Cél– a test tehetetlenségi nyomatékának meghatározása torziós rezgések módszerével.

Eszközök és anyagok: mérőberendezés, karosszéria készlet, stopper.

Beépítési és mérési módszer leírása

A mérési elrendezés egy rugalmas acélhuzalra felfüggesztett kerek korong, amelyet testek befogadására terveztek, amelyek tehetetlenségi nyomatékát meg kell határozni (8.1. ábra).

Rizs. 8.1

A készülék középre a lemezre rögzített két mozgatható súly segítségével történik. Az eszköz tárcsáját a függőleges tengely körül bizonyos szögben elforgatva az acél felfüggesztés megcsavarodik.

Amikor a test egy  szögben elfordul, a huzal megcsavarodik, és erőnyomaték lép fel M arra törekszik, hogy a testet visszaállítsa az egyensúlyi helyzetbe. A kísérlet azt mutatja, hogy az erők nyomatéka meglehetősen széles tartományban M arányos a csavarás szögével  , azaz
(hasonlítsa össze: rugalmas erő
). A lemez felszabadul, lehetővé téve torziós rezgések végrehajtását. A torziós rezgések periódusát a kifejezés határozza meg
, ahol f– torziós modulus; J az oszcilláló rendszer tehetetlenségi nyomatéka.

Hangszerhez
. (8.1)

A (8.1) egyenlőség két ismeretlen mennyiséget tartalmaz fés J stb.. Ezért a kísérletet meg kell ismételni, miután egy ismert tehetetlenségi nyomatékú referenciatestet helyezünk a telepítőlemezre. Szabványnak egy tömör hengert veszünk, amelynek tehetetlenségi nyomatéka a J ez .

Miután meghatároztuk az eszköz új rezgési periódusát a standarddal, a (8.1) egyenlethez hasonló egyenletet állítunk össze:

. (8.2)

A (8.1) és (8.2) egyenletrendszer megoldásával meghatározzuk a torziós modulust fés a készülék tehetetlenségi nyomatéka J stb. ezzel a terhelési pozícióval. (Számítási képletek származtatása a fés J stb. végezze el saját maga a laboratóriumi munkára való felkészülés során, és foglalja bele a jegyzőkönyvbe). A szabvány eltávolítása után a készülék korongjára egy testet helyeznek, amelynek a készülék tengelyéhez viszonyított tehetetlenségi nyomatékát meg kell határozni. A beépítést középre állítjuk, és ismét meghatározzuk a torziós rezgések periódusát T 2 , amely ebben az esetben úgy írható fel

. (8.3)

Tudva és f, számítsa ki a test tehetetlenségi nyomatékát az eszköz tengelyéhez képest a (8.3) képlet alapján.

Az összes mérés és számítás adatait a táblázat tartalmazza. 8.1.

8.1. táblázat

Mért és számított mennyiségek a tehetetlenségi nyomaték meghatározásához torziós rezgés módszerrel

	t stb.	T stb.	t 1	T 1	t 2	T 2
		< T stb. >=	< T 1 >= < ¦ >= < J stb. >=	< T 2 >= < J t >

Feladat 1. Készülék, szabványos eszköz, testes eszköz torziós rezgésének periódusainak meghatározása

1. Mérje meg az időt stopperrel t stb. 20-30 teljes rezgést a készüléken és határozzuk meg
.

2. Ismételje meg a kísérletet 5 alkalommal, és határozza meg < T stb. > .

3. Helyezzen egy szabványt a készülék lemezére, és hasonló módon határozza meg < T 1 >.

4. Helyezze a testet a készülék lemezére, helyezze középre a telepítést, határozza meg < T 2 > .

A mérési eredményeket rögzítse a táblázatban! 8.1

Laboratóriumi munka №8.

"A furatfelület átmérőjének és alakeltéréseinek mérése belső idomszerrel".

A munka célja: Indikátoros tolómérővel végzett mérési módszerek elsajátítása

furatátmérők és lyukak alakjának eltérései.

Feladat: Mérjük meg a felület átmérőjét és alakeltéréseit!

lyukak a persely típusú részeken, jelzőnyergével.

Felszereltség: Jelzőnyerges fejjel.

Végső hosszúságmértékek (KMD).

Tartozékok KMD-hez.

A persely típusának részletei és rajza.

1. Elméleti rész

A furatméretek elfogadhatók, ha ≤ azaz a fej mérésének határhibája kisebb, mint a furat mérésének megengedett hibája.

2. Visszajelző féknyereg.

A 4. cső (1. ábra) hőszigetelő fogantyúval 6 szolgál a mérőtoló alapjául A cső felső nyílása a 8 bilinccsel a mérőfej hüvelyének vagy a tárcsajelző beszerelésére szolgál.

A cső alsó részében egy belső mérőfej található, amely egy 9 testből, egy 11 központosító hídból és egy mozgatható 1 és merev 10 mérőrudakból áll. és az 5 féreg a mérőfejre kerül. A 2. központosító híd a belső idomszer mérési tengelyét (a1 és 10 csúcstengely) úgy állítja be, hogy egybeessen a mért rész furatátmérőjével (2. ábra).

Méréskor meg kell rázni a belső idomszert a tengelyirányú síkban a hosszmetszetben, és a mérőfej nyíla mentén meg kell keresni a minimális pozíciót, pl. merőleges a lyuk mindkét generátorára.

A központosító híddal ellátott belső idomokat a következő mérési tartománnyal gyártják: mm: 6…10; 10…18; 18…50; 50…100; 100…160; 160…250; 250…450; 450…700; 700…1000.

