质

物理

对实验的一些心得

标题起的并不完善，此帖不只有实验，本帖不是那么建议一轮以下同学观看，看了也大概率看不懂太多有用的东西。

评论区里确实是小号，不用怀疑。其实实验的理论部分并不算难，一轮绝对也是可以接触的。

有好玩的题目大佬可以来挑战一下

长期置顶区：

2025年8月27日晚22：55 ：如果哪天我运气足够好,给我混进国集的话,就爆照。以后每天发的内容都会移到最下方，非晚上发的，就晚上移，晚上发的第二天再移。以后这帖也不一定只发实验，具体看情况。（此条长期置顶）

2025年9月17日：征集一下，物理二轮以及之下，初中课内之上（开区间，别问为什么，没有为什么），有啥想看的。民声较高的有空的话尽量可以满足一下（我感觉我最近可能还是稍微有点松弛，也就是还有点闲），长期有效

仔细看过的话，这个帖今天发生了点变化。

其实啊，这个帖即不再o-box，也不在题目互答里，只要不是太过分，问题其实不大，不用过于拘束。如果要问问题，问好了如果是回复，解决后建议删掉，不要影响观感

@我在质心论坛刨垃圾堆（以后见到这位都可以叫定从姐姐或妹妹，以后见到这位都可以叫定从姐姐或妹妹，以后见到这位都可以叫定从姐姐或妹妹，重要的事情说三遍），你这啥时候来看一遍，我啥时候再把这条给撤了（本来第一个括号没加，感觉缺了什么，加了瞬间感觉这个帖子完美了）

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每日新鲜内容

2025年9月27日：二轮课里三维打靶算概率密度，我感觉不知道在干啥，一个投影立体角就秒了......

2025年10月1日：有没有同志对转动系或我二轮整理的一些笔记啥的有兴趣，可以发一些。

2025年10月8日：既然没人有啥想法，那我就随便写点转动系的东西吧，等我这波月考完开更。

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正文：（加粗的字词句，除了第一句我觉得是比较好的一句话，其实也算是重点，要么是重点，要么是比较重要的专业名词）

目录：

已完结部分：

1.实验基础

1.1误差分析

1.2数据处理

额外：实验报告详情

预告或未完结部分

2.运动学（或许有点难？）

2.1参考系

2.1.1惯性系

2.1.2非惯性系

2.1.2.1平动系

2.1.2.2旋转参考系

2.1.1

实验基础：

这几天集训一天写两张实验报告显然是快把我写吐了，但也有一些小的心得或者经验，给刚入门的同学一些经验和实验相关内容（看论坛上似乎也没啥类似的东西就发一篇），主要是非动手部分，我这几天也没咋动手，主要是学习一些基础的东西。动手的话，多动动就好了，没啥捷径类似的东西。

首先实验是什么？我们为啥要做实验。实验简单说，就是通过我们双手，把理论在现实中做一遍，看看结果是啥。做实验的目的众所周知就是检验理论，或者得出那些不好算的东西（比如说各向异性，叠个非线性，显然算是要疯的，也算不出来）。我们这个世界就是最正确的理论本身。实验才是物理的基石。多的就不说了，如何系统学实验，有老师教肯定会说类似的话的。

安全问题不多说，我觉得最重要也挺好玩的一句名言：在不用脑机接口的前提下，人这一生只有两次直视激光的机会，一次是左眼，另一次是右眼。

基础知识

1.1误差分析

实验中显然因为各种各样的原因，往往得出的结论会和预想的理论或假设有出入，或大或小。简单说一种可能是人和设备仪器等（等如实验设计）的问题，另一种则是假设的问题。

如果能排除人的问题，或可忽略人的问题，那么就是假设的问题，这种时候往往很有可能你就发现了新的理论，就不过多赘述。

那么我们怎么排除人或设备仪器等的问题？

人或仪器的问题显然是分为人的问题和仪器等的问题（好像说了句废话）

人的问题又可以分成，严重操作问题（不包括极其轻微手抖这类），由不良习惯等引起的问题；和人眼分辨，手抖这类，基本上不可避免，可以说是有一定随机性的。第一类问题靠做前人做过不知道多少遍的基本实验进行对照，通过实验结果进行纠错，多做多练就可以避免掉很大一部分。

