Tikslas– torsioninių virpesių metodu nustatyti kūno inercijos momentą.

Prietaisai ir medžiagos: matavimo instaliacija, kėbulų komplektas, chronometras.

Montavimo ir matavimo metodo aprašymas

Matavimo sąranka yra apvalus diskas, pakabintas ant elastingos plieninės vielos ir skirtas kūnams, kurių inercijos momentas turi būti nustatytas (8.1 pav.).

Ryžiai. 8.1

Prietaisas centruojamas naudojant du judamus svarmenis, pritvirtintus prie disko. Sukant įrenginio diską tam tikru kampu aplink vertikalią ašį, plieninė pakaba susisuka.

Kai kūnas sukasi kampu , viela pasisuka ir atsiranda jėgų momentas M siekiantis grąžinti kūną į pusiausvyros padėtį. Eksperimentas rodo, kad gana plačiame diapazone jėgų momentas M proporcingas posūkio kampui  , t.y.
(palyginti: elastingumo jėga
). Diskas atleidžiamas, todėl jis gali atlikti sukimosi vibracijas. Sukimo virpesių periodas nustatomas pagal išraišką
, kur f– sukimo modulis; J yra svyruojančios sistemos inercijos momentas.

Dėl instrumento
. (8.1)

Lygybėje (8.1) yra du nežinomi dydžiai f ir J ir tt. Todėl būtina pakartoti eksperimentą, į sąrankos diską įdėjus atskaitos kūną su žinomu inercijos momentu. Standartiškai imamas kietas cilindras, kurio inercijos momentas yra J tai .

Su standartu nustatę naują įrenginio virpesių periodą, sudarome lygtį, panašią į (8.1) lygtį:

. (8.2)

Išspręsdami (8.1) ir (8.2) lygčių sistemą, nustatome sukimo modulį f ir prietaiso inercijos momentas J ir tt su šia apkrovos padėtimi. (Skaičiavimo formulių išvedimas f ir J ir tt pasidarykite tai patys ruošdamiesi laboratoriniam darbui ir įtraukite į ataskaitą). Nuėmus etaloną, ant įrenginio disko uždedamas korpusas, kurio inercijos momentas įrenginio ašies atžvilgiu turi būti nustatytas. Instaliacija centruojama ir vėl nustatomas sukimo virpesių periodas T 2 , kuris šiuo atveju gali būti parašytas kaip

. (8.3)

Žinant ir f, pagal (8.3) formulę apskaičiuokite kūno inercijos momentą įrenginio ašies atžvilgiu.

Visų matavimų ir skaičiavimų duomenys pateikiami lentelėje. 8.1.

8.1 lentelė

Išmatuoti ir apskaičiuoti dydžiai inercijos momentui nustatyti naudojant sukimo virpesių metodą

	t ir tt	T ir tt	t 1	T 1	t 2	T 2
		< T ir tt >=	< T 1 >= < ¦ >= < J ir tt >=	< T 2 >= < J t >

1 užduotis. Prietaiso, prietaiso su etalonu, prietaiso su korpusu sukimosi virpesių periodų nustatymas

1. Išmatuokite laiką chronometru t ir tt 20-30 pilnų prietaiso vibracijų ir nustatykite
.

2. Pakartokite eksperimentą 5 kartus ir nustatykite < T ir tt > .

3. Įdėkite standartą į įrenginio diską ir panašiai nustatykite < T 1 >.

4. Padėkite korpusą ant įrenginio disko, sucentruokite instaliaciją, nustatykite < T 2 > .

Įrašykite matavimo rezultatus į lentelę. 8.1

Laboratorinis darbas №8.

„Angos paviršiaus skersmens ir formos nuokrypių matavimas naudojant vidinį matuoklį“.

Darbo tikslas: Įvaldyti matavimo indikacine slankmačiu metodus

skylių skersmenys ir skylės formos nuokrypiai.

Užduotis: Išmatuokite paviršiaus skersmenį ir formos nuokrypius

skylės įvorės tipo dalyse su indikatoriaus apkaba.

Įranga: Indikatoriaus suportas su galvute.

Galiniai ilgio matai (KMD).

KMD priedai.

Išsami informacija apie įvorės tipą ir jos brėžinį.

1. Teorinė dalis

Skylių išmatavimai yra priimtini, jei ≤ t.y. galvutės matavimo ribinė paklaida yra mažesnė už leistiną skylės matavimo paklaidą.

2. Indikatoriaus suportas.

Rodiklio apkabos pagrindas yra vamzdis 4 (1 pav.) su šilumą izoliuojančia rankena 6. Viršutinė vamzdžio anga su spaustuku 8 naudojama matavimo galvutės įvorei arba ciferblato indikatoriui sumontuoti.

Apatinėje vamzdžio dalyje yra vidinė matuoklio galvutė, susidedanti iš korpuso 9, centravimo tiltelio 11 ir matavimo strypų-galiukų - judančių 1 ir standžių 10. Antgalio 1 judėjimas per svirtį 2, kotą 3 o sliekas 5 perduodamas į matavimo galvutę. Centravimo tiltelis 2 nustato vidinio matuoklio matavimo ašį (galiuko ašis a1 ir 10), kad ji sutaptų su išmatuotos dalies angos skersmeniu (2 pav.).

