物理实验的基本方法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,物理实验的基本方法,中国科技大学天文与应用物理系,浦其荣,物理实验思想和方法的形成,物理实验分析方法,物理实验的基本测量方法,计算机虚拟方法,一、物理实验思想和方法的形成,每一个物理实验，都会有自身的一套方法用来测量相关的物理量，我们把对物理量的具体测量的方法叫测量方法，把对各类实验都通用的方法叫实验方法，把在选用实验方法，进行实验设计，编排实验或在实验中进行调节和测量时具有普遍意义的思想称为实验思想。,二、物理实验分析方法,数量级估计法,量纲分析法,（一）数量级估计法,通过数量级的排序分析，抓住主要影响,通过数量级分析，确定基本误差和减小不确定因素,利用数量级的分析作为实验的判断,（二）量纲分析法,在物理学中，仅仅靠量纲分析，也可以得到某些重要的结论，虽然不是每一个问题都能得到完全的定量结果，但往往与它只差一个无量纲的的未知函数或未知系数。,三、物理实验的基本测量方法,比较法,积累放大法,转换测量法,模拟法,（一）比较法,最基本和最重要的测量方法之一。,直接比较测量法,均衡法、补偿法或示零法,比率测量法,小差值测量法,间接比较测量法,（二）积累和放大法,把实验中测量的微小物理量或把待测的物理量进行选择，积累或放大有用部分，提高测量的分辨率和灵敏度,累积放大法,机械放大法,电信号的放大和信噪比的提高,光学放大法,（三）转换测量法,寻求物理量之间的相互关系,分定性描述和定量测量两类。在定量寻求中，分直接寻求和间接寻求。,传感器转换法,直接寻求,探求两个或多个物理量自己的关系,间接寻求,（,1,）把不可测的量转换成可测的量,（,2,）把测不准的量转换成可测准的量,（,3,）用测量物理量的改变量代替测量物理量,（,4,）把单个测量点的计算方法，改变为多个测量点的作图法或回归法,最常见的传感器转换法有：,1,）光电转换,2,）磁电转换,3,）热电转换,4,）压电转换,5,）几何变化量与电学参量的变化,（四）模拟法,以相似性原理为基础，从模拟实验开始发展起来的，研究物质或事物物理属性或变化规律的实验方法。按性质和特点分为：物理模拟和计算机模拟,物理模拟可分为三类：,几何模拟,动力相似模拟,替代或类比模拟,四、计算机虚拟方法,计算机虚拟物理实验的设计思想和目标：,利用计算机来丰富实验教学的思想、方法和手段，改革传统的实验教学模式，使实验教学与高新科学技术协调地发展，提高实验教学的水平,虚拟实验系统通过解剖教学过程，使用键盘和鼠标控制仿真仪器画面动作来模拟真实实验仪器，完成各模块中相应的内容。在软件设计上把完成各模块中的内容看作是问题空间到目标空间的一系列变化，从此变化中找到一条达到目标的求解途径，从而完成仿真实验过程。,