Introduction to Measurement in Physics - NFUF102

• Title: Úvod do fyzikálních měření
• Guaranteed by: Laboratory of General Physics Education (32-KVOF)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2022
• Semester: winter
• E-Credits: 1
• Hours per week, examination: winter s.:0/1, C [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. RNDr. Martin Vlach, Ph.D.

Annotation

Last update: Mgr. Hana Kudrnová (19.01.2018)

Úvod do fyzikálních měření ke kurzu fyzikálních praktik pro Bc. studenty Fyziky se zaměřením na vzdělávání.

Aim of the course

Last update: doc. RNDr. Martin Vlach, Ph.D. (23.06.2022)

Úvod do fyzikálních měření ke kurzu fyzikálních praktik. Fyzikální veličiny a jednotky, metody měření, chyby měření, zpracování experimentálních dat, vč. základů jejich statického vyhodnocení (metoda nejmenších čtverců a lineární regrese), grafické zpracování vybraných výsledů. Předmět je určen pro Bc. studenty Fyziky se zaměřením na vzdělávání.

Course completion requirements

Last update: doc. RNDr. Martin Vlach, Ph.D. (23.06.2022)

Podmínkou udělení zápočtu je alespoň 50% účast na semináři a vypracování 2 seminárních prací s daným termínem odevzdání.

Literature

Last update: doc. RNDr. Martin Vlach, Ph.D. (23.06.2022)

• M. Vlach: text k semináři (bude poskytnut).

• B. Sprušil, P. Zieleniecová: Úvod do teorie fyzikálních měření. SPN, Praha 1986.

• J. Brož a kol.: Základy fyzikálních měření I. SPN, Praha 1983.

• J. Englich: Úvod do praktické fyziky I, Matfyzpress, Praha 2006.

Teaching methods

Last update: doc. RNDr. Martin Vlach, Ph.D. (23.06.2022)

Seminář (forma podle aktuální epidemiologické situace).

Syllabus

English

Last update: Mgr. Hana Kudrnová (19.01.2018)

1. Physical quantities and their units basic concepts; physics quantities taxonomy; physical units; basal and derived units; SI system

2. Measurement methods

3. Measurement errors basic map of measurement deviations - blunders, systematic and random deviations; deviation nature and their sources; errors of measuring instruments; accuracy class of measuring instruments; writing of results

4. Random deviations of direct measurements probability; probability distribution; normal (Gaussian) distribution; mean value; standard deviation; probable error; limit error; estimation of mean value and standard deviation for definite number of measurements

5. Processing of direct measurement values ensemble standard deviation of mean; standard deviation for a little number of measurements; exclusion of blunders from values ensemble; total deviation of direct measurements

6. Deviations of indirect measurements random deviations of indirect measurements; total deviation of indirect measurements

7. Processing methods of measurement results of physical dependences least square method; linear regression; method of progressive measurements

8. Graphic processing of physical dependences

Czech

Last update: doc. RNDr. Martin Vlach, Ph.D. (23.06.2022)

• 0. Úvod do problematiky fyzikálního měření.

• 1. Fyzikální veličiny a jejich jednotky (základní pojmy); systematika fyzikálních veličin; jednotky fyzikálních veličin; jednotky základní a odvozené; soustava SI.

• 2. Metody měření (přímé, nepřímé, absolutní, relativní, kompenzační, substituční).

• 3. Chyby měření. Základní dělení chyb měření (hrubé, systematické, náhodné); zdroje a charakter chyb; chyby měřidel; třída přesnosti měřících přístrojů; zápis výsledků měření.

• 4. Nejistoty měření přímých měření, pravděpodobnost; rozdělení pravděpodobnosti; normální (Gaussovo) rozdělení; střední hodnota; rozptyl; směrodatná (standardní) odchylka/standardní nejistota; rozšířená nejistota; odhad střední hodnoty a standardní nejistoty pro konečný počet měření.

• 5. Zpracování souboru hodnot přímých měření - standardní nejistota aritmetického průměru; standardní nejistota pro malý počet měření; vyloučení hrubých chyb ze souboru dat; celková/kombinovaná nejistota přímých měření.

• 6. Nejistoty nepřímých měření.

• 7. Metody zpracování výsledků měření fyzikálních závislostí - metoda nejmenších čtverců, lineární regrese.

• 8. Grafické zpracování výsledků měření vybraných fyzikálních závislostí.