Физика и техника. Точность и погрешность измерений

1. Презентация
по физике
Голышева Юлия, 7 «Э»

2. Точность и погрешность
измерений
 Любое измерение может быть
выполнено с большей или меньшей
точностью. Поскольку выяснить с
абсолютной точностью истинное
значение никакой величины
невозможно, то невозможно и указать
величину отклонения измеренного
значения от истинного. (Это отклонение
принято называть ошибкой измерения).

3. Причины возникновения
погрешностей
 Инструментальные / приборные погрешности
— погрешности, которые определяются
погрешностями применяемых средств
измерений и вызываются несовершенством
принципа действия, неточностью градуировки
шкалы, не наглядностью прибора.
 Методические погрешности — погрешности,
обусловленные несовершенством метода, а
также упрощениями, положенными в основу
методики.
 Субъективные / операторные / личные
погрешности — погрешности, обусловленные
степенью внимательности, сосредоточенности,
подготовленности и другими качествами
оператора.

4. Другие причины возникновения
погрешностей
 В технике применяют приборы для измерения лишь с
определённой заранее заданной точностью —
основной погрешностью, допускаемой в нормальных
условиях эксплуатации для данного прибора.
 Если прибор работает в условиях, отличных от
нормальных, то возникает дополнительная
погрешность, увеличивающая общую погрешность
прибора. К дополнительным погрешностям относятся:
температурная, вызванная отклонением температуры
окружающей среды от нормальной, установочная,
обусловленная отклонением положения прибора от
нормального рабочего положения, и т. п. За
нормальную температуру окружающего воздуха
принимают 20 °C, за нормальное атмосферное
давление 101,325 кПа.

5. По характеру проявления
 Систематическая погрешность — погрешность,
изменяющаяся во времени по определённому
закону (частным случаем является постоянная
погрешность, не изменяющаяся с течением
времени). Систематические погрешности
могут быть связаны с ошибками приборов
(неправильная шкала, калибровка и т. п.),
неучтёнными экспериментатором.
 Систематическую ошибку нельзя устранить
повторными измерениями. Её устраняют либо с
помощью поправок, либо «улучшением»
эксперимента.

6. По характеру проявления
 Случайная погрешность — составляющая
погрешности измерения, изменяющаяся
случайным образом в серии повторных
измерений одной и той же величины,
проведенных в одних и тех же условиях. В
появлении таких погрешностей не наблюдается
какой-либо закономерности, они
обнаруживаются при повторных измерениях
одной и той же величины в виде некоторого
разброса получаемых результатов. Случайные
погрешности неизбежны, неустранимы и
всегда присутствуют в результате измерения,
однако их влияние как правило можно
устранить статистической обработкой.

7. По характеру проявления
 Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность —
непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во
времени. Она представляет собой нестационарный
случайный процесс.
 Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая
вследствие недосмотра экспериментатора или
неисправности аппаратуры (например, если
экспериментатор неправильно прочёл номер деления на
шкале прибора или если произошло замыкание в
электрической цепи).
 Надо отметить, что деление погрешностей на случайные и
систематические достаточно условно. Например, ошибка
округления при определенных условиях может носить
характер как случайной, так и систематической ошибки.

8. Физика и техника
 Развитие физики сопровождалось
изменением представлений людей
об окружающем мире. Отказ от
привычных взглядов, возникновение
новых теорий, изучение физических
явлений характерно для физики с
момента зарождения этой науки до
наших дней.
 Важное значение имеют открытия в
области физики для развития техники.
Например, двигатель внутреннего
сгорания, приводящий в движение
автомобили, тепловозы, речные и
морские суда, был создан на основе
изучения тепловых явлений.

9. Физика и техника
 С развитием науки в технике за последние
десятилетия произошли грандиозные
изменения.
 То, что раньше считалось научной
фантастикой, сейчас является
реальностью. Сегодня трудно представить
нашу жизнь без видеомагнитофона,
компьютера, мобильной и интернет-связи.
 Современное кино, телевидение, радио,
магнитная запись - все это возникло после
того, как были изучены многие звуковые,
световые и электрические явления.

10. Физика и техника
 В свою очередь, развитие техники влияет на
развитие науки. Так, например,
усовершенствованные машины, компьютеры,
точные измерительные и другие приборы
используются учеными при исследовании
физических явлений. После того как были созданы
современные приборы и ракеты, стало
возможным глубже изучить космическое
пространство.
 Подобных примеров можно привести множество.
Открытия, сделанные в науке, есть результат
упорного труда многих ученых разных стран.
Рассмотрим некоторые этапы развития физики.

11. Физика и техника
 Возникновение физической теории связано с
именем выдающегося английского физика и
математика Исаака Ньютона. Обобщив результаты
наблюдений и опытов своих предшественников (Н.
Кеплера, Г. Галилея), Ньютон создал огромный труд
«Математические начала натуральной философии
». В этой работе ученый изложил важнейшие законы
механики, которые были названы его именем.
Законы Ньютона привели к бурному развитию
представлений о механическом движении.
 Дальнейшее развитие физики определилось
изучением тепловых и электромагнитных явлений.
Стремление ученых проникнуть в глубь тепловых
процессов привело к зарождению идей о
молекулярном строении вещества.
Исаак
Ньютон