Matuojant reikia pakratyti vidinį matuoklį ašinėje plokštumoje išilginėje pjūvyje ir rasti minimalią padėtį pagal matavimo galvutės rodyklę, t.y. statmenai abiem skylės generatoriams.

Vidiniai matuokliai su centravimo tilteliu gaminami matavimo diapazonu: mm: 6…10; 10–18; 18…50; 50–100; 100…160; 160…250; 250…450; 450–700; 700–1000.

Mažo skersmens skylėms matuoti gali būti naudojami vidiniai matuokliai su rutuliniais įdėklais (3 pav.) rutulinių įdėklų diapazonai: mm: 3 ... 6; 6…10; 10…18 val.

Norint nustatyti vidinį matuoklių indikatorių į „0“, naudojami reguliavimo žiedai arba galinių matų (KMD) ir šoninių sienelių rinkiniai. KMD blokas parenkamas ir montuojamas į laikiklį kartu su šoninėmis sienelėmis. Veiksmas, kai nustatytas į „0“, yra toks pat, kaip ir matuojant ruošinį.

2.1 Matavimo galvutė.

Matavimo galvutė nedidelius matavimo antgalio judesius paverčia dideliais pranešimo įrenginio rodyklės judesiais.

4 paveiksle parodytas rinkimo indikatorius. Indikatoriaus matavimo strypas 1 turi bėgelį, kuris susijungia su krumpliaračiu 5 ir per krumpliaratį 9 perduoda judesį į vamzdelį 9 ir rodykles 8. Norint nustatyti „0“, apvali ciferblato skalė sukasi kartu su ratlankiu 2. Rodyklė 6 rodomas rodyklės 8 apsisukimų skaičius.

Skaitiklio rankovės skersmuo 8 mm, matavimo strypo eiga 2; 5 arba 10 mm, o padalijimo kaina 0,01 mm.

Svirtinuotose matavimo galvutėse matavimo antgalio (pasukų) judėjimas per svirties sistemą perduodamas į pavarų sektorių, kuris suka krumpliaratį ir ant rato ašies sėdinčią rodyklę. Galvučių padalijimo reikšmė yra 0,001 mm ir 0,002 mm, matavimo diapazonas yra ± 0,05 mm ... 5 mm (daugelis posūkių).

2.2 Pasiruošimas matavimui.

1. Matavimo galvutę pritvirtinkite prie angos matuoklio vamzdelio. Norėdami tai padaryti, įkiškite matavimo galvutės įvorę į vamzdžio angą taip, kad matavimo antgalio rutulys liestų strypo galą, o ciferblato skalė būtų pasukta į šoną su centravimo tilteliu ir pritvirtinkite matavimo galvutę spaustuką, o rodyklė turi suktis iki galo. Tuo pačiu metu būtina išlaikyti galvos matavimo strypo judėjimo laisvę.

2. Surinkite CMD bloką pagal vardinį skylės dydį ir pritvirtinkite jį tarp CMD laikiklio kraštų. Iš anksto nuvalykite plyteles ir šonines sienas benzinu. Atvėsusį skylės paviršių nuvalykite švaria šluoste.

3. Patikrinkite, ar vidinio matuoklio matavimo ribos atitinka matavimo angos dydį. Jei jie nesutampa, pakeiskite keičiamą matavimo strypą arba pasirinkite standaus sudėtinio strypo ilgintuvų ir poveržlių rinkinį (atsižvelgiant į vidinio matuoklio tipą).

2.3 Vidinio matuoklio nustatymas ties "0".

1. Paimkite vidinį matuoklį už šilumą izoliuojančios rankenos ir įkiškite gylio matuoklį tarp šonų.

2. Stebėdami galvos rodyklę ir perkeldami vidinį matuoklį tarp šonų, siūbuodami ir sukdami aplink vamzdžio ašį (žr. diagramą), nustatykite vidinį matuoklį į padėtį, atitinkančią mažiausią atstumą tarp šonų matavimo paviršių. . Tokiu atveju rodyklė pasieks tolimiausią * (pagal laikrodžio rodyklę) padalą ir pasuks atgal. Abiejų tipų judėjimo (siūbavimo ir sukimosi) atveju šis padalijimas turi atitikti.

3. Prisiminkite šį padalijimą, nuimkite suportą nuo šoninių sienelių ir pasukite svarstykles į nurodytą padėtį ciferblato kraštu (arba nustatymo varžtu į „0“).

4. Patikrinkite nustatymą į „0“. Tinkamoje padėtyje indikatoriaus adata turi būti nukreipta į 0.

2.4 Skylės skersmens matavimas.

1. Dešine ranka paimkite suportą už šilumą izoliuojančios rankenos ir, kaire ranka laikydami dalį, įkiškite suportą į išmatuotos dalies angą matavimo galvute aukštyn, o skalėmis į save. Norėdami tai padaryti, paslankią strypą su tilteliu reikia įkišti į nedidelį gylį, pakreipiant vidinį matuoklį, o tada ištiesinti jį taip, kad standus strypas atsiremtų į priešingą skylės sienelę.

2. Perkelkite suportą į norimą atkarpą ir, kratydami ją vertikalioje plokštumoje toliau nuo savęs – link savęs, pastebėkite tolimiausią skalės padalą, iki kurios siekia rodyklė.

