大学物理实验中的测量误差以及相对精确度

在一定条件下，某一物理量所具有的客观大小称为真值。测量的目的就是力图得到真值。由于受测量方法、测量仪器、测量条件以及观测者水平等多种因素的限制，测量结果与真值之间总有一定的差异，即总存在测量误差。设测量值为x，相应的真值为x0，测量值与真值之差Δx

称为测量误差，又称为绝对误差，简称误差。

误差存在于一切测量之中，测量与误差形影不离，分析测量过程中产生的误差，将影响降低到最低程度，并对测量结果中未能消除的误差作出估计，是实验测量中不可缺少的一项重要工作。

绝对误差与真值之比的百分数称为相对误差，用E表示，即

由于真值无法知道，所以计算相对误差时常用x代替x0。在这种情况下，x可能是公认值，或高一级精密仪器的测量值，或测量值的平均值。相对误差用来表示测量的相对精确度，相对误差用百分数表示，保留两位有效数字。(www.xing528.com)

实验中要用误差分析的方法来指导实验的全过程，包括以下两个方面：

①为了从测量中正确认识客观规律，必须分析产生误差的原因和性质，正确地处理测量数据，尽量消除、减小误差，确定误差范围，以便能在一定条件下得到接近真值的结果。

②在设计一项实验时，先对测量结果确定一个误差范围，然后用误差分析方法来合理选择测量的方法、仪器和条件，以便能在最有利的条件下，获得恰到好处的预期结果。

哈勃太空镜因它拍摄的美丽太空图像而闻名，被公认是美国宇航局最伟大的成就之一。然而，它在升空之后就遇到了不小的挫折。太空镜发回的第一张照片非常模糊，原因是太空镜的主镜片太平了。误差其实也不大——只有2.2μm，相当于人类头发丝直径的1/50。然而，这一点小小的误差却足以导致整个计划失败。一种理论认为，用于测试镜面的某仪器上的一个油漆斑导致了测量差错。幸运的是，科学家们设法在1993年纠正了错误，通过安装COSTAR修正光学组件修复了主镜片的屈光度。