Ważną dziedziną zastosowań komputerów jest wspomaganie dydaktyki. W
coraz szerszym zakresie wykorzystuje się je w laboratoriach fizycznych
do pobierania, przetwarzania i interpretowania informacji. Możliwość
wykonywania, za ich pomocą obliczeń, zarówno numerycznych, jak i
symbolicznych, tj. obliczeń, w których działania są wykonywane na
oznaczeniach literowych, tak jak to się dzieje w matematyce, powoduje,
że przestaje być istotna biegłość w rachunkach. Eksperymentator może w
większym stopniu skoncentrować się na technikach pomiarowych, a
zaoszczędzony czas poświęcić na wykonanie dodatkowych zadań pomiarowych
oraz głębszą analizę otrzymanych wyników. O przydatności komputerów do
obliczeń decyduje w głównej mierze jego oprogramowanie. Istnieje wiele
programów umożliwiających wykonywanie nie tylko obliczeń numerycznych,
lecz również symbolicznych. Do najpopularniejszych zaliczyć należy
takie programy jak: Mathematica, Maple, DERIVE oraz Mathcad. Na
szczególną uwagę, ze względu na swoje możliwości i stosunkowo niską
cenę, zasługuje program DERIVE [1, 2, 3]. W przedstawionym materiale
zaprezentowano na przykładach, zastosowanie programu DERIVE do
opracowania wyników pomiarów fizycznych. Analogiczne obliczenia można
wykonać za pomocą dowolnego programu algebry komputerowej. Kilka
przykładowych obliczeń wykonano za pomocą programu Mathematica [4, 5].
Opracowany materiał jest przeznaczony dla studentów mających w
programie studiów ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Spis treści:
1. Pomiary fizyczne
2. Funkcja rozkładu normalnego
3. Analiza wyników pomiarów wielkości prostych (bezpośrednio mierzonych) i ich niepewności
3.1. Wartość najbardziej prawdopodobna
3.1.1. Pomiary o jednakowej dokładności
3.1.2. Pomiary o niejednakowej dokładności
3.2. Niepewności wielkości bezpośrednio mierzonych
3.2.1. Pomiary o jednakowej dokładności
3.2.2. Pomiary o niejednakowej dokładności
3.3. Zaokrąglanie wyników pomiarów
3.4. Sprawdzanie wiarygodności wyników pomiarów
3.5. Metoda Studenta-Fishera
4. Krzywe regresji
4.1. Regresja liniowa
4.1.1. Pomiary o jednakowej dokładności
4.1.2. Pomiary o niejednakowej dokładności
4.2. Regresja nieliniowa
4.3. Regresja liniowa zależności nieliniowych
4.4. Współczynnik korelacji
4.5. Funkcje aproksymujące wbudowane do programu DERIVE
5. Niepewności wielkości złożonych (mierzonych pośrednio)
6. Optymalizacja układu pomiarowego
7. Analiza wymiarowa
DODATEK A: Stale fizyczne z programów DERIVE i Mathematica
DODATEK B: Wybrane funkcje z programów DERIVE i Mathematica
Literatura