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
sex:jak-na-to [2022/09/05 20:32]
Josef Trojan [Základní aspekty řešení]
sex:jak-na-to [2022/09/05 23:25] (aktuální)
Josef Trojan [Základní aspekty řešení]
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 30: Řádek 26:
 === Úvahy a teoretické výpočty === === Úvahy a teoretické výpočty ===
   * V této části by měly být rozvíjeny myšlenky a základní vztahy zmíněné v úvodu.    * V této části by měly být rozvíjeny myšlenky a základní vztahy zmíněné v úvodu. 
-  * Ze všeobecně známých poznatků se snaží řešitel odvodit důsledky pro svůj experiment. To znamená, že ze všeobecně známých poznatků máte odvodit důsledky pro svůj experiment. Typicky je to např. odvození rovnice, podle které se bude fyzikální systém při experimentu chovat. +  * To znamená, že ze všeobecně známých poznatků máte odvodit důsledky pro svůj experiment. Typicky je to např. odvození rovnice, podle které se bude fyzikální systém při experimentu chovat. 
-  * Občas však zadáváme experimenty, kde jsou teoretické výpočty příliš obtížné či dokonce nemožné. V tom případě doporučujeme sepsat úvahy, jak se asi bude systém chovat, a co od něj očekáváte.+  * Občas však zadáváme experimenty, kde jsou teoretické výpočty příliš obtížné či dokonce nemožné. V tom případě sepište úvahy, jak se asi bude systém chovat, a co od něj očekáváte.
  
 === Popis uspořádání experimentu === === Popis uspořádání experimentu ===
   * Toto je velmi důležitá část řešení a nesmí být ošizená! V této kapitole popisujete pomůcky použité v experimentu a metodu měření.    * Toto je velmi důležitá část řešení a nesmí být ošizená! V této kapitole popisujete pomůcky použité v experimentu a metodu měření. 
   * Tam, kde je to relevantní, měly by být kvantitativně uvedeny parametry použitých pomůcek (např. je fajn uvést hmotnost závaží kyvadla a hmotnost lanka, i kdybychom pracovali v aproximaci matematického kyvadla - má to důsledky do diskuze, kde musíme posoudit, jestli aproximace matematického kyvadla byla korektní).    * Tam, kde je to relevantní, měly by být kvantitativně uvedeny parametry použitých pomůcek (např. je fajn uvést hmotnost závaží kyvadla a hmotnost lanka, i kdybychom pracovali v aproximaci matematického kyvadla - má to důsledky do diskuze, kde musíme posoudit, jestli aproximace matematického kyvadla byla korektní). 
-  * Provedení experimentu musí být podrobně popsáno. Podle tohoto popisu musí být možné zopakovat měření. Pokud není jasné, s jakými pomůckami se pracovalo (+ parametry pomůcek, kde to má smysl) a jakou metodou se měřilo, nedávejte plný počet bodů. +  * Provedení experimentu musí být podrobně popsáno. Podle tohoto popisu musí být možné zopakovat měření. Pokud není jasné, s jakými pomůckami se pracovalo (+ parametry pomůcek, kde to má smysl) a jakou metodou se měřilo, nemůžete dostat plný počet bodů.
   * V této části je taktéž možné diskutovat nepřesnosti použitých měřicích přístrojů.    * V této části je taktéž možné diskutovat nepřesnosti použitých měřicích přístrojů. 
  
Řádek 43: Řádek 39:
   * Většina fyzikálních experimentů přímo vybízí k tomu, aby výsledky byly prezentovány graficky (měříme závislost něčeho na něčem).    * Většina fyzikálních experimentů přímo vybízí k tomu, aby výsledky byly prezentovány graficky (měříme závislost něčeho na něčem). 
   * Osy grafu musí být popsané i s jednotkami.   * Osy grafu musí být popsané i s jednotkami.
-  * Body v grafu nespojujte lomenou čarou. Taková lomená čára nemá žádný fyzikální význam, jednotlivá měření jsou zatížena chybami. Samozřejmě existují výjimky, například záznam z obrazovky osciloskopu nebo spektrální analýza, které berte na zřetel+  * Body v grafu nespojujte lomenou čarou. Taková lomená čára nemá žádný fyzikální význam, jednotlivá měření jsou zatížena chybami. Samozřejmě existují výjimky, například záznam z obrazovky osciloskopu nebo spektrální analýza.
   * Taktéž by v této části měly být z naměřených dat určeny nebo spočítány klíčové výsledky (např. směrnice fitující přímky) i s chybami.    * Taktéž by v této části měly být z naměřených dat určeny nebo spočítány klíčové výsledky (např. směrnice fitující přímky) i s chybami. 
   * Podrobnější návod ke grafickému zpracování naměřených dat naleznete na stránce Základy grafického zpracování dat.   * Podrobnější návod ke grafickému zpracování naměřených dat naleznete na stránce Základy grafického zpracování dat.
  
 === Diskuze === === Diskuze ===
-  * 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 zamyslete nad věrohodností výsledků, nad systematickými chybami ovlivňujícími přesnost měření. Pokud nespočítáte nejistotu měření v předchozí části, udělejte to tady. Musíte si uvědomit, 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+  * Pokud nedokážete spočítat nejistotu výsledku, pokuste se ji alespoň odhadnout. 
 +  * Můžete samozřejmě navrhnout další experimenty, které by rozvinuly vaši práci či poskytly přesnější výsledky.
  
 === Závěr == === Závěr ==
Řádek 57: Řádek 54:
   * 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]] (studijní text k FO).+** 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 65: Řádek 62:
  
  
-===== 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). 
  

Pořadatelé a partneři

Pořadatel

Pořadatel MSMT_logotyp_text_cz

Generální partner

Partner

Partner

Mediální partner


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