62. Физические измерения. Погрешности измерений.

Измерением в физике называется сравнение физической вели-

чины с эталонной величиной (или производными от нее величинами).

Например, измерение длины какого-либо предмета заключается

в сопоставлении (сравнении) этой длины с эталонной длиной в 1 м (1 см, 1 мм и т. д.).

По характеру проведения измерений их делят на прямые и косвенные.

Прямое измерение — это измерение, при котором в ходе опыта

непосредственно измеряется интересующая величина. Например, измерение расстояния с помощью линейки (рулетки и т. д.), измерение времени с помощью секундомера, определение массы тела путем его взвешивания на весах и т. д. Но не все величины можно определить путем прямого измерения. Измерения, при которых величина не измеряется непосредственно, а рассчитывается по некоторой формуле, в которую входят результаты прямых измерений, называются косвенными измерениями.

К примеру, плотность тела определить непосредственным измерением весьма затруднительно. В то же время известно, что плотность ρ определяется по формуле ρ = Vm,

где m — масса тела; V — объем.

Эти величины определяются путем прямых измерений. Поэтому,

измерив на опыте величины m и V, мы можем подставить их в фор-

мулу и рассчитать по ней значение плотности ρ.

Абсолютная и относительная погрешности измерений

Истинное значение физической величины определить невозможно, так как всякая операция измерения связана с целым рядом ошибок (погрешностей). Возникновение погрешностей может быть связано с неточностями прибора, обусловлено физическими особенностями исследуемого объекта

(например, при измерении диаметра проволоки неоднородной толщины результат случайным образом зависит от выбора участка измерений), причинами случайного характера, методикой проведения опыта и тд.

Никакое измерение не может быть выполнено абсолютно точно, поэтому в задачу измерения входит не просто нахождение измеряемой величины, но и оценка полученной при этом погрешности.

Существуют понятия абсолютной и относительной погрешности. Понятие абсолютной погрешности измерений Δхi,∆ включает разницу между результатом измерения и истинным значением измеряемой

величины: Δxi= xi – xи где xi — результат i-го измерения;

xи — истинное значение измеренной величины.

В качестве истинного значения величины в формуле используется среднее арифметическое значение, полученное в результате проведения серии прямых измерений при одних и тех же условиях:

Результат всякого физического измерения принято записывать

в следующем виде: X=x+-Δx, где x — среднее значение измеряемой величины, принимаемое за

истинное значение; Δx — средняя абсолютная ошибка измерений.