由于儀器、觀測條件、環境等因素的限制,測量不可能無限精確,物理量的測量值與客觀存在的真實值之間總會存在著一定的差異,這種差異就是測量誤差。例如兩個同學都用正確的測量方法,認真、仔細地測量同一支鉛筆的長度,其結果也可能不完全相同。但是,一個物體的真實長度總是一定的,我們把物體的真實長度叫做真實值,測量所得的值是物體長度的近似值,叫做測量值,測量值與真實值的差就是測量誤差。
一般情況下,我們不能知道真實值到底是多少,所以也無法說出測量誤差的準確值,只能說出測量誤差的范圍。當刻度尺的長度大于被測物體的長度時,測量可以一次完成,如用厘米刻度尺一次測量一個小桌子的長,則測量誤差的范圍不會大于+0.5cm:用毫米刻度尺一次測量一支鉛筆的長,則測量誤差的范圍為±0.5mm。當刻度尺的長度小于物體的長度時,需要不斷移動刻度尺才能完成測量,則測量誤差也將增大。從觀測的原理、觀測所用的儀器及儀器的調整,到對物理量的每次測量。都不可避免地存在誤差。并貫穿于整個實驗的始終。
測量誤差產生的原因
測量工作的實踐表明,觀測值中存在測量誤差,或者說,測量誤差是不可避免的。產生測量誤差的原因,概括起來有以下三個方面:
(1)人的原因。由于觀測者的感覺器官的鑒別能力存在局限性,所以,對于儀器的對中、整平、瞄準、讀數等操作都會產生誤差。另外,觀測者技術熟練程度也會給觀測成果帶來不同程度的影響。
(2)儀器的原因。每一種測量儀器只具有一定的精確度,因此,使測量結果受到一定的影響。
(3)外界環境的影響。測量工作進行時所處的外界環境中的空氣溫度、風力、日光照射、大氣折光、煙霧等客觀情況時刻在變化,使測量結果產生誤差。
人、儀器和環境是測量工作得以進行的必要條件,但是,這些觀測條件都有其本身的局限性和對測量的不利因素。因此,測量成果中的誤差是不可避免的。 |