Physikalishes Grundpraktikum

Autor: Peter Schäfer

Diese Seite ist als Ergebnis einer jahrelangen Tätigkeit als Versuchsbetreuer im "Physikalischen Grundpraktikum" am Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin entstanden. Zahlreiche Diskussionen mit Studenten über grundlegende Fragen der Versuchsauswertung und Fehlerrechnung gaben dazu den Anlass und viele Anregungen.

Kommentare und Hinweise

Seit dem Wintersemester 2016/17 wird im Rahmen des Einführungskurses neben dem Versuch F1 - Fehlerverteilung nur ein weiterer Versuch, in diesem Fall der Versuch F3 - Fadenpendel, in zwei Teilschritten durchgeführt. Damit steht mehr Zeit für eine wesentlich ausfürlichere Vorbesprechung in Seminarform zur Verfügung. Auf den dabei gezeigten Folien sind auch weitere allgemeine Informationen und Hinweise zu Fragen der Versuchsauswertung enthalten.

Im Skript Physikalisches Grundpraktikum: Einführung in die Messung, Auswertung und Darstellung experimenteller Ergebnisse in der Physik sind an mehreren Stellen Ungenauigkeiten und Fehler enthalten. Die notwendigen Korrekturen ( Version zum Ausdrucken) und Ergänzungen sollten bei der Auswertung der Versuche berücksichtigt werden. Als gute Ergänzung kann auch das Script des Physikalischen Praktikums der TU-Muenchen Hinweise zur Beurteilung von Messungen, Messergebnissen und Messunsicherheiten empfohlen werden.

Da die Auswertung der experimentell gewonnenen Daten in den wenigsten Fällen noch von Hand (mit Rechenpapier, Taschenrechner oder ähnlichen Hifsmitteln) vorgenommen wird, ist die Wahl der verwendeten Software eine wichtige Entscheidung, die zu Anfang getroffen werden muss. An die zu nutzende Software sind einige Grundanforderungen zu stellen. Bei der Durchführung eines Experimentes ist die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse eine Grundanforderung. Man erwartet bei einer Wiederholung der Messung unter vergleichbaren Bedingungen im Rahmen der Messunsicherheit das gleiche Ergebnis. Die selbe Anforderung ist auch an die verwendete Software zu stellen. Das bedeutet:

Aus diesen Punkten lassen sich einige wesentliche Forderungen ableiten, die von der verwendeten Software zu erfüllen sind. Sieht man sich das für die Auswertung der Daten im Rahmen des Praktikum empfohlene Programm QtiPlot unter diesen Gesichtpunkten an, wird man feststellen, dass es keine der gestellten Anforderungen erfüllt. Darüber hinaus gibt es weitere Gründe, warum von der Nutzung von QtiPlot abzuraten ist.

Rechnet QtiPlot falsch?

Version zum Ausdrucken
Darin enthalten sind einige Anmerkungen zum mathematischen und statistischen Hintergrund der Methode der linearen Regression.

Alternative: Lineare Regression mit GnuPlot

Mit nur wenigen Schritten lässt sich die im Praktikum für die Auswertung vieler Versuche notwendige lineare Regression mit GnuPlot ausführen. Aber auch wesentlich komplexere Aufgaben lassen sich mit GnuPlot bearbeiten, wie die folgenden Beispiele zeigen.


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