РАБОТА № 1 - Ставропольский государственный аграрный

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Любая С. И., Стародубцева Г. П., Афанасьев М. А.,
Копылова О. С., Рубцова Е. И., Здоренко В. А.
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
рабочая тетрадь для студентов очной формы обучения по направлениям:
110400.62 – «Агрономия»,
022000.62 – «Экология и природопользование»,
230700.62 – «Прикладная информатика»,
230400.62 – «Информационные системы и технологии»
Ставрополь
2012
УДК 53(072)
ББК 22.3я7
У 91
Рецензенты:
доцент, кандидат физико-математических наук А. А. Хащенко
доцент, кандидат педагогических наук В. К. Крахоткина
Любая С. И., Стародубцева Г. П., Афанасьев М. А., Копылова О. С.,
Рубцова Е. И., Здоренко В. А. Рабочая тетрадь по физике. – Ставрополь:, 2012.
В настоящей рабочей тетради представлены лабораторные работы по механике, молекулярной физике, электростатике и оптике.
Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям:
110400.62 – «Агрономия», 022000.62 – «Экология и природопользование»,
230700.62 – «Прикладная информатика», 230400.62 – «Информационные системы
и технологии».
Рекомендовано к печати методической комиссией факультета Агрономического и защиты растений СтГАУ (протокол № 11 от 16. 09. 2012)
Рекомендовано к печати методической комиссией факультета Экономического СтГАУ (протокол № 1 от 20. 09. 2012)
УДК 53(072)
ББК 22.3я7
2
Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТЕЛ
СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
Цель работы: определить момент инерции твердого тела.
Оборудование: два концентрических диска (пластмассовый диск и металлический шкив), закрепленных вместе, секундомер, линейка, набор грузов.
Вопросы к зачету
1.
Иметь отчет о работе.
2.
Ответить на вопросы:
1)
Что называется моментом инерции материальной точки?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2)
Что называется моментом инерции твердого тела? В каких единицах он измеряется?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Как запишутся формулы для вычисления моментов инерции геометрически
правильных тел (обруч, диск, стержень, шар)?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Как читается теорема Штейнера? Записать формулу.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5)
По какой формуле рассчитывается кинетическая энергия вращающегося тела?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
1.
Запишите значения радиуса диска R=
м, радиуса шкива r=
сы диска m1 =
кг, массы шкива m2 = кг.
3
м, мас-
m1R 2 m2 r 2

2.
По формуле IТ  I1  I 2 
рассчитайте теоретическое значение
2
2
момента инерции IТ системы диск-шкив.
IТ =
3.
Подвесьте гирьку m = 0,1 кг на высоте h = 1,5 м от пола и секундомером
определите три раза время t движения гирьки до удара о пол и рассчитайте среднее значение времени падения:
t1 =
с, : t2 =
с, : t3 =
с.
t 
t1  t 2  t 3
=
3
Затем определите опытное значение Iоп1 момента инерции системы дискm  g  r2  t2
шкив по формуле I 
.
2h
4.
Iоп1 =
5.
Повторите опыт с гирьками массами 0,2 кг и 0,3 кг и рассчитайте соответствующие моменты инерции Iоп2, I оп3.
а) Расчеты для 0,2 кг:
t1 =
с, : t2 =
с, : t3 =
t 
с.
t1  t 2  t 3
=
3
Iоп2 =
б) Расчеты для 0,3 кг:
t1 =
с, : t2 =
с, : t3 =
t 
с.
t1  t 2  t 3
=
3
Iоп3 =
6.
Определите среднее экспериментальное значение момента инерции системы
диск-шкив:
I I I
I  on1 on 2 on3 =
3
4
Рассчитайте погрешность измерений:
IТ  I

100% 
IТ
7.
8.
Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 1.
Таблица 1
№
пп.
Диск
m1,
R,
кг
м
Шкив
m2,
r,
кг
м
IТ,
кгм2
m,
кг
t,
c
Iоп,
кгм2
Icp,
кгм2
,
%
1.
2.
3.
Вывод:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя______________
Лабораторная работа № 2
ФИЗИЧЕСКИЙ МАЯТНИК
Цель работы: определить момент инерции физического маятника (металлической пластины) относительно нескольких произвольных осей вращения.
Оборудование: металлическая пластина, секундомер, линейка.
Вопросы к зачету
1.
Иметь отчет о работе.
2.
Ответить на вопросы:
1)
Что называется гармоническим колебанием?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2)
Что такое фаза, период, амплитуда колебания?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Что называется физическим маятником? Чему равен период его колебания (формула)?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Что называется моментом инерции материальной точки относительно
оси вращения?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5)
Знать формулы для расчета моментов инерции стержня, шара, диска,
кольца относительно оси вращения, проходящей через их центр масс?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
6)
Как рассчитать моменты инерции этих тел относительно оси вращения,
не совпадающей с центром масс?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
Задание 1. Ось вращения проходит через конец пластины (рис.
1а).
1.
Рассчитайте теоретическое значение момента инерции отm  l2
2
носительно этой оси по формулам IТ = Iс + m · d и I c 
,
12
где m = 4,25 кг, l = 1,6 м, d = 0,8 м.
а)
Ic 
б)
IТ =
2.
Отклоните пластину на небольшой угол φ от положения
равновесия ( 10 ) и с помощью секундомера определите время t,
6
Рис. 1.
за которое он совершит n = 10, 20, 30 полных колебаний. Результаты занесите в
таблицу 1.
t1 =
с, : t2 =
с, : t3 =
с.
Таблица 1
10
20
30
t, с
T, с
3. Рассчитайте для каждого случая период колебания по формуле
T 
Т1 =
с, Т2 =
t
.
n
с, Т3 =
с.
4. Затем найдите среднее значение периода колебаний по формуле:
1
Т  ( Т1  Т 2  Т 3 ) =
3
mgd  T 2
5. Вычислите опытное значение момента инерции по формуле I оп 
для
4 2
данного значения расстояния d.
I оп 
6. Рассчитайте погрешность измерения по формуле:
I I
  Т оп 100% 
IТ
Задание 2. Ось вращения приблизить к центру масс (рис. 1б).
1.
Рассчитайте теоретическое значение по формуле IТ = Iс + m · d 2, где m =
4,25 кг, l = 1,6 м, d = 0,4 м.
IТ =
2.
t1 =
Повторите опыт аналогично пункту 2 задания 1 и заполните таблицу 2
с, : t2 =
с, : t3 =
с.
Таблица 2
n
t, с
T, с
10
20
7
30
Рассчитайте опытное значение момента инерции по формуле
mgd  T 2
I оп 
=
4 2
3.
4.

