大学物理实验数据分析系统的设计与实现

利用面向对象的VB可视化软件,开发设计了大学物理实验数据分析系统,大学物理实验数据分析系统由实验项目模块、数据处理模块、有效数字与不确定度模块和绘图软件模块构成。结果表明,该系统具有操作简捷、界面友好、人机交互性强等特点;系统的使用解决了学生应用有效数字修约和计算不确定度的困难,有助于学生将主要精力用于实验测量与结果评价。     

物理实验数据处理中的一些问题的探讨

针对当前大学物理实验教学中关于数据处理的一些问题进行了探讨。提出了测量值与测量结果这两个词的不同。对于有效数字位数的保留进行了系统性的分析。指出了数据修约中所存在的一些不恰当之处。认为实验教学中宜考虑测量次数对实验结果的影响。简述了置信概率、概率型式、标准不确定度及扩展不确定度等问题的相互联系。     

游标卡尺问题讨论

本文通过计算,给出了合理的计算游标卡尺分度值的数学表达式,通过误差与不确定度分析,对读数的有效数字位数做了详尽阐述,并提出了独特见解。     

关于误差与有效数字

实验教学中对于数据的处理是培养学生严格科学态度关键的一环。但在大学物理实验教学中怎样具体分析处理实验误差、把握有效数字,却是复杂的问题,存在许多分歧的看法。本文是从教学中常见的繁锁的具体问题谈谈自己处理的体会,提出来交流。     

指针刻度式电表读数问题争论几时休

刻度式电表读数问题, 在中学物理教学中争论了多年, 一直没能达成共识. 在查阅大学教材及相关文 献的基础上, 认为问题的关键在于用刻度式读数方法得到的读数结果与测量值有效数字表达的不一致所造成, 因 而主张测量值的有效数字应由测量工具的准确程度决定     

有效数字在工科大学物理实验中的应用探讨

基于有效数字的概念分析,首先对有效数字的读数和运算规则进行了解释和简化,其次归纳出有效数字修约的一般原则,最后明确了物理实验中有效数字的教学目标。     

应该重视感生（涡旋）电场的方向性教学

感生电场的计算在大学物理教科书中,一般都是以具有轴对称性磁场变化为特例.在那里,感生电场的方向是不证自明的,真的是这样吗？本文力图说明,对称性并不能取代方向性的说明,方向性问题严格说来需要解边值条件下的微分方程,但在大学物理教学层面上可以有简单的办法处理.     

电阻箱电阻值的有效数字

在实验中,常将电阻箱作为标准电阻使用,如何确定电阻箱电阻值的有效数字,将对实验结果的有效数字产生影响。例如,用线式电桥测电阻时,要用公式:R_x=(L_1/L_2)R_0如果式中滑线两臂长度 L_1和 L_2的有效数字位数多于电阻箱电阻 R_0的有效数字位数,待测电阻 R_x 的有效数字位数则决定于R_0的有效数字位数。可见,正确确定电阻     

UEW-99智能型简谐振动合成实验仪在实验中的应用

UEW-99智能型简谐振动合成实验仪能同时发生出两个频率、幅值和相位可调的简谐振动．在国内高校实验仪器中率先实现了千赫兹级简谐振动的相位调整。该实验仪填补了大学物理实验中有关简谐振动合成的空白，成功地解决了简谐振动实验中的定量和定性研究。     

基于相关度的大学物理实验数据评估方法

提出一种基于相关度的大学物理实验数据评估方法,该方法通过大学生所测物理量的测量值范围与该物理量的参考值范围进行相关比较,采用相关度来评估大学生的物理实验数据测量情况。根据不同测量情况下,测量值范围与参考值范围之间的关系,推导出了相应的相关度公式,给出了一个由相关度和评分制所构成的测量成绩评分公式。理论分析和实验结果说明...     