Kis átmérőjű lyukak mérésére golyós betétes belső mérőeszközök is elfogadottak (3. ábra). A golyós betétek tartománya: mm: 3 ... 6; 6…10; 10…18.

A belső mérőeszközök mutatójának „0”-ra állításához beállító gyűrűket vagy végmérték-készleteket (KMD) és oldalfalakat használnak. A KMD blokkot kiválasztják és az oldalfalakkal együtt a tartóba szerelik. A művelet „0”-ra állítva ugyanaz, mint a munkadarab mérésénél.

2.1 Mérőfej.

A mérőfej a mérőcsúcs kis mozgásait a mérőeszköz mutatójának nagy mozgásaivá alakítja át.

A 4. ábra egy számlapjelzőt mutat. A jelző 1. mérőrúdjának egy sínje van, amely összekapcsolódik az 5 fogaskerékkel, és a mozgást a 9-es csőhöz és a 8-as nyilakhoz továbbítja a 9-es fogaskeréken keresztül. A „0” érték beállításához a tárcsa kerek skálája együtt forog a 2-es peremmel. A 6 a 8 nyíl fordulatainak számát mutatja.

A mérőórák hüvely átmérője 8 mm, mérőrúd lökete 2; 5 vagy 10 mm és osztási ára 0,01 mm.

Karos fogazatú mérőfejekben a mérőcsúcs (fordulatok) mozgása a karrendszeren keresztül a hajtómű szektorba kerül, amely a fogaskereket és a keréktengelyen ülő nyilat forgatja. A fejek osztásértéke 0,001 mm és 0,002 mm, mérési tartománya ± 0,05 mm ... 5 mm (többfordulat).

2.2 A mérés előkészítése.

1. Rögzítse a mérőfejet a furatmérő csőben. Ehhez illessze be a mérőfej hüvelyét a cső furatába úgy, hogy a mérőcsúcs golyója hozzáérjen a rúd végéhez, és a mérőskála a központosító híddal oldalra forduljon, és rögzítse a mérőfejet egy bilincs, míg a nyílnak teljes fordulatot kell tennie. Ugyanakkor meg kell őrizni a fej mérőrúdjának mozgási szabadságát.

2. Tárcsázza a CMD blokkot a furat névleges méretének megfelelően, és rögzítse a CMD tartó oldalai közé. A csempék és az oldalfalak előtörlése benzinnel. Törölje le tiszta ronggyal a lyuk viharvert felületét.

3. ellenőrizze, hogy a belső idomszer mérési határértékei megfelelnek-e a mérőfurat méretének. Ha nem egyeznek, cserélje ki a cserélhető mérőrudat, vagy válasszon hosszabbítókat és alátéteket egy merev összetett rúdhoz (a belső idomszer típusától függően).

2.3 A belső mérőműszer beállítása "0"-ra.

1. Fogja meg a belső mérőt a hőszigetelő fogantyúnál, és helyezze be a mélységmérőt az oldalak közé.

2. Figyelve a fej nyilát és mozgatva a belső idomot az oldalak között a cső tengelye körüli lengetéssel és forgatással (lásd az ábrát), állítsa be a belső idomszert az oldalak mérőfelületei közötti legkisebb távolságnak megfelelő helyzetbe. . Ebben az esetben a nyíl eléri a legtávolabbi * (óramutató járásával megegyező) osztást, és visszafordul. Mindkét mozgástípusnál (lengés és fordulás) ennek a felosztásnak meg kell egyeznie.

3. Emlékezzen erre a felosztásra, vegye le a féknyerget az oldalfalakról, és forgassa a skálát a megjelölt helyzetbe a számlap peremével (vagy a beállító csavarral „0” állásba).

4.Ellenőrizze a beállítást "0"-ra. A megfelelő helyzetben a jelzőtűnek 0-ra kell mutatnia.

2.4 Furatátmérő mérése.

1. A féknyereg jobb kezével a hőszigetelő fogantyúnál fogva, bal kezével az alkatrészt tartva, a mérőfejjel felfelé, a skálával maga felé illessze be a mért rész furatába. Ehhez egy híddal ellátott mozgatható rudat kell kis mélységbe behelyezni a belső idomszer megdöntésével, majd ki kell egyenesíteni úgy, hogy a merev rúd a furat szemközti falán feküdjön.

2. Mozgassa a féknyerget a kívánt szakaszra, és függőleges síkban magától távolodva - maga felé rázva vegye észre a skála legtávolabbi felosztását, amelyre a nyíl elér.

A nyíl óramutató járásával megegyező irányú eltérése a "0"-tól a furatátmérő méretének csökkenését és a "-" jelet jelzi, az óramutató járásával ellentétes irányban pedig az átmérő csökkenését és a "+" jelet.

4. Vegye le a tolómérő leolvasását a fej skálaosztásának és a jelnek figyelembevételével, és írja le a referenciatáblázatba! A méréseket minden szakaszon két, egymásra merőleges irányban kell elvégezni.

Rizs. 1Jelző féknyereg

Rizs. 4 Tárcsajelző

3. Mérési eredmények.

1. A KMD blokk névleges méretét figyelembe véve számítsa ki az alkatrész tényleges méreteit.

2. Hasonlítsa össze az alkatrész méreteit a megengedett határméretekkel, és vonjon le következtetést az alkatrész alkalmasságára vonatkozóan.

Az alkatrész metszetenkénti méreteit figyelembe véve határozza meg az alkatrész alakjának eltéréseit a hengerességtől.

