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Page / 2016年02月19日更新
物理实验绪论测试题1 一、单项选择题 1.某测量结果0.01010cm有（B ）位有效数字。 A.3位 B.4位 C.5位 D.6位 2.已知常数e=2.718281828……，测量L=0.0023，N=2.73，则(e-L)/N=( C ) A.0.994 B.0.9949 C.0.995 D.1.00 3.物理量A=错误！未找到引用源。，则其相对不确定度为（A） A.错误！未找到引用源。 B.错误！未找到引用源。 C.错误！未找到引用源。 D.错误！未找到引用源。 4.用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的 （ D ）相对应。 A.第一位有效数字 B.第二位有效数字 C.最后一位有效数字 D.最后一位准确数字 二、填空题： 5.用计算器算出圆柱体的转动惯量J=645.0126错误！未找到引用源。，平均值 的不确定度为u(J)= 则J+u(J)=( 6.5 0.2 )错误！未找到引用源。 6.多量程电压表（1级，3- 7.5-15-30V）用于检测某电路两端的电压，如果用 3V档去测3V电压，其相对不确定度为0.0058 。如果用7.5V档去测3V电压，其相对不确定度为0.014 。 三、多项选择题： 7.满足正态分布的物理量，下面的叙述哪些是正确的？ABC A 做任何次测量，其结果有68.3%的可能性落在区间错误！未找到引用源。内 B 设某次测量的结果为错误！未找到引用源。，则错误！未找到引用源。表示真值落在错误！未找到引用源。的概率为0.683 C 错误！未找到引用源。与错误！未找到引用源。的置信概率是相同的 D 错误！未找到引用源。的置信概率比错误！未找到引用源。的置信概率高 8.指出下列关于仪器误差的叙述哪些是错误的（按物理实验课的简化要求） （BCD） A.千分尺的仪器误差等于最小分度的一半 B.游标卡尺的仪器误差等于游标精度的一半 C.磁电式仪表的仪器误差=等级%×测量值 D.箱式电桥错误！未找到引用源。=等级%(测量值+基准值) 四、计算题
大学物理实验绪论课习题及其参考答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
习 题 1、下列各量是几位有效数字？ （1）地球平均半径km R 22.6371= 6位 （2）s T 0010.2= 5位 （3）真空中的光速s m c /299792458= 9位 （4）cm l 00058.0= 2位 （5）地球到太阳的平均距离km s 810496.1?= 4位 （6）J 23109.2? 2位 2、按有效数字运算法则计算下列各式 （1）06546.06.547.255++ （2）218.311.855.90-- （3）0.145.12.91÷? ×102 （4）100)23.10025.100(÷- 2×10-3 （5）0.2001.22??π （6）) 001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50+--? 3、按照误差理论和有效数字运算法则改正错误 （1）mm h 5.026.25±= mm h 5.03.25±=→ （2）015330'±'= θ 2.06.30±=→θ （3）nm 46.06.579±=λ nm 5.06.579±=→λ （4）2911/)1032.41067.1(m N Y ?±?=211/10)04.067.1(m N Y ?±=→ （5）m cm 5500= m cm 00.5500=→
（6）25.25.12= 2.25.12=→ （7）mA A I 10010000.0== mA A I 000.10010000.0==→ （8）06330.0是三位有效数字 位有效数字4→ 4、用一级千分尺测量一小球的直径，测得数据如下： 000.10:)(mm d i ，998.9，003.10，002.10，997.9，001.10，998.9，999.9，004.10，997.9。计算直径的算术平均值、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：) (000.10)997.9004.10999.9998.9001.10997.9002.10003.10998.9000.10(10 110110 1 mm d d i i =+++++++++?=?=∑= 结果表示：)(004.0000.10mm d d d ±=±=σ 5、计算下列数据的算术平均值、绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。 356.2:)(m R i ，345.2，348.2，355.2，354.2，353.2。 解： )(352.2)353.2354.2355.2348.2345.2356.2(6 16161m R R i i =+++++?=?=∑= 结果表示：)(004.0352.2m R R R ±=?±= 6、一个圆柱体，测得其直径为mm d 006.0987.10±=，高度为 cm h 005.0526.4±=，质量为g m 006.0106.149±=，计算该圆柱体的密度、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：)/(748.34432cm g h d m =??=πρ 7、计算下列各式的绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。
