Понятия об измерениях физической величины

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ В ФИЗИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

ВВЕДЕНИЕ

Работа в физической лаборатории требует вдумчивого, упорного и ответственного отношения. Она связана не только с умением правильного обращения с измерительными приборами, но и с правильной и осознанной обработкой результатов измерений. Представленный материал посвящен вопросам обработки результатов измерений при выполнении работ в физических лабораториях. Он ориентирован на студентов, обучающихся по специальности «Агрономия».

Кроме обработки результатов измерений студенты должны научиться правильно записывать эти результаты, заполнять таблицы, грамотно рисовать графики и оформлять отчеты по лабораторным работам. Перечисленные вопросы также рассматриваются здесь.

ПОНЯТИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Физика – наука экспериментальная: ее законы базируются на фактах, установленных или подтвержденных опытным путем. Поэтому работа в физических лабораториях является необходимой и важной частью изучения законов физики. Одной из целей эксперимента является поиск таких параметров физических явлений, которые можно измерить. Свойства физических объектов, которые можно измерить, называют физическими величинами.

Под измерением понимают нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. При этом значение физической величины G сравнивают с единицей измерения [G]. Число, которое получается при измерениях, называют численным значением {G} физической величины:

(1.1)

Таким образом, значение любой физической величины равно произведению численного значения на единицу измерения.

Различают прямые и косвенные измерения. Прямым измерением называют измерение, при котором искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Например: измерение массы на весах, температуры термометром, длины с помощью линейки. Косвенным измерением называют измерение, при котором искомое значение физической величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Например: нахождение плотности однородного тела по его массе и геометрическим размерам , нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения .

Измерения, при которых число опытов равно числу измеряемых величин, называют однократными. Если число опытов превышает число измеряемых величин, то такие измерения называют многократными.

Многие измерительные приборы снабжены измерительными шкалами. Введем ряд понятий, которые их характеризуют:

- отметкой шкалы называют знак, соответствующий некоторому значению измеряемой физической величины;

- делением шкалы называют промежуток между двумя соседними отметками шкалы;

- ценой деления шкалы называют разность значений физической величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

При измерениях физических величин используют различные меры. Мерой называют средства измерений, предназначенные для воспроизведений физической величины заданного размера. Например: гиря – мера массы; измерительный резистор – мера электрического сопротивления; температурная лампа – мера яркостной температуры; кварцевый генератор – мера частоты электрических колебаний и т.д. Номинальным значением меры называют значение физической величины, указанное на мере или приписанное ей.