Введение в практикум по курсу общей физики. Механика и молекулярная физика. Электричество и магнетизм. Либерман З.А - 5 стр.

UptoLike

Рубрика: 

5
2.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Физика наука опытная, это означает , что началом и концом
каждого физического исследования является опыт. Опыт является одним
из средств научного познания мира . Проведенный в лабораторных
условиях опыт носит название эксперимента. Экспериментатор, ставя тот
или иной опыт, измеряет ряд физических величин , знание которых
позволяет ему судить о характере данного физического явления .
Важно не только умение производить экспериментальные измерения ,
но и умение математически обработать результаты измерений. Без этого
ценность любых измерений равна нулю.
Что же значит вообще измерить какую-либо величину?
Измерить какую-либо величину значит узнать, сколько раз
содержится в ней однородная с ней величина, принятая за единицу меры .
Измерения подразделяются на прямые и косвенные.
Прямым называется измерение, при котором искомое значение
величины находится непосредственно из опыта путем отсчета по шкале
измерительного прибора . Так, например, измерение длины некоторого тела
мы производим путем последовательного прикладывания к нему другого
тела , длина которого принята за единицу длины.
Это так называемое непосредственное или прямое измерение.
Прямым измерением мы пользуемся довольно редко: таково измерение
массы тела с помощью весов, определение температуры тела термометром
и т. д .
На практике чаще всего мы сталкиваемся с косвенным измерением ,
т.е. мы измеряем не саму требуемую величину, а ряд других величин ,
связанных с искомой определенными соотношениями. Искомая величина
находится по формуле, в которую входят физические величины,
найденные при прямых измерениях. Например: определение плотности
тела по его геометрическим размерам и массе, определение силы тока по
напряжению и сопротивлению и т. д .
Физика является не только опытной, но и точной наукой, поэтому
для подтверждения той или иной теории необходимо весьма тщательное
измерение физических величин .
Между тем абсолютно точно измерить какую либо величину нельзя ,
что является следствием неточности измерительных инструментов и
приборов, трудности учета некоторых факторов, влияющих на измерения и
т. д .
Каждое измерение, как бы тщательно оно не было проведено,
отличается от истинного значения измеряемой величины, т. е. имеет
погрешность.
Точность измерения определяется той наименьшей частью единицы
меры, до которой с уверенностью в правильности результата можно
провести измерение . Степень точности зависит и от методики измерений и
                                             5


  2.О Б Р А Б О Т К А Р Е ЗУ Л Ь Т А Т О В Ф И ЗИ ЧЕ С К О ГО ЭК С П Е Р И М Е Н Т А

         Ф изика – н а у ка опытн а я , эт о озн а ча ет , что н а ча лом и кон цом
ка ж д ого ф изического исслед ова н ия я вля ется опыт. Опыт я вля ет ся од н им
из сред ст в н а у чн ого позн а н ия м ира . Провед ен н ый в ла бора т орн ых
у словия х опыт н осит н а зва н ие эксперим ен т а . Э ксперим ен т а т ор, ст а вя т от
или ин ой опыт, изм еря ет ря д ф изических величин , зн а н ие кот орых
позволя ет ем у су д ит ь о х а ра кт ере д а н н ого ф изического я влен ия .
         В а ж н о н е т оль ко у м ен ие производ ит ь эксперим ен т а ль н ые изм ерен ия ,
н о и у м ен ие м а т ем а т ически обра бот а ть резу ль т а т ы изм ерен ий. Без эт ого
цен н ост ь любых изм ерен ий ра вн а н у лю.
         Ч т о ж е зн а чит вообщ е – изм ерит ь ка ку ю-либо величин у ?
         И зм ерит ь ка ку ю-либо величин у – зн а чит у зн а т ь , сколь ко ра з
сод ерж ится в н ей од н ород н а я с н ей величин а , прин я та я за ед ин ицу м еры.
         И зм ерен ия под ра зд еля ют ся н а пр ям ы е ико с венны е.
         П р ям ы м н а зыва ется изм ерен ие, при кот ором иском ое зн а чен ие
величин ы н а х од ит ся н епосред ст вен н о из опыт а пу т ем от счет а по шка ле
изм ерит ель н ого прибора . Та к, н а прим ер, изм ерен ие д лин ы н екот орого тела
м ы производ им пу т ем послед ова тель н ого прикла д ыва н ия к н ем у д ру гого
т ела , д лин а которого прин я т а за ед ин ицу д лин ы.
         Э то т а к н а зыва ем ое н епосред ст вен н ое или пря м ое изм ерен ие.
Пря м ым изм ерен ием м ы поль зу ем ся д оволь н о ред ко: т а ково изм ерен ие
м а ссы т ела с пом ощ ь ю весов, опред елен ие т ем пера т у ры т ела т ерм ом етром
и т. д .
       Н а пра кт ике ча щ е всего м ы ст а лкива ем ся с ко с венны м изм ерен ием ,
т .е. м ы изм еря ем н е са м у т ребу ем у ю величин у , а ря д д ру гих величин ,
свя за н н ых с иском ой опред елен н ым и соот н ошен ия м и. И ском а я величин а
н а х од ится по ф орм у ле, в кот ору ю вх од я т ф изические величин ы,
н а йд ен н ые при пря м ых изм ерен ия х . Н а прим ер: опред елен ие плот н ости
т ела по его геом ет рическим ра зм ера м и м а ссе, опред елен ие силы т ока по
н а пря ж ен ию и сопрот ивлен ию и т. д .
       Ф изика я вля ет ся н е т оль ко опытн ой, н о и точн ой н а у кой, поэтом у
д ля под т верж д ен ия т ой или ин ой т еории н еобх од им о весь м а т щ а т ель н ое
изм ерен ие ф изических величин .
       М еж д у т ем а бсолютн о точн о изм ерит ь ка ку ю – либо величин у н ель зя ,
чт о я вля ет ся след ст вием н еточн ост и изм еритель н ых ин ст ру м ен т ов и
приборов, тру д н ости у чет а н екот орых ф а кт оров, влия ющ их н а изм ерен ия и
т. д .
       Ка ж д ое изм ерен ие, ка к бы т щ а т ель н о он о н е было провед ен о,
от лича ет ся от истин н ого зн а чен ия изм еря ем ой величин ы, т. е. им еет
погрешн ост ь .
       Точн ость изме р е н ия опр е де ляе тся той н а име н ьш е й ча стью е дин иц ы
ме р ы, до котор ой с уве р е н н остью в пр а вильн ости р е зульта та мож н о
пр ове сти изме р е н ие . С т епен ь точн ости за висит и от м етод ики изм ерен ий и