計量實驗設(shè)計的基本方法

1.目的明確，聯(lián)系廣泛

問測什么物理量，或者驗證探索什么規(guī)律，是實驗的目的，也是實驗設(shè)計的出發(fā)點。實驗的目的明確后，我們要應(yīng)用所學(xué)的知識，廣泛接觸，看看物理量或物理規(guī)律出現(xiàn)在哪些內(nèi)容中，與哪些物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量直接相關(guān)。對于基于測量的實驗，測量什么規(guī)律，需要用什么物理量來定量表達(dá);對于基于驗證的實驗，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中建立什么數(shù)量關(guān) 系,從而達(dá)到驗證規(guī)律的目的;對于探索性實驗，相應(yīng)的物理現(xiàn)象中涉及到哪些物理量. .. 這些都要先分析，才能確定實驗原理。

2.選擇方案簡單、準(zhǔn)確

同樣的實驗?zāi)康模赡軙卸喾N實驗原理，然后形成多種(可供選擇的)設(shè)計方案。一般來說， 根據(jù)不同的實驗原則選擇不同的實驗方案主要遵循四個原則:

科學(xué)性:設(shè)計方案有科學(xué)依據(jù)和正確途徑,符合物理學(xué)基本原理。

可行性:按設(shè)計方案實施時，應(yīng)安全可靠，不對人和設(shè)備造成傷害，所需的裝置和設(shè)備應(yīng)易于準(zhǔn)備,成功率高。

精度:選擇方案時，應(yīng)對各種可能的方案進行初步誤差分析，盡量選擇精度高的方案。

簡單直觀:設(shè)計方案應(yīng)便于實驗者進行實驗操作、閱讀、數(shù)據(jù)處理和直觀明顯的觀察。

3.計量校準(zhǔn)根據(jù)計劃，選擇設(shè)備

實驗方案選定后，考慮方案中需要哪些設(shè)備，哪些物理量與被測量有直接的定量關(guān)系，需要哪些儀器來確定實驗中使用的設(shè)備。

4.合理有序地制定步驟

實驗前，要確切知道設(shè)備如何組裝，先測哪些量,后測哪些量，從正確操作和提率的角度,制定合理有序的實驗程序。

5.數(shù)據(jù)處理和誤差分析

常用的數(shù)據(jù)處理方法(如平均法、圖像法、追蹤法、比較法等。)和誤差分析方法(如誤差、相對誤差等。 )要掌握，設(shè)計實驗時也要考慮。