실험실 작업 8 전력 측정. 반도체 저항 측정을 위한 4-프로브 방식

연구실 작업 No. 8 "진자를 사용하여 자유낙하 가속도 측정."

작업의 목적: 수학 진자의 진동 기간에 대한 공식에서 자유 낙하 가속도 계산:

이를 위해서는 진동 주기와 진자의 정지 길이를 측정해야 합니다. 그런 다음 공식 (1)에서 자유 낙하 가속도를 계산할 수 있습니다.

자질:

1) 초침이 있는 시계

2) 측정 테이프(Δ l = 0.5 cm).

재료: 1) 구멍이 있는 공; 2) 스레드; 3) 클러치와 링이 있는 삼각대.

작업 순서

1. 테이블 가장자리에 삼각대를 놓습니다. 상단에서 커플 링으로 링을 강화하고 실에 볼을 걸어 놓습니다. 공은 바닥에서 3-5cm 떨어진 곳에 매달려야 합니다.

2. 진자를 평형 위치에서 5-8cm 정도 벗어나서 놓습니다.

3. 행거의 길이를 줄자로 잰다.

4. 시간 Δt 40 완전 진동(N)을 측정합니다.

5. Δt의 측정을 반복하고(실험 조건을 변경하지 않고) Δt cf의 평균값을 찾습니다.

6. Δt avg의 평균값에서 진동 주기 T avg의 평균값을 계산합니다.

7. 다음 공식을 사용하여 g cp 값을 계산합니다.

8. 테이블에 결과를 입력합니다.

숫자	엘,엠	N	Δt, s	Δtav, s

9. g cp에 대해 얻은 평균값을 g = 9.8 m/s 2 값과 비교하고 다음 공식을 사용하여 상대 측정 오차를 계산합니다.

물리학을 공부하는 동안 문제와 기타 계산을 풀 때 종종 지구 표면의 자유 낙하 가속도 값을 사용해야 했습니다. g \u003d 9.81 m / s 2 값, 즉 계산에 충분한 정확도를 취했습니다.

이 실험의 목적은 진자를 사용하여 자유낙하 가속도를 실험적으로 결정하는 것입니다. 수학 진자의 진동 주기 공식 알기 T =

실험을 통해 쉽게 설정할 수 있는 양으로 g 값을 표현할 수 있고 g을 어느 정도 정확하게 계산할 수 있습니다. 표현하다

여기서 l은 서스펜션의 길이이고 T는 진자의 진동 주기입니다. 진자의 진동 주기 T는 진자의 완전한 진동 횟수 N에 필요한 시간 t를 측정하여 결정하기 쉽습니다.

수학적 진자는 늘어나지 않는 가는 실에 매달린 추로, 그 치수는 실의 길이보다 훨씬 작고 질량은 실의 질량보다 훨씬 큽니다. 수직에서 이 하중의 편차는 무한히 작은 각도에서 발생하며 마찰이 없습니다. 실제 조건에서 공식

대략적입니다.

그러한 몸을 고려하십시오 (우리의 경우 레버). 하중 P의 무게와 힘 F(다이나모미터 스프링의 탄성)의 두 가지 힘이 작용하므로 레버가 균형을 이루고 이러한 힘의 모멘트는 서로 절대값이 같아야 합니다. 힘 F와 P의 모멘트의 절대값은 각각 다음과 같이 결정됩니다.

실험실 조건에서 어느 정도의 정확도로 측정하기 위해 1-1.5m 길이(또는 그러한 서스펜션을 놓을 수 있는 경우 더 긴 실)에 매달린 작지만 거대한 금속 공을 사용하여 작은 각도로 편향시킬 수 있습니다. 작업 과정은 교과서의 설명에서 완전히 명확합니다.

측정 수단: 스톱워치(Δt = ±0.5초); 자 또는 줄자(Δl = ±0.5 cm)

실험실 작업 №8.

"게이지 내부 표시기로 구멍 표면의 직경 및 형상 편차 측정".

작업 목적: 인디케이터 캘리퍼스로 측정 방법을 마스터하기

구멍 직경 및 구멍 모양 편차.

작업: 표면의 직경 및 형상 편차 측정

표시기 캘리퍼가 있는 부싱 유형 부품의 구멍.

