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    (一)实验误差的概念 1.为什么要讨论测量误差 任何物质都有自身的各种各样的特性.反映这些特征的量所具有的客观真实数值.称为真值.测量的目的就是力图得到真值.但是由于测量的方法.仪器.环境和测量者本身都必然存在着某些不理想情况.所以测量不能无限精确.在绝大多数情况下.测量结果与客观存在的真值之间总有一定的差异.这就是测量误差.测量误差的大小反映我们的测量偏离客观真实数值的大小.反映测量结果的可信程度. 从某种意义上说.不给出测量误差的测量结果是没有意义的.是无法使用的.例如我们测量出某种合金的密度是(3.2.即说明这种合金的密度不会小于.不会大于.如果用这种合金制造飞机.就可以估计出飞机的最大和最小质量.相反.如果测出的密度没有误差范围.是没有实际使用意义的. 测量误差是反映测量结果好坏的物理量.它与实验的各个方面都有密切的关系.例如.我们要根据测量误差的限度制定实验方案.即确定实验原理和步骤.并选用器材.在实验操作过程中.要千方百计减小误差.最后.通过对实验数据的处理.确定实验结果的误差.由此可见.考虑实验误差是贯穿于实验全过程的事. 2.实验误差的分类 (1)绝对误差和相对误差 误差按其表达形式可分为绝对误差和相对误差. 1)绝对误差:测量值与真值之差的绝对值叫绝对误差.定义为: 绝对误差()= 绝对误差反映了测量值偏离真值的大小. 2)相对误差:绝对误差无法表示测量质量的高低.例如在测量上海到北京的距离时.如果绝对误差是1米.测量质量已很高,但是如果测量百米跑道时产生1米的误差.则测量质 量就不好了.为了说明测量质量的高低.我们还要引入相对误差的概念.其定义为: 相对误差(E)= 绝对误差()真值(A) 相对误差常用百分数的形式来表示: (2)系统误差和偶然误差 误差按其性质及其产生的原因.又可以分为系统误差和偶 然误差两种. 1)系统误差:系统误差的特征是带有确定的方向性.在相同的条件下.对同一量进行多次测量.误差的正负保持不变.如果测量值偏大.则总是偏大,如果测量值偏小.则总是偏小.系统误差的来源主要有以下几个方面: 原理误差:由于测量所依据的理论公式的近似性而造成的误差.例如.单摆的周期公式.它成立的条件是摆角趋近于零.否则就是一个近似公式,又如用伏安法测电阻时.因忽略了电流表的分压作用或电压表的分流作用.测得的结果只能是近似值. 仪器误差:由于测量仪器本身的缺陷而造成的误差.例如尺子过长或过短.秒表零点不准.天平不等臂.砝码不够标准等等. 环境误差:由于测量时周围的环境不理想而造成的误差.例如在20℃时定标的标准电阻在30℃的环境中使用等. 很明显.由于系统误差有固定的偏向性.所以用多次测量求平均值不能减小系统误差.但如果我们找到了某个系统误差产生的原因.就可以采取一定的方法去减小它的影响.或者对测量结果进行修正. 2)偶然误差:偶然误差的特征是带有随机性(因此偶然误差也叫随机误差).在测量中.如果已经基本消除了引起系统误差的一切因素.而测量结果仍然无规则地弥散在一定的范围内.这种误差叫偶然误差.偶然误差的可能来源是:测量者自身感官的分辨能力不尽相同.外界环境的干扰等等. 偶然误差是无法控制的.但它的出现却服从一定的统计规律.常见的一种规律是:大于真值和小于真值的测量值了现的机会相等,而且误差较小的测量值比误差较大的测量值出现的机会多,偏离真值很大的测量值出现的机会趋于零.因此.用增加测量次数求平均值的方法.可以减小偶然误差. 关于因仪器损坏.设计错误.操作不当而造成的测量错误.则不是测量误差. 【查看更多】

     

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