3. Töltsön ki egy jelentést a munkáról.

A mérési eredmények tanári ellenőrzése után száraz ruhával törölje át hozzájuk a tolómérőt, a fejet, a KMD-t és a tartozékokat, és helyezze tokba. Tegye rendbe a munkahelyet.

AZ OROSZ Föderáció OKTATÁSI MINISZTÉRIUMA

SZIBÉRIAI ÁLLAMI REPÜLÉSI EGYETEM

akadémikus, M.F. Reshetnev

Műszaki Fizika Tanszék

8. labor

NÉGY SZONDÁS MÓDSZER FÉLVEZETŐK ELLENÁLLÁSÁNAK MÉRÉSÉRE

Útmutató a laboratóriumi munkák elvégzéséhez a "Szilárdtest-elektronika" tanfolyamon

Összeállította: Parshin A.S.

Krasznojarszk 2003

Laboratóriumi munka №8. Négyszondás módszer a félvezetők ellenállásának mérésére1

Módszerelmélet . 1

Kísérleti elrendezés . 3

Munkarend .. 5

A jelentés formázási követelményei . 7

tesztkérdések .. 7

Irodalom . 7

Laboratóriumi munka №8. Négyszondásfélvezető ellenállás mérési módszer

Célkitűzés: a fajlagos hőmérsékletfüggésének vizsgálata elektromos ellenállás félvezető négyszondás módszerrel, félvezető sávszélességének meghatározása.

Módszerelmélet

Négyszondás a félvezetők fajlagos ellenállásának mérési módszere a legelterjedtebb. A módszer előnye, hogy alkalmazása nem igényel ohmos érintkezők létrehozását a mintával, a legkülönfélébb formájú és méretű minták ellenállása mérhető. Használatának feltétele a minta alakja szempontjából egy sík felület megléte, amelynek lineáris méretei meghaladják a szondarendszer lineáris méreteit.

A négyszondás módszerrel végzett ellenállásmérés áramköre a 2. ábrán látható. 1. Négy kis érintkezési felületű fémszondát helyezünk el egyenes vonal mentén a minta sík felületén. A szondák közötti távolságok s 1 , s2 és s3 . Külső szondákon keresztül 1 és 4 átengedi az elektromos áramot én 14 , belső szondákon 2 és 3 mérje meg a potenciálkülönbséget U 23 . Mért értékek szerint én 14 és U 23 a félvezető ellenállása meghatározható.

Az ellenállás számítási képletének megtalálásához először vizsgáljuk meg a potenciáleloszlás problémáját egy különálló pontszonda körül (2. ábra). A probléma megoldásához a Laplace-egyenletet gömbkoordináta-rendszerbe kell írni, mert a potenciáleloszlás gömbszimmetriájú:

.(1)

Az (1) egyenlet megoldása feltéve, hogy a potenciál at r=0 pozitív, nullára hajlik, nagyon nagy r a következő formája van

Integrációs állandó Val vel az elektromos térerősség feltételéből számítható ki E bizonyos távolságra a szondától r=r0 :

.

Mivel a sugarú félgömbön átfolyó áram sűrűsége r0 , j =én/(2πr0 2) és Ohm törvényének megfelelően j =E/ρ , azután E(r0)=I ρ / (2π r0 2).

És így

Ha az érintkezési sugár r1 , akkor a csúcsának lehetőségeit

Nyilvánvaló, hogy a mintán a szondával való érintkezési pontján lévő potenciál azonos értékű. A (3) képlet szerint ebből az következik, hogy a fő feszültségesés a közeli érintkezési tartományban következik be, és ezért a mintán átfolyó áram értékét a közeli érintkezési tartomány ellenállása határozza meg. Minél kisebb ennek a tartománynak a hossza, annál kisebb a szonda sugara.

Az elektromos potenciál a minta bármely pontjában megtalálható az egyes szondák árama által az adott pontban létrehozott potenciálok algebrai összegeként. A mintába befolyó áramnál a potenciál pozitív, a mintából kilépő áramnál pedig negatív. ábrán látható szondarendszerhez. 1, a mérőszondák potenciáljai 2 és 3

;

.

Potenciális különbség a mérőérintkezők között 2 és 3

Ebből adódik a minta ellenállása

.(5)

Ha a szondák közötti távolságok azonosak, pl. s 1 = s 2 = s 3 = s , azután

Így mérni a konkrét elektromos ellenállás mintát a négyszondás módszerrel, elegendő megmérni a szondák közötti távolságot s , feszültségesés U 23 a mérőszondákon és a mintán átfolyó áramon én 14 .

Kísérleti elrendezés

A mérési elrendezés egy univerzális laboratóriumi állvány alapján történik. Ebben a laboratóriumi munkában a következő eszközöket és berendezéseket használják:

1. Hőkamra mintával és mérőfejjel;

2. DC forrás TES-41;

3. DC feszültségforrás B5-47;

4. Univerzális digitális voltmérők V7-21A;

5. Csatlakozó vezetékek.

A kísérleti elrendezés blokkdiagramja a 2. ábrán látható. 3.

A mintát a hőkamra mérőfokozatára helyezzük. A mérőfejet a manipulátor rugós mechanizmusa a minta sík polírozott felületére nyomja. A mérőasztalon belül egy fűtőtest található, amelyet egy TES-41 stabilizált egyenáramforrás táplál, áramstabilizáló üzemmódban működik. A minta hőmérsékletét termoelemmel, ill hőálló. A mérési folyamat felgyorsítására használhatja a mellékletben bemutatott fokozatos görbéket, amelyek segítségével a fűtőáramból meghatározható a minta hőmérséklete. A fűtőáram értékét az áramforrásba épített ampermérő méri.

