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间接测量误差

作者:未知来源:《高中物理学生实验》时间:2006-5-2 15:52:38阅读:
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  推算最终答案时,我们要将所得到的观测数据进行各种数学演算。因此,必须考虑如何从观测数据的误差计算出答案的误差。

  如果从几个量相加或相减,其结果的绝对误为各量的误差之和。假设下面两个温度是在同一次实验中观测到的,要求确定温度的升高:

  初温为11.0±0.5℃

  终温为39.0±0.7℃欲求温度变化,我们从39.0减去11.0,得到28.0℃。其绝对误差为±1.2℃,它是将两个误差相加得到的。

  这个结果是合理的,我们不妨说详细些。注意到两个观测量的实际含义是:

  初温在10.5℃-11.5℃之间。

  终温在38.3℃-39.7℃之间。考虑到极端情况,初温可能为10.5℃而终温可能为39.7℃,温升相应为29.2℃;另一种情况则可能是,温度从11.5℃上升到38.3℃,即温升仅为26.8℃(我们原来的表达式认为两种变比都是可能的)。这样,我们必须将答案记为(两个极值的平均值)±(它们差值的一半),即

,

  也就是28.0℃±1.2℃。

  如果几个量作乘、除运算,运算结果的实际误差用百分误差表示,那么结果的百分误差等于各量的百分误差之和。例如在前面的例子中,没获得相应温度变化的时间为150±3s,把前面已得到的数据除以相应的时间,即为温度的平均时间变化率。为此,我们作下面的计算:

  时间的百分误差为±2%,温度变化即温升的百分误差为(1.2/28)×100%,约等于4.3%,因而温度的平均时间变化率的百分误差为±(2+4.3)%,即为±6.3%,而温度的平均时间变化率则为(0.187±0.012)℃/S。

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