Rodyklės nuokrypis pagal laikrodžio rodyklę nuo „0“ rodo skylės skersmens dydžio sumažėjimą ir „-“ ženklą, o prieš laikrodžio rodyklę – skersmens sumažėjimą ir „+“ ženklą.

4. Paimkite slankmačio rodmenis, atsižvelgdami į galvos skalės padalijimą ir ženklą, ir užsirašykite į nuorodų lentelę. Kiekvienos sekcijos matavimai turi būti atliekami dviem viena kitai statmenomis kryptimis.

Ryžiai. 1 Indikatoriaus apkaba

Ryžiai. 4 Rinkimo indikatorius

3. Matavimo rezultatai.

1. Atsižvelgdami į vardinį KMD bloko dydį, apskaičiuokite faktinius detalės matmenis.

2. Palyginkite detalės matmenis su leistinais ribiniais matmenimis ir pateikite išvadą dėl detalės tinkamumo.

Atsižvelgdami į detalės matmenis sekcijomis, nustatykite detalės formos nuokrypius nuo cilindriškumo.

3.Užpildykite darbų ataskaitą.

Mokytojui patikrinus matavimo rezultatus, sausa šluoste nuvalykite prie jų apkabą, galvutę, KMD ir priedus ir įdėkite į dėklus. Sutvarkyti darbo vietą.

RUSIJOS FEDERACIJOS ŠVIETIMO MINISTERIJA

SIBYRO VALSTYBINĖS AROKOSTRAVIMO UNIVERSITETAS

pavadintas akademiko M.F. Rešetnevas

Techninės fizikos katedra

8 laboratorija

KETURIŲ ZONDŲ METODAS PUSLAIDINČIŲ ATSPARUMAI MATUOTI

Laboratorinių darbų atlikimo gairės kurse „Solid State Electronics“

Sudarė: Parshin A.S.

Krasnojarskas 2003 m

Laboratorinis darbas №8. Keturių zondų metodas puslaidininkių varžai matuoti1

Metodo teorija . 1

Eksperimentinis nustatymas . 3

Darbo tvarka .. 5

Ataskaitos formatavimo reikalavimai . 7

testo klausimai .. 7

Literatūra . 7

Laboratorinis darbas №8. Keturių zondųpuslaidininkių varžos matavimo metodas

Tikslas: specifinės temperatūros priklausomybės tyrimas elektrinė varža puslaidininkis keturių zondų metodu, puslaidininkio juostos tarpo nustatymas.

Metodo teorija

Keturių zondų puslaidininkių varžos matavimo metodas yra labiausiai paplitęs. Šio metodo pranašumas yra tas, kad jį taikant nereikia sukurti ominių kontaktų su mėginiu, galima išmatuoti pačių įvairiausių formų ir dydžių bandinių varžą. Jo naudojimo sąlyga, atsižvelgiant į bandinio formą, yra plokščias paviršius, kurio linijiniai matmenys viršija zondo sistemos linijinius matmenis.

Atsparumo matavimo keturių zondų metodu grandinė parodyta fig. 1. Keturi metaliniai zondai su mažu kontakto plotu dedami tiesia linija ant lygaus mėginio paviršiaus. Atstumai tarp zondų s 1 , s2 ir s3 . Per išorinius zondus 1 ir 4 praleisti elektros srovę aš 14 , ant vidinių zondų 2 ir 3 išmatuoti potencialų skirtumą U 23 . Pagal išmatuotas vertes aš 14 ir U 23 galima nustatyti puslaidininkio savitąją varžą.

Norėdami rasti savitosios varžos skaičiavimo formulę, pirmiausia panagrinėkime potencialų pasiskirstymo aplink atskirą taškinį zondą problemą (2 pav.). Norint išspręsti šią problemą, Laplaso lygtį reikia užrašyti sferine koordinačių sistema, nes potencialų pasiskirstymas turi sferinę simetriją:

.(1)

(1) lygties sprendimas su sąlyga, kad potencialas ties r=0 teigiamas, linkęs į nulį, labai didelis r turi tokią formą

Integravimo konstanta Su galima apskaičiuoti pagal elektrinio lauko stiprumo sąlygą E tam tikru atstumu nuo zondo r=r0 :

.

Kadangi srovės, tekančios per pusrutulį, kurio spindulys, tankis r0 , j =aš/(2πr0 2) ir pagal Ohmo dėsnį j =E/ρ , tada E(r0)=Aš ρ / (2π r0 2).

Taigi

Jei kontakto spindulys r1 , tada jo galiuko potencialas

Akivaizdu, kad mėginio potencialas jo sąlyčio su zondu taške turi tokią pačią vertę. Pagal (3) formulę išplaukia, kad pagrindinis įtampos kritimas atsiranda artimojo kontakto srityje, todėl srovės, tekančios per mėginį, vertę lemia artimojo kontakto srities varža. Šios srities ilgis yra mažesnis, tuo mažesnis zondo spindulys.

Elektrinį potencialą bet kuriame mėginio taške galima rasti kaip potencialų, kuriuos tame taške sukuria kiekvieno zondo srovė, algebrinė suma. Į pavyzdį įtekančios srovės potencialas yra teigiamas, o srovės, ištekančios iš mėginio, – neigiamas. Zondo sistemai, parodytai fig. 1, matavimo zondų potencialai 2 ir 3

;

.