Aktuális elérhetőségeken keresztül 1 és 4 B7-47 állítható stabilizált DC forrás segítségével jön létre, és egy univerzális V7-21A digitális eszköz vezérli, ampermérő módban bekapcsolva. A 2. és 3. mérőszondák között fellépő feszültséget egy V7-21A nagy ellenállású digitális voltmérő rögzíti. A méréseket a mintán áthaladó legalacsonyabb áramerősséggel kell elvégezni, amelyet az alacsony feszültségek mérésének lehetősége határoz meg. Nagy áramerősség esetén a minta felmelegedése lehetséges, ami torzítja a mérési eredményeket. Az üzemi áram csökkentése egyidejűleg csökkenti a minta vezetőképességének modulációját, amelyet a töltéshordozók befecskendezése okoz az áramfolyás során.

A fő probléma a méréssel elektromos ellenállás szonda módszerek az érintkezők problémája. Nagy vákuumú minták esetén időnként szükség van az érintkezők elektromos alakítására az alacsony érintkezési ellenállás elérése érdekében. A mérőszonda érintkezőinek kialakítása úgy történik, hogy a mérőszondára rövid ideig több tíz vagy akár több száz voltos állandó feszültséget kapcsolunk.

Munkarend

1. Ismerkedjen meg a munkavégzéshez szükséges eszközök leírásával. Állítsa össze a mérési elrendezés sémáját az ábra szerint. 3. A V7-21A univerzális voltmérők csatlakoztatásakor ügyeljen arra, hogy az egyiknek feszültségmérési módban, a másiknak az árammérésben kell működnie. Az ábrán ezeket ikonok jelzik. " U" és " ÉN" illetőleg. Ellenőrizze az üzemmódkapcsolók helyes beállítását ezeken az eszközökön.

2. Miután a tanár vagy a mérnök ellenőrizte a mérőberendezés összeszerelésének helyességét, kapcsolja be a voltmérőket és a B7-47 feszültségforrást.

3. Állítsa a B7-47 forrás feszültségét 5 V-ra. Ha a mintán a feszültség és áram idővel változik, akkor tanári vagy mérnöki segítséggel a mérőszonda érintkezőinek elektromos öntése.

4. Végezzen feszültségesés méréseket U+ 23 és U– 23 különböző áramirányokhoz én 14 . A kapott feszültségértékeket th-re átlagoljuk, hogy így kizárjuk a mintán a hőmérsékleti gradiens miatt fellépő hosszirányú termo-EMF-et. Adja meg a kísérlet adatait és a feszültségértékek számításait az 1. táblázatban.

1. táblázat űrlap

	betöltöm, A	T,K	I 14, mA	U + 23 , NÁL NÉL	U – 23 , NÁL NÉL

5. Ismételje meg a mérést egy másik minta hőmérsékleten. Ehhez be kell állítani a hőkamra fűtőjének áramát én Betöltés,= 0,5 A, várjon 5-10 percet, amíg a minta hőmérséklete stabilizálódni kezd, és rögzítse a műszer leolvasásait az 1. táblázatban. Határozza meg a minta hőmérsékletét a Függelékben bemutatott kalibrációs görbe segítségével.

6. Hasonlóképpen, egymás után végezzen méréseket a 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A fűtőáram értékeknél. Az összes mérés eredményét rögzítse az 1. táblázatban.

7. A kapott kísérleti eredmények feldolgozása! Ehhez az 1. táblázatban bemutatott eredmények felhasználásával számítsa ki 10 3 /T , konkrét elektromos ellenállás mintát minden hőmérsékleten ρ a (6) képlet szerint elektromos vezetőképesség

az elektromos vezetőképesség természetes logaritmusa ln σ . Az összes számítási eredményt rögzítse a 2. táblázatban.

2. táblázat űrlap

	T, K	, K-1	ρ, Ohm m	σ, (Ohmm) -1	log σ

8. Készítsen függőségi gráfot. Elemezze a görbék lefutását, jelölje meg a szennyeződések és a belső vezetőképességek területeit. a műben kitűzött feladat rövid leírása;

· mérési beállítási diagram;

· mérések és számítások eredményei;

· függőségi gráf;

· a kapott eredmények elemzése;

· munka következtetései.

tesztkérdések

1. Belső és külső félvezetők. Belső és szennyező félvezetők sávszerkezete. sávszélesség. Szennyeződés aktiválási energia.

2. Belső és külső félvezetők elektromos vezetőképességének mechanizmusa.

3. A belső félvezetők elektromos vezetőképességének hőmérsékletfüggése.

4. Szennyeződéses félvezetők elektromos vezetőképességének hőmérsékletfüggése.

5. Egy szennyeződés sávszélességének és aktiválási energiájának meghatározása az elektromos vezetőképesség hőmérséklet-függéséből.

6. Négyszondás Mérés módja elektromos ellenállás félvezetők: terjedelem, előnyei és hátrányai.

7. Az elektromos tér potenciáleloszlásának problémája a szonda közelében.

8. A számítási képlet (6) levezetése.

9. A kísérleti elrendezés vázlata és működési elve.

10. Magyarázza meg a kísérletileg kapott függőségi gráfot, hogyan határozták meg ebből a grafikonból a sávszélességet?

Irodalom

1. Pavlov L.P. A félvezető anyagok paramétereinek mérési módszerei: Tankönyv egyetemek számára. - M .: Magasabb. iskola., 1987.- 239 p.

