешность) определяется при его испытании или проверке, осуществляемой метрологической службой.

Класс точности – характеристика СИ, выраженная пределами его основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности указывается на шкале прибора. Его обозначение зависит от способа нормирования основной допускаемой погрешности прибора и обозначается

числом из следующего ряда: 1 · 10n; 1.5 · 10n; 2 · 10n; 2.5 · 10n; 4 · 10n; 5 · 10n, где n = 0, ±1, ±2, …. Обозначение имеет вид либо числа, заключенного в кружок, либо

просто числа, либо двух чисел, разделенных косой чертой. γ

Класс точности, указанный в виде числа, заключенного в кружок , обозначает максимальную относительную погрешность результата измерения, выраженную в процентах (δθx = γ). Абсолютная погрешность в

этом случае θx = γx/100, где x – отсчет физической величины по шкале прибора.

Если класс точности γ указан просто числом, то он равен максимальной погрешности прибора (границе погрешности), выраженной в процентах от максимального показания K шкалы прибора, по которой производится

отсчет. В этом случае θx = γK/100, δθx = θx/x = γK/x

Класс точности может быть задан в виде γн/γк, где γн и γк – приведенные погрешности прибора в начале и в конце шкалы, выраженные в процентах. В этом случае

δθx = γн + γк (K/x – 1) , θx = δθx x/100, где K – предел измерений; x – отсчет по шкале прибора.

Если класс точности аналогового (стрелочного) прибора не указан, то его максимальная погрешность θx принимается равной половине цены деления

шкалы прибора Для цифрового измерительного прибора при неизвестном классе точности

или паспортной формуле для расчета погрешности за оценку максимальной погрешности θx принимают единицу наименьшего разряда цифрового

индикатора

АЛГОРИТМ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

ПРЯМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Мы имеем выборку объемом N = 5 прямо измеренной физической величины. Все расчеты мы будем производить при доверительной вероятности Р = 95%.

1.Устранить из выборки очевидные описки.

2.Из результатов измерений исключить известные систематические погрешности.

3.Ранжировать выборку в порядке возрастания.

4.Вычислить выборочное среднее

5.Вычислить выборочное среднеквадратичное отклонение (СКО)

6.При обработке результатов обязательно проверяют их на промахи. Для

этого отбирают из результатов Xi наиболее отклоняющийся, экстремальный Xex и вычисляют его отклонение от X в долях СКО выборки:

V Xex X : SX .

Если же V VPN , то проверяемый результат ex следует считать промахом.