Рассчитайте погрешность опыта.
I Т  I оп
100% 
IТ
5.
Сделайте вывод, как изменился момент инерции с уменьшением расстояния от оси вращения до центра масс
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя______________
Лабораторная работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЮНГА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЮНГА ИЗ РАСТЯЖЕНИЯ ПРОВОЛОКИ
Цель работы: Экспериментальная проверка закона Гука и определение модуля Юнга.
Оборудование: лабораторная установка, набор грузов.
1. Деформацией называется ____________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2. Деформация называется упругой _____________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3. Остаточной называется деформация___________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4. Абсолютное удлинение определяется по формуле_________________________
5. Относительное удлинение_____________________________________________
6. Механическое напряжение_____________________________________________
8
7. Закон Гука__________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
8. Физический смысл Модуля Юнга ______________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Рабочие формулы



4mg
d 2
Порядок выполнения работы
1. Запишите паспортные данные установки (l0=
ЕТ=
,d=
) и рассчитайте константу по формуле C 
,
4 gl0
.
 d2
2. Поворотом внешнего кольца установите «0» на индикаторе.
3. Нагрузите проволоку одним из грузов, рассчитайте абсолютное удлинение
проволоки по формуле l = zn, где z – цена деления индикатора, n – показания индикатора.
4. Рассчитайте модуль Юнга по формуле E 
5. Повторите опыт два раза, меняя нагрузку.
9
C m
l
6. Опытные данные занесите в таблицу 1
Таблица 1
№
1
2
3
m, кг
n
l, м
E, Па
7. По данным таблицы 1 рассчитайте среднее значение модуля Юнга – Еср.
8. Рассчитайте погрешность опыта, взяв значение модуля Юнга Ет таблиц, по
формуле

ЕТ  Еср
ЕТ
 100% =
9. Обсудите величину ошибки эксперимента и причин ее появления.
Вывод. __________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя______________
Лабораторная работа № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ДИНАМИЧЕСКОЙ
ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
Цель работы: определить коэффициент динамической вязкости касторового
масла.
Оборудование: цилиндр с касторовым маслом, секундомер, свинцовые шарики,
микрометр, вискозиметры.
Вопросы к зачету
1.
Иметь отчет о работе.
10
2.
Ответить на вопросы:
1)
Как записывается уравнение Ньютона для внутреннего трения?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2)
Что показывает градиент скорости? В каких единицах он измеряется?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Каков физический смысл коэффициента динамической вязкости? В каких единицах он измеряется?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Записать уравнение Стокса.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5)
От чего зависит сила трения при движении тел шарообразной формы в
вязкой среде?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
6)
Какие силы действуют на падающий в вязкой среде шарик, и каков характер движения шарика?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
7)
Какую роль играет на практике вязкость жидкостей?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
Задание 1
1. Найдите в таблице и запишите плотности касторового масла и свинца и рассчитайте константу С по формуле
ρ1 =
, ρ2 =
,h=
.
11
C
g  2  1 
18  h
=
2. Микрометром измерьте диаметр шарика и его значение запишите в таблицу 1.
d1 =
3. Опустите шарик в цилиндр с касторовым маслом ближе к оси, и секундомером
измерьте время t прохождения шариком расстояние h между метками «а» и «б».
t1 =
с
4. Рассчитайте коэффициент динамической вязкости по формуле
  C  d 2 t =
5. Повторите указанный опыт 3 раз и занесите данные в таблицу 1.
а) d2 =
,t2 =
с,
,t3 =
с,
2  C  d 2  t =
б) d3 =
3  C  d 2  t =
Таблица 1
№
1
2
3
d, м
t, c
η, Па·с
6. По данным таблицы 1 рассчитайте среднее значение величины
 =
7. Истинное значение коэффициента динамической вязкости ηТ, выпишите из
таблицы в соответствии с температурой масла на время измерений.
Т
=
8. Рассчитайте погрешность измерений по формуле
12

