談高中物理實(shí)驗(yàn)中的理論值與實(shí)驗(yàn)值

摘 要：高考物理實(shí)驗(yàn)試題中經(jīng)常會(huì)有實(shí)驗(yàn)誤差分析，常涉及到理論值和實(shí)驗(yàn)值分析，有時(shí)還會(huì)提及到一個(gè)待測(cè)物理量真實(shí)值的概念，好多學(xué)生分不清楚這幾個(gè)值有什么區(qū)別，特別是理論值，不知道從哪個(gè)角度分析.本文結(jié)合近期物理試題談?wù)勎锢韺?shí)驗(yàn)中的理論值、真實(shí)值和實(shí)驗(yàn)值如何產(chǎn)生，以及這幾個(gè)值差別產(chǎn)生原因，旨在讓學(xué)生掌握其分析方法.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；理論值；實(shí)驗(yàn)值

中圖分類號(hào)：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1008-0333（2023）06-0077-03

高中物理實(shí)驗(yàn)試題中經(jīng)常有理論值和實(shí)驗(yàn)值分析，有時(shí)還會(huì)涉及到真實(shí)值和測(cè)量值的概念.好多學(xué)生分不清楚什么是理論值、實(shí)驗(yàn)值、真實(shí)值和測(cè)量值，其實(shí)之所以產(chǎn)生這幾個(gè)概念是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中存在誤差，如果沒(méi)有測(cè)量誤差，也就不存在這些概念的區(qū)別.本文結(jié)合近期物理試題談?wù)勎锢韺?shí)驗(yàn)中誤差的產(chǎn)生原因，以及這幾個(gè)值的差別.

真實(shí)值：物理量在客觀上存在的真實(shí)數(shù)值，稱為真實(shí)值.由于真實(shí)值也是用儀器測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)信息，仍需借助于函數(shù)關(guān)系獲得物理量數(shù)據(jù)信息，所以這些計(jì)算均有誤差.因此可知，真實(shí)值為理想化的詞匯，只可能是相對(duì)真實(shí)數(shù)值，不可能確切知道其準(zhǔn)確數(shù)值.

實(shí)驗(yàn)值：實(shí)驗(yàn)中測(cè)算的數(shù)值被視為實(shí)驗(yàn)值.物理實(shí)驗(yàn)中，物理量必須借助于測(cè)量而獲取.基于測(cè)量方式差異，具體有直接測(cè)量、間接測(cè)量?jī)煞N類型.直接測(cè)量，即被測(cè)量物理量是基于測(cè)量?jī)x器直接讀取，所以直接測(cè)量數(shù)據(jù)指的是直接讀取得到的數(shù)據(jù)信息，例如使用彈簧測(cè)力計(jì)可以測(cè)算力的數(shù)據(jù)，刻度尺可以測(cè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)等，這些讀數(shù)結(jié)果就是物理量的數(shù)值.

間接測(cè)量是指被測(cè)量的物理量不是從測(cè)量?jī)x器里獲取的數(shù)值，是借助于多個(gè)直接測(cè)量的物理量，再應(yīng)用相應(yīng)的物理規(guī)律計(jì)算獲取的數(shù)值.例如我們?cè)诮虒W(xué)中所涉及的測(cè)量一個(gè)電阻的阻值時(shí)，會(huì)借助于伏安法來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)算，首先我們會(huì)測(cè)量通過(guò)電阻的電流、電壓，之后，借助于歐姆定律來(lái)核算出電阻數(shù)值.客觀而言，大多數(shù)物理量都是間接測(cè)量.當(dāng)然，有的既可以用直接測(cè)量，也可以間接測(cè)量，如電阻，既可以用歐姆表直接測(cè)量，也可以用伏安法間接測(cè)量其大小.

理論值：題目中會(huì)給出一些物理量，根據(jù)物理學(xué)的定律、定理之類的對(duì)物理量進(jìn)行純數(shù)學(xué)計(jì)算得出物理量的數(shù)值，它在實(shí)驗(yàn)中常常用來(lái)替代真實(shí)值，就比如在告訴高度和重力加速度數(shù)值前提下，利用公式h=12gt2，可計(jì)算出某一小球從此高度自由下落到達(dá)地面所用的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是理論值.而實(shí)驗(yàn)值是通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段，如用秒表直接測(cè)量物體下落這個(gè)過(guò)程所用的時(shí)間.下面結(jié)合近幾年物理試題進(jìn)一步談?wù)勥@幾個(gè)值如何得到.

從以上分析可以看出，測(cè)量值（或稱實(shí)驗(yàn)值）一定要依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)獲得，理論值要依靠理論推導(dǎo)，有時(shí)要加上誤差修正，利用原理式找到測(cè)量值與真實(shí)值關(guān)系式，從而計(jì)算出真實(shí)值大小，此真實(shí)值由理論推導(dǎo)而來(lái)，也可以稱為理論值.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 孫鐵斌.談驗(yàn)證力的平行四邊形定則理論值與實(shí)驗(yàn)值［J］.物理教師，2016（9）：57-59.

［責(zé)任編輯：李 璟］

收稿日期：2022-11-25

作者簡(jiǎn)介：劉麗娟（1975.8-），女，江蘇省徐州人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.