国际物理奥林匹克竞赛3 实验技能3.1 介绍进行实验所需的理论知识必须包含在本大纲的第2节中
实验问题应至少包含一些没有详细描述的实验程序(设置、直接测量的所有量的列表以及用于计算的公式)的任务
实验问题可能包含隐含的理论任务(推导计算所需的公式);不应该有明确的理论任务,除非这些任务是用来考察对给定实验装置的操作原理的理解或待研究现象的物理原理的理解,并且不涉及过多的数学计算
直接测量的预期次数和数值计算的规模不应该太大,以至于占用大部分分配的时间:考试应该考察实验创新能力,而不是学生完成技术任务的速度
*学生应具备以下技能
*3.2 安全了解实验室工作的标准安全规则
尽管如此,如果实验装置存在任何安全隐患,则应在赛题文本中包含相应的警告
应避免有重大安全隐患的实验
3.3 测量技术和仪器熟悉理论部分提到的测量物理量的最常用实验技术
熟悉常用的简单实验室仪器和数字和模拟版本的设备,如卡尺、游标秤、秒表、温度计、万用表(包括欧姆表和交流/直流电压表和电流表)、电位计、二极管、晶体管、透镜、棱镜、光学支架、热量计等
学生可能不熟悉的复杂实用设备不应成为主要问题
对于复杂的设备(如示波器、计数器、速率计、信号和函数发生器、光电门等),必须向学生提供说明
3.4 精确度意识到仪器可能影响实验结果
熟悉提高实验精度的基本技术(例如,测量多个周期而不是单个周期,尽量减少噪声的影响等)
知道如果要确定物理量的函数依赖性,则所取数据点的密度应与该函数依赖性的局部特征标度相对应
用合理数量的有效数字表示最终结果和实验不确定度,并正确舍入
3.5 实验不确定度分析识别主要误差源,合理估计直接测量的实验不确定度的大小(使用文件中的规则,如果提供)
区分随机误差和系统误差;能够通过重复测量来估计和减少前者
用任何合理的方法(如线性近似法、模数加法或毕达哥拉斯加法)求出被测函数的量的绝对和相对不确定度
3.6 数据分析通过适当选择变量并将直线拟合到实验点,将相关性转换为线性形式
以图形方式或使用计算器的统计功能(任何一种方法均可接受)找到线性回归参数(斜率、截距和不确定性估计)
为图形选择最佳比例尺寸,并用误差条绘制数据点
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