误差理论在高中物理实验数据处理中的应用

康昌厚

如何上好物理课堂中的实验课对老师来说是教好物理这门课程的关键所在。而在实验当中得到的数据的正确处理又关系到整个物理实验的正确性和科学性。在这期间运用误差理论对物理实验数据的处理又有很大帮助。

一、误差理论的应用价值

高中物理课程中有大量的物理实验现象，这些现象都是现实中实际存在的，但是要经过合理、严密的实验来完成。而实验的正确性又要根据实验中得到的实验数据来判定。怎样的实验数据才是最可靠的，这是影响老师讲好实验课程的重要因素。由于外在因素和内在因素的共同作用很多实验产生的数据都会出现不同的误差，但是这又是不可避免的现实情况，只有在保证实验原理没有错误的同时将实验数据进行正确的处理，并运用误差理论来解决这个问题。所以说在物理实验中物理实验数据是必不可少的，而对物理实验数据的记录也是不可或缺的一个实验步骤。

二、误差理论的具体应用

如果一个实验的误差范围比较小，得到的实验结果比较接近于实验的实际值，这样的实验质量就比较高，实验的数据就是有意义的；当然如果一个实验的实验误差比较大，那么这个实验的实验数据值与实际值就会有严重不符的情况，那么这个实验就没有任何的意义。下面我就以一个例子来说明这个问题。在一次实验测量中，有一个数据需要重复大量的实验就用N来代替。其每次测量的值为N1、N2、N3…Nx，假如这些数据所能構成的偏差是：

u（m）=■

很多情况下像这样的必须依据数据的分析方法，像这样需要被表示为有标准偏差的量u（m）以A类评论标准来评定，也就是它的不确定性。最后的结果是这样的N=N±u（m）所以正如你看到的最终得到的结果是一个范围，而不是一个确定的值。这就是误差理论在物理数据处理中的具体运用。

又如，学习“打点计时器”的数据处理应用。在判断小车是否在匀变速的直线运动时，随着小车的速度加快，小车所受到的阻力其实在不断地发生变化。这种由于快速运动产生的风的阻力是我们在实验当中不可控制的。但是到最后我们依然可以打出小车在做着匀变速的直线运动。小车在向前奔跑时在打点计时器上产生的距离，由于受到外界不可控制而产生的误差并没有影响到实验结论的正确性。所以根据误差理论的数据分析，这样的误差是在误差范围内的，所以得到的结论也是正确的。

高中物理实验数据的处理对误差理论的应用是广泛的，使得实验过程与得到的实验结论更科学有效。很好地促进了学生对物理实验的真正理解。同时能很好地引导学生在以后的物理试验中形成科学严谨的态度，增强他们对实验的探索精神。

编辑 李建军