ЗАПИСЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

§ 1. Таблицы

Старайтесь всегда записывать результаты измерений в виде таблиц. Такая запись компактнее и проще для чтения. Значения одной и той же величины лучше всего записывать в вертикальный столбик, ибо глазу легче сопоставлять цифры, расположенные столбиком. В начале каждого столбца напишите название или символ соответствующей величины и укажите единицу измерения. Для удобства следует придать единице измерения такой десятичный множитель, чтобы записываемые значения были заключены в интервале примерно от 0.1 до 1000.

Рассмотрим таблицу, которая представляет собой лишь начало большой таблицы значений модуля Юнга для разных материалов.

Модуль Юнга для железа равен 2.11·10¹¹ H·м^-2 . Рекомендуем вам пользоваться записью, при которой после физической величины просто ставят запятую и указывают единицу измерения – в данном случае 10¹¹ H·м^-2. Такая запись понятна и вряд ли может вызвать недоумение. Коль скоро единица измерения указана в начале столбца, нет необходимости повторять ее при каждом значении. Вообще следует избегать ненужных повторений. Это потеря времени, энергии и загромождение записи. Чем меньше второстепенного, тем легче увидеть главное.

§ 2. Запись измерений

Все результаты измерений следует записывать немедленно и без какой либо обработки.Из этого правила нет исключений. Не производите никаких – даже самых простых –арифметических расчетов в уме, прежде чем записать результат измерения. Допустим, например, что для получения тока в амперах показания амперметраследует делить на 2. Прежде всего, запишите показания прибора в делениях шкалы и не делите предварительно пополам. Почему следует так поступать, ясно: если при делении в уме вы допустите ошибку, то позже исправить ее уже не сможете.

При проведении и записи измерений хорошо проверить то, что вы записали, взглянув еще раз на прибор. Итак: посмотрите, запишите, проверьте.

Об обработке результатов будет подробно рассказано в последующих разделах, а здесь мы сделаем лишь общее замечание.

Очень плохо, когда проводят все новые и новые измерения, а их результаты обрабатывают лишь в конце эксперимента. При обработке части результатов нередко обнаруживается какое-либо расхождение, которое приводит к необходимости внести те или иные изменения в аппаратуру. Кроме того, сама работа часто ведется так, что одной серией результатов может определиться дальнейшее направление эксперимента.

И уж самое глупое, что можно сделать, – это разобрать сложную установку до того, как обработать результаты (так тоже случается).

§ 3. Избегайте переписывания

У многих студентов очень плохая привычка записывать результаты наблюдений сначала на клочке бумаги или в «черновой» тетради, затем переписывать их в «чистовую» тетрадь, а оригинал уничтожать. Против этого можно выдвинуть три возражения:

• это приводит к большой потере времени;
• при переписывании возможны ошибки;
• почти невозможно избежать отбора.

Последнее обстоятельство особенно важно, и его следует разобрать подробнее. В большинстве экспериментов используются не все данные измерения. Часто мы приходим к заключению, что некоторые из них либо не очень показательны, либо получены в неподходящих условиях, либо просто не имеют отношения к делу. Иными словами, мы отбираем. Все это совершенно правильно, если при отборе мы руководствуемся объективными критериями.

Но все первичные данные измерений надо обязательно сохранять. В дальнейшем может понадобиться и другой отбор. Во всяком случае, все экспериментальные данные должны быть налицо, чтобы и другие могли судить по ним о правильности произведенного отбора и о характере самих измерений.

Важная задача практического курса физики состоит в том, чтобы научить четкой и эффективной записи, и, прежде всего, нужно научиться записывать непосредственно измеряемые величины.

На первом этапе в этом вам помогут готовые формы таблиц, приводимые в описаниях работ, затем такие таблицы вы должны будете составлять самостоятельно. Постепенно вы накопите опыт, и дело пойдет на лад. И если ваша запись не будет выглядеть так красиво, как бы она выглядела после переписывания, не это важно. В записи красота, конечно, важна, но еще важнее ясность.

§ 4. Схемы

Есть древняя китайская пословица: «Один рисунок лучше тысячи слов». Важное значение схем в записях эксперимента и в отчетах об эксперименте вряд ли можно переоценить. Дополненная несколькими словами схема часто оказывается самым простым и самым хорошим способом объяснения идеи эксперимента, описания установки и введения обозначений.

Для примера приведем два разных описания одного и того же элемента установки для исследования колебаний пары связанных маятников.

Описание 1. К горизонтальному стержню в точках A и B привязана нить. К ней в точках P₁ и P₂ прикреплены скользящими узлами еще две нити, на которых подвешены шары S₁ и S₁. Длины участков AB, AP₁, BP₂ и P₁P₂ обозначены через a₁, y₁, y₂ и x. Расстояние от узла P₁ до центра шара S₁ равно l₁, а расстояние от узла P₂ до центра шара S₂ равно l₂. Связь между маятниками изменяем, изменяя расстояние x. Для этого узлы P₁ и P₂ перемещаем вдоль нити AP₁P₂B так, чтобы система оставалась симметричной, т.е. всегда y₁ = y₂.

Рис.1

Описание 2. Схема установки представлена на рис.1. AP₁P₂B– цельный отрезок нити, P₁ и P₂– скользящие узлы. Связь изменяем, изменяя х за счет перемещения узлов, причем y₁ = y₂.

Комментарии к этим описаниям излишни.

Схема не должна быть художественным или фотографически точным изображением установки. Она должна быть как можно проще, и на ней должно быть указано только то, что имеет отношение к эксперименту. Далее, хотя часто бывает полезно вычертить полную схему установки с приблизительным соблюдением масштаба, на других схемах без всяких колебаний следует сильно искажать масштаб, если это позволяет четче выявить ту или иную особенность.

§ 5. Что еще способствует ясности

Схемы и таблицы – это две формы записи, которые позволяют добиться большой ясности. Но следует приветствовать и все иное, что направлено к той же цели. Группы данных измерения разных величин необходимо разделять достаточно большими пробелами и каждой из них давать заголовок. Если серию измерений вы сводите к одному значению, скажем к среднему, то полезно его не только соответственно обозначить, но и подчеркнуть, или как-то иначе выделить. Вообще говоря, при ведении записи не нужно слишком экономить бумагу.

Привычка к исправлению цифр – враг ясности. Не заставляйте всякого, читающего ваши записи, да и себя тоже, по истечении некоторого времени ломать голову над исправленными цифрами. Лучше зачеркнуть неверные цифры и написать рядом правильно.