《近代物理实验》教学大纲 一、课程名称与编号 课程名称：近代物理实验编号：023315 二、学时与学分 本课程学时：84 本课程学分：5学分 三、授课对象 物理学专业学生，第六、七个学期做 四、先修课程 力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、高等数学 五、课程的性质和目的 科学实验是理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础。物理学是一门实验科学，所有物理定律的形成和发展都是建立在客观自然现象的观察和研究的基础上的，并以实验结果为检验理论正确与否的唯一标准，重要的物理实验常常是新兴科学技术的生长点。 《近代物理实验》是继《普通物理实验》和《无线电电子实验》后的一门重要实验基础课程，本课程所涉及的物理基础知识面较广，并具有较强的综合性和技术性。 本课程的主要目的是：通过近代物理实验，丰富和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的观察能力，分析、归纳和综合能力，掌握新技术的能力，创新意识和综合素质。引导学生了解物理实验在物理概念的产生、形成和发展中的作用，学习近代物理中的一些常用方法、技术、仪器等知识，使他们具备良好的实验素养，严谨的科学作风，求实的科学精神，并具备一定的独立工作能力和科学研究能力。 六、主要内容、基本要求及学时分配 讲授部分 1、绪论（2学时） 理解近代物理实验课的特点，了解课程的内容、任务和学习方法。了解一些实验的史料，加深对近代物理实验的了解。 2、实验的误差分析与数据处理（4学时） 在普通物理验实训练的基础上，继续巩固和加强有关实验误差和数据处理的训练。如泊松分布、曲线的拟合等，可通过讲授或落实到一些实验题目中进行。 3、理解近代物理实验仪器的工作原理、使用常识（2学时） 掌握实验中的注意事项，包括人身安全及防护、通用仪器的正常使用。理解使用特殊仪
大学物理实验绪论课练习题参考答案 1、解： ① 08.1 ②862.0 ③1.27 ④61097.8-? ⑤15.3 ⑥6.52 ⑦8.10 ⑧464.0 2、解：①cm L )35.083.12(±= ②kg m 310)10.050.1(?±= ③mA I )024.0746.38(±= ④ m 50.0=cm 50=mm 2100.5? ⑤()2 cm /s 004.0125.980±=g ⑥m 10371.6km 63716?==R 8．解：①D C B A N 435--+= 001036.0456303754.2102.382?-?-?+= 004144.016818770.502.382--+=219= ④rad x 7836.0=，0001.0=?x ，设=y x sin ，x x y ??=?cos 00007.0=，则x sin 取到小数点后5位，即x sin 0.70583= ⑤00.210000.10)00.7800.79()412.46.5(0.100+?-+?000 .1000.10.100.100??=00.210+00.210100+=310= ⑥0.4720596403.4)08.12.142(-?+1244 03.43.143?=464.0= 12 ① )z (4)()()(222u y u x u f u ++= ②y x y x f +-= )()11()()11()() ln()ln(ln 2222y u y x y x x u y x y x f f u y x y x f ++-++--=+--= )()()(2)(22222y u x x u y y x f u ++= ⑦L r Mgl E 2π= )()1()()2()()1()()1()(ln ln 2ln ln ln ln 22222222L u L r u r l u l M u M E E u L r l M g E +++=--++=π
4 练 习 题 注意 解实验练习题本身并不是目的，真正的目的是要掌握进行科学实验方法中各主要环节．因此，在做每一道习题之前，必需先看清题意要求，再看一看教材中有关内容，然后，在有关原理、规则的指导下完成各习题．理解与习题有关的基本原理比得到一个正确的答案要重要得多． 1．测读实验数据． （1）指出下列各量为几位有效数字，再将各量改取成三位有效数字，并写成标准式． ① 1.0850 cm ； ② 2575.0 g ； ③ 3.141592654 s ； ④ 0.86249 m ； ⑤ 0.0301 kg ； ⑥ 979.436 cm s -2 （2）按照不确定度理论和有效数字运算规则，改正以下错误： ① 0.30 m 等于30 cm 等于300 mm ． ② 有人说0.1230是五位有效数字，有人却说是三位有效数字，请改正并说明原因． ③ 某组测量结果表示为： d 1 =（10.800±0.02）cm d 2 =（10.800±0.123）cm d 3 =（10.8±0.002）cm d 4 =（10.8±0.12）cm 试正确表示每次测量结果，计算各次测量值的相对不确定度． 2．有效数字的运算． （1）试下列完成测量值的有效数字运算： ① sin60o00′ ② lg7.48 ③e 3.687 （2）某间接测量的函数关系为y = x 1+x 2，x 1，x 2为实验值． 若 ① x 1 = 1.1±0.1 cm ，x 2 = 2.387±0.001 cm ； ② x 1 = 37.13±0.02 mm ，x 2 = 0.623±0.001 mm ； 试求算出y 的实验结果． （3）Z=α+β-γ；其中α = 1.218±0.002（Ω）；β = 2.1±0.2（Ω）； γ = 2.14±0.03（Ω）试计算出Z 的实验结果． （4）U = IR ，今测得 I = 1.00±0.05（A ），R = 1.00±0.03（Ω），试算出U 的实验结果． （5）试利用有效数字运算法则，计算下列各式的结果（应写出每一步简化的情况）： ① =?0.200.40000.76 ② =+??×) 001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50