Galimas skirtumas tarp matavimo kontaktų 2 ir 3

Taigi pavyzdžio varža

.(5)

Jei atstumai tarp zondų vienodi, t.y. s1 =s 2 =s 3 =s , tada

Taigi, norint išmatuoti konkretų elektrinė varža mėginys naudojant keturių zondų metodą, pakanka išmatuoti atstumą tarp zondų s , įtampos kritimas U 23 ant matavimo zondų ir per mėginį tekančią srovę aš 14 .

Eksperimentinis nustatymas

Matavimo sąranka atliekama universalaus laboratorinio stendo pagrindu. Šiame laboratoriniame darbe naudojami šie prietaisai ir įranga:

1. Šilumos kamera su mėginiu ir matavimo galvute;

2. Nuolatinės srovės šaltinis TES-41;

3. DC įtampos šaltinis B5-47;

4. Universalūs skaitmeniniai voltmetrai V7-21A;

5. Jungiamieji laidai.

Eksperimentinės sąrankos blokinė schema parodyta fig. 3.

Mėginys dedamas ant šilumos kameros matavimo pakopos. Matavimo galvutė manipuliatoriaus spyruokliniu mechanizmu prispaudžiama prie plokščio poliruoto mėginio paviršiaus. Matavimo lentelės viduje yra šildytuvas, kurį maitina stabilizuotas nuolatinės srovės šaltinis TES-41, veikiantis srovės stabilizavimo režimu. Mėginio temperatūra valdoma termopora arba šiluminė varža. Norėdami pagreitinti matavimo procesą, galite naudoti priede pateiktas graduotas kreives, kurios leidžia nustatyti mėginio temperatūrą iš šildytuvo srovės. Šildytuvo srovės vertė matuojama srovės šaltinyje įmontuotu ampermetru.

Srovė per kontaktus 1 ir 4 sukurtas naudojant reguliuojamą stabilizuotą nuolatinės srovės šaltinį B7-47 ir valdomas universaliu skaitmeniniu įrenginiu V7-21A, įjungtu ampermetro režimu.Įtampa, atsirandanti tarp matavimo zondų 2 ir 3, fiksuojama didelės varžos skaitmeniniu voltmetru V7-21A. Matavimai turi būti atliekami esant mažiausia srovei per mėginį, kuri nustatoma pagal galimybę išmatuoti žemą įtampą. Esant didelėms srovėms, galimas mėginio kaitinimas, o tai iškraipo matavimo rezultatus. Sumažinus darbinę srovę, kartu sumažėja ir mėginio laidumo moduliacija, kurią sukelia krūvininkų įpurškimas srovės tekėjimo metu.

Pagrindinė matavimo problema elektrinė varža zondo metodai yra kontaktų problema. Aukšto vakuumo pavyzdžiams kartais reikia atlikti elektrinį kontaktų formavimą, kad būtų pasiekta maža kontaktinė varža. Matavimo zondo kontaktų formavimas atliekamas trumpam pavedant į matavimo zondą pastovią kelių dešimčių ar net šimtų voltų įtampą.

Darbo tvarka

1. Susipažinkite su darbams atlikti reikalingų prietaisų aprašymu. Surinkite matavimo sąrankos schemą pagal pav. 3. Jungdami universalius voltmetrus V7-21A atkreipkite dėmesį, kad vienas turi dirbti įtampos matavimo režimu, kitas - srovės matavimo režimu. Diagramoje jie pažymėti piktogramomis. " U" ir " aš" atitinkamai. Patikrinkite, ar teisingai nustatyti šių įrenginių režimų jungikliai.

2. Mokytojui ar inžinieriui patikrinus matavimo instaliacijos surinkimo teisingumą, įjunkite voltmetrus ir B7-47 įtampos šaltinį.

3. Nustatykite B7-47 šaltinio įtampą į 5 V. Jei bandinio įtampa ir srovė kinta laikui bėgant, tada su mokytojų ar inžinieriaus pagalba atliekamas matavimo zondo kontaktų elektrinis liejimas.

4. Atlikti įtampos kritimo matavimus U+ 23 ir U– 23 skirtingoms srovės kryptims aš 14 . Gautos įtampos vertės apskaičiuojamos th, kad tokiu būdu būtų pašalintas išilginis termo-EMF, atsirandantis mėginyje dėl temperatūros gradiento. Įveskite eksperimento duomenis ir įtempių verčių skaičiavimus į 1 lentelę.

1 lentelės forma

	Pakraunu, A	T,K	I 14, mA	U + 23 , AT	U – 23 , AT

5. Pakartokite matavimus esant kitai mėginio temperatūrai. Norėdami tai padaryti, turite nustatyti šiluminės kameros šildytuvo srovę aš apkrova,= 0,5 A, palaukite 5–10 minučių, kol mėginio temperatūra stabilizuosis, ir užrašykite prietaiso rodmenis 1 lentelėje. Nustatykite mėginio temperatūrą naudodami priede pateiktą kalibravimo kreivę.

6. Panašiai paeiliui matuokite šildytuvo srovės reikšmes 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A. Visų matavimų rezultatus užrašykite 1 lentelėje.