Т  
Т
100% 
Задание 2
1.
Проделайте те же измерения и расчеты, что и в пунктах 1-8 задания 1 для
раствора глицерина в воде (95%).
2.
Занесите данные в таблицу 2.
Таблица 2
№
1
2
d, м
t, c
η, Па·с
3. Рассчитайте погрешность измерений по формуле

Т  
Т
3
100% 
Сделайте вывод:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
____________
Оценка и подпись преподавателя______________
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
13
Цель работы: определить коэффициент поверхностного натяжения (КПН) дистиллированной воды при комнатной температуре.
Оборудование: чашка с водой, алюминиевые кольца, пружинный динамометр,
линейка, капельница, аналитические весы.
Вопросы к зачету
1.
Иметь отчет о работе.
2. Ответить на вопросы:
1)
Что называется КПН? Формула. Единицы его измерения.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2)
Что такое свободная энергия поверхности жидкости?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Какие вещества называются поверхностно активными?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Чем объясняется смачивание жидкостью поверхности твердого тела?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5)
Какую форму имеет поверхность смачивающей и несмачивающей жидкости? Изобразить схематически.
6)
Чем обусловлено и как направлено дополнительное давление? Формула.
7)
Как объяснить капиллярные явления? Как рассчитать высоту подъема
жидкости в капиллярной трубке?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
14
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
8)
Как в природе и на практике проявляется поверхностное натяжение и
капиллярные явления?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
1.
Проверьте состояние установки. Плоскость кольца должна быть горизонтальна.
2.
Отсчитайте положение указателя «а» на шкале ненагруженного динамометра, затем положение «b», когда на чашку положен груз массой m, выраженной в
кг. Вес определите по формуле Р = mg.
«а» =
, Р = mg =
, «b» =
.
3.
Убрав грузик, поднимите кювету с водой при помощи кремальеры до соприкосновения поверхности жидкости с кольцом. Опустите кювету, определите
положение «с» указателя в момент отрыва кольца. Опыт повторите 3 раза и возьмите среднее значение.
«с1» =
4.
, «с2» =
По формуле k 
, «с3» =
.
P
вычислите цену деления шкалы динамометра в
(b  a )
Н/дел.
k
P
=
(b  a )
5.
По формуле l = π (d1 + d2) (где d1 и d2 – внешний и внутренний диаметр
кольца) вычислите длину границы поверхностного слоя в метрах, ограниченного
кольцом.
l = π (d1 + d2) =
6.
По формуле  
k (с - а)
вычислите коэффициент поверхностного натяже (d1  d 2 )
ния воды.

k (с - а)
=
 (d1  d 2 )
15
7.
Найдя по таблице значение коэффициента поверхностного натяжения воды
при температуре опыта, найдите погрешность

  on.cp
  meop
100% =
 meop
8.
Данные занесите в таблицу 1.
Таблица 1
№
1
2
3
a
c
(с-а)
, Н/м
Вывод:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
________________
Оценка и подпись преподавателя______________
Лабораторная работа № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
Цель работы: определить абсолютную и относительную влажность воздуха для
температуры окружающей среды на время измерения.
Оборудование: психрометр Асмана, психрометр Августа, справочные таблицы.
Вопросы к зачету
1.
Иметь отчет о работе.
2.
Ответить на вопросы:
1)
Что называется абсолютной влажностью? Единицы ее измерения.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2)
Что называется относительной влажностью?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Какой пар называется насыщенным? Его свойства.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
16
4)
Как определить точку росы?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5)
Принцип работы психрометра.
6)
В чем разница между кипением и испарением?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
7)
Какое значение имеет влажность воздуха в природе и при хранении
сельхозпродуктов?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
Определение влажности воздуха психрометром Асмана
1. Смочите дистиллированной водой батист правого термометра, набрав воду
пипеткой.
2. Включите вентилятор.
3. Когда стабилизируется температура при работающем вентиляторе, запишите
показания термометра tС =
и tВ =
.
4.
Запишите по данным ртутного барометра атмосферное давление
Н=
5. По справочной таблице максимальной упругости водяных паров запишите
упругость насыщенного пара Е, соответствующую температуре сухого термомет17
ра, Е1 – соответствующую температуре влажного термометра.
Е=
6.
, Е1 =
.
Вычислите абсолютную влажность по формуле:
е = Е1 – А (tC – tB) Н =
где А = 0,00066 – коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха, обдувающего термометры.
7. Вычислите относительную влажность воздуха по формуле
e
f     100% 
E
8.
Вычислите дефицит влажности по формуле
Д=Е–е=
9. Определите точку росы по таблице максимальной упругости водяного пара.
10. Результаты измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1
Абс.
Показания Макс. упру- БарометриОтн.
влажТочка
термомет- гость водя- ческое даввлажДефицит,
ность,
росы,0
ра,
ного пара,
ление,
ность,
мм. рт. ст.
мм. рт.
С
0
С
мм. рт. ст. мм. рт. ст.
%
ст.
tС
tВ
Е
Е1
Н
е
f
Д

