Қазақстан Республикасы ауылшаруашылығы министрлігі
Физикалық шамаларды өлшеу және математикалық өңдеу
жүктеу/скачать 0,63 Mb.
|
fizika zerthanal k zhum ska adistemelik nuskau
| Физикалық шамаларды өлшеу және математикалық өңдеу
Материалдық объектілердің қандай да бір нақты қасиеттері физикалық шамалармен сипатталатыны белгілі. Мысалы, заттың сыну көрсеткіші жарықтың бір ортадан екінші ортаға өткенде таралу жылдамдығының өзгеру қасиетін сипаттайды. Табиғаты бөлек материалдық объектілердің бірдей қасиеттері физикалық шамалардың әртүрлі сандық мәндерімен ерекшелінеді. Нақты физикалық шаманың тек сандық мәндерін өзара салыстыруға болады. Мысалы, жарықтың вакуумдегі таралу жылдамдығы жуықтап алғанда 300 000 000 м/с, ал дыбыстың ауада таралу жылдамдығы 340 м/с. Физикалық шамаларды тәжірибелік жолмен анықтауда, бағалауда, салыстыруда өлшеу әдістемесінің орны ерекше. Өлшеу - физикалық эксперименттің құрамдас бөлігі. Өлшенетін шаманың сандық мәнін бірлік ретінде алынған үлгімен (эталонмен) салыстыру үрдісі өлшеуіштер мен құралдар арқылы орындалады. Физикалық шаманы өлшеу орындалу сипатына қарай екіге бөлінеді: 1. Тура (тікелей) өлшеу – ізделінген физикалық шаманы арнаулы құралдар мен аспаптар көмегімен бірнеше рет өлшеу. Бұл мақсатта алдын-ала нақты бірліктермен градуирленген салыстырмалы өлшеу құралы қолданылады. Мысалы, ұзындықты масштабты сызғышпен, штангенциркульмен, микрометрмен өлшеу; уақытты секундомермен, хронографпен, сағатпен өлшеу; массаны аналитикалық таразымен, иінді таразымен, электронды таразымен өлшеу; температураны сынапты термометрмен, электронды термометрмен, термопарамен өлшеу; т.с.с. 2. Жанама өлшеу – ізделінген шаманың мәнін тікелей өлшенген бірнеше әртүрлі физикалық шамалардың арасындағы функционалдық тәуелділіктер арқылы есептеу. Көптеген жағдайда, эталондық немесе салыстыру құралының болмауынан немесе өлшеу дәлдігінің жетілмегеніне байланысты ізделінген шаманы бағалау мүмкін болмайды. Мысалы, бірқалыпты түзу сызықты қозғалыстағы дененің кинетикалық энергиясы формуласынан оңай анықталады. Мұнда дененің кинетикалық энергиясы және жылдамдығы жанама өлшенген шама болып табылады. Дененің жылдамдығы жүрілген жол және қозғалыс уақыты арқылы есептеледі, яғни дененің массасы, дененің жүрген жолы және қозғалыс уақыты - тура өлшенген шамалар. Таңдап алынған бірліктер жүйесінде өлшеу нәтижелері нақты сандармен өрнектеледі. Қандай да бір шаманы жеткілікті дәл анықтау мақсатында бірнеше рет өлшеу барысында жеке өлшенген мәндердің аздап болса да айырмашылығы бар екенін байқауға болады. Өлшеу шаралары қаншалықты нақты орындалғанмен физикалық шаманың абсолют мәнін табу мүмкін емес, яғни өлшеу қателіксіз болмайды. Өлшеу жұмыстары нақты физикалық шаманың сандық мәнін анықтаудан және кездесетін қателіктерді бағалаудан тұрады. Өлшеу барысында эталондық немесе салыстырмалы құралдар мен аспаптардың дәлдік деңгейіне қарай шаманың жуық мәні анықталады. Өлшеу процесінде кездесетін қателіктер жүйелік, кездейсоқ және дөрекі болып бөлінеді. 1. Жүйелік қателіктер алдын-ала белгілі себептермен (тәжірибе әдістемесінің жеткіліксіз болуы, өлшеу тәсілінің, өлшеу құралының жетілмегендігі, т.с.с.) шартталады. Жүйелік қателіктерді анықтауда ешқандай жалпы ереже жоқ, олардың пайда болу себептері әртүрлі факторларға байланысты арнайы зерттеуді қажет етеді. Жүйелік қателіктерді толығымен ескермеуге болмайды, тәжірибе әдістемесін жетілдіру арқылы азайтуға болады. Сәйкесінше, нақты бір шаманы бірнеше рет өлшеу барысында қателіктің жүйелі түрде қайталанатыны ескеріліп, өлшенген шаманың сандық мәні түзетіліп отырылады. 2. Кездейсоқ қателіктер әрбір жеке өлшеу кезінде себептері алдын-ала болжанбаған, күтілмеген өзгерістермен шартталады. Кездейсоқ қателіктер өлшеу барысында байқала қоймайтын, жеке дербес әсерлері елеусіз көп мөлшерлі факторлардың жиынтығы болып табылады. Кездейсоқ қателіктер толығымен жойылмайды, оларды өлшеу нәтижелерінің әр мәнінен алып тастау мүмкін емес, бірақ ықтималдық теориясының әдістерін қолдана отырып, өлшенетін шаманың ақиқат мәнін бағалауда шаманы бірнеше рет қайталап өлшеу арқылы қателіктің ықпалын ескеруге, өлшеу дәлдігін арттыруға болады. 3. Дөрекі қателіктер (байқамай жіберілетін) көп ретті өлшеу кезінде тәжірибе жүргізушінің ұқыпсыздығынан, өлшеу аспаптары мен әдістерін дұрыс игермегендігінен, өлшемдерді дұрыс жазбаудан, тәжірибе мақсатын толық түсінбегеннен, сонымен бірге, өлшеу құралының кенеттен бұзылуынан туындайды. Нәтижесінде көп ретті қайталанып өлшенген шамалар қатарында басқалардан анағұрлым алшақ мәндер пайда болады. Өрескел қателіктер өлшеу нәтижелерін математикалық өңдеу кезінде бірден байқалады. Мүмкін болған жағдайда шама қайтадан өлшенеді, немесе есептеу амалдарынан алынып тасталады. Зертханалық жұмыстарда қайталап өлшеу арқылы ықтималдық теориясының заңдылықтарымен сипатталатын кездейсоқ қателіктерді ескере отырып, шаманың ақиқатты мәнін қамтитын сенімділік шекарасын анықтауға, сәйкесінше тәжірибенің орындалу сапасын, дәрежесін бағалауға болады. Баяндалған жағдайларды ескере отырып, өлшеу нәтижелерін математикалық өңдеу әдістерін қарастырайық. Зертханалық жұмыстарда қайталап өлшеу арқылы ықтималдылық теориясының заңдылықтарымен сипатталатын кездейсоқ қателіктерді ескере отырып, шаманың ақиқатты мәнін қамтитын сенімділік шекарасын анықтауға, сәйкесінше тәжірибенің орындалу дәрежесін бағалауға болады. Жоғарыда баяндалған жағдайларды ескере отырып, өлшеу нәтижелерін математикалық өңдеу әдістерін қарастырайық. жүктеу/скачать 0,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|