Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

Odkaz na výstup diff

Obě strany předchozí revize Předchozí verze
Následující verze
Předchozí verze
Poslední revize Obě strany příští revize
sex:jak-na-to [2022/09/05 20:27]
Josef Trojan [Grafické zpracování dat pomocí programu GNUPLOT]
sex:jak-na-to [2022/09/05 21:28]
Veronika Hendrychová [Vypracování experimentální úlohy]
Řádek 1: Řádek 1:
 ====== Vypracování experimentální úlohy ====== ====== Vypracování experimentální úlohy ======
- 
-Experimenty jsou nedílnou součástí fyziky. Ve vědě je experiment úzce spjatý s teoretickým bádáním, vyvrací nebo potvrzuje naše představy o světě,  inspiruje a dává podněty k novému výzkumu a inspiruje. Z toho důvodu ve FYKOSu zadáváme v každé sérii i jednu experimentální úlohu (obyčejně za 12 bodů). 
  
 ===== Jak na to? ===== ===== Jak na to? =====
Řádek 9: Řádek 7:
   * [[sex:zpracovani| Základy grafického zpracování dat ]]     * [[sex:zpracovani| Základy grafického zpracování dat ]]  
   * [[sex:gnuplot| Grafické zpracování dat a automatizace měření pomocí programu GNUPLOT ]]     * [[sex:gnuplot| Grafické zpracování dat a automatizace měření pomocí programu GNUPLOT ]]  
-  * [[#Vyhodnocení a diskuse chyb měření.]] 
-  * [[#Automatizace zpracování měření pomocí gnuplotu.]] 
  
 ---- ----
Řádek 50: Řádek 46:
   * V této části se máte zamyslet nad věrohodností výsledků, nad systematickými chybami ovlivňujícími přesnost měření. Pokud nespočítáte nejistotu měření v předchozí části, měl by to udělat tady. Musíte si uvědomovat, co limituje přesnost jeho měření.    * V této části se máte zamyslet nad věrohodností výsledků, nad systematickými chybami ovlivňujícími přesnost měření. Pokud nespočítáte nejistotu měření v předchozí části, měl by to udělat tady. Musíte si uvědomovat, co limituje přesnost jeho měření. 
   * Dále byste měli porovnat výsledky experimentu se svými teoretickými úvahami a výpočty a jestli je to možné, tak i s hodnotami z tabulek či z vědeckých publikací.    * Dále byste měli porovnat výsledky experimentu se svými teoretickými úvahami a výpočty a jestli je to možné, tak i s hodnotami z tabulek či z vědeckých publikací. 
-  * Můžete samozřejmě navrhnout další experimenty, které by rozvinuly vaši práci či poskytly přesnější výsledky+  * Můžete samozřejmě navrhnout další experimenty, které by rozvinuly vaši práci či poskytly přesnější výsledky.
  
 === Závěr == === Závěr ==
Řádek 57: Řádek 53:
   * Stačí pár vět, závěr by měl vypíchnout opravdu jen to nejdůležitější.    * Stačí pár vět, závěr by měl vypíchnout opravdu jen to nejdůležitější. 
  
 +** Podrobnější výklad, komentář, návody a příklady naleznete v doporučené literatuře, např. [[http://fo.cuni.cz/texty/mereni.pdf|B. Vybíral: Zpracování dat fyzikálních měření]] (FO). **
  
 ===== Jak dostat za experimentálku bonusový bod? ===== ===== Jak dostat za experimentálku bonusový bod? =====
Řádek 64: Řádek 61:
  