장비: 헤드가 있는 인디케이터 캘리퍼스.

길이의 끝 측정값(KMD).

KMD용 액세서리.

부싱 유형 및 도면의 세부 사항.

1. 이론적인 부분

다음과 같은 경우 구멍 측정이 허용됩니다. ≤ 즉 헤드 측정의 한계 오차는 구멍 측정의 허용 오차보다 작습니다.

2. 인디케이터 캘리퍼스.

단열 핸들 6이 있는 튜브 4(그림 1)는 표시기 캘리퍼스의 기초 역할을 합니다. 클램프 8이 있는 튜브의 상단 개구부는 측정 헤드의 슬리브 또는 다이얼 표시기를 설치하는 데 사용됩니다.

튜브의 하부에는 본체 9, 센터링 브리지 11 및 측정 막대 팁 - 이동식 1 및 고정식 10으로 구성된 내부 게이지 헤드가 있습니다. 레버 2, 스템 3을 통한 팁 1의 움직임 웜(5)은 측정 헤드로 전달됩니다. 센터링 브리지 2는 내부 게이지의 측정 축(팁 축 a1 및 10)을 측정 부품의 구멍 직경과 일치하도록 설정합니다(그림 2).

측정할 때 세로 단면의 축면에서 내부 게이지를 흔들고 측정 헤드의 화살표를 따라 최소 위치, 즉 측정 헤드를 찾아야 합니다. 구멍의 두 생성기에 수직입니다.

센터링 브리지가 있는 내부 게이지는 다음 측정 범위로 생산됩니다. mm: 6…10; 10…18; 18…50; 50…100; 100…160; 160…250; 250…450; 450… 700; 700…1000.

작은 직경의 구멍을 측정하기 위해 볼 인서트가 있는 내부 게이지가 허용됩니다(그림 3) 볼 인서트의 범위: mm: 3 ... 6; 6…10; 10…18.

게이지 내부 표시기를 "0"으로 설정하기 위해 조정 링 또는 끝 측정 세트(KMD) 및 측벽이 사용됩니다. KMD 블록을 선택하여 측벽과 함께 홀더에 설치합니다. "0"으로 설정했을 때의 동작은 측정물을 측정할 때와 동일합니다.

2.1 측정 헤드.

측정 헤드는 측정 팁의 작은 움직임을 보고 장치 포인터의 큰 움직임으로 변환합니다.

그림 4는 다이얼 표시기를 보여줍니다. 표시기의 측정 막대 1에는 기어 휠 5와 맞물리고 기어 휠 9를 통해 튜브 9와 화살표 8로 움직임을 전달하는 레일이 있습니다. "0"으로 설정하려면 다이얼의 둥근 눈금이 림 2와 함께 회전합니다. 화살표 6은 화살표 8의 회전 수를 보여줍니다.

다이얼 게이지의 슬리브 직경은 8mm, 측정 로드 스트로크는 2입니다. 5 또는 10mm 및 0.01mm의 분할 가격.

레버 톱니가 있는 측정 헤드에서 레버 시스템을 통한 측정 팁의 움직임(회전)은 기어 섹터로 전달되어 기어 휠과 휠 축에 있는 화살표를 돌립니다. 헤드의 분할 값은 0.001mm 및 0.002mm이고 측정 범위는 ± 0.05mm ... 5mm(다중 회전)입니다.

2.2 측정 준비.

1. 측정 헤드를 보어 게이지 튜브에 고정합니다. 이렇게 하려면 측정 헤드의 슬리브를 튜브의 구멍에 삽입하여 측정 팁의 볼이 로드의 끝에 닿도록 하고 다이얼 눈금이 센터링 브리지가 있는 쪽으로 돌아가도록 측정 헤드를 고정합니다. 화살표가 완전히 회전해야 하는 동안 클램프. 동시에 헤드의 측정봉의 자유로운 움직임을 유지하는 것이 필요합니다.

2. 구멍의 공칭 크기에 따라 CMD 블록을 다이얼하고 CMD 홀더의 측면 사이에 고정합니다. 가솔린으로 타일과 측벽을 미리 닦습니다. 깨끗한 천으로 풍화된 구멍 표면을 닦습니다.

