物化基础实验的统计与研究文献综述

 2022-12-22 19:54:19
  1. 课题研究的问题

物理化学实验是中国药科大学本科阶段重要的基础性研究试验。然而大多数实验需要进行复杂的数据处理,很多实验需要线性拟合,并对精密度、准确度等提出很高的要求。随着计算机技术进步,运用计算机进行数据处理已经被普遍应用。同时合理的计算机处理手段能充分利用实验数据,保证结果的准确度,精密度,并满足线性拟合,非线性拟合的要求。

然而物理化学实验随着技术的不断发展和日益进步,在很多方面已经出现了诸多问题。包括:

  1. 实验内容陈旧,实验方法较为落后,大部分实验都是用于验证经典理论,很多与现代实际应用脱节。加上操作的种种问题,导致实验数据误差较大。
  2. 实验方法与统计方法落后,导致实验结果准确度、精密度等指标较低,作图方法不当导致图像不准确,拟合效果不好等。
  3. 本课题根据以上问题,对学生的实验结果进行数据分析,对存在问题的方面进行改进并设计新的实验方法,再对新的研究方法进行数据分析和评估,与传统方法进行比较,确定更好的实验方案。
  4. 物理化学实验数据统计综述

物理化学是本科阶段的一门重要学科。与其他学科不同,物理化学实验需要采集大量实验数据并对实验数据进行计算和分析,而这涉及诸多实验数据分析方法。但是在实际实验过程中,数据处理方面往往会出现各种问题,包括实验方法问题、数据处理方法不当,手工作图误差较大等。

目前物理化学实验的数据处理方法有三种,包括1.使用实验数据作图2.图形分析和公式计算3.曲线拟合。对于不同的实验数据,往往采用不同的方法处理,有所取舍。分析方法的评价主要通过以下方面:

精密度、准确度、检出限、灵敏度、校准曲线的线性及线性范围、选择性等项指标进行评价。

  1. 精密度

精密度系指用该方法测定的结果与真实值或参考值接近的程度,精密度是评价分析方法的一个重要指标。通常用相对标准偏差RSD来量度分析 方法的精密度。其定义和计算法分别用下式表示:

方法的RSD是测量信号值(或浓度值)以及测定次数函数,用RSD表示一个分析方法的精密度时.应注明相应的浓度水平和测定次数。通常所选择的实验浓度应该与准备用该方法分析的样品中待测物质的浓度近似,测量次数一般应在10次左右。

  1. 准确度

准确度是表明测定值与真值的符合程度,是评价方法的另一个重要指标。准确度常用方差和标准差来衡量。方差描述的是预测值的变化范围,离散程度,也就是离其期望值的距离。在统计学意义上,当数据分布比较分散(即数据在平均数附近波动较大)时,各个数据与平均数的差的平方和较大,方差就较大;当数据分布比较集中时,各个数据与平均数的差的平方和较小。因此方差越大,数据的波动越大;方差越小,数据的波动就越小。方差是衡量源数据和期望值相差的度量值。

方差的计算公式为 。其中为总体方差, 为变量, 为总体均值, 为总体例数。

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