1.
2.
tС =
Определение влажности воздуха психрометром Августа
Проверьте состояние прибора и положение батиста, смоченного водой.
Запишите показания термометров
и tВ =
.
3.
По таблице максимальной упругости водяного пара запишите значение Е,
соответствующее tС .
Е=
4.
По психрометрической таблице найдите относительную влажность
18
f=
5.
e
6.
.
Вычислите абсолютную влажность по формуле
fE
=
100%
Вычислите дефицит влажности по формуле
Д=Е–е=
7.
8.
Найдите точку росы по таблице максимальной упругости водяного пара.
Полученные данные внесите в таблицу 2.
Таблица 2
Макс.
Показания упругость Отн. влаж- Абс. влажТочка
Дефицит,
термометра, водяного
ность,
ность,
росы,
мм. рт. ст.
0
0
С
пара,
%
мм. рт. ст.
С
мм. рт. ст.
tС
tВ
Е
f
е
Д

Вывод:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя______________
Лабораторная работа № 7
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Цель: построение картины эквипотенциальных поверхностей и силовых линий
электростатического поля.
Оборудование: генератор постоянного тока, слабопроводящая пластина с электродами, зонд, стрелочный вольтметр.
Вопросы к зачету
1)
Что называется электрическим полем?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
19
2)
Что называется напряженностью электрического поля, единицы измерения?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Что называется потенциалом электрического поля, единицы измерения?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Что называется эквипотенциальной поверхностью? Каковы ее свойства?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5)
Записать формулу связи напряженности и разности потенциалов электрического поля?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
6)
Как проводят эквипотенциальные и силовые линии на картине исследуемого поля?
7)
Каким образом в работе находят напряженность электрического поля, используя картину эквипотенциальных линий?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
20
Ход работы
1.
На координатную сетку нанесите контуры
электродов (в натуральную величину) и координатную сетку, идентичную имеющейся на установке.
2.
Собрать электрическую схему изображенную на рисунке.
3.
Включить питание генератора постоянного
тока. Нажать кнопку «Исходная установка».
4.
Кнопками установки напряжения (0….15 В) установите потенциалы электродов (по заданию преподавателя), контролируя их вольтметром.
5.
Касаясь электродов зондом, определите какой электрод имеет нулевой потенциал.
6.
Возле электрода с нулевым потенциалом найдите точку, имеющую потенциал 1 В и нанесите ее на картину поля. Перемещая зонд по полю, определите
координаты не менее 8-10 точек, имеющих тот же потенциал и нанесите их на
миллиметровку. Соедините эти точки плавной кривой и напишите значение потенциала.
7.
По пункту 6 произвести измерения для остальных эквипотенциальных поверхностей с шагом 1 В.
8.
Выключить питание генератора тока.
1.
Обработка результатов
На картине исследуемого поля нанесите силовые линии поля, перпендику-
лярные эквипотенциальным поверхностям.
2.
Постройте график зависимости потенциала точки от расстояния до элек-
трода с нулевым потенциалом, т.е. график   f  r  .
3.
Для 3 - 4 точек поля (выбранных в различных местах пластины) рассчитать
значение напряженности поля по формуле E  

, где d - расстояние между
d
двумя эквипотенциальными поверхностями вдоль силовой линии.
4.
Сделайте вывод.
21
22
Лабораторная работа № 8
ПРОВЕРКА ПРАВИЛ КИРХГОФА
Цель работы: научиться рассчитывать разветвленные цепи.
Вопросы к зачету
1. Узлом разветвленной электрической цепи называется
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2. Знаки произведений IR выбираются так: если____________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3. Знак ЭДС источника выбирается так: если
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4. Сопротивления участков разветвленной цепи определяются по формуле:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
Задание 1. Измерение ЭДС
источников тока прямым подключением к их клеммам
вольтметра.
1 = zB · n1 ;
ε2 = zB · n2 ,
Рис.24
где zB – цена деления прибора,
n – число делений, на которое
отклонилась стрелка прибора
при измерении.
Для определения цены деления прибора необходимо максимальный предел, на
который рассчитан прибор, разделить на число делений шкалы прибора
zB 
1 =
U np
N
=
ε2 =
23
Задание 2. Расчет сопротивлений R1, и r1.
1. Соберите электрическую схему.
2. Измерьте силу тока I1 и напряжение U1,
zA 
I np
N
=
I1 =
U1 =
3. Используя законы Ома, рассчитайте R1, и r1:
U1

I1
  U1  
r1  1
I1
R1 
Задание 3. Расчет сопротивлений R3, и r2.
1. Соберите цепь по схеме.
2. Измерьте ток и напряжение
I3 =
U3 =
3. Рассчитайте
R3 
r2 
U3

