单摆实验数据处理方法的研究

分析了单摆实验中数据处理的列表法、图解法、最小二乘法,同时提出了逐差法和软件拟合法。在讨论和比较这五种实验数据的基础上,提出如何根据单摆实验目的进行科学选择数据处理方法。     

单摆实验中不等精度测量的不确定度分析

以单摆测重力加速度的实验数据处理为例,运用“加权平均”法对不等精度测量的不确定度进行处理,从而使最终测量结果更具合理性和准确性.     

基于虚拟仪器实现单摆法测量重力加速度

基于虚拟仪器对单摆法测量重力加速度实验进行改进,通过H2010型光电门收集摆球的运动信息,利用声卡和LabVIEW搭建数据处理平台采集和处理实验数据.实验结果表明:重力加速度的测量相对偏差为0.7%.     

Origin9.0软件在大学物理实验数据处理中的应用探讨

以单摆法测重力加速度和测定金属导体电阻温度系数实验为例,详细描述了origin9.0软件在实验数据处理中的应用,结果表明在大学物理实验教学中引入origin9.0软件处理数据非常准确高效,并进一步提高大学生学习兴趣和整体素质。     

用单摆测重力加速度大小的实验数据处理探讨

应用4种方法对用单摆测量重力加速度大小的实验数据处理进行了探讨,对2015年北京高考理综试题中第21题的解法进行了分析,对单摆实验教学和高三复习备考有一定参考价值.     

Matlab语言在物理实验数据处理中的应用

以单摆测量重力加速度实验的数据处理为例,探讨了用Matlab语言对物理实验数据进行最小二乘法的处理。与传统的实验数据处理方法相比,用Matlab处理物理实验数据准确快捷,能有效避免手工处理带来的误差,Matlab的可视化功能也可以更加直观地反映实验结果,适合在实验教学中应用。     

基于PASCO系统的重力加速度测定

通过对传统实验仪器和测量方法的改造,利用PASCO系统转动传感器测量得到单摆角位移与时间的关系,并使用Science Workshop高功能的数据处理软件DataStudio进行实验数据智能获取,以及MathWorks多功能的数值计算软件Matlab进行数据点的最小二乘法拟合,进而实现对重力加速度的测量,结果表明实验测量值接近公认值.     

从一道上海高考题谈起——通过单摆测万有引力常量G

从2021年上海市一道物理高考题说起,简单叙述通过单摆测量万有引力常量G的历史.从最早17世纪牛顿提出想法,接着18世纪的榭赫伦实验,到最近的双单摆F-P腔法,简略向读者介绍单摆测G的发展历程.     

对重力加速度几种测量方法的比较研究

重力加速度g是物理学中的一个重要物理量, 它受物体所处位置的纬度、 海拔以及地质构造等因素影 响. 因此, 不同地区的g值一般都不相同. 就本科阶段的g值测量方法进行归纳总结, 结合实验室所能提供的仪器, 从单摆法、 自由落体运动法、 倾斜气垫导轨法以及平衡法4个测量g值的实验出发, 通过对其实验原理、 器材选择、 实验数据处理以及误差分析等方面进行比较和研究, 找出适合昆明地区实验室测量g值的最佳方法     

基于激光反射法的单摆测量重力加速度

为提高单摆测量重力加速度的精度,在传统单摆测量方法的基础上,提出了基于激光反射法在单摆上测量重力加速度的方法.该方法利用激光反射法提高单摆周期的探测精度,利用逐差法减小单摆摆长的测量误差,能有效地避免微小圆锥摆对于测量精度的影响.实验结果表明:该方法测得武汉当地的重力加速度为g=9.792m/s2,与用原子干涉法的测量结果相比在误差范围内(±0.002m/s2)一致.     

