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一、长度的测量总有误差
实验组几个同学用同一刻度尺测量同一本物理教科书的长度,测量结果是一样的吗?实际情况是:将他们各自的测量结果比较一下,会发现它们并不完全相同. 到底谁测量的更准确些?请暂不要争论,测量结果不同是很自然的事情,因为任何测量总有误差. 至于误差的大小,取决于各测量者的测量技术和测量工具.
二、长度的测量范围宽广
测量长度的常用工具有(钢)直尺、钢卷尺等. 用这些工具测量可准确测出0.1cm,要准确测出更小尺度,则需用游标卡尺、螺旋测微器(又叫千分尺)(图1)外,还可用光学显微镜、电子显微镜(图2)等精确度更高的测量仪器. 使用这些仪器不仅可测出细如毛发的物体的直径,还可测出是毛发直径千分之一或万分之一的物体的长度(见图3). 例如,用电子显微镜可测出钨(可做灯丝)原子的直径为2×10-10m,即20nm(nm是“纳米”的符号,1nm=10-9m,约相当于头发丝的一万分之一).
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/zxsb/zxsb200809/zxsb20080906-1-l.jpg)
现已研制出的隧道扫描显微镜(图4),还观测了许多原子分子. 用这种仪器的扫描探针可对表面进行纳米级加工(见图5).
人们利用科学的测量方法,还可以测量出极大的长度(如星星之间的距离). 例如,人们已准确测出光在真空中(即电磁波在真空中)的传播速度约为299792458m/s. 这个速度相当于每秒钟可绕地球赤道走7.5圈,是迄今为止人们所认识的物体运动的最大速度.
宇宙是无限广阔的,星星之间的距离十分遥远,如果用“米”做单位来表示星星之间的距离,将会出现很大的数字,即“天文数字”.为简化计数,人们用光在1年的时间内通过的距离作为长度的单位,叫做“光年”. 1光年约等于9.46×1015m. 如果我们乘超音速飞机,走完1光年的路程,大约需要80多万年,光年虽大比不过宇宙大.如果用光年来表示宇宙,那么银河系的直径就达1.3万光年,即光从银河系的一端走到另一端,也需要1万3千年.
三、长度的测量意义普遍
长义的测量具有非常普遍的意义,物理中许多测量都利用了长度的测量. 例如,用“刻度尺”就可以“测量”时间. 平常见到的大部分钟表就是将一个圆周均分成60等分,并标上刻度,这实际上就是一个圆形的刻度尺,人们就是按照指针走过的刻度的多少来确定时间的长短的.
利用“刻度”尺还可以“测量”物体的温度. 我们平常见到的酒精温度计、煤油温度计、水银温度计(含体温计),以及金属温度计、伽利略温度计等,实际上都是一个刻度尺. 在这刻度尺上,如果标上0℃和100℃,并在0℃与100℃之间分成100等份,每一等份就是1℃. 再根据温度计中液面在刻度尺上的高低,来判断物体温度的高低,这不就是用“刻度尺”来测量温度吗?
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/zxsb/zxsb200809/zxsb20080906-2-l.jpg)
在学习物理过程中,还要遇到测质量用的天平,测力用的测力计,测气压用的气压计(图6、图7)以及测电流用的电流表(图8)、测电压用的电压表(图9)等,它们都有一支“刻度尺”,因此可以说,几乎所有要测量的物理量,最后都是用刻度尺来计量的. 所不同的只是,有的刻度尺做成长条形,有的刻度尺做成圆形或圆弧形;有的刻度尺上直接标上长度,有的刻度尺上却标上其他要测量的物理量.
实验组几个同学用同一刻度尺测量同一本物理教科书的长度,测量结果是一样的吗?实际情况是:将他们各自的测量结果比较一下,会发现它们并不完全相同. 到底谁测量的更准确些?请暂不要争论,测量结果不同是很自然的事情,因为任何测量总有误差. 至于误差的大小,取决于各测量者的测量技术和测量工具.
二、长度的测量范围宽广
测量长度的常用工具有(钢)直尺、钢卷尺等. 用这些工具测量可准确测出0.1cm,要准确测出更小尺度,则需用游标卡尺、螺旋测微器(又叫千分尺)(图1)外,还可用光学显微镜、电子显微镜(图2)等精确度更高的测量仪器. 使用这些仪器不仅可测出细如毛发的物体的直径,还可测出是毛发直径千分之一或万分之一的物体的长度(见图3). 例如,用电子显微镜可测出钨(可做灯丝)原子的直径为2×10-10m,即20nm(nm是“纳米”的符号,1nm=10-9m,约相当于头发丝的一万分之一).
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现已研制出的隧道扫描显微镜(图4),还观测了许多原子分子. 用这种仪器的扫描探针可对表面进行纳米级加工(见图5).
人们利用科学的测量方法,还可以测量出极大的长度(如星星之间的距离). 例如,人们已准确测出光在真空中(即电磁波在真空中)的传播速度约为299792458m/s. 这个速度相当于每秒钟可绕地球赤道走7.5圈,是迄今为止人们所认识的物体运动的最大速度.
宇宙是无限广阔的,星星之间的距离十分遥远,如果用“米”做单位来表示星星之间的距离,将会出现很大的数字,即“天文数字”.为简化计数,人们用光在1年的时间内通过的距离作为长度的单位,叫做“光年”. 1光年约等于9.46×1015m. 如果我们乘超音速飞机,走完1光年的路程,大约需要80多万年,光年虽大比不过宇宙大.如果用光年来表示宇宙,那么银河系的直径就达1.3万光年,即光从银河系的一端走到另一端,也需要1万3千年.
三、长度的测量意义普遍
长义的测量具有非常普遍的意义,物理中许多测量都利用了长度的测量. 例如,用“刻度尺”就可以“测量”时间. 平常见到的大部分钟表就是将一个圆周均分成60等分,并标上刻度,这实际上就是一个圆形的刻度尺,人们就是按照指针走过的刻度的多少来确定时间的长短的.
利用“刻度”尺还可以“测量”物体的温度. 我们平常见到的酒精温度计、煤油温度计、水银温度计(含体温计),以及金属温度计、伽利略温度计等,实际上都是一个刻度尺. 在这刻度尺上,如果标上0℃和100℃,并在0℃与100℃之间分成100等份,每一等份就是1℃. 再根据温度计中液面在刻度尺上的高低,来判断物体温度的高低,这不就是用“刻度尺”来测量温度吗?
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在学习物理过程中,还要遇到测质量用的天平,测力用的测力计,测气压用的气压计(图6、图7)以及测电流用的电流表(图8)、测电压用的电压表(图9)等,它们都有一支“刻度尺”,因此可以说,几乎所有要测量的物理量,最后都是用刻度尺来计量的. 所不同的只是,有的刻度尺做成长条形,有的刻度尺做成圆形或圆弧形;有的刻度尺上直接标上长度,有的刻度尺上却标上其他要测量的物理量.