2. Lysov V.F. Workshop a félvezető fizikáról. –M .: Felvilágosodás, 1976.- 207 p.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Szilárdtest-elektronika: oktatóanyag. egyetemisták számára. - M .: Magasabb. iskola., 1986.- 304 p.

4. Ch. Kittel, Bevezetés a szilárdtestfizikába. - M.: Nauka, 1978. - 792 p.

5. Shalimova K.V. Félvezető fizika: Tankönyv középiskolák számára. - M .: Energia, 1971. - 312 p.

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. Az elektronikus technológia fizikai alapjai: Tankönyv egyetemek számára. - M .: Magasabb. iskola ., 1982.- 608 p.

Laboratóriumi munka 8 Az áram teljesítményének és működésének mérése elektromos lámpában A munka célja, hogy megtanulják, hogyan határozható meg a lámpa áramának teljesítménye és működése ampermérő, voltmérő és óra segítségével Berendezés - elem, kulcs , alacsony feszültségű lámpa állványon, ampermérő, voltmérő, csatlakozó vezetékek, stopper.

Elmélet Az áramerősség kiszámításának képlete A= IUt Az áram teljesítményének számítási képlete P= IU vagy P= Osztásérték = ___= Az ampermérő A osztásértéke =___= V voltmérő P elmélet. =U elmélet. I theor. / a villanykörte talpán feltüntetett U és I értékekből számítva / Elektromos kapcsolási rajz

Számítások: A= P = A elmélet. = P elmélet. = Következtetés: Ma a laboratóriumi munkán megtanultam meghatározni a lámpa teljesítményét és áramát ampermérővel, voltmérővel és stopperrel. Számított (a) az áramerősség és az izzó teljesítményének értékei: A \u003d J P \u003d W (jelezze meg a fizikai mennyiségek konkrét kísérleti értékeit). Szintén kiszámítva (a) az áram és a villanykörte teljesítményének elméleti értékeit: A elmélet. = J R elmélet. \u003d W A munka kísérleti értékei és a lámpában lévő áramteljesítmény (körülbelül) egybeesnek a számított elméleti értékekkel. Ezért a laboratóriumi munkavégzés során kisebb mérési hibákat követtek el. (A lámpában kapott munka- és áramteljesítmény kísérleti értékei nem esnek egybe a számított elméleti értékekkel, ezért a laboratóriumi munka során jelentős véletlenszerű mérési hibák történtek.)

47. lecke

Egyenetlen mozgás sebességének mérése

Brigád __________________

__________________

Felszerelés: készülék egyenes vonalú mozgás tanulmányozására, állvány.

Célkitűzés: bizonyítsuk be, hogy egy ferde síkon egyenes vonalban mozgó test egyenletes gyorsulással mozog, és határozzuk meg a gyorsulás értékét.

A leckében egy demonstrációs kísérlet során ügyeltünk arra, hogy ha a test nem érinti azt a ferde síkot, amely mentén mozog (mágneses levitáció), akkor a mozgása egyenletesen gyorsul. Azzal a feladattal állunk szemben, hogy megértsük, hogyan fog a test mozogni abban az esetben, ha egy ferde síkban csúszik, pl. a felület és a test között súrlódási erő van, amely megakadályozza a mozgást.

Tegyünk fel egy hipotézist, miszerint a test egy ferde síkban csúszik, szintén egyenletesen gyorsítva, és ezt kísérletileg ellenőrizzük a mozgási sebesség időfüggésének ábrázolásával. Egyenletesen gyorsított mozgásnál ez a grafikon az origóból kilépő egyenes. Ha az általunk felépített grafikon a mérési hibáig egyenesnek tekinthető, akkor az út vizsgált szakaszán a mozgás egyenletesen gyorsultnak tekinthető. Ellenkező esetben ez egy bonyolultabb nem egységes mozgás.

A sebesség meghatározásához hipotézisünk keretein belül az egyenletesen változó mozgás képleteit használjuk. Ha a mozgás nyugalomból indul, akkor V = nál nél (1), hol a- gyorsulás, t- utazási idő V- a test sebessége egy időben t. Egyenletesen gyorsított, kezdeti sebesség nélküli mozgáshoz az összefüggés s = nál nél 2 /2 , ahol s- a test által a mozgás során megtett út t. Ebből a képletből a =2 s / t 2 (2) Ha behelyettesítjük a (2)-et az (1)-be, a következőt kapjuk: (3). Tehát egy test sebességének meghatározásához a pálya adott pontjában elegendő megmérni a mozgását a kiindulási ponttól ebbe a pontba és a mozgás idejét.

Hibahatárok számítása. A sebességet a kísérletből közvetett mérésekkel határozzuk meg. Közvetlen mérésekkel megtaláljuk az utat és az időt, majd a (3) képlet szerint a sebességet. A sebesség hibahatár meghatározásának képlete ebben az esetben: (4).

A kapott eredmények értékelése. Tekintettel arra, hogy a távolság és az idő mérésében hibák vannak, a V sebesség értékei nem pontosan egy egyenesen fekszenek (1. ábra, fekete vonal). Annak a kérdésnek a megválaszolásához, hogy a vizsgált mozgás egyenletesen gyorsultnak tekinthető-e, ki kell számítani a sebességváltozás hibahatárait, ezeket a hibákat a grafikonon minden megváltozott sebességhez ábrázolni (piros sávok), folyosót kell rajzolni (szaggatott vonalak) ,

Túl a hibahatáron. Ha ez lehetséges, akkor egy ilyen mozgás adott mérési hibával egyenletesen gyorsítottnak tekinthető. A koordináták origójából származó egyenes (kék), amely teljesen ebben a folyosóban helyezkedik el és a lehető legközelebb halad el a sebességek mért értékéhez, a sebesség kívánt időfüggése: V = at. A gyorsulás meghatározásához fel kell venni egy tetszőleges pontot a grafikonon, és el kell osztani a sebesség értékét ebben a V 0 pontban a t 0 időpontban: a=V 0 / t 0 (5).