I3
 2  U 3  
I3
Задание 4. Опытная проверка законов Кирхгофа.
1. Соберите разветвленную электрическую цепь.
2. Измерьте значения сил токов I через сопротивления R1, R2, R3 и напряжения U2,
I1 =
I2 =
I3 =
U2 =
3. Рассчитайте значение сопротивления
R2 
Рис.25
U2
=
I2
Рис.27
4. Рассчитайте значения
I1R1=
I2r2=
I1R1 = U2=
Рис.26
;
;
I1r1=
I3R3=
;
;
24
5. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
R1, R2, R3, r1, r2, I1 I2 I3 I1R I2R2 I3R3, I1r1 I2r2 1, 2,
Ом Ом Ом Ом Ом , , , 1, В , В В , В , В В В
А А А
Таблица
6. Запишите первый закон Кирхгофа для узла «а». Подставив значение сил токов,
проверьте его.
7. Запишите второй закон Кирхгофа для контуров abcda, adefa, abcdefa, проверьте
его выполнение в ваших измерениях.
ВЫВОД:
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя _____________________
Лабораторная работа № 9
ГРАДУИРОВКА ТЕРМОЭЛЕМЕНТА
Цель работы: научиться строить градуировочный график и уметь определять с
его помощью температуру.
Вопросы к зачету
1)
Что называется термопарой (термоэлементом)? Где она применяется?___________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
25
2)
Что называется работой выхода электрона?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Почему при тесном соприкосновении двух различных металлов появляется контактная разность потенциалов?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Зачем при получении термоЭДС необходимо поддерживать температуру
спаев различной?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
5)
Что называется удельной термоЭДС?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
6)
Как читаются законы Вольта?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
1. Соберите цепь по схеме. При включении цепи мультиметр должен показывать
ноль.
2. Включите нагреватель. При повышении температуры через каждые пять градусов необходимо снимать показания с мультиметра.
Опытные данные занесите в таблицу 1:
26
Таблица 1
0
t1, C
T1, К
t2, 0C
Т2, К
ε, В
4. По данным таблицы (опыта) постройте график зависимости  = (Т2).
5. Из наклона графика вычислите удельную термоэдс термопары по формуле:
(5.4)
 ( 2  1 )

 0 0 ,
t ( t 2  t 1 )
0
0
где ε2 и ε1 и t2 и t1 соответствуют произвольно выбранным двум точкам на градуировочном графике.
6. По данным опыта постройте график зависимости  = (t).
27
Вывод:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя _______________
Лабораторная работа № 10
ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПРОВОДНИКА И ПОЛУПРОВОНИКА
Цель: определение температурного коэффициента сопротивления проводника и
ширины запрещенной зоны полупроводника.
Оборудование: регулируемый источник постоянного тока, миниблоки «Исследование температурной зависимости сопротивления проводника и полупроводника» и «Ключ», мультиметры.
Вопросы к зачету
1)
От каких величин зависит электрическое сопротивление проводника? Запишите
зависимости R от размеров проводника и температуры.
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
2)
Чем обусловлена температурная зависимость R(t) для проводника?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
3)
Как можно объяснить сильную зависимость сопротивления полупроводника от
температуры?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Какие приборы используются для измерения сопротивления и температуры?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
5)
Как определяют ТКС проводника по угловому коэффициенту прямой?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
28
6)
Какая формула связывает угловой коэффициент экспериментальной прямой и
величину ∆W полупроводника?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
1.
Собрать электрическую цепь по схеме рисунка (см. методичку).
2.
Включить питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.
Нажать кнопку «Исходная установка».
3.
Установить необходимые пределы измерений мультиметров. Учесть, что
при измерении сопротивления проводника переключатель диапазонов ставится в
положение 200 Ом, а полупроводника – 2 кОм.
4.
Измерьте сопротивление проводника и полупроводника при комнатной
температуре, подключая их поочередно к мультиметру.
5.
Кнопками установки напряжения (0….15 В) установите по индикатору 5 –
7 делений.
6.
По мере нагревания образцов, измерьте их сопротивление через каждые
5С до 60  70С . Результаты измерений занести в таблицу.
7.
Выключить питание.
Таблица
t ,C
Проводник
R , Ом
Полупроводник
R , Ом
T ,K
1
T
nR
Обработка результатов
1.
По данным таблицы построить графики зависимости сопротивления проводника и полупроводника от температуры. Ось температур надо начинать с 0C
2.
Продолжив график зависимости сопротивления проводника до оси R ,
определить его сопротивление R 0 при температуре 0C .
29
Выбирая на графике две достаточно удаленные точки по формуле
R 2  R1

определить термический коэффициент сопротивления проводниR 0  t 2  t1 
ка.
3.
Для полупроводника необходимо построить и график зависимости
1
nR  f   .
T
nR1  nR 2
5.
Выбирая на этом графике две точки, по формуле E  2k
, где
1 1

T1 T2
Дж
- постоянная Больцмана, определить ширину запрещенной зоk  1,38 1023
К
ны полупроводника.
4.
Вывод.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
30
31
Лабораторная работа №11
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ ЛИНЗЫ
Цель работы: определить оптическую силу собирающей и рассеивающей линз.
Оборудование: оптическая скамья, осветитель, собирающая и рассеивающая
линзы.
Основание к зачету
1)
Что называется линзой, главной оптической осью, фокусом линзы? Где он
находится?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2)Как записывается формула линзы?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)Что называется оптической силой линзы? Единица измерения.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)Построение изображения предметов в линзе (все случаи).
32
5)Зависит ли фокусное расстояние линзы от среды, в которой она находится?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
6)Какое практическое применение находят линзы?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
1)
Ход работы.
На оптической скамье установите собирающую линзу. Перемещая лин-
зу, на экране добейтесь четкого увеличенного изображения предмета (предмет
располагается на расстоянии, большем фокусного расстояния) и измерьте расстояние
33
и
d=
f=
.
Рассчитайте значение фокусного расстояния линзы.
2)
F1 =
Перемещая линзу, получите на экране четкое уменьшенное изображение
3)
предмета, измерьте расстояния
и
d=
f=
.
Рассчитайте фокусное расстояние линзы.
4)
F2 =
Определите по полученным данным среднее значение фокусного расстоя-
5)
ния и рассчитайте оптическую силу собирающей линзы.
F
С

