Физические величины и их единицы. Теория погрешностей
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
1-ТЕМА: Физические величины и их единицы. Теория погрешностей Старший преподаватель кафедры «Естественных наук» Равшан Р.Усаров Некоторые параметры объектов или физических явлений можно измерить экспериментально. Эти параметры называются физическими величинами. Например, длина, объём, температура, масса и т. д. объекта. Одинаковая величина используется для характеристики ровно одного свойства различных физических явлений и объектов. Например: длина шага, длина стола, длина нити. Однако эта величина будет иметь разные значения для вышеуказанных случаев. Для количественной оценки физической величины необходимо знать ее числовое значение и единицу измерения. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ЕДИНИЦЫ № ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА ОБОЗНАЧЕНИЕ ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ 1 Длина (путь) l м (метр) 2 Время t с (секунды) 3 Масса m кг (килограмм) 4 Температура T К (Кельвин) 5 Количество вещества ν моль 6 Сила тока I А (Ампер) 7 Сила света I кд (Кандела) Как бы точно мы ни измеряли какую-либо физическую величину, ее истинное значение найти невозможно. Значение, измеренное в экспери- менте, является лишь приблизительно верным. Разница между фактичес- ким значением и измеренным значением называется погрешностью измерения. Теория ошибок изучает, какие факторы и почему они различаются в измерениях, проведенных в ходе эксперимента. На результат эксперимента влияет несколько факторов: качество используемого оборудования, температура, влажность, способ измерения, личностные особенности экспериментатора и т. д. ТЕОРИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ Перечисленные выше факторы негативно влияют на результаты эксперимента и затрудняют определение истинного значения. Даже при улучшении условий эксперимента трудно избежать определенных ситуаций, даже при использовании чувствительных устройств. Причины этого могут быть разными. Погрешности в определении результатов эксперимента бывают: и систематическими случайными Погрешности, допущенные в зависимости от метода проведения эксперимента, считаются систематическими ошибками. Систематическая погрешность всегда изменяется в одну сторону от своего истинного значения для результата, то есть уменьшается. С другой стороны, случайная погрешность с той же вероятностью приводит к увеличению или уменьшению результата по сравнению с его истинным значением. Этот тип погрешности также относится и к высококачественным устройствам. Они имеют определенный уровень чувствительности и обнаружения. Таким образом, измерительные приборы могут определить результат только в пределах определенного уровня чувствительности. 1. Среднее арифметическое значение: Случайные экспериментальные погрешности преобразуют измеренную величину с одинаковой вероятностью от ее истинного значения в ту или иную сторону, и при достаточном количестве опытов эти ошибки компенсируют друг друга. Эти случаи показывают вероятность величины со средним арифметическим, которое рассчитывается по следующей формуле: n x n x x x x n i n n 1 2 1 Вычисление погрешностей n x x x x n 2 1 Где - среднее арифметическое значение, - среднее арифметическое, - результат индивидуальных измерений, n - количество измерений, - сумма всех измерений. x n x x x ....., , , 2 1 n i i x 1 ср x 2. Абсолютная погрешность: В экспериментах вводится понятие абсолютной погрешности для обозначения степени приближения результата к действительному значению. Он показывает, насколько он отличается от фактического значения. Абсолютная погрешность каждого измерения рассчитывается следующим образом. - абсолютная погрешность ; 1 1 x x x ; 2 2 x x x ; n n x x x x 3. Относительная погрешность: Количественная точность является относительной погрешностью. Он показывает, какая часть результата измерения является абсолютной ошибкой, и рассчитывается следующим образом: или - относительная погрешность - относительная погрешность % 100 x x % 100 x x ЛИТЕРАТУРА: 1. Aнтонов В.Ф. Биофизика, Учебник. Москва. 2006 г. 2. Т.И. Трафимова «Курс физики», Москва 2000 г. 3. В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов. Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами, Учебное пособие. Москва. 2008 г. 4. Ремизов А.М. Медицинская и биологическая физика, Москва. 2016 г. |