7. Apdorokite gautus eksperimento rezultatus. Norėdami tai padaryti, naudodami 1 lentelėje pateiktus rezultatus, apskaičiuokite 10 3 / T , konkretus elektrinė varža mėginys kiekvienoje temperatūroje ρ pagal (6) formulę – elektros laidumas

elektrinio laidumo natūralusis logaritmas ln σ . Įrašykite visus skaičiavimo rezultatus į 2 lentelę.

2 lentelės forma

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

8. Sukurkite priklausomybės grafiką. Išanalizuoti kreivių eigą, pažymėti priemaišų ir vidinio laidumo sritis. trumpas darbe iškeltos užduoties aprašymas;

· matavimo nustatymo schema;

· matavimų ir skaičiavimų rezultatai;

· priklausomybės grafikas;

· gautų rezultatų analizė;

· darbo išvados.

testo klausimai

1. Vidiniai ir išoriniai puslaidininkiai. Vidinių ir priemaišinių puslaidininkių juostų struktūra. juostos tarpo plotis. Priemaišų aktyvavimo energija.

2. Vidinių ir išorinių puslaidininkių elektrinio laidumo mechanizmas.

3. Vidinių puslaidininkių elektrinio laidumo priklausomybė nuo temperatūros.

4. Priemaišinių puslaidininkių elektrinio laidumo priklausomybė nuo temperatūros.

5. Priemaišos juostos tarpo ir aktyvavimo energijos nustatymas iš elektros laidumo priklausomybės nuo temperatūros.

6. Keturių zondų Matavimo metodas elektrinė varža puslaidininkiai: taikymo sritis, privalumai ir trūkumai.

7. Elektrinio lauko potencialo pasiskirstymo prie zondo problema.

8. Skaičiavimo formulės (6) išvedimas.

9. Eksperimentinės sąrankos schema ir veikimo principas.

10. Paaiškinkite eksperimentiniu būdu gautą priklausomybės grafiką, kaip iš šio grafiko buvo nustatytas juostos tarpas?

Literatūra

1. Pavlovas L.P. Puslaidininkinių medžiagų parametrų matavimo metodai: Vadovėlis universitetams. - M .: Aukštesnis. mokykla., 1987.- 239 p.

2. Lysovas V.F. Puslaidininkių fizikos seminaras. –M .: Švietimas, 1976.- 207 p.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Kietojo kūno elektronika: pamoka. universiteto studentams. - M .: Aukštesnis. mokykla., 1986.- 304 p.

4. Ch.Kittelis, Kietojo kūno fizikos įvadas. - M.: Nauka, 1978. - 792 p.

5. Šalimova K.V. Puslaidininkių fizika: vadovėlis aukštosioms mokykloms. - M .: Energija, 1971. - 312 p.

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. Fiziniai elektroninių technologijų pagrindai: vadovėlis universitetams. - M .: Aukštesnis. mokykla ., 1982.- 608 p.

Laboratorinis darbas 8 Srovės galios ir darbo matavimas elektros lempoje Darbo tikslas – išmokti nustatyti srovės galią ir darbą lempoje naudojant ampermetrą, voltmetrą ir laikrodį Įranga - baterija, raktas , žemos įtampos lempa ant stovo, ampermetras, voltmetras, jungiamieji laidai, chronometras.

Teorija Srovės darbo apskaičiavimo formulė A= IUt Srovės galios apskaičiavimo formulė P= IU arba P= Padalos reikšmė = ___= A ampermetro Padalos reikšmė =___= V voltmetro P teoor. =U teorija. I teorija. / apskaičiuota pagal U ir I vertes, nurodytas ant lemputės pagrindo / Elektros grandinės schema

Skaičiavimai: A= P = A teorija. = P teorija. = Išvada: Šiandien laboratoriniame darbe sužinojau, kaip nustatyti lempos srovės galią ir darbą naudojant ampermetrą, voltmetrą ir chronometrą. Apskaičiuotos (a) elektros srovės ir elektros lemputės galios vertės: A \u003d J R \u003d W (nurodykite konkrečias eksperimentines fizikinių dydžių vertes). Taip pat apskaičiuotos (a) teorinės elektros srovės ir lemputės galios vertės: A teorija. = J R teorija. \u003d W Eksperimentinės darbo vertės ir lempos srovės galia (apytiksliai) sutampa su apskaičiuotomis teorinėmis vertėmis. Todėl atliekant laboratorinius darbus buvo padarytos nedidelės matavimo paklaidos. (Gautos eksperimentinės lempos darbo ir srovės galios reikšmės nesutampa su skaičiuotomis teorinėmis reikšmėmis. Todėl laboratorinių darbų metu buvo padarytos didelės atsitiktinės matavimo paklaidos.)

47 pamoka

Netolygaus judėjimo greičio matavimas

Brigada __________________

__________________

Įranga: prietaisas tiesiniam judėjimui tirti, trikojis.

Tikslas:Įrodykite, kad kūnas, judantis tiesia linija pasvirusioje plokštumoje, juda vienodu pagreičiu ir raskite pagreičio reikšmę.