至于人眼分辨类问题，有随机性么，所以又称随机误差，也就非常合理。每个人对同样的一张图片都有可能得出不同结果，最常见的如游标类的读数，看着有好几根是重合的，读中间刻度这种想法，的确比较好，但其实还是在赌，还是随机的。

仪器设备等的问题，比如刻度尺在初中就学过，有最小刻度值，那么最小分度值再小就得不到更加精确的值；或者是由于计算中的近似，比如透镜成像的傍轴条件的近似等等类似的问题，又称系统误差，是不可避免的。要么用更精密的仪器，要么优化实验设计，但始终无法避免。

实际上排除初中高中实验的小打小闹，真正物理前沿的科研的实验测量大多都是在仪器的极限分辨情况下得出的，所以数据很有可能或比较飘逸，也没法其实是没有更精明的仪器可换，实验方法也难以精进。那么如何利用有限的条件得到较为合理，有说服力的结果？

第一种比较粗略但是快很多的方式（也是非常常用的），要是对自己实验精度，和估读出的（猜出的）结果足够自信，无脑取平均就行，多做几组问题一般来说也不会太大

第二种处理方式，是把测量结果当作一个正态分布，正态分布有峰值记作A，和其在一定概率内分布的正负误差记作k，真值定义式为A±k。我记得是真值有30%左右的概率落在分布中，误差在正负一个值，记作希腊字母zegma（能懂就行我不会letax)这里为方便说话记作b，在A±3b区间已经占据接近分布的100%。那么我们就可以认为真值为A±3b。（此处只做粗略介绍，详细写太长了，都是手码的字，理解一下，反正也很好查到的）额外应该说，实际上样本量会对真值的误差的b的系数造成影响，若样本量不够b的系数严格上是不到三的，（具体内容，数据有兴趣可以自己了解）但实际上我们处理数据时，至少中学物理竞赛阶段，取三就得了。对于b的值也应该说，对于卡西欧上你输入数据统计中会得到“b”，但那个值应该除去根号下样本数减一，为啥有兴趣也是自己去了解。

处理方式主要就是这两种，多的也有，可以自己去查，此处不多做介绍。

误差的传递：有方和根合成方式，和线性合成方式（线性合成方式是误差率的合成，说到这就够了，都学竞赛了，剩下的也不用我说了），公式用法啥的都很好查到，不过多赘述。

最小二乘法：其实也不用多说，就是对于如y=ax+b知道多组xy的数据，拟合出“最靠近”所有（x,y)点的函数。卡西欧里二元统计中是有很多不同的函数拟合。有的话，直接按就行了，没有的话，如果能换元就换元，不能换元至少在中学物竞中正常是不会遇到的。

误差大体就讲到这，反正基本上常见的都大体介绍过了

1.2.数据处理

(1)：数据有效数位数定义

我们生活中见到过各种各样的数，如价钱，考试分数等等

而这些数往往除了其所代表的数量，还有起精度，也就是有些位数。

如初中就学过的刻度尺，读数为10.11厘米，有效位数就是四位，刻度尺精度0.01厘米（不知道为啥课内从我这届开始不要求估读了，理论上刻度尺等测量仪器有极限不确定度，用到的时候肯定能明白，就不讲了）

前面的举例是对于非零开头的数，对于零开头点几的数，如0.0035并不是说其有5个数字就有五位有效。而是应当写成科学计数法3.5*10^(-3）就最前面3.5部分，有两位有效。（对于非零开头也是一样的）