,
DС =
Вместе с собирающей установите рассеивающую линзу, получив систему
6)
линз, и повторите те же измерения и расчеты, что и с собирающей линзой.
f=
F1 =
d=
f=
F2 =
d=
F
сист

Dсист =
7)
Рассчитайте оптическую силу и фокусное расстояние рассеивающей
линзы.
DР =
F
8)
Р
,

Результаты измерений и расчеты занесите в таблицу.
34
Изображение
предмета
1. Собирающая:
увеличенное
уменьшенное
2. Система линз:
увеличенное
уменьшенное
f, м
d,м
F, м
F ,м
D, дптр
ВЫВОД:
_____________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя ___________________
Лабораторная работа №12
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ С ПОМОЩЬЮ РЕФРАКТОМЕТРА
Цель работы: определить показатель преломления жидкости рефрактометрическим методом.
Оборудование: рефрактометр, дистиллированная вода, исследуемая жидкость.
Вопросы к зачету
1. Преломление света, абсолютный показатель преломления, относительный показатель преломления, полное внутреннее отражение, предельный угол полного
внутреннего отражения
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2. Что такое рефрактометр, объясните принцип его работы
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
35
3. Изобразите схему оптического хода лучей в рефрактометре:
Ход работы.
Задание: Исследуйте зависимость показателя преломления раствора от его концентрации.
1) С помощью рефрактометра определите показатели преломления растворов
различных концентраций.
2) Результаты измерений занесите в таблицу:
С, %
n
3)
Изобразите графически зависимость n = f(C)
36
График зависимости n = f(C)
ВЫВОД:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя _________________
Лабораторная работа №13
ПРОВЕРКА ЗАКОНА МАЛЮСА
Цель работы: проверить справедливость выполнения закона Малюса поляризации света с помощью поляроидов. Определяется степень поляризации излучения полупроводникового лазера.
Оборудование: полупроводниковый лазер, излучающий свет с длиной
волны λ = 0,67 мкм, (красный) и мощностью излучения 1 мВт, оптическая
направляющая скамья, набор рейтеров, поляризатор и анализатор (закрепленные
в оправах), фотоприемное устройство.
37
Вопросы к зачету
1)
Что такое поляризация света?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2)
Чем отличаются друг от друга плоскополяризованный, частичнополяризованный и белый свет?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3)
Объясните устройство поляризатора и анализатора.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
4)
Сформулируйте закон Малюса.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Ход работы
Задание 1. Проверка закона Малюса.
Оптическая схема проведения измерений изображена на рис. 19.
На оптической скамье последовательно закрепляют с помощью соответствующих рейтеров лазер, поляризатор Р1, анализатор Р2 и фотоприемник ФП.
Вращая поляризатор Р1 снимите зависимость показаний измерителя мощности
оптического излучения от угла поворота α поляризатора Р1 вокруг его горизонтальной оси.
Угол поворота α следует отсчитывать от начального положения, соответствующего максимальному значению показаний фотоприемника (ФП). Результаты занесите в таблицу: I=I(α).
Проверьте справедливость закона Малюса. Для этого по оси x отложите
значения cos2α, а по оси ординат – показания ФП в относительных единицах (т. е.
отношение
I  
). Через экспериментальные точки проведите наилучшим образом
I max
прямую линию. Рассчитайте по формуле (4.1) закона Малюса теоретические значения IA(α) при IП=1, постройте по ним график (прямую линию). Сравните экспериментальный и теоретические графики и по ним оцените погрешность измерений.
38
Рис. 18. Оптическая схема для проверки закона Малюса
(Р2 и Р1 – разрешенные направления поляризатора и анализатора)
Задание 2. Измерение эллиптичности лазерного излучения.
В общей оптической схеме рис. 18 удалите поляризатор Р1, оставив поляризатор Р2 во вращающейся оправе. Оптическую схему настройте так, чтобы все
излучение лазера попадало на ФП. Установите поляризатор, вращая его стекло,
на отметку угла 00.
Вращая поляризатор вокруг луча лазера наблюдайте за изменением показаний измерителя мощности ФП. Получите и запишите его максимальное показание. Далее вращая поляризатор, получите минимальное показание. Поделив максимальное значение на минимальное оцените эллиптичность лазерного излучения.
Таблица 1
α,
0 10 20 30 40 50 60
70 80
90
град
соs α
cos2α
IA,мк
Вт
I
I max
Оценка и подпись преподавателя _________________
Лабораторная работа № 14