Pamokoje demonstracinio eksperimento metu įsitikinome, kad jei kūnas neliečia pasvirusios plokštumos, kuria jis juda (magnetinė levitacija), tai jo judėjimas tolygiai pagreitėja. Mes susiduriame su užduotimi suprasti, kaip judės kūnas tuo atveju, kai jis slys išilgai nuožulnios plokštumos, t.y. tarp paviršiaus ir kūno yra trinties jėga, kuri neleidžia judėti.

Iškelkime hipotezę, kad kūnas slysta išilgai nuožulnios plokštumos, taip pat tolygiai pagreitintas, ir patikrinkime ją eksperimentiškai, nubraižydami judėjimo greičio priklausomybę nuo laiko. Esant tolygiai pagreitintam judėjimui, šis grafikas yra tiesi linija, išeinanti iš pradžios. Jei mūsų sudarytas grafikas iki matavimo paklaidos gali būti laikomas tiesia linija, tai judėjimas tiriamoje kelio atkarpoje gali būti laikomas tolygiai pagreitėjusiu. Priešingu atveju tai yra sudėtingesnis nevienodas judėjimas.

Norėdami nustatyti greitį pagal mūsų hipotezę, naudojame tolygiai kintamo judėjimo formules. Jei judėjimas prasideda nuo poilsio, tada V = adresu (1), kur a- pagreitis, t- Kelionės laikas V- kūno greitis vienu metu t. Tolygiai pagreitėjusiam judėjimui be pradinio greičio, santykis s = adresu 2 /2 , kur s- kūno nueitas kelias judėjimo metu t. Iš šios formulės a =2 s / t 2 (2). Pakeitę (2) į (1), gauname: (3). Taigi, norint nustatyti kūno greitį tam tikrame trajektorijos taške, pakanka išmatuoti jo judėjimą nuo pradžios taško iki šio taško ir judėjimo laiką.

Klaidų ribų skaičiavimas. Greitis nustatomas iš eksperimento netiesioginiais matavimais. Tiesioginiais matavimais randame kelią ir laiką, o tada pagal (3) formulę greitį. Greičio paklaidos ribos nustatymo formulė šiuo atveju yra: (4).

Gautų rezultatų įvertinimas. Dėl to, kad atstumo ir laiko matavimuose yra klaidų, greičio V reikšmės nėra tiksliai tiesioje linijoje (1 pav., juoda linija). Norint atsakyti į klausimą, ar tiriamą judesį galima laikyti tolygiai pagreitintu, reikia apskaičiuoti greičio pokyčio paklaidos ribas, šias paklaidas atvaizduoti grafike kiekvienam pasikeitusiam greičiui (raudonos juostos), nubrėžti koridorių (punktyrinėmis linijomis) ,

Neviršija klaidų ribų. Jei tai įmanoma, toks judėjimas su nurodyta matavimo paklaida gali būti laikomas tolygiai pagreitintu. Tiesi linija (mėlyna), einanti iš koordinačių pradžios, esanti visiškai šiame koridoriuje ir einanti kuo arčiau išmatuotų greičių verčių, yra norima greičio priklausomybė nuo laiko: V = at. Norėdami nustatyti pagreitį, turite paimti savavališką grafiko tašką ir padalyti greičio reikšmę šiame taške V 0 iš laiko jame t 0: a=V 0 / t 0 (5).

Darbo procesas:

1. Surenkame instaliaciją greičio nustatymui. Kreipiamąjį bėgelį tvirtiname 18-20 cm aukštyje.Pastatome vežimėlį pačiame bėgelio viršuje, o jutiklį pastatome taip, kad chronometras įsijungtų tuo momentu, kai vežimas pradeda judėti. Antrasis jutiklis bus nuosekliai išdėstytas maždaug 10, 20, 30, 40 cm atstumu 4 eksperimentams. Duomenys įrašomi į lentelę.

2. Kiekvienai antrojo jutiklio pozicijai atliekame 6 vežimėlio paleidimus, kiekvieną kartą įvesdami chronometro rodmenis į lentelę. Lentelė

Greitis		Greitis		Greitis		Greitis

3. Apskaičiuojame vidutinę vežimo judėjimo laiko tarp jutiklių reikšmę - t plg.

4. Pakeitę s ir t cf reikšmes į (3) formulę, nustatome greičius taškuose, kuriuose sumontuotas antrasis jutiklis. Duomenys įrašomi į lentelę.

5. Sudarome vežimo greičio priklausomybės nuo laiko grafiką.

6

Kelio ir laiko matavimo klaida:

∆s= 0,002 m, ∆t=0,01 s.

7. Naudodami (4) formulę randame ∆V kiekvienai greičio reikšmei. Šiuo atveju laikas t formulėje yra t žr.

8. Rastos ∆V ​​reikšmės atvaizduojamos grafike kiekvienam nubrėžtam taškui.

. Sukuriame klaidų koridorių ir žiūrime, ar į jį patenka apskaičiuoti greičiai V.

10. Iš koordinačių pradžios klaidų koridoriuje nubrėžiame tiesę V=at ir iš grafiko nustatome pagreičio reikšmę a pagal (5) formulę: a=

Išvada:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5 laboratorija

5 laboratorija

Konverguojančio lęšio optinės galios ir židinio nuotolio nustatymas.

Komplektacija: liniuotė, du stačiakampiai trikampiai, ilgo fokusavimo konverguojantis objektyvas, lemputė ant stovo su dangteliu, srovės šaltinis, jungiklis, jungiamieji laidai, ekranas, kreipiamasis bėgelis.

