78

Федеральное агентство по образованию

Красноярская государственная архитектурно-строительная академия

Механика и молекулярная физика

Методические указания к лабораторным работам 1-11

для студентов всех специальностей

Красноярск

2000

УДК 531+533 (076)

ББК 22.2

Механика и молекулярная физика: методические указания к лабораторным работам 1-11 для студентов всех специальностей. / Красноярск: КрасГАСА, 2000.

Составили: А.Е. Бурученко

В.А. Захарова

П.П. Машков

С.С. Лаптев

О.П. Арнольд

Печатается по решению редакционно-издательского совета академии

© Красноярская государственная архитектурно-строительная академия, 2006

Физика измерения

Курс физики составляет основу теоретической и экспериментальной подготовки инженера любого профиля, без которой невозможна его успешная деятельность. Одна из задач, которая ставится перед будущими инжене­рами,- это овладение приемами и методами постановки физического экс­перимента и обработка полученных результатов. Численные значения могут быть использованы лишь в том случае, если они достоверны. Ясно, однако, что любая величина может быть измерена лишь с некоторой определяемой равными факторами точностью.

Ошибка измерения представляет собой разность между результатом измерения X и истинным значением А измеряемой величины, т.е. Х-А. Обычно ошибка измерения неизвестна, как неизвестно и значение измеряемой вели­чины. Поэтому одной из основных задач математической обработки резуль­татов в эксперименте является получение с наибольшей точностью значения измеряемой величины по результатам измерения.

1. Классификация ошибок измерения

К основным видам ошибок относятся: случайные, систематические и грубые.

Случайные ошибки (ε) или отклонения обусловлены различием значений физической величины при многократных ее измерениях. Они всегда присутствуют в эксперименте и возникают вследствие самых различных как субъективных, так и объективных причин : изменение напряжения в сети ( при электрических измерениях ), вибрация, изменение температуры в процессе измерения и т.д. , действие которых заранее не может быть учтено и устранено. К случайным ошибкам следует отнести все те ошибки, многочисленные причины которых для нас не известны или неясны. Только после серии измерений можно оценить значение случайной ошибки. Увеличивая число измерений и используя формулы теории ошибок, основанные на теории вероятности, можно получить достаточно точную оценку случайной ошибки.

Систематические ошибки (θ )-это ошибки, вызванные факторами, действующие одинаковым образом при многократном повторении одних и тех же измерений. Они обусловлены в основном конструкцией прибора или методом измерения физической величины ( например, низкая чувствительность прибора, изогнутая стрелка прибора, «нуль» прибора смещен, при измерении неизвестного сопротивления не учитываем сопротивление подводящих проводов и т.д.). При неизвестных условиях процесса измерения систематическая ошибка является постоянной и ее вычисляют по классу точности прибора или определяют путем сравнения с показателем заведомо правильного прибора. Для устранения ошибки, например при измерении сопротивления, нужно вносить поправки, учитывающие сопротивление подводящих проводов.

Грубые ошибки или промахи являются результатом нарушения условий измерений, неисправности прибора, недосмотра экспериментатора или неправильно выбранной методики измерений. Внешним признаком грубой ошибки является резкое отличие значения физической величины от ее значений, полученных в предыдущих измерениях. Такие значения следует отбрасывать.

Таким образом, при измерениях учитываются только случайные и систематические ошибки.