Munkafolyamat:

1. Összeállítjuk a sebesség meghatározására szolgáló berendezést. A vezetősínt 18-20 cm magasságban rögzítjük.A kocsit a sín legtetejére helyezzük és az érzékelőt úgy helyezzük el, hogy a stopper abban a pillanatban kapcsoljon be, amikor a kocsi elindul. A második érzékelőt egymás után körülbelül 10, 20, 30, 40 cm távolságra kell elhelyezni 4 kísérlethez. Az adatok egy táblázatba kerülnek.

2. A második érzékelő minden pozíciójához 6 alkalommal indítjuk el a kocsit, minden alkalommal beírva a stopperóra állásait a táblázatba. asztal

Sebesség		Sebesség		Sebesség		Sebesség

3. Kiszámoljuk az érzékelők közötti kocsi mozgási idő átlagos értékét - t vö.

4. Az s és t cf értékét behelyettesítve a (3) képletbe, meghatározzuk a sebességeket azokon a pontokon, ahol a második érzékelő fel van szerelve. Az adatok egy táblázatba kerülnek.

5. Készítsünk egy grafikont a kocsi sebességének időtől való függésére.

6

Út- és időmérési hiba:

∆s= 0,002 m, ∆t=0,01 s.

7. A (4) képlet segítségével minden sebességértékhez ∆V-t találunk. Ebben az esetben a képletben szereplő t idő t vö.

8. A ∆V talált értékeit minden ábrázolt ponthoz ábrázoljuk a grafikonon.

. Felépítünk egy hibafolyosót, és megnézzük, hogy beleesnek-e a számított V sebességek.

10. A koordináták origójából húzunk egy V=at egyenest a hibák folyosójába, és a grafikonból határozzuk meg a gyorsulás értékét. a az (5) képlet szerint: a=

Következtetés:__________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. labor

5. labor

Konvergáló lencse optikai teljesítményének és gyújtótávolságának meghatározása.

Felszereltsége: vonalzó, két derékszögű háromszög, hosszú fókuszú konvergáló lencse, villanykörte kupakkal ellátott állványon, áramforrás, kapcsoló, csatlakozó vezetékek, képernyő, vezetősín.

Elméleti rész:

A lencse törőerejének és gyújtótávolságának mérésének legegyszerűbb módja a lencseképlet

d a tárgy és a lencse közötti távolság

f a lencse és a kép közötti távolság

F - gyújtótávolság

A lencse optikai teljesítményét értéknek nevezzük

Tárgyként a megvilágító kupakjában szórt fénnyel izzó betűt használnak. A levél tényleges képe a képernyőn jelenik meg.

A kép valódi fordított, nagyított:

A kép képzeletbeli közvetlen kinagyítás:

A munka hozzávetőleges előrehaladása:

F=8cm=0,08m

F=7cm=0,07m

F=9cm=0,09m

Fizikai laboratóriumi munka 3. sz

Fizikai laboratóriumi munka 3. sz

11. osztályos tanulók "B"

Alekszejeva Mária

Szabadesési gyorsulás meghatározása inga segítségével.

Felszerelés:

Elméleti rész:

Különféle gravimétereket, különösen ingaeszközöket használnak a szabadesés gyorsulásának mérésére. Segítségükkel 10 -5 m/s 2 nagyságrendű abszolút hibával mérhető a szabadesés gyorsulása.

A munka a legegyszerűbb ingaeszközt használja - egy golyót a szálon. A menet hosszához képest kis méretű golyók és az egyensúlyi helyzettől való kis eltérések esetén az oszcillációs periódus egyenlő

A periódusmérés pontosságának növelése érdekében meg kell mérni az inga maradék N számú teljes lengésének t idejét. Aztán az időszak

A szabadesés gyorsulása pedig a képlettel számolható

Kísérlet lefolytatása:

Helyezzen állványt az asztal szélére.

A felső végén erősítse meg a gyűrűt egy tengelykapcsolóval, és akasszon rá egy golyót egy cérnára. A labdának 1-2 cm távolságra kell lógnia a padlótól.

Mérjük meg szalaggal az inga l hosszát.

Az inga kilengéseit úgy gerjesztjük, hogy a labdát 5-8 cm-rel oldalra tereljük és elengedjük.

Mérjük meg több kísérletben az inga lengésének t 50 idejét, és számítsuk ki t vö.

Számítsa ki az időmérés átlagos abszolút hibáját, és írja be az eredményeket egy táblázatba!

Számítsa ki a szabadesés gyorsulását a képlet segítségével

Határozza meg az időmérés relatív hibáját!

Határozza meg az inga hosszának mérésének relatív hibáját!

Számítsa ki a g relatív mérési hibát a képlet segítségével!

Következtetés: Kiderül, hogy a szabadesés ingával mért gyorsulása megközelítőleg megegyezik a szabadesés táblázatos gyorsulásával (g \u003d 9,81 m / s 2) 1 méteres menethosszúsággal.

Alekseeva Maria, a 11. „B” osztály tanulója tornaterem 201. sz, Moszkva

A 201. számú gimnázium fizikatanára Lvovsky M.B.

4. labor

4. labor

Üveg törésmutatójának mérése

Alekseeva Maria "B" 11. osztályos tanulók.