特殊的：如8.000中零并不能省略，而是说明这个数不一定是八，只是其精度到了千分之一，而有可能其真值是如8.0001235171673552661762753562，只是8.000后面的我们并不能确定而已。有效位数为四。

但对于如三角形面积公式ah/2类似的严格成立的公式中的数字，可以理解成有效位数为无穷位，而并非只有一位。

（2）：近似

在物理中，因为一些统计上的原因，我们并不会使用四舍五入，而是会使用四舍六入，逢五凑偶的方法，更加合理一些。

四舍六入不多说

逢五凑偶指：如要近似到某一位，那一位后面是五，则如果这一位是奇数，则进一，如果那位是偶数且后面只有五则舍去，特殊的偶数后面是五且后面任意跟着非零的东西500000000000这种不算，则进一。

举例：

～表近似（均保留两位有效）

1.35～1.4

1.45～1.4

1.451～1.5

1.34～1.3

1.36～1.4

1.43～1.4

1.46～1.4

（3）：运算位数保留

加减法保留有效位数为参与运算中有效位数最多的那个数的有效位数。

乘除法保留有效位数为参与运算中有效位数最少的那个数的有效位数。（划重点）

举例：

100*10^2+10.01=1.001*10^4

100.00÷10=10（两位有效）

多个数：300+1.0+0.01=301

混合：（100+1.000）÷1.0000*2.00000000=202.0

讲到这差不多应该就都能明白了，有问题最好自己能悟出来，不行再去查，实在不行再来问，虽然我也不一定答就是了。

函数的各种保留位数可以去查各种公式表，不过多赘述。

每个中学阶段实验具体都是全国中学生物理竞赛那本书上，当然要是够狠，把那本书真的下硬功夫，全背下来，一字不差当然也是掌握了，没问题，真的能做到的同学，就我老师所讲，全国物竞生中应该不超过二十个人，还包括下面所说的一种。但显然全背下来可行，但一定是比较困难的一个事情。除了上述全背下来，要么就是你自己用自己的话，能把所有要点，能够写出来和书上90%以上，也和上面那一种效果差不多。听着很简单，实则一点也不简单（其实听着也是不简单的样子）。

以下先做一定说明，有一定我个人的理解，有可能有偏差，欢迎大佬指出。

上面特别标注的要点，有什么？

实验目的里他说的掌握仪器使用方法和仪器原理知道就行，或者自己做实验会用就行。完全没必要背下来，以理解为主。

实验原理，其实都不会太难，比理论考的那些简单很多，自己知道或者会推就行。

实验内容的话，书上写的的确过于繁琐，也显然不是人正常能全记下来的，我个人认为，最重要的是一些特殊调节仪器方法，如用掠射测棱镜折射率，中逐步对半调节法，或者用自己的方法能够调分光仪等；和能够通过实验原理，知道装置大概长什么样，各个物理量和仪器本身在理论上有什么要求，来进行估计，其实除了特殊一些方法，大概也能猜个八九不离十。前提是已经学过一遍了。

实验实验，以上都会了，只是你脑子都会了，还是要从脑子会到你手也会，才是真正的会做实验。可能理论上只是看似简简单单的调节，你实验报告里只要调节俩字，但做起来就老实了。也祝各位同学能够提升自己，将来成为实验大家这类人物。（此篇有错误也欢迎指出）

最后再给一下我写实验报告（从零）的一些习惯。学习的话，可以先在正式学前写一张预习报告，对照书，把实验目的，～原理，～内容，的前两项完整写完，可以通过自己理解做一些调整或缩减一些，有些图也最好画出来，留出写数据的空间，做实验只要最后填完就行，然后默默地把预习报告改成实验报告就行。不是学的话，自己做实验也可以安装上述标粗框架写，其他就好自为之。个人信息等自己看着办。实验报告是给其他人看的，没有明确要求，主要以清晰明了人能看懂就好了。

