Обработка графического материала
Если формулу зависимости измеряемых величин записать в линейном виде, то по графику можно определить некоторые её параметры. Например, чтобы получить из экспоненты прямую, нужно её прологарифмировать. Так, вместо построим линейную зависимость
. Тогда легко определить величину
.
Для формулы получаем величину
как отсечку на оси
(где
) и тот же множитель
(рис.4). Поскольку экспериментальных точек много, берут для расчёта точки на прямой подальше друг от друга:
(угловой коэффициент прямой)
Рис.4
Если экспериментальные точки не легли чётко на прямую, то для определения углового коэффициента используют один из двух методов – метод парных точек или метод наименьших квадратов.
На графике метод парных точек выглядит следующим образом (рис.5):
Рис.5
Нумеруют точки (на рисунке их 6), делят пополам (с 1 по 3 и с 4 по 6) и соединяют попарно, точку 1 с точкой 4, 2 с 5, 3 с 6. Получаются три прямые в данном случае. Определяют угловой коэффициент для всех трёх прямых и усредняют его. Это и есть искомая величина . Всё это не обязательно делать графически, можно результаты измерений занести в таблицу в удобном виде. Для приведённого примера это будет выглядеть так:
Номера точек | ![]() | ![]() | Пары точек
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() | 1-4 | |||||
![]() | 2-5 | |||||
![]() | 3-6 | |||||
![]() | ||||||
![]() | ||||||
![]() |
а дальше, поскольку получилось несколько значений , вычисляем среднее и его погрешность, как для многократных прямых измерений.
Метод наименьших квадратов позволяет определить и и
наилучшим образом. Их значения вычисляются так, чтобы сумма квадратов отклонений измеренных значений от прямой была наименьшей.
Приводим формулы для расчёта этим способом.
,
.
Здесь и и
- обозначения усреднённых величин.