3. 내부 게이지의 측정 한계가 측정 구멍의 크기와 일치하는지 확인합니다. 일치하지 않으면 교체 가능한 측정 로드를 교체하거나 단단한 복합 로드용 확장 및 와셔 세트를 선택하십시오(내부 게이지 유형에 따라 다름).

2.3 내부 게이지를 "0"으로 설정.

1. 단열 핸들로 내부 게이지를 잡고 측면 사이에 깊이 게이지를 삽입합니다.

2. 헤드의 화살표를 보고 튜브의 축을 중심으로 스윙 및 회전하여 내부 게이지를 측면 사이로 이동(다이어그램 참조)하고 내부 게이지를 측면의 측정면 사이의 가장 작은 거리와 일치하는 위치에 설정합니다. . 이 경우 화살표는 가장 먼 *(시계 방향) 눈금에 도달하고 뒤로 돌아갑니다. 두 가지 유형의 움직임(스윙 및 회전)에 대해 이 구분이 일치해야 합니다.

3. 이 구분을 기억하고, 측벽에서 캘리퍼를 제거하고 다이얼 가장자리(또는 설정 나사를 "0"으로 설정)로 표시된 위치로 스케일을 돌립니다.

4. "0"으로 설정을 확인하십시오. 올바른 위치에서 표시 바늘은 0을 가리켜야 합니다.

2.4 구멍 직경 측정.

1. 오른손으로 단열 손잡이를 잡고 왼손으로 부품을 잡고 측정 헤드를 위로, 눈금이 사용자를 향하게 하여 캘리퍼를 측정 부품의 구멍에 삽입합니다. 이렇게 하려면 브리지가 있는 가동 막대를 내부 게이지를 기울여 얕은 깊이로 삽입한 다음 단단한 막대가 구멍의 반대쪽 벽에 놓이도록 똑바로 세워야 합니다.

2. 캘리퍼스를 원하는 섹션으로 이동하고 수직면에서 당신을 향해 흔들면서 화살표가 도달하는 눈금의 가장 먼 부분을 확인하십시오.

"0"에서 화살표의 시계 방향 편차는 구멍 직경의 크기의 감소를 나타내며 "-"기호를 나타내고 시계 반대 방향 편차는 직경 및 "+"기호의 감소를 나타냅니다.

4. 헤드와 기호의 눈금 구분을 고려하여 캘리퍼스를 읽고 참조 표에 기록합니다. 각 섹션에 대해 서로 수직인 두 방향에서 측정해야 합니다.

쌀. 1인디케이터 캘리퍼스

쌀. 4 다이얼 표시기

3. 측정 결과.

1. KMD 블록의 공칭 크기를 고려하여 부품의 실제 치수를 계산합니다.

2. 부품의 치수를 허용 한계 치수와 비교하고 부품의 적합성에 대한 결론을 내립니다.

섹션별로 부품의 치수를 고려한 후 원통도에서 부품 모양의 편차를 결정하십시오.

3. 작업에 대한 보고서를 작성합니다.

선생님의 측정 결과를 확인한 후 캘리퍼, 헤드, KMD 및 액세서리를 마른 천으로 닦고 케이스에 넣습니다. 작업장을 정리합니다.

표적- 비틀림 진동 방법으로 몸체의 관성 모멘트를 결정합니다.

장치 및 재료: 측정기 설치, 본체세트, 스톱워치.

설치 및 측정 방법 설명

측정 장치는 탄성 강철 와이어에 매달린 원형 디스크로 관성 모멘트를 결정해야 하는 몸체를 수용하도록 설계되었습니다(그림 8.1).

쌀. 8.1

장치는 디스크에 고정된 두 개의 이동 가능한 추를 사용하여 중앙에 위치합니다. 수직축을 중심으로 장치의 디스크를 특정 각도로 돌리면 강철 서스펜션이 꼬입니다.

몸체가 각도 만큼 회전하면 와이어가 꼬이고 힘의 모멘트가 발생합니다. 중몸을 균형의 위치로 되돌리려고 합니다. 실험은 상당히 넓은 범위에서 힘의 모멘트를 보여줍니다. 중비틀림 각도에 비례  , 즉.
(비교: 탄성력
). 디스크가 해제되어 비틀림 진동을 수행할 수 있습니다. 비틀림 진동의 주기는 다음 식에 의해 결정됩니다.
, 어디 에프- 비틀림 계수; 제이는 진동 시스템의 관성 모멘트입니다.