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА И ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА
Цель работы: знакомство с оптическими методами измерения температуры и определение постоянной Стефана – Больцмана и постоянной Планка.
Принадлежности: пирометр с исчезающей нитью, источник тока, лампа
накаливания, регулятор напряжения однофазный, вольтметр, амперметр.
39
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
Вопросы к зачету
Какое
излучение
тела
называется
тепловым?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Сформулируйте основные законы теплового излучения черного тела.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Что такое энергетическая светимость и поглощательная способность тела? От
чего они зависят?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Что такое абсолютно черное тело?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Какая температура называется яркостной и как ее можно измерить?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Порядок выполнения работы.
Включить установку в сеть и подать на лампу накаливания напряжение 60 – 80
В.
С помощью настройки окуляра сфокусировать изображение нити накала фотометрической лампы так, чтобы ее изображение накладываясь на изображение нити накаливания исследуемой лампы были четко различимы.
Нажав измерительную кнопку К и вращая кольцо пирометра подобрать ток в
фотометрической лампе так, чтобы изображение ее нити исчезало бы на фоне
изображения нити исследуемой лампы.
По шкале пирометра определить яркостную температуру нити накаливания
исследуемой лампы. Результаты измерений занести в таблицу.
Изменив напряжение на лампе, повторяют измерения не менее трех раз.
40
№
Т0 ,
К
Т, К
S, м 2
I, A
U, B
,
Вт
м  К4
h, Дж  с
2
1.
2.
3.
6. По формулам (10) и (12) рассчитать постоянную Стефана – Больцмана и истинную температуру нити, а затем по формуле (13) постоянную Планка.
7. Найти среднее значение постоянной Стефана – Больцмана и постоянной
Планка и рассчитать погрешность измерения.
Вывод:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя ___________________
Лабораторная работа № 15
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
Цель работы: изучение интерференции света от двух источников.
Оборудование: работа выполняется на компьютере.
Вопросы к зачету
1. Что называется интерференцией света?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2. Какие волны называются когерентными?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
3. Выведите условие наблюдения максимумов и минимумов при интерференции.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4. Каким образом на практике получают когерентные волны?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
41
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
5. Как изменится интерференционная картина, если в опыте Юнга щели осветить белым светом?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Введение
Интерференция света наблюдается при наложении двух или нескольких
световых пучков. Интенсивность света в области перекрытия пучков имеет характер чередующихся светлых и темных полос, причем в максимумах интенсивность света больше, а в минимумам меньше суммы интенсивностей пучков.
Исторически первым интерференционным опытом, получившим объяс- нение
на основе волновой теории был опыт Юнга.
В этом опыте свет от узкой щели S падал на
экран с двумя близко расположенными щелями S1 и S2 . В об-ласти перекрытия пучков,
исходящих из этих щелей, наблюдалась интерференционная картина в виде чередующихся темных и светлых полос (см. рис 1).
Расчеты показывают, что координату
интерференционного максимума можно
определить по формуле
mL
,
xm 
d
где d - расстояние между щелями,
L - расстояние от щелей до экрана,
 - длина световой волны.
Ширина интерференционной полосы x  x m1  x m будет определяться по
формуле
L
,
1.2
x 
d
т.е. зависит от длины световой волны, расстояния между источниками света и
расстояния до экрана. В данной работе проводится проверка этого выражения.
42
Ход работы
1. Зарисовать схему опыта.
2. По формуле 1.2 используя данные своего варианта рассчитать ширину интерфереционной полосы для трех различных значений длин волн. Используя математическую модель проверить полученные результаты. Результаты
расчетов и измерений занести в таблицу 1.
Таблица вариантов 1.
Номер варианта
d
1
2
2
2,2
3
2,4
4
2,6
5
2,8
6
3,0
7
3,2
8
3,4
9
3,6
10
3,8
L
3
3
3,5
3,5
4,0
4,0
4,5
4,5
5
5

