- •Оглавление
- •Введение.
- •Семинар №1 статистические методы обработки опытных данных
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Мотивация цели
- •Подготовка к семинарскому занятию
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и формулы.
- •II. Основы теории ошибок и методы её практического применения для обработки экспериментальных данных
- •Абсолютная и относительная погрешности (ошибки).
- •Законы распределения случайных величин.
- •III. Расчет погрешности прямых измерений и доверительного интервала методом, основанным на определении средней квадратичной погрешности.
- •IV. Расчет погрешностей косвенных измерений.
- •3.Вычисляем абсолютные погрешности для каждого значения объёма:
- •V. Точность измерительных приборов.
- •VI. Графический метод представления результатов измерений.
- •VII. Упрощенный метод обработки результатов прямых измерений с использованием средней абсолютной погрешности.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Решение.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •Тесты 2-го уровня.
- •Семинар № 2 механические колебания и волны.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Подготовка к практическому занятию.
- •Теоретические сведения.
- •I. Основные понятия.
- •Основные законы теории колебаний и волн.
- •2.Затухающие колебания.
- •3. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
- •4.Механические волны.
- •5.Эффект Доплера.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образец решения задачи.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 3 акустика. Звук, ультразвук и инфразвук.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Мотивация цели
- •Звук. Виды звука.
- •2. Физические характеристики звука.
- •3. Характеристики слухового ощущения.
- •4. Закон Вебера-Фехнера.
- •5. Физика слуха: звукопроводящая и звукопринимающая части слухового аппарата. Теории Гельмгольца и Бекеши.
- •6. Звуковые методы исследования.
- •7. Ультразвук. Излучатели и приемники уз.
- •8.Особенности распространения уз-волны.
- •9. Действие ультразвука на вещество.
- •10. Использование уз в медицине.
- •11. Инфразвук (из) и его воздействие на человека.
- •12. Вибрации.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образец решения задачи.
- •Тесты самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 4 биоэнергетика и термодинамика биологических систем.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Мотивация цели.
- •Подготовка к практическому занятию.
- •Теоретические сведения.
- •I. Основные понятия.
- •II. Основные законы термодинамики.
- •1.Первое начало термодинамики.
- •2. Второе начало термодинамики.
- •3.Термодинамические функции.
- •4.Применение первого начала термодинамики в биологии.
- •5. Применение второго начала термодинамики в биологии. Уравнение Пригожина. Негэнтропия
- •6. Стационарное состояние биологической системы. Отличие стационарного состояния от равновесного. Теорема Пригожина.
- •7. Расширенный принцип Ле-Шатель. Адаптация и аутостабилизация живых систем. Типы перехода из одного стационарного состояния в другое.
- •Решите задачи.
- •Образец решения задачи. Условие задачи.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 5 биофизика клетки. Физические механизмы переноса
- •Вопросы для самоподготовки.
- •1. Назначение цитоплазматических мембран.
- •2. Физические методы изучения ультраструктуры биологических мембран.
- •4. Модели биологических мембран
- •5. Перенос молекул (атомов) через мембраны, уравнение Фика.
- •7. Разновидности пассивного транспорта через мембрану.
- •8. Активный транспорт. Физический механизм активного транспорта.
- •9. Транспорт через сложные биологические мембраны. Опыт Уссинга.
- •Образцы решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень
- •Семинар №6 рентгеновское излучение. Радиоактивность. Дозиметрия.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Основные формулы.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образцы решения задач.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень
- •Литература
- •302 026, Г. Орел, ул. Комсомольская, 95, тел. (4862) 74-45-08
II. Основы теории ошибок и методы её практического применения для обработки экспериментальных данных
Все физические явления и свойства характеризуются различными физическими величинами. Для науки и техники большое значения имеют количественные характеристики, полученные в процессе измерения. Измерить физическую величину - это значит найти опытным путём её значение с помощью специальных технических средства. В результате измерения данная физическая величина сравнивается с её значением (эталоном), условно принятым за единицу.
Все измерения делятся на прямые (или непосредственные) и косвенные.
Прямым измерением называется такое измерение, при котором значение измеряемой величины получают путем непосредственного сравнения с её мерой или с помощью соответствующего прибора.
Этим способом измеряют сравнительно небольшое число физических величин (измерение длины линейкой, время - секундомером, напряжение - вольтметром, температуру - термометром и др.).
Косвенным измерением называется такое измерение, при котором значение искомой величины рассчитывают по формуле с помощью известной зависимости между искомой величиной и величинами, определяемыми путем прямых измерений. Например, определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, определение удельного сопротивления цилиндрического проводника прямыми измерениями длины, диаметра поперечного сечения и электрического сопротивления проводника и др.
Различают истинное и действительное значение физической величины. Под истинным значением физической величины понимают ее значение, которое абсолютно верно отражало бы эту величину. Проводя измерения физической величины, мы никогда не можем получить абсолютно точно истинное ее значение.
Действительным значением физической величины называется ее значение, найденное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что для поставленной измерительной задачи может его заменить. Действительным значением измеряемой величины считают ее значение, полученное с помощью образцового прибора.
При измерении физических величин под действием самых разнообразных причин возникают погрешности измерений, т.е. отклонения результатов измерений от действительных значений искомых величин.
Погрешности, допускаемые при измерениях, принято делить на три типа: систематические, случайные и промахи (грубые ошибки).
Систематической погрешностью называют такую погрешность, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины одним и тем же методом и с помощью одних и тех же измерительных приборов.
Систематические погрешности появляются вследствие неисправности приборов (например, отклонение стрелки вольтметра или амперметра от нулевого деления при отсутствии тока), неточности метода исследований, каких - либо упущений экспериментатора, использование для вычислений неточных формул и т.д.
Систематические погрешности можно обнаружить только при внимательном и критическом отношении к состоянию и работе измерительных приборов, условиям измерения и получаемым результатам. Таким образом, систематические погрешности могут быть устранены или учтены.
Случайной погрешностью называется погрешность, которая обусловлена действием не поддающихся контролю многочисленных факторов, влияние которых невозможно учесть. Такие погрешности отличаются друг от друга в отдельных измерениях и носят случайную непредсказуемую величину. Методы определения случайных погрешностей рассматриваются в теории погрешностей, основанной на математической статистике и теории вероятностей, позволяющей по данным измерений вычислить наиболее вероятное значение измеряемой величины и оценить погрешность измерений.
Промах (грубая ошибка) - это такая погрешность измерения, которая оказывается значительно больше ожидаемых при данных условиях. Промах может возникнуть при небрежном выполнении измерений, неверно записанных показаний приборов, явном несоблюдении условий эксплуатации приборов и т.д. Промах можно интуитивно обнаружить, сравнивая числовые значения полученных результатов или их абсолютных погрешностей. Промахи должны быть исключены из результатов измерений.