악기용
. (8.1)

등식(8.1)에는 두 개의 미지의 양이 포함됩니다. 에프그리고 제이 등. 따라서 설정 디스크에 관성 모멘트가 알려진 기준 물체를 놓고 실험을 반복해야 합니다. 솔리드 실린더를 기준으로 관성 모멘트는 다음과 같습니다. 제이 이것 .

표준을 사용하여 장치의 새로운 진동 주기를 결정한 후 방정식 (8.1)과 유사한 방정식을 작성합니다.

. (8.2)

방정식 (8.1) 및 (8.2)의 시스템을 풀면 비틀림 계수를 결정합니다. 에프그리고 장치의 관성 모멘트 제이 등이 하중 위치로. (계산식의 유도 에프그리고 제이 등실험실 작업을 준비하기 위해 직접 수행하고 보고서에 포함). 표준을 제거하면 본체가 장치의 디스크에 놓이고 장치의 축에 대한 관성 모멘트가 결정되어야 합니다. 설치를 중심으로 하고 비틀림 진동의 주기를 다시 결정 티 2 , 이 경우 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

. (8.3)

앎 그리고 에프, 공식 (8.3)을 기반으로 장치의 축에 대한 본체의 관성 모멘트를 계산합니다.

모든 측정 및 계산의 데이터가 표에 입력됩니다. 8.1.

표 8.1

비틀림 진동 방법을 사용하여 관성 모멘트를 결정하기 위한 측정 및 계산된 양

티 등	티 등	티 1	티 1	티 2	티 2





	< T 등 >=	< T 1 >= < ¦ >= < J 등 >=	< T 2 >= < J 티 >

작업 1. 장치, 표준 장치, 본체 장치의 비틀림 진동 주기 결정

1. 스톱워치로 시간 측정 티 등장치의 20-30 완전한 진동 및 결정
.

2. 실험을 5회 반복하여 결정한다. < T 등 > .

3. 장치의 디스크에 표준물질을 놓고 유사하게 결정한다. < T 1 >.

4. 본체를 장치의 디스크에 놓고 설치를 중앙에 놓고 결정하십시오. < T 2 > .

측정 결과를 표에 기록합니다. 8.1

러시아 연방 교육부

시베리아 주립 항공 우주 대학

학자 M.F.의 이름을 따서 명명되었습니다. 레셰트네프

기술물리학과

연구실 #8

반도체 저항 측정을 위한 4-프로브 방법

실험실 작업 수행 지침 "솔리드 스테이트 전자"과정에서

편집자: Parshin A.S.

크라스노야르스크 2003

실험실 작업 №8. 반도체 저항 측정을 위한 4개 프로브 방법1

방법론 . 1

실험 설정 . 3

작업 순서 .. 5

보고서 형식 요구 사항 . 7

시험 문제 .. 7

문학 . 7

실험실 작업 №8. 4-프로브반도체 저항 측정 방법

목적:특정 온도 의존성 연구 전기 저항 4 프로브 방법에 의한 반도체, 반도체의 밴드 갭 측정.

방법론

4-프로브반도체의 저항을 측정하는 방법이 가장 일반적입니다. 이 방법의 장점은 샘플에 대한 저항성 접촉을 생성할 필요가 없으며 가장 다양한 모양과 크기의 샘플 저항을 측정할 수 있다는 것입니다. 샘플 모양과 관련하여 사용 조건은 선형 치수가 프로브 시스템의 선형 치수를 초과하는 평평한 표면의 존재입니다.

4 프로브 방법으로 저항을 측정하는 회로가 그림 1에 나와 있습니다. 1. 접촉 면적이 작은 4개의 금속 프로브를 샘플의 평평한 표면에 직선을 따라 배치합니다. 프로브 간 거리 초 1 , s2 그리고 s3 . 외부 프로브를 통해 1 그리고 4 전류를 통과시키다 나는 14 , 내부 프로브에서 2 그리고 3 전위차 측정 유 23 . 측정값별 나는 14 그리고 유 23 반도체의 저항을 결정할 수 있습니다.