  
-===== Vyhodnocení a diskuse chyb měření ===== 
- 
-V této části již předpokládáme znalost statistického zpracování (výpočet aritmetického průměru a směrodatné odchylky). Mnohdy je však nezbytné s naměřenými hodnotami (tzn. $\mathrm{hodnota\pm chyba\;s\;jednotkou}$) a výsledky statistického zpracování dále počítat. Ve škole se příslušná látka zpravidla označuje //počítání s neúplnými čísly//. Jen v případě, že veličiny vystupují ve fyzikálním vztahu v násobení či dělení a jsou zatíženy malými relativními chybami, lze využít zákon o sčítání malých relativních chyb (viz [[doc:gp_ukazka.zip|ukázka z protokolu.rtf]]). Při sčítání/odčítání veličin lze uplatnit zákon o sčítání absolutních chyb. Nejobecněji lze chybu výsledku vyhodnotit lineárním či kvadratickým zákonem sčítání chyb, kde váhy veličin představují parciální derivace vztahu podle dané veličiny v bodě určeném středními hodnotami ostatních veličin.  
- 
-V každém případě je vždy nutné uvádět naměřenou hodnotu (střední hodnotu, nejpravděpodobnější hodnotu, aritmetický průměr) s možnou chybou měření (polovina či celý násobek nejmenšího dílku stupnice, výběrová směrodatná odchylka), která může být v odůvodněných případech bezpečně a rozumně nadsazena. Totéž platí pro výsledek experimentu, který má dobrý smysl jen s chybou měření, která kvantitativně charakterizuje přesnost vašeho měření. 
- 
-$$ veli\check{c}ina = \mathrm{(st\check{r}.\,hodnota\pm chyba)\,jednotka} $$ 
- 
-Při zhodnocení přesnosti měření se zamýšlíme nad zdrojem chyb (který se případně můžeme pokusit eliminovat či snížit). Chyby běžně klasifikujeme na statistické a chyby fitu, na možné chyby měření dané přesností měřidla (třídou přesnosti přístroje, polovinou nejmenšího dílku stupnice) či bezpečně nadsazené zkušeným experimentátorským okem, systematické chyby s původem v chybném měřidle, ve způsobu měření či v nepřesné teorii; dále náhodné chyby (náhodná okolnost při měření způsobí neobvyklou odchylku naměřené hodnoty) a hrubé chyby (veliká odchylka způsobená neopatrností, nešikovností experimentátora apod.), které zpravidla ihned vyloučíme a zpracování znovu provedeme, a nakonec zpravidla chyba výsledku, která byla určena vhodnými metodami při výpočtu přenosu chyb z více veličin na základě fyzikálních vztahů, kde tedy rozhoduje matematicko-fyzikální citlivost hledané veličiny na změřeném parametru. 
- 
-Podrobnější výklad, komentář, návody a příklady naleznete v doporučené literatuře, např. [[http://fo.cuni.cz/texty/mereni.pdf|B. Vybíral: Zpracování dat fyzikálních měření]] (studijní text k FO). 
-===== Automatizace zpracování měření pomocí gnuplotu ===== 
- 
-Představte si, že v rámci nějakého projektu musíte několikrát opakovat a zpracovávat určité měření, vždy s jedinečným hledaným výsledkem. (Např. Pepíček chce provádět měření několikrát do roka, aby zjistil, jak guma v jeho praku slábne.) Let projektilu, tzn. naměřenou závislost //s//(//t//) tedy uložíte každou zvlášť nejlépe v souboru stejného jména, ale v různých adresářích, kam do každého můžete snadno přikopírovat dávkový soubor obsahující příkaz 
- 
-''c:\gnuplot\bin\wgnuplot.exe c:\MUJ_PRAK\zpracuj.gp'' 
- 
-zároveň se správnou cestou k modulu gnuplotu a k vašemu skriptu pojmenovanému ''zpracuj.gp''. Ten bude obsahovat sérii vhodných příkazů jako výše, případně dalších přímých výpočtů, jejichž výsledkem je nalezení hledaných hodnot (parametrů). Jestliže byste v terminálu gnuplotu ručně zadávali stále stejnou posloupnost příkazů (mohou-li parametry a jména souborů zůstat stejná), můžete si zjednodušit práci a napsat danou posloupnost jen jednou do skriptu a ten pak postupně spouštět gnuplotem -- výsledek bude stejný. Užitečné příkazy jsou shrnuty ve {{:sex:gp-zaklady.pdf|stručném návodu}}; k úspěšnému využívání skriptů je třeba programátorská zručnost, důvtip a zpočátku trpělivost při zkoušení. Odměnou je zajímavé efektivní využití počítače ke zjednodušení práce. Účastníci soustředění dostanou možnost vyzkoušet si automatizované zpracování v rámci experimentálního odpoledne. Pro čtenáře tohoto úvodu jsme připravili malý [[doc:gp_ukazka.zip|příklad]] (s jiným problémem) pro inspiraci -- stáhněte si a rozbalte soubor, spusťte oba ''*.bat'' soubory, čímž se vytvoří další soubory v adresáři, a všechny soubory si prostudujte, zejména jejich strukturu a funkci v rámci celku. Příkazy ze skriptů si poté můžete vyzkoušet postupně zadat ručně do terminálu gnuplotu, který spustíte programem ''wgnuplot.exe'' (u samotného ovšem nefunguje příkaz ''help''). 
- 
-Máte-li enormní zájem využívat gnuplot a nepodařilo-li se vám po dlouhém snažení ani samostudiu vyřešit nějaký problém, konzultanti z FYKOSu se vám pokusí poradit -- pak jim zašlete všechny soubory, skripty, dávkové soubory, data apod. a dostatečně upřesněte vysněný cíl. K tomuto účelu jsou organizátoři automaticky zcela k dispozici účastníkům na soustředění (v rámci experimentálního odpoledne). 
  
-V případě potřeby se také můžete obrátit na nás a konzultovat s námi. V tom případě je nejlepší se obrátit na <person id="662">Jirku</person>. 

Pořadatelé a partneři

Pořadatel

Pořadatel MSMT_logotyp_text_cz

Generální partner

Hlavní partner

Partner

Mediální partner


Created with <love/> by ©FYKOS – webmaster@fykos.cz