IB物理学Measurements and uncertainties如何学习？

　　IB物理学是IBDP课程Group 4科学类课程中的重要课程，也是很多理工科专业的必须科目之一，那么下面我们就来说说物理学主题Measurements and uncertainties如何学习！

　　Topic 1：Measurements and Uncertainties

　　1.1 Measurements in Physics

　　▲ Fundamental and derived SI units

　　计量的基本单位是

　　国际单位制（SI，即International System of Units ）

　　，这些单位组成了派生单位，例如牛顿（N）。

　　基本单位主要包括：

　　Length: metre (m)

　　Mass: kilogram (kg)

　　Time: second (s)

　　Electrical current: ampere (A)

　　Temperature: kelvin (K)

　　Amount of substance: mole (mol)

　　Luminous intensity: candela (cd)

　　▲Metric multipliers and scientific notation

　　● 公制乘数：对应10的幂，例如，kilo (k) - 10³。

　　● 科学计数法：表示太大或太小数字的便捷方法。

　　表示法：

　　mx 10 ^ n，其中1≤m <10，并且 n 是整数（正数或负数）

　　例如：213000000 = 2.13 x 10 ^ 8

　　● 数量级：将数字近似为最接近的10的幂。

　　重要数值的数量表：

　　● 估算值

　　通常以最接近的10的幂进行估算。例如：0.0000945≅10 ^ -4

　　▲Significant figures (s.f.)

　　有效数字用于表示实际能够测量到的数字。能够测量到的是包括最后一位估计的、不确定的数字，展示数据的精确度，用s.f.表示。

　　● 计算有效数字的规则：

　　非零数字始终有效。例如：1234 - four s.f.

　　数字中间的夹零始终有效。例如：5403 - four s.f.

　　左边的零点永远都无效。例如：0.0004578 - four s.f.

　　只有在有小数点的情况下，右边的零才有意义。例如：1403.00000 - nine s.f.

　　●数字的四舍五入规则：

　　如果最后一位有效数字后的数字小于5，则该数字保持相等，例如，将678.4（4 s.f.）舍入为3 s.f. = 678。

　　如果在最后一个有效位的数目大于5，则数字向上计入（即入1），例如678.6（4 s.f.）舍入到3s.f. = 679。

　　如果最后一个有效数字后的数字是5，并且后面仅跟零这个数字：

　　■ 最后一个有效数字为小于5的数字，则向下舍去，例如3.2500（5 s.f.）舍入为2 s.f.= 3.2。

　　■最后一个有效数字为大于5的数字，则向上入1，例如3.35 00（5 s.f.）四舍五入到2 s.f.= 3.4。

　　1.2 Uncertainties and Errors

　　▲ Errors (or uncertainties) in experimentation

　　所有的测量是真正数值的大约值，因为总会存在误差：

　　● 系统误差：将测量偏向同一方向，例如始终为+0.1 cm。

　　产生原因：设备校准不充分；忽略了摩擦的影响（假设其是恒定的）等。

　　● 随机误差：测量结果向各个方向倾斜，导致误差的广泛分布。

　　产生原因：手动使用秒表，某些测量值（时间）将高于实时数值，而某些测量值将低于实时数值；变化的外部环境， 如变化的大气条件等。

　　● 解决方案：收集各种值，然后取平均值。

　　▲ Accuracy and precision:

　　● Accurate measurement：低系统误差，平均值接近实际值。

　　● Precise measurement：低随机误差，数值彼此接近。

　　▲ Errors (or uncertainties) in measurements

　　仪器中随机误差的估计：加减误差。不确定度应始终具有相同数目的小数位作为值来测量，并且通常只1 s.f.。

　　●数字仪器（例如秒表）：可能的最小刻度宽度，即仪器可以读取的最小刻度。

　　示例：秒表显示的数值

　　最小值距：0.01秒

　　不确定度：± 0.01 s

　　值：8.78 +-0.01 s

　　● 类比仪器 （如直尺）：取整的最小可能值距

　　■ 标尺1：

　　最小值距：1 cm

　　不确定度：+- 0.5 cm

　　值：12.5 +- 0.5 cm

　　■ 标尺2：比标尺A更精确。

　　最小值距：0.1 cm

　　不确定度：+- 0.05 cm

　　值：12.50 +- 0.05 cm

　　▲ Errors (or uncertainties) in calculations

　　以下值：L1: 8.3 +- 0.1 cm为例。

　　■ Absolute uncertainty 绝对不确定度（ ∆x ）：具有与值相同的单位，例如L1：±0.1 cm

　　■ Fractional uncertainty 分数不确定度：绝对不确定度与值本身相除，例如对于L1：0.1 / 8.3 = 0.012

　　■ Percentage uncertainty 百分比不确定度：百分比不确定度乘以100％的乘积，例如L1：0.012 x 100％= 1.2％

　　▲ Propagation of uncertainties:

　　■ 加法或减法：值的加法或减法以及绝对不确定度的加法。

　　示例：L1-L2：（8.3±0.1）-（7.4±0.5）= 0.9±0.6cm。

　　■ 乘除法：数值的乘法或除法另外分式不确定度或百分比的不确定度。

　　例如：L1 x L2: (8.3 +- 1.2%) x (7.4 +- 6.8%) = 61 +- 8.0% cm²。

　　■ 数的乘方和开方：数值的乘方和分数的不确定度或百分比的不确定度的乘方值。

　　例如：L1³：（（8.3 +-1.2％）^ 3 = 570 + -3.6％cm³。

　　▲ Errors (or uncertainties) in graphs

　　误差框：

　　图表中一个值的不确定度通常用误差线表示。

　　误差 y值因x值的不同而不同。

　　■ 最佳拟合线：穿过所有误差线的线（不一定是直线！）

　　■ 成正比（形式ÿ =aX）只有当最佳拟合线是一条直线，通过原点（0,0）时才是成正比。

　　■ 多于两个交点，需要确认两个变量之间（例如X和ÿ）的关系。

　　■ 梯度：通过两点来确定，至少两点之间的距离是线的长度的一半：

　　gradient = rise/run = ∆x/∆y

　　■ 梯度不确定度：

　　∆gradient = gradientMAX - gradientMIN/2

　　■ y截距的不确定度 ：

　　∆y - intercept = y - interceptMAX - y - interceptMIN/2

　　以上就是小编为大家分享的物理学主题Measurements and uncertainties备考方法，希望考生们重视起来，如果想要获取更多ib考试时间、ibdp全球平均分的资讯，请多多关注本网站，也可以添加我们微信kewo11。