700
560
400
630
500
360
700
500
450
560
450
360
630
560
360
700
560
400
630
500
360
700
500
450
560
450
360
630
560
360
№№
d
L

Таблица 1.
Ширина полосы
Теория
Эксперимент
3. Используя данные своего варанта расссчитать ширину интерференционной
полосы для трех различных значений d . Проверить расчеты на математической модели. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 2.
43
Таблица вариантов 2.
Номер варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
L
3
3
3,5
3,5
4,0
4,0
4,5
4,5
5
5

700
630
560
500
450
400
360
400
450
500
2
3
4
2,5
3,5
4
3
3,5
5
2
4
5
2
2,8
3,6
2
3
4
2,5
3,5
4
3
3,5
5
2
4
5
2
2,8
3,6
d
№№

Таблица 2.
L
d
Ширина полосы
Теория
Эксперимент
Вывод
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя______________________
Лабораторная работа № 16
ДИФРАКЦИЯ СВЕТА
Цель работы: изучение дифракции Френеля на круглом отверстии.
Оборудование: работа выполняется на компьютере.
Вопросы к зачету
1. Что называется дифракцией волн? При каком условии она наблюдается?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2. Сформулируйте принцип Гюйгенса – Френеля.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
44
3. Каким образом производится разбиение волнового фронта на зоны Френеля?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4. Докажите закон прямолинейного распространения света.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
5. Выведите формулу, определяющую радиусы зон Френеля.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
6. От чего зависит вид дифракционной картины при дифракции на круглом
отверстии? На непрозрачном диске?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Введение
В самом общем смысле под дифракцией света понимается явление отклонения света от прямолинейного распространения при прохождении вблизи препятствий.
Опыт показывает, что если на пути параллельного светового пуч-ка расположить круглое отверстие, то на экране, расположенном достаточно да-леко от
препятствия, появляется дифракционная картина – система чередую-щихся темных и светлых колец.
Количественная теория дифракционных явлений была разработана Френелем. В основу своей теории Френель положил принцип Гюйгенса, дополнив
его идеей об интерференции вторичных волн.
Рассмотрим в качестве примера задачу о прохождении плоской монохроматической
волны от
удаленного исР точника
через небольшое
круг-лое
отверстие
Рис. 1
радиуса r
45
в непроз-рачном экране (рис. 1). Точка наблю-дения Р находится на оси симметрии на расстоянии L от препятствия. Для облегчения расчетов Френель предложил разбить волновую поверхность падающей волны в месте расположения препятствия на кольцевые зоны, так чтобы расстояния от границ соседних зон до
точки наблюдения отличались бы на половину длины волны  . Если смотреть на
волновую поверхность из точки наблюдения Р, то границы зон Френеля будут
представлять собой концентрические окружности (рис.2).
В этом случае радиусы зон Френеля зависят от длины световой волны  , расстояния от отверстия до экрана z и определяются по формуле
1.3
r  m  z  .
Целью данной работы является проверка этой формулы.
Выполнение работы.
1. Войти в программу.
2. Кнопками изменения параметров установить значения диаметра отвер-стия
D , длину волны  согласно своему варианту.
Таблица вариантов 1.
Номер варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
1,2
1,2
1,4
1,4
1,6
1,6
1,8
1,8
2,0
2,0

630
400
500
360
450
560
450
400
500
360
m
1-3
1-4
1-4
1-5
1-3
1-4
1-5
1-3
1-5
2-5
3. По формуле 1.3 рассчитайте на каком расстоянии от отверстия должен быть
расположен экран, чтобы были открыты первые m зон.
4. Расчеты проверить на компьютерной модели. Результаты расчетов и измерений занести в таблицу 1. Сделать вывод.
Таблица 1.
№№ D

m
Расстояние до экрана z
теоретическое опытное
46
В центре картины
5. Установить значения параметров D и z согласно вашему варианту (см
таблицу 2). По формуле 1 рассчитать сколько первых зон Френеля будет
открыто для различных длин волн. Расчеты проверить на математической
модели. Результаты расчетов и измерений занести в таблицу 2. Сделать вывод.
Таблица вариантов 2.
Номер варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
1,0
1,2
1,4
1,4
1,4
1,6
1,6
1,6
1,8
2,0
z
40
60
50
25
35
60
50
40
60
90

700
500
360
630
450
400
700
630
500
500
400
360
630
500
400
700
500
360
630
450
400
700
630
500
500
400
360
630
500
400
Таблица 2.
№№ D
z

Число зон Френеля m
теоретическое опытное
В центре картины
Вывод
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Оценка и подпись преподавателя______________________
47
ЛИТЕРАТУРА
1. Грабовский Р. И. Курс лекций. - М.: Высшая школа, 2009, 2012.
2. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2008, 2010, 2012.
3. Любая С. И., Хайновский В. И., Афанасьев М. А., Копылова О. С. Практикум
по механике и молекулярной физике. Учебное пособие, Ставрополь: АГРУС,
2010.
4. Копылова О. С., Любая С. И., Афанасьев М. А., Хайновский В. И. Практикум
по электричеству и магнетизму. Учебное пособие, Ставрополь: СНИИЖК,
2011.
5. Хайновский В. И., Стародубцева Г. П., Любая С. И., Афанасьев М. А. Практикум по оптике. Учебное пособие, Ставрополь: СНИИЖК, 2011.
48
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа №1
Определение момента инерции тел сложной геометрической формы…............3
Лабораторная работа № 2
Физический маятник ………………………………………...………………….....5
Лабораторная работа № 3
Определение модуля Юнга………………………………………………….…..…8
Лабораторная работа № 4
Определение коэффициента динамической вязкости жидкости……..…....…..10
Лабораторная работа № 5
Определение коэффициента поверхностного напряжения…..………………...13
Лабораторная работа № 6
Определение влажности воздуха………………………………………………...16
Лабораторная работа № 7
Исследование электрического поля………………………………….……….….19
Лабораторная работа № 8
Проверка правил Кирхгофа………………………………………………………23
Лабораторная работа № 9
Градуировка термоэлемента…………………………………………………...…25
Лабораторная работа № 10
Изучение температурной зависимости сопротивления проводника
и полупроводника……………………………………………………………....…28
Лабораторная работа № 11
Определение оптической силы линзы……………………………………...…….32
Лабораторная работа № 12
Определение показателя преломления жидкости с помощью
рефрактометра…………………………………………………………..………….35
Лабораторная работа № 13
Проверка закона Малюса………………………………………………………….37
Лабораторная работа № 14
Определение постоянной Стефана-Больцмана и постоянной Планка…………39
Лабораторная работа № 15
Интерференция света……………………………………………………………...41
Лабораторная работа № 16
Дифракция света…………………………………………………………………...44
49