实验报告详情：

1.实验名称：

可以直接向我一样写在标题中，标题也可以写作《基础物理实验》，并单独写实验名称。比较自由，不多说。

2.实验目的

实验目的其实我开始写的几张并不算好（但也不改了），在老师的指导下，霍尔效应的那张有所改正，在此道歉。

实验目的并不单单是把实验名称给抄一遍，那么写了实验名称，还要实验目的干什么，对不对？

还需包含的内容如：

诸如了解或探究，实验中的原理；如果是第一次使用某仪器，应当写了解实验仪器，学会使用方法等等。其实就和全国中学生物理实验指导，北大的那本上目的要求所写的差不多。

3.实验原理

实验原理具体些什么，其实没啥好说的。但应当用尽了相对人尽皆知的那些东西开始推导或说明，且应当尽量简洁明了，非必要不多用文字（你也许想问为什么？因为字母表达式好写，减少工作量）。可以配以图片，更加方便读者阅读。

4.实验内容

实验内容中应当包括

（1）实验步骤，也是应当尽可能简洁明了。包括但不限于仪器调节，测量等各种操作。

（2）需要测得的物理量，并指出用什么仪器或测量工具，仪器的精度等。

（3）详细说明每个你写到的字母（符）的意思，并应当在整张实验报告中统一，不应该出现任何“意义不明”的字母。

（4）给出已知什么，需测得什么，并通过实验原理中的那一部分得出实验目的中的：定量数值或者如得出正比关系。

5.数据及处理

首先是数据，数据可以通过列表给出或者其他形式给出。

介绍一种三线表，顾名思义有三条线（我除开始几张没用，后来基本都用这玩意），标头上下各一条，表尾一条说明表在那里结束，比画每一列每一行都隔开方便多了，只要中间隔的稍开一点，能看懂就行

其次处理，利用本文列举出的各种方法，选择恰当的方式处理数据，得出相应图表或数据或方程等，不多说。

6.实验结论

实验结论呼应实验目的，应包含（有则写，没有就算了），实验目的中所需测得的物理量的值与其误差，学会了...方法等；符合实验原理中如正比关系等关系。和自己的一些思考疑问等等。如测得的物理量有标准值，则应该对比，给出准确度，最好分析出误差来源等。

实验基础篇完

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每日信息（也不一定会是每日都有的每日信息......）

2025/8/27：今天在上示波器，和电表改装。前一个我感觉自己把书翻一遍基本就会了，仪器上手只要把所有旋钮调一遍，也就知道咋用了，没啥好说的，书上非常精炼，多读几遍肯定是能理解的。至于电表改装，那tmd的（着实忍不住想骂了），不就是初中的玩意吗？最多也就是初中竞赛的东西，感觉在上初中的课似的，勾起了我对初中物理不好的回忆，反正基本都会，上课也在划水，就更不想讲了。老师也没让写实验报告，所以今天就没有。后面几天也不一定写，比较重要的应该是会写的，但是遇到啥没写但比较重要的，看我心情的情况而定，写不写点要点提炼出来（今天心情还行，后面几天再说），不太重要的就像今天这样掠过了。

2025年8月28日（这条明天放下去，反正也不是啥重点）：鉴于老师说后面我写不写实验报告全凭我的心情，那么就凭我的心情了。（好像是这篇帖子里的不知道第几句废话了）看情况，特别特别重要的或者比较有趣的会写（至于评判标准，看我心情等因素）。数据每一个应该都是会给的，至于别的看我心情（本来还想说看情况，想想还是算了），思考题的东西就写些我觉得比较有趣的，也可能会是我自己出的题，欢迎来讨论等。

今天的制流和分压其实也就是初中的东西，上课的时候基本没听进去，那图仅供参考，我也没有格点纸类似的，其实那图也就是上面的那些数据，大概描了个轮廓，凑合看看就行（包括那些数据，随便看看就行，也不是啥重要的东西，学过初联的应该都是或多或少有很深的印象的）。

