§ 1. Порядок выполнения и оформления лабораторных работ
Перед выполнением работы студент знакомится с описанием работы и рекомендованной литературой и должен усвоить следующие положения:
Какова цель данной работы и как она достигается?
Какие физические явления наблюдаются при выполнении работы?
Какие физические законы и формулы описывают наблюдаемые явления?
Какие величины измеряют, а какие вычисляют и берут из справочников?
Какие приборы применяются в работе и как ими пользоваться?
Каков порядок выполнения лабораторной работы?
Какими таблицами и графиками следует отразить результаты работы?
Какие меры предосторожности необходимо соблюдать в процессе работы?
Сдача допуска - это проверка преподавателем готовности студента к работе. Только после нее студент имеет право приступить к выполнению работы.
Выполнение работы связано с оформлением протокола измерений. В приготовленные таблицы протокола заносятся результаты измерений, а также данные о приборах и др. После оформления протокол подписывается преподавателем или лаборантом и прилагается к рабочей тетради.
Обработка результатов измерений и их оформление состоит из расчетов искомых величин, построения графиков, заполнения таблиц, оценки погрешности результатов измерений и т.п. При этом анализируют результаты работы, выявляют источники погрешностей измерений и пути их устранения. Реальный физический эксперимент сопоставляют с его математической моделью.
Сдача зачета является заключительным этапом работы. Он состоит из обсуждения полученных результатов и ответов на контрольные вопросы по теме данной лабораторной работы. При сдаче зачета необходимо предъявить подписанный протокол и полностью оформленную рабочую тетрадь.
§ 2. Оценка погрешности измерений
Измерением
определяют отношение измеряемой величины
к качественно такой же величине, принятой
за единицу. В ходе измерений неизбежны
погрешности. Абсолютной
погрешностью
называется отклонение
измеренной
величины x
от ее истинного значения
,
т.е.
.
(1)
Относительной погрешностью измерения называется отношение абсолютной погрешности измерения к значению измеренной величины
или
.
(2)
Измерения делятся на прямые и косвенные. В процессе прямых измерений результат находят по шкале прибора. При косвенных измерениях искомую величину определяют с помощью зависимости между ней и величинами, измеренными прямыми методами.
Погрешности прямых измерений делятся на четыре типа.
Грубые погрешности (промахи) могут появиться в результате неправильного отсчета по прибору, неверной или неразборчивой записи результата, невыполнения условий опыта и т.д. Все значения измеряемой величины, резко отличающиеся от ее среднего значения, обычно считают промахами и исключают из результатов измерений.
Систематические погрешности характерны тем, что они в процессе измерений повторяются, например, при смещении нуля шкалы прибора. Установив причину систематических ошибок, их устраняют с помощью поправок.
К приборным погрешностям относятся погрешности, возникающие из-за несовершенства средств измерений. Погрешность измерительного прибора указывается либо в паспорте, либо непосредственно на самом приборе. Если погрешность не указана, то она принимается равной цене деления прибора.
Случайные погрешности при многократных измерениях меняются по величине и по знаку случайным образом. Они являются следствием факторов, которые невозможно устранить, но можно учесть статистическим методом.