Читать онлайн «Элементарная обработка результатов измерений»

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В. В. Светозаров Элементарная обработка результатов измерений Москва 1983 \ИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИУТ В. В. Светозаров ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Утверждено редсоветом института в качестве учебного пособия Москва 1983 УДК 510. 281 Светозаров В. В. Элементарная обработка результатов измерений. Учебное пособие. - М. : Изд. МИФИ, 1983, SZc. Пособие является элементарным введением в проблемы анализа результатов эксперимента. Приведены простейшие способы определения погрешностей измерений и графического анализа данных. Даются указания по анализу погрешностей и оформлению результатов работы. Изложение дополнено примерами и задачами. Пособие предназначено для ознакомления студентов млад— ших курсов вузов с методами обработки результатов измерений в объеме, достаточном для первого этапа работы в лабораториях общефизического практикума, однако изложенный в нем материал полезен любому начинающему экспериментатору. Рецензенты: А. Н. Яшина, Ф. М. Самигуллин (с) Московский инженерно-физический институт, 1983 г. ПРЕДИСЛОВИЕ Пособие может рассматриваться как вводная часть руководства к лабораторным работам по общей физике. Современные методы обработки экспериментальных данных базируются на широком использовании математической статистики, с которой первокурсник, пришедший в лабораторию, не знаком. В связи с этим отчетливо прослеживаются две тенденции в подходе к обработке данных в практикумах младших курсов. Первая - предельно упростить вычисление погрешностей, например складывать погрешности по модулю, приводить запись сс-сс± лес без расшифровки смысла величины ал и т. д. В результате студент вовсе не получает правильного представления о современных методах обработки результатов. Другая, не менее вредная тенденция — с самого начала требовать использования студентом современных методов статистической обработки результатов (например, распределения Стыодента, метода наименьших квадратов и т. д. ). В настоящее время добиться этого нетрудно. Студент получает набор готовых формул (иногда довольно громоздких), подставляет в них свои данные и получает "строгий" результат. Вычислительные трудности сейчас легко преодолеваются в связи с широкой доступностью ЭВМ (микрокалькуляторы, студенческие вычислительные залы, дисплейные классы). В чем же опасность такого подхода? Во-первых, получаемая "строгость" результата мнимая. Сложный математический аппарат, нацеленный, как правило, на получение точного соответствия между доверительным интервалом и доверительной вероятностью, эффективен лишь при весьма большом числе измерений. При типичном для учебного практикума числе измерений п^ 5, когда погрешность в определении доверительного интервала сравнима с самим доверительным интервалом, ни о какой строгости речи быть не может. В то же время, начинающий экспериментатор, не знакомый с исходными предпосылками теории, склонен считать математическую сложность формул гарантией их строгости и безусловной применимости.