Optimal estimation of the amplitude of signal with known frequency in the presence of thermal noise

In the torsion pendulum experiments, the thermal noise sets the most fundamental limit to the accurate estimation of the amplitude of the signal with known frequency. The variance of the conventional method can meet the limit only when the measurement time is much longer than the relaxation time of the pendulum. By using the maximum likelihood estimation and the equation-of-motion filter operator, we propose an optimal(minimum variance, unbiased) amplitude estimation method without limitation of the measurement time, where thermal fluctuation is the leading noise. While processing the experimental data tests of the Newtonian gravitational inverse square law, the variance of our method has been improved than before and the measurement time of determining the amplitude with this method has been reduced about half than before for the same uncertainty. These results are significant for the torsion experiment when the measurement time is limited.     

智能传感器在大学生物理实验中的应用

实验利用智能传感器测量复摆大角度振幅的周期,同时用计算机控制复摆得到实验数据,再利用配套软件根据数据做出图形;配合Excel对实验图形进行分析处理,得出结论。     

自制金割效应物理摆的研究性实验

金割效应物理摆是将数学中的优选法与物理实验中的复摆结合起来并用计算机处理数据的自制教学仪器.把金割效应物理摆作为研究性实验进行开设,更有利于培养学生的开拓精神和创新能力.     

外力驱动的混沌摆实验仪在研究混沌效用上的应用

依据非线性动力学混沌理论,采用受外力驱动的转动马达装置,依托PASCO系统的数据采集软件,开发了适应大学物理实验的受外力驱动的混沌摆实验。探讨了新型基于外力驱动的混沌摆实验仪在研究混沌效用上的应用,实验发现利用该装置可以直观的研究系统的初值敏感性,奇异子现象等,操作简单、直观、灵敏度高,实验除了具有实际应用价值外,同时适合在高等学校大学物理基础实验中开设出相应的实验教学内容。     

基于MATLAB编程的弗兰克-赫兹实验数据处理方法探讨

弗兰克-赫兹实验是理工科近代物理实验教学中的一个重要实验,由于弗兰克-赫兹实验手动测量数据时,所得数据量大而且精度不高,学生人工处理数据的过程中往往面临繁、难等问题.本文提出运用MATLAB GUI的可视化,通过自动读取人工测量实验数据,进行图像拟合,进而使用逐差法和最小二乘法进行数据处理.教学实践表明,该方法不仅能够有效地解决实验数据处理中的繁琐、困难等问题,还能够充分发挥学生的主动性,使学生对实验原理的本质和实验数据的处理有更加深刻的理解和思考,提高物理实验教学的有效性.在教学实践中,使用该方法,不仅有了更多的时间综合训练学生的实验操作能力,同时也提高了实验教学的有效性,创新了传统实验教学的复杂数据处理过程,实验教学效果较佳.     

Determination of the thermal noise limit in test of weak equivalence principle with a rotating torsion pendulum

Thermal noise is one of the most fundamental limits to the sensitivity in weak equivalence principle test with a rotating torsion pendulum. Velocity damping and internal damping are two of many contributions at the thermal noise, and which one mainly limits the torsion pendulum in low frequency is difficult to be verified by experiment. Based on the conventional method of fast Fourier transform, we propose a developed method to determine the thermal noise limit and then obtain the precise power spectrum density of the pendulum motion signal. The experiment result verifies that the thermal noise is mainly contributed by the internal damping in the fiber in the low frequency torsion pendulum experiment with a high vacuum. Quantitative data analysis shows that the basic noise level in the experiment is about one to two times of the theoretical value of internal damping thermal noise.     

可变摆长测重力加速度仪

本文介绍了一种利用摆长差测量g值的方法。通过摆长差的变化可测得很多组数据，使实验内容进一步扩展和深化。     

扭摆法测转动惯量的系统误差与实验改进

本文研究分析扭摆法测量转动惯量实验的系统误差来源,在此基础上对实验方法、装置提出改进,改进后实验结果与理论值的百分差可降低一至二个数量级．     

黄金分割法在物理实验中的应用--金割效应物理摆

“金割效应物理摆”是应用黄金分割法对物理摆进行研究的自制教学仪器,使用它可以进行物理摆周期极小值的测定等实验内容,实验装置采用计算机实时数据采集和处理等技术手段,教学效果更加理想。