至于霍尔效应，应该是比较重要的。字迹略有点潦草，凑合看看。那个x书上说的也不是那么清楚，我写的也没有那么清楚，因为写这玩意的时候我就是抄书的，很合理。那个对称法测量U的那个是比较重要的，虽然我写的比较小。还有就是Bx函数图像画的仅供参考，而且理应横过来，也懒得改了。然后IM那个图，当时因为写的比较急，是编的，我也不知道有多少可信度，认为是零其实就好了。

新增：实验报告内容详情（其实正常在中学阶段不太可能用到，用我老师的话来说，这玩意写好，你的大学导师会很开心的......）

2025年8月29日23：18：今天不行了，在备战42届，虽然炸了的话问题不大，但显然还是有不小的问题的。问题不大是我反正不是正式参赛，不小的问题叫可能会被骂死。

本来说今天要写的明天若有时间或后面有时间再说，先打算睡了。

这次学院争霸赛前六的东西，其实感觉相比线下活动等，这次给的算是比较少的一次，仅仅价值3000质子左右（之前寒假还是去年暑假，一关的奖励甚至和这其实就差不多了），之前蔡神见面会那次送了整整价值7～8千好像都上万了，的样子，甚至某位小朋友拿了两袋......要不是我走的早，我也高低顺个三袋好吧（开玩笑）。

别问我为啥有时间码这些，那本来说要写的起码得码个40分钟所以还是算了

2025年9月5日：各位包括我自己，明天预赛加油！（不多写了，我要睡了）

2025年8月30日：由于刚得知如果帖主42届预赛炸了的话会有大事，所以到9月起码10号左右再看看会不会把这几天缺的给补上，这几天就暂时没了（反正要看也够看一阵子了）

2025年9月11日：说好的10号左右再写也的确做到了，预赛不尽如人意（不然7号我就大概率把这写了），但问题也不是太大，要不然我今天也不会写了。

亥姆霍兹线圈那个数据随便看看就行，有兴趣一百多个数据自己可以处理处理（反正我是没有那个雅致了）

电桥就一初中的玩意，也是看看就行。

后续如果有实验内容，可能会写，现在帖主在学二轮（目前感觉比一轮确实刺激很多），如果有有趣的东西也可能会分享一下。

2025年9月13日：134都有人做出来再更后面的（做过的就不要来凑热闹了），2的话可以挑战一下，没学过二轮基本不可能整出来，学过二轮的又基本大概率做过，就比较尴尬。3再提示一句，这玩意不好做，那么它的平方再换个形式，会不会好一些呢？

再补充一下，学一轮的同学做1时，如果最后一步微分方程不会解，可以搜一下二阶微分方程的通解和特解类似的东西，如果实在有问题，可以问我，那这样2也能做了

2025年9月14日：没人做再给点提示

T1把时间先干掉再整理整理，用图中提示就换个元再整理整理就好了

T2好自为之，不把答案发出来我估计怎么提示都出不来

T3平方后把x方的平方改成x方加y方，变成二重积分，再联想一下极坐标。

T4能量写出来，用L做约束，用给出的方法就秒了

2025年9月18日：在某位同学的提醒下，想起来函数的误差保留是有表格可以去查的，加到正文中了。

难道没有任何同志想看任何东西？疑惑

2025年9月19日：各位复赛加油，稳住！

至于我么？做出一题就是一个奇迹，做出两题那就是奇迹中的奇迹，至于三题，说明物竞完蛋啦！

2025年9月20日：T3居然拿分了，但是来不及算完了，等我意识到等效电路前面一大段话唯一的有效信息时只剩三十分钟了......“同步”考个复赛，还被软禁了半天（除了看手机基本啥都可以干的的那种）......好在中午免费的伙食不错，算EFZ还有点良心。T6和蔡神犯了一模一样的错，成功爆零，神奇。T1不知为啥我一看到那速度三个分量平方和，第一时间想到的是能均分定理......

2025年9月26日：有啥想看的建议赶紧，估计12月及以后基本就别想了