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中国海洋大学物理实验1实验要求
一、做完实验凳子放桌下。
二、人手一本教材。
三、10%预习报告%30操作过程50%实验报告10%实验行为习惯
四、不要伪造数据
五、禁止实验室饮食
六、预习报告内容要求：
1. 实验名称、
2. 实验目的、
3. 实验材料、
4. 实验原理
- 物理知识背景、
- 受力分析图光路图电路图三者之一、
- 实验目的所求数据的计算公式推导、
- 测量仪器的使用方法和原理）、
5. 实验步骤（详细操作步骤和注意事项）、
6. 数据空表格设计（正式实验时将原始实验数据填入该表格）
七、实验时，将全体实验原始数据记录下来。完成记录后找老师签字检查，算是实验完成。
八、实验报告要求：在预习报告的基础下，
- 1、完成原始实验数据的记录。
- 2、数据处理，计算目标物理量的数值，（加分项选做：计算目标物理量的不确定度）
- 3、实验讨论，分析造成误差的主要原因。
- 4、实验心得与建议，这一项选做，不计分，可以在这里随意吐槽、提供意见，甚至可以吐槽实验仪器拉垮吐槽老师教学方式（老师说没关系的不会因此扣分）。没有就写“无”
九、误差分析和实验数据保留与舍弃。
-
对于多组数据 x 1 , x 2 , x 3 , ⋯ , x n x_1,x_2,x_3,\cdots,x_n x1,x2,x3,⋯,xn ，其中任意一条数据的的标准误差：
σ = S ( x ) = ∑ ( x i − x ‾ ) 2 n − 1 \sigma=S(x)=\sqrt{{\sum(x_i-\overline x)^2}\over{n-1}} σ=S(x)=n−1∑(xi−x)2 -
上述数据集中，它们的平均值 x ‾ \overline x x 的标准误差（实际上我们用的更多的就是这个式子）：
σ = S ( x ‾ ) = ∑ ( x i − x ‾ ) 2 n ⋅ ( n − 1 ) \sigma=S({\overline x})=\sqrt{{\sum(x_i-\overline x)^2}\over{n\cdot(n-1)}} σ=S(x)=n⋅(n−1)∑(xi−x)2 -
对于 n < 4 n<4 n<4 的数据集，测试次数太少，采用
σ = S 仪 器 = Δ 仪 器 3 \sigma=S_{仪器}={{\Delta _{仪器}}\over{\sqrt 3}} σ=S仪器=3Δ仪器 -
对于 n > 3 n>3 n>3 的数据集中的某一个数据 x i x_i xi ，如果 ∣ x i − x ‾ ∣ > 3 S ( x ‾ ) |x_i-\overline x|>3S(\overline x) ∣xi−x∣>3S(x) ，则认为 x i x_i xi 超越了极限误差，应当舍弃。
十、数据的不确定度计算与传递公式
-
对于直接测得的平均数据的不确定度，采用
u x = Δ 仪 器 2 3 + S ( x ‾ ) 2 u_x=\sqrt{{\Delta_{仪器}^2\over 3}+{S(\overline x)}^2} ux=3Δ仪器2+S(x)2 -
对于通过计算间接得到的数据 N = F ( x , y , z , ⋯ ) N=F(x,y,z,\cdots) N=F(x,y,z,⋯)
u N = ( ∂ F ∂ x ) 2 u x 2 + ( ∂ F ∂ y ) 2 u y 2 + ( ∂ F ∂ z ) 2 u z 2 + ⋯ u_N=\sqrt{\left({{\partial F}\over {\partial x}}\right)^2u_x^2+\left({{\partial F}\over{\partial y}}\right)^2u_y^2+\left({{\partial F}\over{\partial z}}\right)^2u_z^2+\cdots} uN=(∂x∂F)2ux2+(∂y∂F)2uy2+(∂z∂F)2uz2+⋯ -
对于 N = F ( x , y , z , ⋯ ) N=F(x,y,z,\cdots) N=F(x,y,z,⋯) 是一个积、商形式的函数，采用 ln N = ln F ( x , y , z , ⋯ ) \ln N=\ln F(x,y,z,\cdots) lnN=lnF(x,y,z,⋯) 可以极大程度地简化不确定度运算:
u ln N = d ln N = d N N ‾ = u N N ‾ = ( ∂ ln F ∂ x ) 2 u x 2 + ( ∂ ln F ∂ y ) 2 u y 2 + ( ∂ ln F ∂ z ) 2 u z 2 + ⋯ u_{\ln N}=d\ln N = {dN \over \overline N}={u_N\over \overline N}\\=\sqrt{\left({{\partial\ln F}\over {\partial x}}\right)^2u_x^2+\left({{\partial {\ln F}}\over{\partial y}}\right)^2u_y^2+\left({{\partial {\ln F}}\over{\partial z}}\right)^2u_z^2+\cdots} ulnN=dlnN=NdN=NuN=(∂x∂lnF)2ux2+(∂y∂lnF)2uy2+(∂z∂lnF)2uz2+⋯
于是 u N = N ‾ ⋅ ( ∂ ln F ∂ x ) 2 u x 2 + ( ∂ ln F ∂ y ) 2 u y 2 + ( ∂ ln F ∂ 6 p 6 + − z ) 2 u z 2 + ⋯ u_N=\overline N\cdot\sqrt{\left({{\partial {\ln F}}\over {\partial x}}\right)^2u_x^2+\left({{\partial {\ln F}}\over{\partial y}}\right)^2u_y^2+\left({{\partial {\ln F}}\over{\partial6p6+- z}}\right)^2u_z^2+\cdots} uN=N⋅(∂x∂lnF)2ux2+(∂y∂lnF)2uy2+(∂6p6+−z∂lnF)2uz2+⋯
