能问这个问题说明物理实验课没有白上~鼓掌撒花!你的实验报告绝对是打动人心的!
第一次认真的回答问题,如有讲的不明白的、错误和胡话请指出!非常感谢!
回答问题之前先绕个弯子。
窃以为误差的处理是实验,不仅是物理实验,的真正重点所在。在花了大量的心血和劳动(搬砖搬砖搬砖。。。)以后得到了实验数据,但是实验数据意味这什么呢?我能够从中得出什么结论?这个结论是否可信?如何来定量的描述它们?
打个比方说测体重。减肥一个月了,自己到底轻了多少呢?一过秤,发现少了2斤,不错,很开心。但是如果你是做实验物理的,一个幽幽的声音会在脑子里告诉你:你有63%的概率掉了0~4斤肉!如果你是一个乐观的实验物理工作者,那个声音会告诉你:你减重多达2斤的可信度是50%!(喂。。。这个人做实验已经做疯了。。。当然数字都是随便写的啦~领悟一下思想就可以了~)
好了,下面回到题主的问题。在讲解各种具体的公式和表达之前,首先要对基本的概念有所了解。
什么是不确定度?
不确定度就是一个实验测量量不确定的程度。(这不是跟没说一样吗!)实验数据得到的过程往往是非常复杂的。而在最终的paper/实验报告上所展示的只能是简洁的最终结果。那么如何体现实验的具体过程对结果的影响呢?甚至于理论对于实验结果的影响?我们需要一个度量来表征测量值的可信度,或者不确定度,它担负着表达整体实验过程和实验员人品(这是什么鬼。。)的重任。一个孤零零的数值甚至可以说是毫无意义的,就像彩票中了500万的人不能想当然的以为下一次还会中一样。
举个栗子:
小李来实验室的路上看到有刚出锅的糖炒栗子,于是买了2斤。到了实验室觉得不对,掂着没有2斤啊!本着天生的物理素养,他决定用实验的方法来验证他的猜想。(在实验室吃栗子还有什么素养。。。)
首先,他搬来一个电子天平,用标准砝码较一下准,然后栗子放上去一称,0.875kg,果然轻了!他看了一眼天平的感量和说明书上给出的误差,嗯,不确定度最多+-0.001kg,肯定是轻了!
这时候天边来了一条闪电划过他的脑洞:还有空气的浮力!所以有可能实际上质量是1kg没错。怎么办呢?用动力学法来测吧!于是他搭了一套滑轮,找出刚才那个标准砝码,光电门,计时器,折腾了一天,测出来质量为0.86kg,不确定度为+-0.02kg。难不成做实验的时候栗子被人