Célkitűzés: trapéz alakú üveglap törésmutatójának mérése.

Elméleti rész: az üveg levegőhöz viszonyított törésmutatóját a következő képlet határozza meg:

Számítási táblázat:

Számítások:

n pr1= AE1 / DC1 =34mm/22mm=1,5

n pr2= AE2 / DC2 =22mm/14mm=1,55

Következtetés: Az üveg törésmutatójának meghatározása után bebizonyíthatjuk, hogy ez az érték nem függ a beesési szögtől.

6. labor

Laboratóriumi munka №6.

Fényhullám mérése.

Felszerelés: diffrakciós rács 1/100 mm vagy 1/50 mm periódussal.

Beépítési diagram:

1. Tartó.

2. Fekete képernyő.

   Keskeny függőleges rés.

Munka célja: fényhullám kísérleti meghatározása diffrakciós rács segítségével.

Elméleti rész:

A diffrakciós rács nagyszámú nagyon keskeny rés gyűjteménye, amelyeket átlátszatlan terek választanak el egymástól.

Forrás

A hullámhosszt a következő képlet határozza meg:

Ahol d a rácsozási periódus

k a spektrum sorrendje

Az a szög, amelyben a maximális fényt észleljük

Diffrakciós rács egyenlet:

Mivel az 1. és 2. rendű maximumok szögei nem haladják meg az 5 -ot, a szögek szinuszai helyett ezek érintőit is használhatjuk.

Ennélfogva,

Távolság a a vonalzó mentén a rácstól a képernyőig számolva a távolságot b– a képernyő skálán a réstől a spektrum kiválasztott vonaláig.

A hullámhossz meghatározásának végső képlete a

Ebben a munkában a hullámhossz mérési hibáját nem becsüljük meg a spektrum középső részének megválasztásában tapasztalható bizonytalanság miatt.

A munka hozzávetőleges előrehaladása:

b = 8 cm, a = 1 m; k=1; d=10-5 m

(Piros szín)

d a rácsozási periódus

Következtetés: Miután kísérletileg megmértük a vörös fény hullámhosszát diffrakciós ráccsal, arra a következtetésre jutottunk, hogy ez lehetővé teszi a fényhullámok hullámhosszának nagyon pontos mérését.

43. lecke

43. lecke

Testgyorsulás mérése

Brigád ____________________

____________________

A tanulmány célja: mérje meg a rúd gyorsulását egy egyenes ferde csúszda mentén.

Eszközök és anyagok:állvány, vezetősín, kocsi, súlyok, időérzékelők, elektronikus stopper, habpárna.

A munka elméleti indoklása:

A test gyorsulását a következő képlet szerint határozzuk meg: , ahol v 1 és v 2 a test pillanatnyi sebessége az 1. és 2. pontban, t 1 és t 2 időpontokban mérve. Az X tengelyhez válassza ki a vezetősín mentén található vonalzót.

Munkafolyamat:

1. A vonalzón kijelölünk két x 1 és x 2 pontot, melyekben pillanatnyi sebességeket mérünk és ezek koordinátáit beírjuk az 1. táblázatba.

Asztal 1.

Pontok az X-tengelyen a pillanatnyi sebesség mérésére		Δx 1 \u003d x ’ 1 - x 1 Δх 1 = cm				Δx 2 \u003d x ’ 2 - x 2 Δх 2 = cm
Időintervallumok meghatározása	Δt 1 \u003d t ’ 1 - t 1 Δ t 1 = c			Δt 2 \u003d t ’ 2 - t 2 Δ t 2 = c
A pillanatnyi sebesség meghatározása	v 1 \u003d Δx 1 / Δt 1 v 1 = Kisasszony		v 2 \u003d Δx 2 / Δt 2 v 2 = Kisasszony		Δ v= Kisasszony
A sebességmérési pontok közötti időintervallum meghatározása	Δ t= -val
A kocsigyorsulás meghatározása

2. Válassza ki az x ' 1 és x ' 2 vonalzópontokon a pillanatnyi sebesség mérési intervallumok végpontjait és számítsa ki a szakaszok hosszát Δх 1 és Δх 2 .

3. Először szerelje fel az időmérő érzékelőket az x 1 és x ' 1 pontokra, indítsa el a kocsit, és rögzítse a kocsi érzékelők közötti áthaladásának mért időintervallumát. Δ t 1 az asztalhoz.

4. Ismételje meg a mérést az intervallumra Δ t 2 , az az idő, ameddig a kocsi áthalad az x 2 és x ’ 2 pontok között, beállítva az érzékelőket ezekre a pontokra és elindítva a kocsit. Az adatok egy táblázatba is bekerülnek.

5. Határozza meg a pillanatnyi sebességeket v 1 ésv 2 x 1 és x 2 pontokban, valamint a pontok közötti sebesség változása Δ v, az adatok táblázatba kerülnek.

6. Adja meg az időintervallumot Δ t\u003d t 2 - t 1, amelyet a kocsi az x 1 és x 2 pontok közötti szakasz áthaladására fordít. Ehhez az érzékelőket az x 1 és x 2 pontokban helyezzük el, és elindítjuk a kocsit. A stopperóra által mutatott idő beírásra kerül a táblázatba.

7. Számítsa ki a kocsi gyorsulását! a képlet szerint. Az eredményt a táblázat utolsó sorába tesszük.

8. Megállapítjuk, hogy milyen mozgással van dolgunk.

Következtetés: _______________________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Óvatosan szétszedjük az installációt, átadjuk a munkát, sikerélménnyel és méltósággal távozunk az óráról.

