Основные требования, предъявляемые к построению графиков

При построении графиков нужно придерживаться ниже перечисленных правил.

1. Графики аккуратно (карандашом) строятся на специальной бумаге(миллиметровой, логарифмической или полулогарифмической). При их отсутствии иногда приходится (хотя это крайне редко!) пользоваться бумагой «в клеточку» или белой бумагой, на которой карандашом нанесена сетка. Не следует выбирать слишком малый или слишком большой лист бумаги. Удобна бумага размером в обычный тетрадный лист (или развернутый лист). Полезно пользоваться листами миллиметровки из блокнотов (или планшетов) для диаграмм. Допускается построение графиков с помощью стандартных компьютерных программ, но и в этом случае графики должны соответствовать всем изложенным требованиям.

2. На координатных осях должны быть указаны обозначения откладываемых величин и единицы их измерения.

3. Начало координат, если это оговорено особо, может не совпадать с нулевыми значениями величин. Его выбирают таким образом, чтобы площадь чертежа была использована максимально.

4. Перед построением графика для каждой из шкал необходимо выбрать масштаб. Масштабные деления на координатных осях нужно наносить равномерно, то есть через равные промежутки.

5. Масштаб выбирают таким образом, чтобы кривая была равномерно растянута вдоль обеих осей. Если график представляет собой прямую, то угол ее наклона к осям должен быть близок к 45, а положение любой точки можно было определить легко и быстро (масштаб, при котором чтение графика затруднено, считается неприемлемым).

Масштаб является удобным для чтения графика, если в одном делении (миллиметре или сантиметре), нанесенном на оси графика, содержится одна или две (пять, десять, пятьдесят и т. д.) единиц измеряемой величины. Один из правильных вариантов градуировки может быть таким: 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0. Вариант 0; 1,25; 2,50; 3,75; 5,0 нежелателен, т.к. при такой «дробной» организации шкалы трудно строить и читать график. Предпочтительны варианты, когда между делениями шкалы две, четыре, пять или десять клеток. Нежелательны варианты с 3, 6, 7, 9 клетками.

6. После выбора и нанесения на оси масштаба наносятся значения физических величин. Экспериментальные точки изображаются четко и крупно: в виде кружков, крестиков, разноцветных точек и т.п. Координаты экспериментальных точек на осях не указывают, а линии, определяющие эти координаты, не проводят, так как это загромождает рисунок и затрудняет работу с графиком.

Затем от каждой точки вверх и вниз, вправо и влево откладываются в виде отрезков соответствующие погрешности (доверительный интервал) в масштабе графика (см. рис.).

7. После нанесения экспериментальных точек строится график, т.е. проводится предсказанная теорией плавная кривая или прямая так, чтобы она пересекала все области доверительных интервалов. В пределах погрешности измерения по экспериментальным данным можно провести несколько кривых, проходящих достаточно близко к опытным точкам. Необходимо выбирать кривую с наиболее простым и удобным в использовании видом. Для этого эмпирическую зависимость можно обработать при помощи математических методов.

DY DX DY Рисунок - Нанесение экспериментальных точек и погрешностей на график

При значительном разбросе экспериментальных точек кривую (прямую) следует проводить не по точкам, а между ними. Причем, количество точек по обе стороны от нее должно быть одинаковым, и суммы отклонений экспериментальных точек снизу и сверху кривой должны быть близки. Исключение составляют градуировочные графики, на которых точки, нанесенные без погрешностей, соединяются последовательными отрезками прямых, а точность градуировки указывается в правом верхнем углу под названием графика. Однако, если в процессе градуировки прибора абсолютная погрешность измерений изменялась, то на градуировочном графике наносятся погрешности каждой измеренной точки.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев И.В. Курс общей физики: [учеб. пособие для вузов по техн. направлениям и специальностям]: в 4 т./ И.В. Савельев. М.: КНОРУС, 2009 – т. 2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. - 2009. - 570 с.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа. – 2003. 542 с.

3. Курбачев Ю.Ф. Физика: учебное пособие / Ю.Ф. Курбачев. – М.: изд. центр ЕАОИ, 2011. - 216 с. Доступ из ЭБС «Университетская библиотека online».

4. Грабовский Р. И. Курс физики [Электронный ресурс]: учебное пособие. Электрон. Дан. – СПб.: Лань, 2012. - 608 с. Доступ из ЭБС «Лань».

5. Кузнецов С.И. Курс физики с примерами решения задач. Часть II. Электричество и магнетизм. Колебания и волны. 2014. – 416 с. Доступ из ЭБС «Лань».

_____________________________________

Сергей Леонидович Кустов