當(dāng)實(shí)驗(yàn)中、兩物理量滿足正比關(guān)系時(shí),依次記錄改變相同的量時(shí)的值:x1,x2…xn(或者當(dāng)某一研究對象隨實(shí)驗(yàn)條件周期性變化時(shí),依次記錄研究對象達(dá)到某一條件(如峰值、固定相位等)時(shí)的值x1,x2…xn:),的間隔周期的求解方法若由x1,x2…xn逐項(xiàng)逐差再求平均:
其中只利用了和,難以發(fā)揮多次測量取平均以減小隨機(jī)誤差的作用,此時(shí)應(yīng)采用隔項(xiàng)逐差法(簡稱逐差法)處理數(shù)據(jù).
逐差法處理數(shù)據(jù)時(shí),先把數(shù)據(jù)分為兩組,然后第二組的與第一組相應(yīng)的 相減,如下表:
n 第一組 第二組 逐差 處理結(jié)果 不確定度分析
n為偶數(shù)時(shí),每組 個(gè)
對,和均含有,則方和根合成有
可采用下式粗略估算不確定度
n為奇數(shù)時(shí),可以任意舍掉第一個(gè)數(shù)據(jù)或最后一個(gè)數(shù)據(jù)或正中間的一個(gè)數(shù)據(jù),再按以上方法處理.但要注意舍掉正中間的數(shù)據(jù)時(shí)兩組相應(yīng)數(shù)據(jù)之間的實(shí)際間隔大小.
逐差法處理數(shù)據(jù)舉例:
外加砝碼下,彈簧伸長到的位置記錄如下表,可用逐差法求得每加一個(gè)1kg的砝碼時(shí)彈簧的平均伸長量(滿足前提條件:彈簧在彈性范圍內(nèi)伸長,伸長量與外加力成正比),也可求得彈簧的倔強(qiáng)系數(shù).已知測量時(shí),估算(見下表).
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 數(shù) 據(jù) 處 理
處理結(jié)果:
1 1.00 2.00 7.90
2 2.00 4.01 7.92
3 3.00 6.05 7.80
4 4.00 7.95 7.87
5 5.00 9.90
6 6.00 11.93
7 7.00 13.85
8 8.00 15.82
逐差法提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用率,減小了隨機(jī)誤差的影響,另外也可減小中儀器誤差分量,因此是一種常用的數(shù)據(jù)處理方法.
有時(shí)為了適當(dāng)加大逐差結(jié)果為個(gè)周期,但并不需要逐差出個(gè)數(shù)據(jù),可以連續(xù)測量 n個(gè)數(shù)據(jù)后,空出若干數(shù)據(jù)不記錄,到時(shí),再連續(xù)記錄 n個(gè)數(shù)據(jù),對所得兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行逐差可得:
,不確定度可簡化由:來估算.
嚴(yán)格地講以上介紹的一次逐差法理論上適用于一次多項(xiàng)式的系數(shù)求解,要求自變量等間隔地變化.有時(shí)在物理實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)遇到用二次逐差法、三次逐差法求解二次多項(xiàng)式、三次多項(xiàng)式的系數(shù)等,可參考有關(guān)書籍作進(jìn)一步的了解.
什么是逐差法?使用條件?有什么優(yōu)點(diǎn)?
什么是逐差法?使用條件?有什么優(yōu)點(diǎn)?
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