大学物理实验绪论答案附解析 1.下面哪种说法正确？D A.间接测量结果有效数字位数的多少由测量仪器的精度决定。 B.间接测量结果有效数字位数的多少由计算器数码显示位数的多少决定。 C.间接测量结果有效数字位数的多少由所用的单位决定。 D.间接测量结果有效数字位数的多少由其不确定度决定。 2.某物理量的测量结果为n=1.6532 （0.0007 ），下面对该结果的解释哪种是正确的？C A.表明该物理量的数值有两种可能，即n=1.6525 或 n=1.6539 。 B.表明该物理量的数值是（1.6525 ，1.6539 ）区间内的任何值。 C.表明该物理量的真值有较大的概率位于（1.6525 ， 1.6539 ）区间内。 D.表明该物理量的真值不在（1.6525 ，1.6539 ）区间内。 3.在相同的测量条件下，对同一物理量进行多次重复测量，并以各次测量值的算数平均值作为该物理量的测量结果，以下哪种说法是正确的？B A.这样做可以减小系统误差。 B.这样做可以减小随机误差。 C.这样做可以得到该物理量的真值。
D.这只是处理测量数据的一种方法，不能减小误差，与真值也没关系。 4.以下关于系统误差的说法哪个是正确的？D A.系统误差是没有规律的误差。 B.系统误差就是指来源于测量仪器的误差。 C.系统误差是正性误差。 D.系统误差是可正可负的。 5.用最小分度为0.2s 的计时器测量时间，一次测量的结果是 56.4s ，正确的表达式是哪一个？C A.56.4（0.1）s C. 56.40 （0.06 ）s B.56.40（0.10）s D. 56.4 （0.2 ）s 6.已知 D H M 2 4 π ρ = ，其中M = 276.180 （0.020 ）g ，D = 3.662 （0.005 ）cm ，H = 12.180 （0.010 ） cm ，M 、D 、H 这三个测量量中哪一个量的测量对ρ的不确定度影响最大？A A.M 的测量对ρ的不确定度影响最大。
实验绪论课作业答案 1、(1) 44.02 m (2) 12.40±0.01 m (3) 13.59 kg (4) 0.289m (5) 5.27 m (6) 5.61×104 m 2 3、V = 4 πh ?d 2 = 1.963×10-4 m 3 方法一 ：?V = |h V ??|?h +|d V ??|?d = 4π(d 2 ??h + 2h ?d ??d) =0.01×10-4 m 3 方法二 ：V V ? = h h ? + d d ?2 = 0.005 ?V = 0.005 ? V= 0.01×10-4 m 3 V = ( 1.96 ± 0.01 )×10-4 m 3 B = V V ?= 0.5% P=99.7% 方法三 ：方和根传递法 ?V=()()2222d d V h h V ???? ????+???? ???? =4π()()()22242d hd h d ?+?=0.008×10-4 m 3 V = ( 1.963 ± 0.008) ×10-4 m 3 B = V V ?= 0.4% P=99.7% 4、 (1) ±0.5 mm (2) ±1℃ (3) ±0.01g (4) ±0.05 mm (6) ±1.5 mA (或 ±2 mA) 5、 L =1.449×10-2 m L σ=())110(102--∑i i L L = 0.004×10-2 m L=(1.449±0.004) ×10-2 m B = 0.3% P =68.3% L=(1.45±0.01) ×10-2 m B = 0.7% P =99.7% 6、 R x =2 1R R ?R O = 92.5Ω
《大学物理实验》绪论练习题 学号 姓名 大学物理课程任课教师 重要提醒： 1、此部分习题要认真完成，一方面它将作为平时成绩的一部分，另一方面它占理论考试的40%（题型相似）。 2、本作业缴至《大学物理》课程任课教师信箱（实验楼A516门口）。 3、在实验理论考试前请向《大学物理》课程任课教师索取，供复习应考用。 一：填空题： 1、在科学实验中，一切物理量都是通过测量得到的。一个测量数据不同于一个数值，它是由 数值 和 单位 两部分组成的；而测量结果应包括 数值、 误差 和 单位，三者缺一不可。 2、误差的产生有多方面的原因，从误差的性质和来源上可分为“偶然误差”和“系统误差”两大类。 3、在物理实验中，单次测量一般取仪器最小刻度的 一半 作为单次测量的误差。 4、本实验中心规定，当测量次数有限时，K 次测量中只有K －1次是独立的，取标准误差公式 ])([11 1 21∑=---= K i i k N N K σ（ 教材公式I — 7 ）。 5、相对误差N E 的定义为%100?= N E N N σ （ 教材公式I — 9 ）；一般情况下，相对误 差最多取 一 至 两 位有效数字。