Teorinė dalis:

Paprasčiausias būdas išmatuoti objektyvo lūžio galią ir židinio nuotolį yra naudoti objektyvo formulę

d yra atstumas nuo objekto iki objektyvo

f yra atstumas nuo objektyvo iki vaizdo

F – židinio nuotolis

Objektyvo optinė galia vadinama verte

Kaip objektas naudojama išsklaidyta šviesa šviečianti raidė iliuminatoriaus dangtelyje. Tikrasis šios raidės vaizdas gaunamas ekrane.

Vaizdas tikrai padidintas apverstas:

Vaizdas įsivaizduojamas tiesiogiai padidintas:

Apytikslė darbo eiga:

F=8cm=0,08m

F = 7 cm = 0,07 m

F=9cm=0,09m

Laboratorinis fizikos darbas Nr.3

Laboratorinis fizikos darbas Nr.3

11 klasės mokiniai „B“

Aleksejeva Marija

Laisvo kritimo pagreičio nustatymas naudojant švytuoklę.

Įranga:

Teorinė dalis:

Laisvo kritimo pagreitiui matuoti naudojami įvairūs gravimetrai, ypač švytuoklės. Jų pagalba galima išmatuoti laisvojo kritimo pagreitį, kurio absoliuti paklaida yra 10 -5 m/s 2.

Darbe naudojamas paprasčiausias švytuoklinis įtaisas – rutulys ant sriegio. Esant mažiems rutuliukų dydžiams, palyginti su sriegio ilgiu ir nedideliais nukrypimais nuo pusiausvyros padėties, svyravimo periodas yra lygus

Norint padidinti periodo matavimo tikslumą, reikia išmatuoti liekamojo didelio skaičiaus N pilnų švytuoklės svyravimų laiką t. Tada laikotarpis

O laisvojo kritimo pagreitį galima apskaičiuoti pagal formulę

Eksperimento vykdymas:

Padėkite trikojį ant stalo krašto.

Viršutiniame gale sutvirtinkite žiedą mova ir prie jo pakabinkite rutulį ant sriegio. Kamuolys turi kabėti 1-2 cm atstumu nuo grindų.

Juostele išmatuokite švytuoklės ilgį l.

Sužadinkite švytuoklės svyravimus, nukreipdami kamuolį į šoną 5-8 cm ir atleisdami.

Keliais eksperimentais išmatuokite švytuoklės svyravimų laiką t 50 ir apskaičiuokite t žr.

Apskaičiuokite vidutinę absoliučią laiko matavimo paklaidą ir surašykite rezultatus į lentelę.

Apskaičiuokite laisvojo kritimo pagreitį naudodami formulę

Nustatykite santykinę laiko matavimo paklaidą.

Nustatykite santykinę paklaidą matuojant švytuoklės ilgį

Pagal formulę apskaičiuokite santykinę matavimo paklaidą g

Išvada: Pasirodo, kad laisvojo kritimo pagreitis, matuojamas švytuokle, yra maždaug lygus lentelės laisvojo kritimo pagreičiui (g \u003d 9,81 m / s 2), kai sriegio ilgis yra 1 metras.

Alekseeva Marija, 11 „B“ klasės mokinė gimnazija Nr.201, Maskva

201 gimnazijos fizikos mokytojas Lvovskis M.B.

4 laboratorija

4 laboratorija

Stiklo lūžio rodiklio matavimas

11 klasės „B“ mokiniai Alekseeva Marija.

Tikslas: trapecijos formos stiklo plokštės lūžio rodiklio matavimas.

Teorinė dalis: stiklo lūžio rodiklis oro atžvilgiu nustatomas pagal formulę:

Skaičiavimo lentelė:

Skaičiavimai:

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

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

Išvada: Nustačius stiklo lūžio rodiklį, galime įrodyti, kad ši reikšmė nepriklauso nuo kritimo kampo.

6 laboratorija

Laboratorinis darbas №6.

Šviesos bangos matavimas.

Įranga: difrakcinė gardelė su periodu 1/100 mm arba 1/50 mm.

Montavimo schema:

1. Laikiklis.

2. Juodas ekranas.

   Siauras vertikalus tarpas.

Darbo tikslas: eksperimentinis šviesos bangos nustatymas naudojant difrakcinę gardelę.

Teorinė dalis:

Difrakcinė gardelė – tai daugybės labai siaurų plyšių, atskirtų nepermatomomis erdvėmis, rinkinys.

Šaltinis

Bangos ilgis nustatomas pagal formulę:

Kur d yra grotelių laikotarpis

k yra spektro tvarka

Kampas, kuriuo stebima didžiausia šviesa

Difrakcijos gardelės lygtis:

Kadangi kampai, kuriuose stebimi 1 ir 2 eilės maksimumai, neviršija 5 , vietoj kampų sinusų galima naudoti jų liestinę.

Vadinasi,

Atstumas a skaičiuojamas pagal liniuotę nuo grotelių iki ekrano, atstumas b– ekrano skalėje nuo plyšio iki pasirinktos spektro linijos.

Galutinė bangos ilgio nustatymo formulė yra

Šiame darbe bangų ilgių matavimo paklaida neįvertinta dėl tam tikro neapibrėžtumo pasirenkant vidurinę spektro dalį.

