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物理实验-没你想的那么简单

物理实验-没你想的那么简单

作者: 静赏月之美 | 来源:发表于2017-10-07 23:14 被阅读7次

    上学的时候觉得物理实验很简单就可以得出结论,后来发现自己错了,借着今天的机会,和大家分享我的想法。

    虽然文笔不好,但是我表达清楚了自己想说的:物理实验,真的不简单。

    十一前,我们都在朋友圈中看到一个笑话,说十一最好的去处是哪?没人、不挤、省钱、有空调,这么好的地方就是——加班。

    于是节前的玩笑话,在今天成为了一个现实…今天和老婆一起加班,去做物理实验,不过这件事,并没有想象的那么坏,也是由于今天的加班,才有了现在想写的内容。

    今天想说说我们都学过一个物理实验-探究(自由)落体规律的实验。这是我上学的时候,就有的一个实验。我对这个实验的印象不深,但是不是好印象。我记得我们当时的实验数据差得很。上学的时候,实验仪器只能玩一次,但是这次不一样,实验仪器可以随便用,实验可以做很多次。所以这次真的玩了很多次。至于为什么玩很多次,其实就是因为实验数据不好。其实所谓的实验数据不好,只是因为我们知道自己想要的数据是什么,所以,每次做出来的实验数据不是想要的,只能再做一次。

    打点计时器.jpg

    通过一次一次的实验,可以确定的事情就是找到实验数据不准的原因。做过自由落体实验的同学都应该还记得,在组装好实验仪器以后,需要做的就是松手,剩下的就是实验数据处理了。而毫不起眼的一个环节——做实验的时候松手,会对实验的结果有很大的影响。在这个实验中,有些时候会做出实验结果是10.0+的加速度。

    高中的时候,我们知道重力加速度只有在很少的计算题中才会取到10N/Kg。在地球上大部分地方小g的实际大小只有9.8N/Kg。在北京这个地方,小g的实际大小在9.78N/Kg。所以在真的实验中,做出大于10的数据就是存在问题的。在数据出问题的时候,我们能做的只是去分析实验过程中哪些地方会出现问题。而松手时手部动作就会影响最后的实验数据。

    前面的这些都只是一些叙述的铺垫,下面才是我想说的:

    物理实验没有我们想的那么简单!

    先说第一点,在我们分析实验数据的时候,我们由于知道真实的实验结果应该是怎么样的,所以我们可以确定实验结果的差异趋势。在分析实验缺陷的时候,我们可以确定的是哪些因素会如何影响实验结果。这样我们对实验的改进上,就相对容易,我们可以知道在我们的实验设计过程中,最大的缺陷在什么地方。这样我们可以更好的改进实验。

    接着说第二点,在我们做实验的时候,我们是知道了实验结果,才开始设计的实验。如果在我们不知道实验结果的时候,怎么设计实验,才是合理的呢?现在我们在已知结果和影响因素的情况下,去做实验,这样我们就会只针对某些因素设计实验。这样的情况,我们会逃避很多无关项的干扰。

    再说最后的第三点,我自己是一个工科生,我自己在做实验的时候,当我们探讨一个完全未知的知识的时候,即使有理论的支持,在做实验的时候也会有各种奇怪的情况出现,有的时候是因为样品太粗糙,有的时候是因为实验仪器的精度不够,有的时候根本就不知道为什么会出现这样的结果。

    为什么说这些?因为我自己上学的时候,就觉得那些物理定律的发现过程太简单了,只要随便做几组数据,然后“明眼人”一看就知道几个物理量之间的关系了。所以我想告诉大家:物理实验其实很难。我们在学习物理定律的时候,有一句话是很好的总结:

    事后诸葛亮,事前……

    之前看过的一本书——《信号与噪声》,一本说预测的书。里面就说过如果从很多信息中分辨出哪些是有用的信号,哪些是噪声是最难的一件事。而我们现在在学习物理定律的时候,都是已经知道哪些是信号,哪些是噪声了。这样,相当于减少了大量的工作。

    我不是想说现在的物理实验教学存在问题(其实我有这么点意思……),但是确实会让学生误会物理实验室一件很简单的事。我觉得这样不好,对那些对物理做出突出贡献的人不公平。

    上学的时候,觉得欧姆定律发现的过程太简单了吧…惭愧.jpg

    所以,我就是想说:

    物理实验,没有你想的那么简单。

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