有时被测量的量值有公认值或理论值，则 %100-?= 理论值 理论值 测量值百分误差（教材公式 I — 10 ）。 6、由于每次直接测量都有误差，因此，间接测量的结果也一定会有误差，这就是误差的传递。请记忆教材第10页表1-1常用函数的误差传递公式。 7、可靠数字和可疑数字合起来，称为有效数字。 8、在运算过程中，可能会碰到－些常数，如π、g 之类，一般取这些常数与测量的有效数字的位数相同。例如：圆周长l ＝2πR ，当R ＝2.356mm 时，此时π应取3.142。 9、列举四种常见的实验数据方法： 1. 列 表 法 ； 2. 作 图 法 ； 3. 逐 差 法 ； 4. 最 小 二 乘 法 ( 线 性 回 归 )。 10、物理实验中作图法处理数据时有曲线改直的重要技巧： ①y = a x b （a 、b 为常量）型： 横坐标取 x b 纵坐标取 y ； ②xy = a （a 为常量）型： 横坐标取 1/x 纵坐标取 y ； ③bx ae y -=（a ，b 为常量）型： 横坐标取 x 纵坐标取 lny 。
265 1. 测读实验数据。 1) 指出下列各量为几位有效数字，再将各量改取为三位有效数字，并写成标准式。 ① 1.0850 ㎝ ５位 1.08 ㎝ ② 2575.0g ５位 2.58 103 g ③ 3.1415926s ８位 3.14s ④ 0.86429m ５位 0.864m ⑤ 0.0301 ㎏ ３位 0.0301 kg ⑥ 979.436 cm s 2 ６位 2 979cm s 2 (2) 按照不确定度理论和有效数字运算规则，改正以下错误： ① 0.30m 等于 30cm 等于 300mm 。 改正 : 0.30m 等于 30cm 等于 3.0 102 mm . ② 有人说 0.1230 是五位有效数字， 有人说是三位有效数字， 请改正并说明原因。 改正 : 0.1230 是四位有效数字 原因: 以第一个不为零的数字为起点 , 从左往右数 ,有几个数字就是几位有效数 字. ③ 某组测量结果表示为： d 1=( 10.800 0.02 )cm d 2 =( 10.800 0.123)cm d 3=(10.8 0.002 )cm d 4 =( 10.8 0.12 )cm 试正确表示每次测量结果，计算各次测量值的相对不确定度。 改正 : d 1=( 10.80 0.02 )cm d 2 =(10.8 0.2)cm d 3 =(10.8 0.1)cm d 4 =(10.8 0.2)cm 2. 有效数字的运算 ( 1) 试完成下列测量值的有效数字运算： ① sin20 ° 6′ sin20° 5′ =0.34338 sin20 °7′ =0.34393 所以 sin20°6′ =0.343659694=0.3437 ② lg480.3 lg480.2=2.68142 习题答案 E r (d 1) 0.02 100% 0.2% r 1 10.80 0.2 E r (d 2) 0.2 100% 2% r 2 10.8 E r (d 3) 0.1 100% 1% r 3 10.8 0.2 E r (d 4) 0.2 100% 2% 10.8 lg480.4=2.68160
大学物理实验绪论答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
实验绪论课作业答案 1、(1) 44.02 m (2) 12.40±0.01 m (3) 13.59 kg (4) 0.289m (5) 5.27 m (6) 5.61×104 m 2 3、V = 4πh ?d 2 = 1.963×10-4 m 3 方法一 ：?V = |h V ??|?h +|d V ??|?d = 4π(d 2 ??h + 2h ?d ??d) =0.01×10-4 m 3 方法二 ：V V ? = h h ? + d d ?2 = 0.005 ?V = 0.005 ? V= 0.01×10-4 m 3 V = ( 1.96 ± 0.01 )×10-4 m 3 B = V V ?= 0.5% P=99.7% 方法三 ：方和根传递法 ?V=()()2222d d V h h V ???? ????+???? ???? =4π()()()22242d hd h d ?+?=0.008×10-4 m 3 V = ( 1.963 ± 0.008) ×10-4 m 3 B = V V ?= 0.4% P=99.7% 4、 (1) ±0.5 mm (2) ±1℃ (3) ±0.01g (4) ±0.05 mm (6) ±1.5 mA (或 ±2 mA) 5、 L =1.449×10-2 m L σ=())110(102--∑i i L L = 0.004×10-2 m L=(1.449±0.004) ×10-2 m B = 0.3% P =68.3% L=(1.45±0.01) ×10-2 m B = 0.7% P =99.7% 6、 R x =2 1R R ?R O = 92.5Ω
班级 姓名 学号 成绩 （请各班学习委员将作业按学号从大到小排列后交回） 1、评述下列各误差的定义。 1）含有误差的值与其真值之差为误差； 2）某一量值与其算术平均值之差为误差； 3）加工实际值与其标称值之差为误差； 4）测量值与其真值之差为误差； 5）错误值与其真值之差为误差。 2、方差是什么？标准差是什么？为什么可以用它们能描述测量的重复性或测量的稳定性？σ与n /σ的区别是什么？ 3、计算y x 3=?的值及其标准偏差。已知：x=2,01.0=x σ,y=3,02.0=y σ。 4、按关系A=uIt 求焦耳值时，测得t u u t u u ±=±=±=2.6037.120u 10.330I i ，，。且已知u i =0.015A ，u u =0.3V ，u t =0.2s ，都为均匀分布。
