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1장 예비보고서 : 측정, 유효숫자, 오차
1. 목적
2. 원리 요약
3. 실험 구상
2장 결과보고서 : 측정, 유효숫자, 오차
1. 측정값 및 계산
2. 결과 및 토의
예비보고서 : 측정, 유효숫자, 오차
1.목 적
물리학에서는 질량, 길이, 시간 등의 물리량 (physical quantity) 들을 이용하여 세상의 이치를 설명하려 한다.실체가 있는 현상에서 물리량들을 측정함으로써 그 현상에 알맞는 이론을 수립하고 다시 현상을 관찰함으로써 이론을 검증하는 반복을 통해 물리학의 발전이 이루어져 왔다.
2.원리 요약
측정은 최대한 정확하게 한다. 측정 기구가 정밀할수록, 측정 경험이 쌓일수록 정확한 측정이 가능하다
측정의 정확도/신뢰도를 높이기 위해서는 여러 번 측정하여 평균을 취하는 방법을 쓰기도 한다.
측정값들은 우연오차 때문에 매번 측정할 때마다 다른 값을 얻게 되고 어떤 분포를 이룬다. 이러한 측정값들의 분포특성을 기술하기 위하여 이들을 대표할 수 있는 수치와 분포된 정도를 나타내는 척도가 필요하다
측정자료를 대표할 수 있는 수치로서는 최빈값, 중앙값 및 평균값 등을 사용한다.
최빈값은 측정자료들을 나열했을 때 빈도가 가장 많은 측정값이고, 중앙값은 측정값을 오름차순 혹은 내림차순으로 늘어놓았을 때 가장 가운데 있는 측정값을 의미한다.
평균값은 측정값들의 산술평균이다.한 물리량을 무한번 측정하여 얻은 평균값이 있다면 그 값은 진정한 평균값이며 진정한 측정값이라 할 수 있지만 이는 가능하지 않다.실제 실험에서는 n번 측정을 하여 평균값을 구하는데, n값이 커질수록 이 평균값은 진정한 측정값을 가리킬 확률이 높아질 뿐이다.확률통계분포를 생각해 볼 때 진정한 측정값은 평균값에서 얼마의 범위 안에 있다고 몇 %의 신뢰수준으로 이야기할 수 있다.95%의 신뢰수준으로는 평균값에서 “1.96 x 평균값의 표준편차” 내에 진정한 측정값이 존재한다고 말하고, 50%의 신뢰수준에서는 평균값에서 “0.6745 x 평균값의 표준편차” 내에 진정한 측정값이 존재한다고 한다.일반물리학실험에서는 50%의 신뢰수준으로 보고하는 것이 보통으로, 물리량을
여러 번 측정하여 측정값을 보고할 때는 확률오차를 이용하여 측정값평균값0.6745^표준오차처럼 나타낸다.
3.실험 구상
(1) 주어진 두 종류 자들을 사용하여 a4 용지의 가로와 세로를 각각 5회씩 측정하고 평균값, 표준오차를 구한다.
(2) a4 용지를 대각선으로 잘라 직각삼각형을 만든다.각 변의 길이를 5회씩 측정하여 평균값, 표준오차를 구하고, 피타고라스의 정리와 잘 맞는지 확인한다.
(3) (2)의 직각삼각형의 세 각들을 10회씩 측정하여 평균값, 표준오차를 구하고, 내각의 합을 구한다.
(4) (2)와 (3)의 결과값을 이용하여 직각이 아닌 한 각에 대해 sinθ 값이 잘 맞는지 확인한다.
결과보고서 : 측정, 유효숫자, 오차
1.측정값 및 계산
1) a4 용지 측정
눈금이 5mm 인 자 눈금이 1mm 인 자 가로 (mm) 세로 (mm) 가로 (mm) 세로 (mm) 1 297mm 210mm
297.5mm
211.2mm
2 299mm 212mm
297.4mm
211.1mm
3 298mm 211mm (이하 생략)
