浅议物理实验的测量不确定度

(整期优先)网络出版时间:2017-07-17
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浅议物理实验的测量不确定度

王晓凤

黑龙江省农垦建三江管理局创业农场中学教师王晓凤

摘要:物理实验过程中对测量结果的不确定度评定是物理实验的重要组成部分。为了能使学生明确对物理实验的测量不确定度概念的理解,提高对测量不确定度重要性的意识,明晰测量误差与测量不确定度的区别,本文概括和总结了有关测量不确定度的基本理论知识,以使得其能够对物理实验的测量不确定度有一定清晰的概念,在对物理实验的数据进行处理时,可以有顺序、有步骤的进行。

关键词:物理实验测量不确定度误差不确定度评定方法

一、引言

物理实验是学习物理学理论知识所必不可少的一项内容。在进行物理实验时,由于在实际操作过程中,会因受某些因素如周围环境、仪器本身等的影响,使得测量结果与其真值存在一些偏差。对于物理实验中得出的测量结果,要想判断这个结果是否具有价值,是否可以使用,往往就需要对其进行质量评价,这时就引入了测量不确定度这一概念。

二、辨析测量误差与测量不确定度

1.测量误差与测量不确定度的联系

传统的理论观念上,我们用测量误差来表示被测量的测量值与真值之间的偏差。但是在大多情况下,被测物理量的真值无法得知,导致测量误差不可求,所以我们需要新的理论来代替传统理论,这个新的理论便是测量不确定度。所以,测量误差与测量不确定度之间的联系用一句话来描述便是:测量误差是测量不确定度建立的基础,测量不确定度是测量误差的延伸和发展。

2.测量误差与测量不确定度的区别

测量不确定度的定义为:与测量结果相联系的,表征合理地赋予被测量之值的分散性的一个参数。从定义上来看二者的区别,测量误差表示的是一个能确定的值,但必须在被测量真值已知的情况下,而测量不确定度表示的是一个范围,它不需要已知被测量的真值。

若从分类上看二者的区别,测量误差按照产生的来源来可分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。而对于测量不确定度,可分为A类测量不确定度和B类测量不确定度两类。

三、物理实验中的测量不确定度的评定方法

测量不确定度应用起来较简便,它不需要考虑太多复杂的因素,具有很强的实用性。每一个物理实验都需要对测量结果进行数据处理,而测量不确定度作为最常用的评定测量结果好坏的方法,已经越来越广泛的应用于各行各界。它以其自身的优势被人们普遍接受,未来也会更好更持久的发展下去。