5、某胶体浓度与密度的关系可以看为直线，试做直线拟合计算。数据如下： 浓度：4.04,3.64,3.23,2.83,2.42,2.02,1.62,1.21,0.81,0.40,0.00 密度：1.0005,1.0002,0.9998,0.9994,0.9911，0.9988,0.9984,0.9981, 0.9977,0.9973,0.9970 6、将下列物理量进行单位换算,并用科学记数法正确表达其换算结果。 m = (312.670±0.002)kg 换算成g 和mg 。 7、有甲、乙、丙三人共同用千分尺测量一圆球的直径。在算出直径的最佳值和不确定度后,各人所表达的测量结果分别是：甲：(1.2802±0.002)cm ；乙：(1.280±0.002)cm ；丙：(1.28±0.002)cm 。问哪一个人表示得正确？另两人错在什么地方？ 8、按照误差理论和有效数字运算规则改正以下错误： ⑴ q = (1.61243±0.28765)×10－19C ⑵ 有人说0.2870有五位有效数字,有人说只有三位,请纠正并说明理由。 ⑶ 有人说0.0008g 比8.0g 测得准确,试纠正并说明理由。 ⑷ 28cm = 280mm ⑸ 0.0221×0.0221 = 0.00048841 ⑹ 6.1160.121500400-?= 600000
大学物理实验绪论答案附解析 1. 下面哪种说法正确？D A. 间接测量结果有效数字位数的多少由测量仪器的精度决定。 B. 间接测量结果有效数字位数的多少由计算器数码显示位数的多少决定。 C. 间接测量结果有效数字位数的多少由所用的单位决定。 D. 间接测量结果有效数字位数的多少由其不确定度决定。 2. 某物理量的测量结果为n=1.6532（0.0007），下面对该结果的解释哪种是正确的？C A. 表明该物理量的数值有两种可能，即n=1.6525 或n=1.6539 。 B. 表明该物理量的数值是（1.6525，1.6539）区间内的任何值。 C. 表明该物理量的真值有较大的概率位于（1.6525，1.6539）区间内。 D. 表明该物理量的真值不在（1.6525，1.6539）区间内。 3. 在相同的测量条件下，对同一物理量进行多次重复测量，并以各次测量值的算数平均值作为该物理 量的测量结果，以下哪种说法是正确的？B A. 这样做可以减小系统误差。 B. 这样做可以减小随机误差。 C. 这样做可以得到该物理量的真值。
D. 这只是处理测量数据的一种方法，不能减小误差，与真值也没关系。 4. 以下关于系统误差的说法哪个是正确的？D A. 系统误差是没有规律的误差。 B. 系统误差就是指来源于测量仪器的误差。 C. 系统误差是正性误差。 D. 系统误差是可正可负的。 5. 用最小分度为0.2s 的计时器测量时间，一次测量的结果是 56.4s，正确的表达式是哪一个？C A. 56.4(0.1)s C. 56.40（0.06）s B. 56.40(0.10)s D. 56.4（0.2）s 6. 已知 D H M 2 4 π ρ= ，其中M = 276.180（0.020）g ，D = 3.662（0.005）cm，H = 12.180（0.010） cm，M、D、H 这三个测量量中哪一个量的测量对ρ的不确定度影响最大？A A. M 的测量对ρ的不确定度影响最大。
习 题 1、下列各量是几位有效数字？ （1）地球平均半径km R 22.6371= 6位 （2）s T 0010.2= 5位 （3）真空中的光速s m c /299792458= 9位 （4）cm l 00058.0= 2位 （5）地球到太阳的平均距离km s 8 10496.1?= 4位 （6）J 23109.2? 2位 2、按有效数字运算法则计算下列各式 （1）06546.06.547.255++ 261.1 （2）218.311.855.90-- 51.2 （3）0.145.12.91÷? 1.3×102 （4）100)23.10025.100(÷- 2×10-3 （5）0.2001.22??π 25.2 （6）)001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50+--? 1.00 3、按照误差理论和有效数字运算法则改正错误 （1）mm h 5.026.25±= mm h 5.03.25±=→ （2）015330'±'= θ 2.06.30±=→θ （3）nm 46.06.579±=λ nm 5.06.579±=→λ （4）2911/)1032.41067.1(m N Y ?±?=2 11/10)04.067.1(m N Y ?±=→ （5）m cm 5500= m cm 00.5500=→ （6）25.25.12= 2.25.12=→ （7）mA A I 10010000.0== mA A I 000.10010000.0==→ （8）06330.0是三位有效数字 位有效数字4→