저항에 대한 계산 공식을 찾기 위해 먼저 별도의 포인트 프로브 주변의 전위 분포 문제를 살펴보겠습니다(그림 2). 이 문제를 해결하려면 구면 좌표계에서 라플라스 방정식을 작성해야 합니다. 전위 분포는 구형 대칭을 가집니다.

.(1)

방정식 (1)의 솔루션은 다음과 같은 전위를 제공했습니다. r=0 양수, 0에 가까운 경향, 매우 크게 아르 자형 다음과 같은 형태를 갖는다

적분 상수 와 함께 전기장 강도에 대한 조건에서 계산할 수 있습니다. 이자형 프로브에서 약간의 거리 r=r0 :

반지름이 있는 반구를 통해 흐르는 전류의 밀도 때문에 r0 , j =나/(2πr0 2) 옴의 법칙에 따라 j =이자형/ρ , 그 다음에 이자형(r0)=나는 ρ / (2π r0 2).

따라서

접촉 반경이 r1 , 다음 팁의 잠재력

프로브와 접촉하는 지점에서 샘플의 전위는 동일한 값을 갖는 것이 분명합니다. 식 (3)에 따르면, 주전압 강하는 근접한 영역에서 발생하므로 샘플에 흐르는 전류의 값은 근접한 영역의 저항에 의해 결정됩니다. 이 영역의 길이가 작을수록 프로브의 반경이 작아집니다.

샘플의 임의 지점에서의 전위는 각 프로브의 전류에 의해 해당 지점에서 생성된 전위의 대수적 합으로 찾을 수 있습니다. 시료에 흐르는 전류의 경우 전위는 양수이고 시료에서 흘러 나오는 전류의 경우 음수입니다. 그림에 표시된 프로브 시스템의 경우. 1, 측정 프로브의 전위 2 그리고 3

;

측정 접점 간의 전위차 2 그리고 3

따라서 샘플의 저항

.(5)

프로브 사이의 거리가 동일한 경우, 즉 s 1 = s 2 = s 3 = s , 그 다음에

따라서 구체적인 측정을 위해서는 전기 저항 4-probe 방법을 사용하여 샘플을 채취하면 프로브 사이의 거리를 측정하는 것으로 충분합니다. 에스 , 전력 감소 유 23 측정 프로브 및 샘플을 통해 흐르는 전류 나는 14 .

실험 설정

측정 설정은 범용 실험실 스탠드를 기반으로 구현됩니다. 이 실험실 작업에는 다음 장치와 장비가 사용됩니다.

1. 샘플과 측정 헤드가 있는 가열 챔버;

2. DC 소스 TES-41;

3. DC 전압 소스 B5-47;

4. 범용 디지털 전압계 V7-21A;

5. 전선 연결.

실험 설정의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 삼.

샘플은 열 챔버의 측정 단계에 배치됩니다. 측정 헤드는 매니퓰레이터의 스프링 메커니즘에 의해 샘플의 평평한 연마 표면에 눌러집니다. 측정 테이블 내부에는 전류 안정화 모드에서 작동하는 안정화된 직류 소스 TES-41에 의해 전원이 공급되는 히터가 있습니다. 샘플 온도는 열전쌍 또는 내열성. 측정 프로세스의 속도를 높이려면 부록에 있는 눈금 곡선을 사용하여 히터 전류에서 샘플의 온도를 결정할 수 있습니다. 히터 전류 값은 전류 소스에 내장된 전류계로 측정됩니다.

접점을 통한 전류 1 그리고 4 조정 가능한 안정화 DC 소스 B7-47을 사용하여 생성되고 전류계 모드에서 켜진 범용 디지털 장치 V7-21A로 제어됩니다.측정 프로브 2와 3 사이에 발생하는 전압은 고저항 디지털 전압계 V7-21A에 의해 기록됩니다. 측정은 저전압 측정 가능성에 따라 결정되는 샘플을 통과하는 가장 낮은 전류에서 수행해야 합니다. 고전류에서는 시료의 가열이 가능하여 측정 결과가 왜곡됩니다. 작동 전류를 줄이면 전류가 흐르는 동안 전하 캐리어의 주입으로 인해 발생하는 샘플 전도도의 변조가 동시에 감소합니다.