Fizikai laboratóriumi munka №7

A "B" 11. osztály tanulói Sadykova Maria

Folytonos és vonalas spektrumok megfigyelése.

Felszerelés: projektor, spektrum csövek hidrogénnel, neonnal vagy héliummal, nagyfeszültségű induktor, tápegység, állvány, összekötő vezetékek, ferde élű üveglap.

Célkitűzés: a szükséges felszereléssel figyelje meg (kísérletileg) a folytonos spektrumot, neont, héliumot vagy hidrogént.

Munkafolyamat:

A tányért vízszintesen a szem elé helyezzük. A széleken keresztül figyeljük a képernyőn a vetítőkészülék csúszó résének képét. A létrejövő folytonos spektrum elsődleges színeit a következő sorrendben látjuk: ibolya, kék, cián, zöld, sárga, narancs, piros.

Ez a spektrum folyamatos. Ez azt jelenti, hogy a spektrumban minden hullámhossz reprezentálva van. Így azt találtuk, hogy a folytonos spektrumok szilárd vagy folyékony halmazállapotú testeket, valamint erősen sűrített gázokat adnak.

Sok színes vonalat látunk, amelyeket széles sötét csíkok választanak el egymástól. A vonalspektrum jelenléte azt jelenti, hogy az anyag csak egy bizonyos hullámhosszú fényt bocsát ki.

Hidrogén spektrum: ibolya, kék, zöld, narancs.

A legfényesebb a spektrum narancssárga vonala.

Hélium spektrum: kék, zöld, sárga, piros.

A legfényesebb a sárga vonal.

Tapasztalataink alapján azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a vonalspektrumok minden anyagot gáz halmazállapotban adnak meg. Ebben az esetben a fényt olyan atomok bocsátják ki, amelyek gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Az izolált atomok szigorúan meghatározott hullámhosszokat bocsátanak ki.

37. lecke

Lecke42 . Laboratóriumi munka №5.

Az elektromágnes erősségének függése az áramerősségtől

brigád ___________________

___________________

Célkitűzés: Határozza meg a kapcsolatot az elektromágnes tekercsén átfolyó áram erőssége és az elektromágnes fémtárgyakat vonzó erő között.

Eszközök és anyagok: magtekercs, árammérő, változtatható ellenállás (reosztát), dinamométer, tápegység, szög, csatlakozó vezetékek, csavarkulcs, állvány tartóval, fém állvány mágneses alkatrészekhez.

x munka od:

1. Szerelje össze az ábrán látható telepítést. Rögzítse a tartófület az állvány tetejére. Rögzítse a próbapad tetejét a tartóba az ábra szerint. Kössünk egy cérnát a körömre úgy, hogy az a köröm éles végén lévő mélyedésbe kerüljön és ne váljon le róla. A szál ellentétes oldalán készítsen hurkot, és akassza fel a szöget a dinamométer kampójára.

Jegyezze fel a próbapad leolvasásait. Ez a szög súlya, szüksége lesz rá a mágnes erősségének mérésekor:

3. Szerelje össze az ábrán látható elektromos áramkört. Ne kapcsolja be a tápfeszültséget, amíg a tanár nem ellenőrzi a megfelelő összeszerelést.

4. Zárja be a kulcsot, és a reosztát maximális balról a maximális jobbra forgatásával határozza meg az áramköri áramváltozás tartományát.

Az áramerősség ___A-ról ____A-ra változik.

5. Válasszon ki három aktuális értéket, a maximálisat és a két kisebbet, és írja be

Ezeket a táblázat második oszlopában. Három kísérletet fog végezni minden aktuális értékkel.

6. Zárja le az áramkört, és állítsa az ampermérőt reosztáttal az első választott áramértékre.

7. Érintse meg a tekercs magját a próbapadon lógó szög fejéhez. A köröm a magjához tapadt. Engedje le a tekercset függőlegesen lefelé, és kövesse a fékpad leolvasását. Jegyezze fel a fékpad leolvasását abban a pillanatban, amikor a tekercs leszakad, és írja be az F 1 oszlopba.

8. Ismételje meg a kísérletet még kétszer ezzel az áramerősséggel. Az F 2 és F 3 oszlopokba írja be a fékpadon a szög leszakadásának pillanatában érvényes erőértékeket. A mérési pontatlanság miatt kissé eltérhetnek az elsőtől. Keresse meg a tekercs átlagos mágneses erősségét az F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 képlettel, és írja be az „Átlagos erősség” oszlopot.

9. A dinamométer a szög súlyának és a tekercs mágneses erejének összegével megegyező erőértéket mutatott: F = P + F M . Ezért a tekercs szilárdsága F M \u003d F - P. Vonja le a P szög súlyát F cp-ből, és írja be az eredményt a "Mágneses erő" oszlopba.

Szám	Jelenlegi én, A	F, N fékpad leolvasása			Átlagos erő F cp , N	Mágneses erő F M , N

10. Ismételje meg a kísérleteket kétszer más árammal, és töltse ki a táblázat többi celláját!

I,A 1. Ábrázolja a mágneses erőt! F M jelenlegi erősségtől én.

sebesség Felszerelés ... laboratóriummunkaÚj laboratóriumMunka 4. téma laboratóriumMunka №6. Mérés természetes...

Avdeeva kutatómunka az ökológiai bevezetésről

Értekezés absztrakt

Értékelések sebesség a víz áramlását megtartani méréseksebesség vízáramlatok Felszerelés: ... műhely, on leckéket Földrajz 7. évfolyam as laboratóriummunka„A ... autók tanulmányozását egy jelentős szabálytalanság térben és időben...