4、用一级千分尺测量一小球的直径，测得数据如下： 000.10:)(mm d i ，998.9， 003.10，002.10，997.9，001.10，998.9，999.9，004.10，997.9。计算直径的算术平均值、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：) (000.10)997.9004.10999.9998.9001.10997.9002.10003.10998.9000.10(10 110110 1 mm d d i i =+++++++++?=?=∑= )(003.0)(911012mm d d S i i d =-=∑= 3 004.03mm S ins ins =?= )(004.022mm S S ins d d =+=σ %040.0%100=?=d E d d σ 结果表示：)(004.0000.10mm d d d ±=±=σ 5、计算下列数据的算术平均值、绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。 356.2:)(m R i ，345.2，348.2，355.2，354.2，353.2。 解： )(352.2)353.2354.2355.2348.2345.2356.2(6 16161m R R i i =+++++?=?=∑= )(004.0616 1 m R R R i i =-?=?∑= %16.0%100=??=R R E R 结果表示：)(004.0352.2m R R R ±=?±= 6、一个圆柱体，测得其直径为mm d 006.0987.10±=，高度为 cm h 005.0526.4±=，质量为g m 006.0106.149±=，计算该圆柱体的密度、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：)/(748.34432cm g m =??=πρ %16.00016.0)()2()( 222==+?+=h d m E h d m σσσρ
近代物理实验教学大纲 (供物理类专业使用) 课程名称：近代物理实验 英文名称：Experiment of Modern Physics 实验总学时：108学时（包括绪论课，考试） 周学时：7-8学时 开设实验数：22个实验，每个学生从中选做12个实验 实验课学分：3学分 学生对象：物理基地班、物理学、材料物理专业学生必修，电子科学与技术专业学生选修一、教学目标 近代物理实验是一门涉及知识面广、综合性和技术性较强的实验课，在整个物理实验教学体系中具有承上启下的作用，它从近代物理的主要领域选取一些在物理学发展史中起过重要作用的著名实验以及在实验方法和实验技术上有代表性的实验进行教学。在教学中要求对学生进行严格的实验素质训练，活跃学生的物理思想，锻炼他们对物理现象的洞察力，正确认识新的物理概念的产生、形成和发展过程，培养严谨的科学作风和用实验方法研究物理现象与规律的独立工作能力。 二、教学内容及学时分配 绪论课（4—8学时） 1.介绍近代物理实验的目的、学习方法 2.有关实验的理论基础、原理方法和数据处理的理论与要求 3.实验报告的基本要求 4.实验课的要求、实验规则及实验安全事项 实验内容 1.在近代物理学发展史上有重大影响的实验主要是获得诺贝尔奖的实验。这类实验占50% 以上。 2.学生不仅能获得良好实验方法、技能的驯练，而且也是今后从事研究工作常用到的实验 3.具有武汉大学物理学院科学研究领域内的特色，从研究课题移植过来的实验 4.实验室开发的具有综合性、研究性、设计性，最主要的是具有本校特色的实验 学生从22个实验中选做12个实验，每个实验7—8学时 实验名称及内容摘要 1. 电子电荷的测定 本实验利用CCD图像传感器跟踪带电油滴在两平行电容板间的运动，利用密立根油滴实验
近代物理实验学习体会 关键词：探究，收获，改进 摘要：本学期，根据课程的安排我首次接触了10个近代物理实验，包括量子性质的核磁共振实验和塞曼效应，有关于原子和电子碰撞的夫兰克-赫兹实验，在原子物理方面还有氢原子光谱的研究等等。虽然仅仅10个但我从中学到了很多，也是自己在大学实验学习形式的一次飞跃，从大一的听老师讲解和指导、大二的依赖到大三近代物理实验的独立探究。 正文： 一、学习中的困难 1、实验仪器的不熟悉和仪器存在缺点 在摘要中就提到过在大三的实验学习是一个大的飞跃，第一个实验的时候就遇到了很大的困难。第一个接触的是氢原子光谱的研究，在学习《原子物理》这门课程时感觉上氢原子光谱这个内容挺了解的，可是做实验的时候刚开始完全感觉不知从何处下手。 这最主要的原因就是不熟悉实验仪器，实验的第一步骤就是先利用氢灯通过摄谱仪调节出氢光谱，但是由于氢灯光源不够强，通过调节摄谱仪的波长鼓轮和暗箱的物镜，在接收系统上通过毛玻璃观察到氢光谱只有一条，不符合实验的要求。和共同合作的实
验组员探究了许久还是不能观察到另外的一条。最后决定先取下毛玻璃换上CCD光强分布测量仪进行观测。竟然发现在测量仪上观察到两条氢光谱。原来是由于另外一条光谱太暗用毛玻璃观察不到。 在利用汞灯光谱定标时发现两条氢光谱并不在汞光谱的之间。这就给定标造成了困难。所以我们反思，能不能先确定汞光谱，再换上氢灯去观察氢光谱。最后终于用此猜想定标出了氢光谱。这样也可以避免了刚开始由于氢灯源光强弱用毛玻璃观察不到两条光谱而不再往下进行实验。 通过这个实验我知道了在做实验之前必须先熟悉实验仪器的使用，这样做实验就能成功了一半。其次是实验仪器存在缺点的话就很可能得不到实验结果。这样的话我们可以探索一下改进的方法，促进实验的成功。 2、实验原理弄不清楚 和许多同学一样，抄写实验原理时，由于有的物理内容没有接触过，所以就很难弄懂。这样就造成了在抓这一本实验课本到实验室，直接翻到实验步骤就开始做实验，常常做完实验了，得到了实验结果还不知道这结果用来干嘛。就像真空镀膜这个实验，实验操作简单，但是原理很复杂。还有核磁共振实验，由于实验原理弄不清楚，在数据处理时遇到了困难，造成了测出了发生共振时波峰和波谷的频率却不知道到用来干嘛。 3、依赖性
