实验设计
- 计划是实验物理学的重要组成部分
- 初步研究在试图设计一个实验来研究一个特定的理论或假设时,它会很有帮助吗
- 初步的意思是“在…之前”
- 研究其他类似的研究或者实验可以帮助:
- 提出假设并确认实验的目的
- 选择合适的器械
- 使用正确的技巧
- 确定变量
- 控制其他变量
- 准确记录和收集数据
- 以有用的方式处理和显示数据
- 确定健康和安全问题
- 的选择仪器和技术的应该是基于科学围绕着正在调查的问题
- 例如,要测量电车在斜坡上行驶的瞬时速度,必须具备以下条件:
- 光门
- 一个手推车
- 一个斜坡
- 数据记录器
- 米尺
- 一旦初步研究完成,那么初步研究能否进一步辅助实验设计的进行
- 这些研究对以下方面非常重要:
- 确定影响实验的其他变量
- 找到控制这些变量的最佳方法
- 例如,当使用查尔斯定律来确定绝对零度时,压力必须保持恒定
- 任何没有进行初步研究或研究的实验都可能是无效的,因为影响实验结果的其他变量将没有被识别和控制
评价实验方法
- 评估实验方法对科学家来说是一项重要的技能,它适合于满足实验的预期结果
- 评价实验设计的一个好方法是重复实验(使用提供的说明)并确定再现性实验的;不管怎样类似的结果可以实现
- 这个过程被称为同行评审
- 在分析和批评实验设计时,有几个关键的事情需要注意:
- 限制
- 精度
- 精度
限制
- 限制是任何设计缺陷或故障这会影响实验的准确性
- 实验中的任何限制都是非常重要的识别并删除/更正为了使结果和发现有效
精度
- 准确性-如何关闭读数/测量是对它的真正价值
- 精度受到系统误差的影响
- 实验应使用适当的方法和设备,以确保测量时的高准确度
- 在使用测量设备时,例如在测量长度时,需要使用具有适当测量刻度的设备
- 例如,用米尺精确测量一个5毫米的物体是非常困难的
- 测量尺度较高,用千分尺或游标卡尺会更好决议
精度
- 精确度-如何相似的重复读数/测量是相互的
- 精度受到随机误差的影响
- 实验经常被重复以确保结果的可靠性
- 如果实验中的仪器和测量设备在每次重复时都没有正确使用,那么很可能会产生广泛的结果
- 进行实验的个人必须在每次重复实验时以相同的方式使用相同的仪器
- 紧密聚集在一起的读数(一个小范围)被称为精确读数
用飞镖来比喻准确和精确之间的区别
- 理想情况下,实验的设计应该是初步评估这样,任何修正或调整都可以在进行实际实验之前进行