측정의 주요 문제 전기 저항프로브 방법은 접촉의 문제입니다. 고진공 샘플의 경우 낮은 접점 저항을 얻기 위해 접점을 전기적으로 형성해야 하는 경우가 있습니다. 측정 프로브의 접점 형성은 측정 프로브에 수십 또는 수백 볼트의 일정한 전압을 잠깐 인가함으로써 수행됩니다.

작업 순서

1. 작업을 수행하는 데 필요한 장치에 대한 설명을 숙지합니다. 그림에 따라 측정 설정의 구성표를 조립하십시오. 3. 범용 전압계 V7-21A를 연결할 때 하나는 전압 측정 모드에서, 다른 하나는 전류 측정 모드에서 작동해야 한다는 점에 유의하십시오. 다이어그램에서 아이콘으로 표시됩니다. " 유" 그리고 " 나" 각기. 이러한 장치에서 모드 스위치의 올바른 설정을 확인하십시오.

2. 교사 또는 엔지니어가 측정 설비 조립의 정확성을 확인한 후 전압계와 B7-47 전압 소스를 켭니다.

3. B7-47 소스의 전압을 5V로 설정합니다. 샘플의 전압과 전류가 시간에 따라 변하면 교사 또는 엔지니어의 도움으로 측정 프로브의 접점을 전기적으로 성형합니다.

4. 전압 강하 측정 수행 유+ 23 및 유– 다른 전류 방향에 대해 23 나는 14 . 얻은 전압 값은 온도 구배로 인해 샘플에서 발생하는 세로 열 EMF를 이러한 방식으로 제외하기 위해 평균을 냅니다. 실험 데이터 및 응력 값 계산을 표 1에 입력하십시오.

표 형식 1

	나는 로드, A	티,케이	나는 14, mA	유 + 23 , 에	유 – 23 , 에

5. 다른 샘플 온도에서 측정을 반복합니다. 이렇게하려면 열 챔버 히터의 전류를 설정해야합니다 나 짐,= 0.5 A, 샘플 온도가 안정화될 때까지 5-10분을 기다린 후 기기 판독값을 표 1에 기록합니다. 부록에 제공된 보정 곡선을 사용하여 샘플 온도를 결정합니다.

6. 마찬가지로 0.9, 1.1, 1.2, 1.5, 1.8A의 히터 전류 값에 대해 순차적으로 측정합니다. 모든 측정 결과를 표 1에 기록합니다.

7. 얻은 실험 결과를 처리합니다. 이를 위해 표 1에 제시된 결과를 사용하여 다음을 계산합니다. 10 3 /T , 특정한 전기 저항각 온도에서 샘플 ρ 식 (6)에 따르면, 전기 전도도

전기 전도도의 자연 로그 인 σ . 모든 계산 결과를 표 2에 기록합니다.

표 양식 2

	티케이	, K-1	ρ, 옴 m	σ, (옴m) -1	로그 σ

8. 종속성 그래프를 작성하십시오. 곡선의 과정을 분석하고 불순물 및 고유 전도도 영역을 표시합니다. 작업에 설정된 작업에 대한 간략한 설명

· 측정 설정 다이어그램;

· 측정 및 계산 결과;

· 의존성 그래프;

· 얻은 결과의 분석;

· 작업 결론.

시험 문제

1. 고유 및 외부 반도체. 진성 및 불순물 반도체의 밴드 구조. 밴드갭 폭. 불순물 활성화 에너지.

2. 진성 및 외인성 반도체의 전기 전도성 메커니즘.

3. 진성 반도체의 전기 전도도의 온도 의존성.

4. 불순물 반도체의 전기 전도도의 온도 의존성.

5. 전기 전도도의 온도 의존성으로부터 불순물의 밴드 갭 및 활성화 에너지 결정.

6. 4-프로브측정 방법 전기 저항반도체: 범위, 장점 및 단점.

7. 프로브 근처의 전기장의 전위 분포 문제.

8. 계산식의 유도 (6).

9. 실험 장치의 작동 원리 및 계획.

10. 실험적으로 얻은 의존성 그래프를 설명하십시오. 이 그래프에서 밴드 갭은 어떻게 결정되었습니까?