2014绪论作业答案 P10-11 1. 指出下列各数是几位有效数字。 ⑴ 0.0001 一位 ⑵ 0.0100 三位 ⑶ 1.0000 五位 ⑷ 980.12300 八位 ⑸ 1.35 三位 ⑹ 0.0135 三位 ⑺ 0.173 三位 ⑻ 0.0001730 四位 2. 改正下列错误，写出正确答案。 ⑴ 0.10830 六位→ 五位 ⑵ P =31690±200kg → (3.169±0.020) ? 104kg ⑶ d =10.430±0.32cm → 10.43±0.32cm 或10.4±0.3cm ⑷ t =18.5476±0.3123cm → 18.5±0.3cm 或18.55±0.31cm ⑸ D =18.652±1.4cm → 18.7±1.4cm ⑹ h =27.300 ? 104±2000km → (2.730±0.020) ? 105km ⑺ R =6371km=6371000m=637100000cm → R =6371km=6.371 ? 106m=6.371 ? 108cm ⑻ θ=60?±2' → θ=60?0'±2' 3. 22)()2(h d V h d V ?+?=? 4. 222)()2()(H D M H D M ?+?+?=?ρρ ρ =6.66±0.04 g/cm 3 或 ρ =(6.659±0.037)g/cm 3 D 的影响最大 5. 22)2()(T l g T l g ?+?=? ，g = 979.6±0.6 cm/s 2 或 g = 979.58±0.58 cm/s 2 6．（1）B 、D （2）B 、D （3）B 、C 、F 产生系统误差，A 、E 、H 产生随机误差。 7. ∑x i 2=21226 (∑x i )2=153507 ∑x i y i =8938.6 a =18.37 b =0.0820 r =0.99998 P13 1. ΔI =5.0mA ； ΔI ／I 分别为10%, 2.0%, 1.0% 选择电表量程原则：在电表级别相同时，应选择合适量程使测量值尽量接近满量程。 2.B 3.B 4.A
近代物理实验课程的研究性教学方式实践探索 郑新亮，赵普举，范海波，姚合宝 （西北大学物理学系，西安 710069） 近代物理实验课程在物理类专业的课程教学体系中，是起着承上启下、深入拓宽关键作用的基础实验课程。西北大学物理实验教学中心针对“如何在近代物理实验这样的基础物理实验教学中开展研究性教学，让学生在经典实验中体验研究创新的思想方法，在基础课程学习阶段养成科学研究的习惯和规范”这一问题，开展了细致的教学实践探索和总结。 1.实验项目的层次优化 实验项目的层次和质量比数量更为重要，不同实验项目只是在不同领域的不同层次上训练了同样的东西。我们采用了“优化组合，分层次构建，突出综合与创新”的建设模式，在近代物理实验课程体系中，构建了三个层次的实验项目，开发出了几个系列化教学实验项目模块。 2.探究式的课题引入方式 实验教学核心是引导学生“体验与探索”发现规律的过程，总结思路与方法的过程。相对“演绎法”而言，更应该强调“归纳法”。在近代物理实验项目的引入方式上，可以使很多经典的重要实验能够从生活体验和现象入手，归纳出“物理问题”，抽象出待测量的物理量，设计出实验方案，最终探究出物理规律，并进行必要的应用拓展。 3.教学过程的推进方法 研究性实验教学的最简洁途径就是通过“问题驱动”来激发学生的思考。近代实验课程的进程一般比较长，能够在不同的环节上，提出核心问题，多轮次循环讲解，引导学生思考是教学设计成败的关键。 4. 实验项目的应用拓展 将实验项目进行变形、延伸或者组合，形成一些具有研究意义的拓展训练小课题，是学生在基本实验内容结束后进行创新研究的直接练兵，也是教学实验项目的最大魅力。 5.综合考核的教学功能 考核是一个教学和学习的环节，而不应是一门课程的终结符号。实验课的考核除了具备与理论课考试相同的共性外，还有其独特的地方。我们根据多年的教学经验和研究，总结了一套平时考查、笔试考核、操作考试和专题答辩等多种形式相结合的综合性考核办法，尤其是在答辩考核方法方面进行认真总结研究。 6.物理实验人文精神的挖掘 物理实验课程的教学目标同样包含三个维度：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。由于近代物理实验课程的教学内容涉及到大量物理学史上具有里程碑意义的重要实验（以大量“诺奖”实验为代表），它们蕴含着丰富的物理思想和强大的人文精神。在教学中以经典实验为载体，挖掘物理实验的人文精神，对培养学生的情感态度和价值观具有非常重要的意义。
物理实验绪论测试题1 一、 单项选择题 1. 某测量结果0.01010cm 有（ ）位有效数字。 A.3位 B.4位 C.5位 D.6位 2. 已知常数e=2.718281828……，测量L=0.0023，N=2.73，则(e-L)/N=( ) A.0.994 B.0.9949 C.0.995 D.1.00 3. 物理量 A= ，那末其相对不确定度为（ ） A. B. C . D. 4. 用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的（ ）相对 应。 A.第一位有效数字 B.第二位有效数字 C.最后一位有效数字 D.最后一位准确数字 二、填空题： 5. 用计算器算出圆柱体的转动惯量J=645.0126，平均值的不确定度为u(J)= 25.23875 则J+u(J)=( 6.4 0.2 ) 6. 多量程电压表（1级，3- 7.5-15-30V ）用于检测某电路两端的电压，如果用3V 档去测3V 电压，其相对不确定度为 0.03 。如果用7.5V 档去测3V 电压，其相对不确定度为 0.08 。 三、多项选择题： 7. 满足正态分布的物理量，下面的叙述哪些是正确的？ A 做任何次测量，其结果有68.3%的可能性落在区间内 B 设某次测量的结果为，则表示真值落在 的概率为0.683 C 与 的置信概率是相同的 D 的置信概率比 的置信概率高 8. 指出下列关于仪器误差的叙述哪些是错误的（按物理实验课的简化要求）
