Измерения. Погрешности измерений

УДК 53

ББК 22.3

© ГОУ ВПО «Омский государственный

ВВЕДЕНИЕ

Физика – в своей основе экспериментальная наука. Выявленные ею объективные законы природы получены чаще всего в результате экспериментальных исследований.

Работа в лабораториях физического практикума является частью процесса изучения как физических законов, так и методов, применяемых в физике.

Целями физического практикума являются:

а) иллюстрация теоретических положений физики;

б) знакомство с измерительными приборами;

в) приобретение опыта проведения экспериментов;

г) выработка навыков, необходимых для учёта различного рода погрешностей и оценки точности полученного результата;

д) развитие умения делать правильные выводы при анализе экспериментальных данных.

ЧАСТЬ 1

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения. Погрешности измерений

Каждая из лабораторных работ физического практикума ставит своей целью изучение определенного физического явления и связана с измерением той или иной величины, характеризующей данное явление.

Измерениемназывается нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

По способу получения различают прямые и косвенныеизмерения.

Прямым называется такое измерение, в котором значение физической величины получают в результате опыта с помощью прибора, проградуированного в соответствующих единицах. Примеры: измерение массы с помощью весов, промежутков времени – секундомером, длины – линейкой или штангенциркулем, тока – амперметром и т.д.

Прямые измерения могут быть однократными (физическая величина измеряется один раз) и многократными (физическая величина измеряется несколько раз в одних и тех же условиях одним и тем же измерительным прибором).

Косвенным называют такое измерение, в котором значение физической величины получают вычислением на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными при прямых измерениях. Примеры: определение плотности материала по измеренным массе и объёму; сопротивления проводника – по измеренным напряжению и току и т.д.

Измерить в реальном эксперименте какую-либо физическую величину абсолютно точно, т.е. получить ее истинное значение, невозможно
[1, 2]. На результат измерения могут оказывать влияние различные факторы. Это влияние проявляется как погрешность. Другими словами, измеренное значение величины всегда отличается от истинного.

Aбсолютной погрешностью измерения называется разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины. Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины.

Наряду с абсолютной погрешностью используется относительная погрешность , равная отношению абсолютной погрешности к результату измерения. Относительная погрешность может быть выражена в процентах, она характеризует точность измерений (чем меньше величина относительной погрешности, тем выше точность измерений).