有效数字概念的局限性

通过分析按有效数字定义近似处理标准误差前后引起包含测量结果真值概率的变化，指出现行有效数字概念有一定的局限性，明确了为克服这个局限性，不确定度有时应采取两位数表示。     

有效数字、误差分析与实验条件的选择

对油滴实验和灵敏电流计实验进行了有效数字和误差分析,对前者的分析表明,不通过误差分析来选择实验条件,可能不能证明电荷的量子性;对后者的分析表明,如果不注意有效数字的匹配或者选择的数据处理方法不当,都会引起较大的误差甚至是错误.分析的结论被实验数据证实.     

测量结果及其不确定度的修约方法

基于国家计量技术规范和实际应用情况,文章提出,为了保证修约值最接近原始数值、修约方法规范统一、易于操作,测量不确定度应统一取成两位有效位数,并据此来修约测量结果.     

Extreme Value Theory for Hurwitz Complex Continued Fractions

The Hurwitz complex continued fraction is a generalization of the nearest integer continued fraction. In this paper, we prove various results concerning extremes of the modulus of Hurwitz complex continued fraction digits. This includes a Poisson law and an extreme value law. The results are based on cusp estimates of the invariant measure about which information is still limited. In the process, we obtained several results concerning the extremes of nearest integer continued fractions as well.     

Benford analysis of quantum critical phenomena: First digit provides high finite-size scaling exponent while first two and further are not much better

Benford's law is an empirical edict stating that the lower digits appear more often than higher ones as the first few significant digits in statistics of natural phenomena and mathematical tables. A marked proportion of such analyses is restricted to the first significant digit. We employ violation of Benford's law, up to the first four significant digits, for investigating magnetization and correlation data of paradigmatic quantum many-body systems to detect cooperative phenomena, focusing on the finite-size scaling exponents thereof. We find that for the transverse field quantum XY model, behavior of the very first significant digit of an observable, at an arbitrary point of the parameter space, is enough to capture the quantum phase transition in the model with a relatively high scaling exponent. A higher number of significant digits do not provide an appreciable further advantage, in particular, in terms of an increase in scaling exponents. Since the first significant digit of a physical quantity is relatively simple to obtain in experiments, the results have potential implications for laboratory observations in noisy environments.     

The law of the leading digits and the world religions

Benford’s law states that the occurrence of significant digits in many data sets is not uniform but tends to follow a logarithmic distribution such that the smaller digits appear as first significant digits more frequently than the larger ones. We investigate here numerical data on the country-wise adherent distribution of seven major world religions i.e. Christianity, Islam, Buddhism, Hinduism, Sikhism, Judaism and Baha’ism to see if the proportion of the leading digits occurring in the distribution conforms to Benford’s law. We find that the adherent data of all the religions, except Christianity, excellently does conform to Benford’s law. Furthermore, unlike the adherent data on Christianity, the significant digit distribution of the three major Christian denominations i.e. Catholicism, Protestantism and Orthodoxy obeys the law. Thus in spite of their complexity general laws can be established for the evolution of religious groups.     

椭球坐标下求解强磁场中的氢原子

在椭球坐标系下,采用B样条基组方法计算了磁场范围在0-1000 a.u.下氢原子低能态能量以及实验室磁场下(几个特斯拉)氢原子里德堡态的能级,并与文献中的精确结果进行了比较.对1s0态,磁场γ≤100 a.u.时,本文计算结果有12位有效数字的精度,γ=1000 a.u.时有11位有效数字的精度.对2p-1低激发态,γ≤100 a.u.时,能量至少有11位有效数字的精度;γ=1000 a.u.时,有9位有效数字的精度.对原子高激发态,我们计算了实验室磁场下(磁场为4.7特斯拉)氢原子里德堡态(主量子数n=23)的抗磁谱,得到了至少10位有效数字精度的能谱.本文方法既适用于超强磁场下低能态的计算,同样适合原子高里德堡态抗磁谱的计算,为精确计算强磁场下原子能谱提供了一个新的可行方案.此外,讨论了本文方法推广到平行及交叉电磁场下原子能谱计算的可行性.