문학

1. 파블로프 L.P. 반도체 재료의 매개변수 측정 방법: 대학 교과서. - 남: 더 높습니다. 학교., 1987.- 239 p.

2. 리소프 V.F. 반도체 물리학 워크샵. –M .: 계몽, 1976.- 207 p.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. 솔리드 스테이트 전자: 자습서. 대학생을 위한. - 남: 더 높습니다. 학교., 1986.- 304 p.

4. Ch. Kittel, 고체 물리학 입문. - M.: Nauka, 1978. - 792 p.

5. 샬리모바 K.V. 반도체 물리학: 고등학교 교과서. - M .: 에너지, 1971. - 312 p.

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. 전자 기술의 물리적 기초: 대학을 위한 교과서. - 남: 더 높습니다. 학교 ., 1982.- 608 p.

이 수업에서는 고체의 비열을 측정하기 위해 물리학에서 실험실 작업의 예에서 습득한 지식의 실제 적용을 고려할 것입니다. 이 실험을 수행하는 데 필요한 주요 장비에 대해 알아보고 물리량 측정에 대한 실제 작업을 수행하기 위한 기술을 고려합니다.

1. 뜨거운 물이 담긴 컵에 금속 실린더를 넣고 온도계로 온도를 측정합니다. 일정 시간이 지나면 물과 실린더의 온도가 같아지기 때문에 실린더의 온도와 같습니다.

2. 그런 다음 냉수를 열량계에 붓고 온도를 측정합니다.

3. 그 후 실에 묶인 실린더를 냉수가 든 열량계에 넣고 온도계로 물을 저어 열 전달의 결과로 설정된 온도를 측정합니다 (그림 6).

쌀. 6. 연구 진행

열량계 및 기타 데이터에서 측정된 정상 상태 최종 온도를 통해 실린더를 만드는 금속의 비열 용량을 계산할 수 있습니다. 냉각할 때 실린더가 물이 가열될 때 받는 열량과 정확히 같은 양의 열을 방출한다는 사실을 기반으로 원하는 값을 계산합니다. 이른바 열교환이 발생합니다(그림 7).

쌀. 7. 열전달

따라서 다음 방정식을 얻습니다. 물을 가열하기 위해 필요한 열량은 다음과 같습니다.

, 어디:

물의 비열 용량(표 값), ;

저울을 사용하여 결정할 수있는 물의 질량, kg;

온도계로 측정한 물과 실린더의 최종 온도, o ;

온도계로 측정한 냉수의 초기 온도, o.

금속 실린더가 냉각될 때 방출되는 열량은 다음과 같습니다.

, 어디:

실린더가 만들어지는 금속의 비열용량(희망값), ;

저울을 사용하여 결정할 수 있는 실린더의 질량, kg;

온도계로 측정한 뜨거운 물의 온도와 이에 따른 실린더의 초기 온도, o ;

온도계로 측정한 물과 실린더의 최종 온도, o.

논평.두 공식에서 더 큰 온도에서 더 작은 온도를 빼서 열량의 양수 값을 결정합니다.

앞에서 언급했듯이 열 전달 과정에서 물이 받는 열의 양은 금속 실린더가 발산하는 열의 양과 같습니다.

따라서 실린더 재료의 비열용량은 다음과 같습니다.

모든 실험실 작업에서 얻은 결과를 테이블에 기록하고 가능한 한 정확하게 평균화된 대략적인 결과를 얻기 위해 여러 측정 및 계산을 수행하는 것이 편리합니다. 우리의 경우 테이블은 다음과 같을 수 있습니다.

열량계의 물 질량	초기 수온	실린더 무게	초기 실린더 온도	최종 온도

결론:실린더 재료의 비열 용량의 계산된 값 .

오늘 우리는 고체의 비열을 측정하는 실험실 작업을 수행하는 방법론을 검토했습니다. 다음 수업에서는 연료 연소 중 에너지 방출에 대해 이야기하겠습니다.

서지

Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / 에드. Orlova V.A., Roizena I.I. 물리학 8. - M.: Mnemosyne.
페리시킨 A.V. 물리학 8. - M.: Bustard, 2010.
Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. 물리학 8. - M.: 계몽.