A.千分尺的仪器误差等于最小分度的一半 B.游标卡尺的仪器误差等于游标精度的一半 C.磁电式仪表的仪器误差=等级%×测量值 D.箱式电桥=等级%(测量值+基准值) 四、计算题 9. 弹簧振子的周期T 与质量m 的关系为 。其中 是弹簧的质量（未知）。 实验测得T 与m 的关系，且算出值一并列于下表。 / ， u(K)=0.00976(kg/) 测试题1 1-4 BCAC 5：6.5、0.2 6：0.0058 7：ABC 8：BCD 9：由 得 . 由于 精度高，故令 ，y=m ，即 设y=a+bx ，显然有 ， ，于是 则 即 ，根据已知u(K)=0.01 故最终结果表述为
深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验 实验名称：光磁共振实验报告 学院：物理科学与技术学院 组号09 指导教师：陈静秋 报告人：学号：班级：01 实验地点科技楼B105 实验时间： 实验报告提交时间：
一、实验目的 1、熟悉光磁共振原理及仪器使用； 2、观察光抽运现象； 3、测量朗德因子值； 4、培养实验报告规范与处理能力； 5、作图作表与数据处理能力； 6、基本实验的测试能力。 二、实验原理 1、铷原子基态和最低激发态能级．本实验的研究对象为铷原子，天然铷有两种同位素；85Rb （占72．15%）和87Rb（占27．85%）．选用天然铷作样品，既可避免使用昂贵的单一同位素，又可在一个样品上观察到两种原子的超精细结构塞曼子能级跃迁的磁共振信号．铷原子基态和最低激发态的能级结构如图9．4．1所示． 在磁场中，铷原子的超精细结构能级产生塞曼分裂．标定这些分裂能级的磁量子数mF=F，F－1，…，－F，因而一个超精细能级分裂为2F＋1个塞曼子能级． 设原子的总角动量所对应的原子总磁矩为μF，μF与外磁场B0相互作用的能量为 E＝－μF·B0＝gF mF μF B0（9.4.1） 这正是超精细塞曼子能级的能量．式中玻尔磁子μB＝9．2741×10－24J·T－1 ，朗德因子 gF= gF [F(F+1)+J(J+1)－I（I＋1）] ? 2F（F＋1）（9.4.2） 其中gJ= 1+[J(J+1)－L(L+1)+S（S＋1）] ? 2J（J＋1）（9.4.3） 上面两个式子是由量子理论导出的，把相应的量子数代入很容易求得具体数值．由式（9.4.1）可知，相邻塞曼子能级之间的能量差 ΔE＝gF μB B0 ，（9.4.4） 式中ΔE与B0成正比关系，在弱磁场B0＝0，则塞曼子能级简并为超精细结构能级． 2．光抽运效应．在热平衡状态下，各能级的粒子数遵从玻耳兹曼分布，其分布规律由式(9．0.12)表示．由于超精细塞曼子能级间的能量差ΔE很小，可近似地认为这些子能级上的粒子数是相等的．这就很不利于观测这些子能级之间的磁共振现象．为此，卡斯特勒提出光抽运方法，即用圆偏振光激发原子．使原子能级的粒子数分布产生重大改变．
实验绪论课作业答案 1、(1) m (2) ± m (3) kg (4) (5) m (6) ×104 m 2 3、V = 4πh ?d 2 = ×10-4 m 3 方法一 ：?V = |h V ??|?h +|d V ??|?d = 4π(d 2 ??h + 2h ?d ??d) =×10-4 m 3 方法二 ：V V ? = h h ? + d d ?2 = ?V = ? V= ×10-4 m 3 V = ( ± )×10-4 m 3 B = V V ?= % P=% 方法三 ：方和根传递法 ?V=()()2222d d V h h V ???? ????+???? ???? =4π()()()22242d hd h d ?+?=×10-4 m 3 V = ( ± ×10-4 m 3 B =V V ?= % P=% 4、 (1) ± mm (2) ±1℃ (3) ± (4) ± mm (6) ± mA (或 ±2 mA) 5、 L =×10-2 m L σ=())110(102--∑i i L L = ×10-2 m L=± ×10-2 m B = % P =% L=± ×10-2 m B = % P =% 6、 R x =2 1R R ?R O = Ω
①. 方法一 ：?R x = | 1R R x ??|?R 1 +|2R R x ??|?R 2 +|0R R x ??|?R 0 = 2R R o ?R 1 +22 1R R R o ?R 2+21R R ?R 0 =+ + = Ω 方法二 ：x x R R ? = 11R R ? + 22R R ?+ 00R R ? = ?R x = ?R x = Ω R x = ±Ω B = % P = % ②. ?R x =()()()202022222121R R R R R R R R R x x x ????? ????+????? ????+????? ????=Ω ≈Ω R x = ±Ω B = % P = %