Подготовила: Зарибаева М. Проверяла: Ершина А.

Основная задача физического практикума Количественное изучение физических явлений, воспитание у студентов навыков самостоятельной исследовательской работы и грамотного измерения физических величин. Студенты во время лабораторного занятия самостоятельного проводят физические опыты, знакомясь при этом с важнейшими измерительными приборами, приобретают навыки производить точные измерения и обрабатывать полученные результаты.

Физические измерения Во время проведения опытов производятся самые различные измерения. Измерения есть нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В физическом практикуме измерения проводятся с целью установления функциональной зависимости между двумя и более величинами.

Виды измерения Существуют несколько видов измерений. При классификации их обычно исходят из характера зависимости измеряемой величины от времени, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.

По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на: Статические, при которых измеряемая величина остается постоянной, например, измерение геометрических размеров тела, постоянного давления и т.д. Динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется, например, измерение амплитуды затухающих колебаний, пульсация скорости и т.д.

По способу получения результатов измерения разделяют на : Прямые Косвенные Совокупные Совместные

Прямые Прямые– это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных с помощью измерительного прибора. В этом случае значение физической величины определяется при непосредственном контакте измерительного прибора с объектом, т.е. количественное значение искомой величины определяется по показаниям прибора, сразу, без дальнейшей обработки результатов. Например, измерение размеров тела с помощью микрометра, времени – секундомером и т.д. Прямые измерения можно выразить формулой x=Q, где x – искомая величина, а Q – значение, непосредственно получаемое из опытных данных. Прямые измерения широко применяются в машиностроении, технологических процессах.

Косвенные

Совокупные Совокупные– это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую величину определяют решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора(калибровка) по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь.

Пусть, например, необходимо произвести калибровку разновеса, состоящего из гирь массой 1,2,2*,5,10 и 20 кг (звездочкой отмечена гиря имеющая то же самое номинальное значение). Калибровка состоит в определении массы каждой гири по одной образцовой гире, например по гире массой 1 кг. Для этого проведем измерения, меняя каждый раз комбинацию гирь (цифры показывают массу отдельных гирь, 1 об – означает массу образцовой гири в 1 кг): 1=1 об + а 1+1 об =2+b 2*=2+c 1+2+2*=5+d и т.д. Буквы a, b, c и d означает грузики, которые приходится прибавлять или отнимать от массы гири, указанной в правой части уравнения. Решив эту систему уравнений, можно определить значение каждой гири.

Совместные Совместные– это производимые одновременно измерения двух или нескольких не одноименных величин для нахождения зависимостей между ними. В качестве примера совместных измерений можно назвать измерение электрического сопротивления при 20С и температурных коэффициентов измерительного резистора по данным прямых измерений его сопротивления при различных температурах.

По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса: Измерения максимального возможной точности, достижимой при существующем уровне технике. К ним относятся эталонные измерения, измерения физических постоянных. Контрольно-проверочные измерения, погрешность которых не должна превышать некоторые заданное значение. К ним относятся измерения, проводимые лабораториями госнадзора за соблюдением государственных стандартов. Технические измерения в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. К ним относятся измерения, проводимые в научно-исследовательских работах, в производстве и др.

Единицы измерения физических величин Поскольку физические величины находятся между собой в функциональной связи, нельзя устанавливать их единицы измерения произвольно. Произвольно установлены единицы измерения семи физических величин, называемых основными единицами СИ. Они– длина (метр); масса(килограмм); время(секунда); температура(Кельвин); сила тока(Ампер); сила света(кандела); количество веществ(моль) Международная система единиц включает в себя две дополнительные к основным единицам, это единицы для измерения плоского и телесного углов. Единицы остальных физических величин находятся из соотношения, определяющих эти величины. Поэтому их называют производными величинами.

Погрешность измерений Измерить значение физической величины с абсолютной точностью невозможно. Потому что, во-первых, не существует такого точного прибора, во-вторых, возможности органов чувств человека ограничены. Поэтому когда идет речь об измеренной величине необходимо указывать степень погрешности данного измерения.

По природе возникновения погрешности делятся на: Систематические Случайные Факторы, постоянные или закономерно изменяющиеся в процессе измерительного эксперимента, например, начальное отклонение стрелки прибора от нуля, являются систематическими погрешностями. Систематические погрешности подразделяются на приборные, методические и метода обработки данных.

Приборные погрешности Точность измерения любого измерительного прибора ограничена. Погрешность прибора, предназначенных для производственных целей (амперметров, вольтметров, потенциометров и т.д.) определяются их классами точности. Класс точности, обычно, выражается в процентах. Например, амперметров с классом точности 0,2% определяет полное значение тока, соответствующего полной шкале, с погрешностью не превышающей 0,2%. Конечно это– максимальная погрешность. В научных работах принято указывать среднеквадратичную погрешность, поскольку относительная погрешность измеряемой величины зависит от положения стрелки.