《大学物理实验》课程教学资源（教案）测量误差与不确定度

大学物理实验教案测量误差与不确定度实验题目实验性质3教师赵黎基本实验实验学时1、学习和理解测量与误差的基本概念和基本知识2、学习和掌握直接测量结果的表示和不确定度的估计教学目的3、学习和掌握间接测量结果的表示和不确定度的估计4、学习和掌握测量结果的有效数字表示5、学习和掌握处理实验数据的几种方法1、掌握几种常用的实验数据分析及处理方法重点2、学会用不确定度对实验结果进行评估难点不确定度的概念及在实验数据处理中的应用课上教学的设计：一、介绍教学目的，强调重点、难点二、引言测量是人类认识和改造客观世界的必不可少的重要手段，研究物理现象、了解物质特性、验证物理规律都要进行测量，测量是物理实验的基础。然而，任何测量过程总不可避免地会出现测量误差，它自始至终存在于一切科学实验和各种测量活动中。对于测量误差的分析，以及测量结果的合理表征，是测量所必须关注的一个基本问题，它在科学实验和生产实践中占有极其重要的地位，是提高测量准确度，保证获取信息可靠性的重要手段。因此，了解和掌握误差理论和数据处理的初步知识，是物理实验教学和今后进行科学实验的基础。教由于这部分包含的内容很多，其理论基础是概率论与数理统计，且比学较复杂，本章仅限于简要介绍这方面的初步知识。过程三、测量与误差的讲解内容设1、测量分类：计直接测量，间接测量，等精度测量，非等精度测量2、测量误差及表示方法：绝对误差，相对误差，真值3、误差的分类：系统误差，随机误差4、随机误差的评定：正态分布函数，标准误差，标准偏差，算术平均值的标准偏差四、测量的不确定度讲解内容1、不确定度的概念2、不确定度分类：A类不确定度，B类不确定度3、直接测量不确定度的评定：

大 学 物 理 实 验 教 案 实验题目 测量误差与不确定度 实验性质 基本实验 实验学时 3 教师 赵黎 教学目的 1、学习和理解测量与误差的基本概念和基本知识 2、学习和掌握直接测量结果的表示和不确定度的估计 3、学习和掌握间接测量结果的表示和不确定度的估计 4、学习和掌握测量结果的有效数字表示 5、学习和掌握处理实验数据的几种方法 重 点 1、掌握几种常用的实验数据分析及处理方法 2、学会用不确定度对实验结果进行评估 难 点 不确定度的概念及在实验数据处理中的应用 教 学 过 程 的 设 计 课上教学的设计： 一、介绍教学目的，强调重点、难点 二、引言 测量是人类认识和改造客观世界的必不可少的重要手段，研究物 理现象、了解物质特性、验证物理规律都要进行测量，测量是物理实 验的基础。然而，任何测量过程总不可避免地会出现测量误差， 它自始至终存在于一切科学实验和各种测量活动中。对于测量误差的 分析，以及测量结果的合理表征，是测量所必须关注的一个基本问题， 它在科学实验和生产实践中占有极其重要的地位，是提高测量准确 度，保证获取信息可靠性的重要手段。因此，了解和掌握误差理论和 数据处理的初步知识，是物理实验教学和今后进行科学实验的基础。 由于这部分包含的内容很多，其理论基础是概率论与数理统计，且比 较复杂，本章仅限于简要介绍这方面的初步知识。 三、测量与误差 讲解内容 1、测量分类： 直接测量，间接测量，等精度测量，非等精度测量 2、测量误差及表示方法： 绝对误差，相对误差，真值 3、误差的分类： 系统误差，随机误差 4、随机误差的评定： 正态分布函数，标准误差，标准偏差，算术平均值的标准偏差 四、测量的不确定度 讲解内容 1、不确定度的概念 2、不确定度分类： A 类不确定度，B 类不确定度 3、直接测量不确定度的评定：

A类不确定度的计算方法，B类不确定度的评定方法，合成标准不确定度评定，扩展标准不确定度的评定，测量结果的表示，单次测量不确定度的评估间接测量结果及不确定度的评定：4、间接测量合成标准不确定度，间接测量合成标准相对不确定度，扩展不确定度的评定五、测量结果的有效数字讲解内容1、有效数字的概念2、测量记录的有效数字3、测量结果的有效数字4、有效数字的运算法则六、处理实验数据的几种方法讲解内容1、列表法2、作图法3、逐差法4、最小二乘法课教材第27页练习题。后练习题[1]国家计量技术规范.测量不确定度评定与表示，国家质量技术监督局，1999参[2] 刘智敏，不确定度及其应用，北京：中国计量出版社.2000考沙定国，误差分析与测量不确定度评定，北京：中国计量出版社.2003[3] 文献

A 类不确定度的计算方法，B 类不确定度的评定方法，合成标 准不确定度评定，扩展标准不确定度的评定，测量结果的表示， 单次测量不确定度的评估 4、间接测量结果及不确定度的评定： 间接测量合成标准不确定度，间接测量合成标准相对不确定 度，扩展不确定度的评定 五、测量结果的有效数字 讲解内容 1、 有效数字的概念 2、 测量记录的有效数字 3、 测量结果的有效数字 4、 有效数字的运算法则 六、处理实验数据的几种方法 讲解内容 1、 列表法 2、 作图法 3、 逐差法 4、 最小二乘法 课 后 练 习 题 教材第 27 页练习题。 参 考 文 献 [1] 国家计量技术规范. 测量不确定度评定与表示. 国家质量技术监督局, 1999 [2] 刘智敏. 不确定度及其应用. 北京: 中国计量出版社. 2000 [3] 沙定国. 误差分析与测量不确定度评定. 北京: 中国计量出版社. 2003