Apytikslė darbo eiga:

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

(Raudona spalva)

d yra grotelių laikotarpis

Išvada: Eksperimentiškai išmatavę raudonos šviesos bangos ilgį naudojant difrakcijos gardelę, padarėme išvadą, kad tai leidžia labai tiksliai išmatuoti šviesos bangų bangos ilgį.

43 pamoka

43 pamoka

Kūno pagreičio matavimas

Brigada ____________________

____________________

Tyrimo tikslas: išmatuokite strypo pagreitį išilgai tiesios nuožulnios latako.

Prietaisai ir medžiagos: trikojis, kreipiamasis bėgis, vežimėlis, svoriai, laiko jutikliai, elektroninis chronometras, putplasčio kilimėlis.

Teorinis darbo pagrindimas:

Kūno pagreitį nustatysime pagal formulę: , kur v 1 ir v 2 – momentiniai kūno greičiai taškuose 1 ir 2, atitinkamai išmatuoti momentais t 1 ir t 2 . X ašiai pasirinkite liniuotę, esančią išilgai kreipiamojo bėgio.

Darbo procesas:

1. Liniuotėje parenkame du taškus x 1 ir x 2, kuriuose išmatuosime momentinius greičius ir į 1 lentelę suvesime jų koordinates.

1 lentelė.

X ašies taškai momentiniam greičiui matuoti		Δx 1 \u003d x ' 1 - x 1 Δх 1 = cm				Δx 2 \u003d x ' 2 - x 2 Δх 2 = cm
Laiko intervalų apibrėžimas	Δt 1 \u003d t ’ 1 – t 1 Δ t 1 = c			Δt 2 \u003d t ’ 2 – t 2 Δ t 2 = c
Momentinio greičio nustatymas	v 1 \u003d Δx 1 / Δt 1 v 1 = m/s		v 2 \u003d Δx 2 / Δt 2 v 2 = m/s		Δ v= m/s
Laiko intervalo tarp greičio matavimo taškų nustatymas	Δ t= su
Vežimo pagreičio nustatymas

2. Liniuotės taškuose x ' 1 ir x ' 2 pasirinkite momentinių greičių matavimo intervalų galinius taškus ir apskaičiuokite atkarpų ilgius. Δх 1 ir Δх 2 .

3. Pirmiausia sumontuokite laiko matavimo jutiklius taškuose x 1 ir x ' 1, paleiskite vežimėlį ir užrašykite išmatuotą laiko intervalą, per kurį vežimėlis praėjo tarp jutiklių. Δ t 1 prie stalo.

4. Pakartokite matavimą intervalui Δ t 2 , laikas, per kurį vežimėlis pravažiuoja tarp taškų x 2 ir x ’ 2, nustatant jutiklius šiuose taškuose ir paleidžiant vežimą. Duomenys taip pat bus įrašyti į lentelę.

5. Nustatykite momentinius greičius v 1 irv 2 taškuose x 1 ir x 2, taip pat greičio pasikeitimą tarp taškų Δ v, duomenys įrašomi į lentelę.

6. Apibrėžkite laiko intervalą Δ t\u003d t 2 - t 1, kurį vežimas išleis pravažiuodamas atkarpą tarp taškų x 1 ir x 2. Norėdami tai padaryti, mes pastatysime jutiklius taškuose x 1 ir x 2 ir pradėsime vežimą. Chronometro rodomas laikas įrašomas į lentelę.

7. Apskaičiuokite vežimo pagreitį a pagal formulę. Rezultatą dedame į paskutinę lentelės eilutę.

8. Darome išvadą, su kokiu judėjimu susiduriame.

Išvada: __________________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Kruopščiai išardome instaliaciją, perduodame darbą ir išeiname iš klasės su pasisekimo ir orumo jausmu.

Laboratorinis fizikos darbas Nr.7

11 klasės „B“ mokiniai Sadykova Marija

Ištisinio ir tiesinio spektro stebėjimas.

Įranga: projektorius, spektriniai vamzdeliai su vandeniliu, neonu arba heliu, aukštos įtampos induktorius, maitinimo šaltinis, trikojis, jungiamieji laidai, stiklo plokštė su nuožulniais kraštais.

Tikslas: su reikiama įranga stebėti (eksperimentiškai) ištisinį spektrą, neoną, helią ar vandenilį.

Darbo procesas:

Lėkštę dedame horizontaliai prieš akį. Per kraštus ekrane stebime projekcinio aparato slankiojančio plyšio vaizdą. Gautame ištisinio spektro pagrindines spalvas matome tokia tvarka: violetinė, mėlyna, žalsvai mėlyna, žalia, geltona, oranžinė, raudona.

Šis spektras yra ištisinis. Tai reiškia, kad spektre pateikiami visi bangos ilgiai. Taigi išsiaiškinome, kad ištisiniai spektrai suteikia kūnus, kurie yra kietos arba skystos būsenos, taip pat labai suslėgtas dujas.

Matome daug spalvotų linijų, atskirtų plačiomis tamsiomis juostelėmis. Linijinio spektro buvimas reiškia, kad medžiaga skleidžia tik tam tikro bangos ilgio šviesą.

Vandenilio spektras: violetinė, mėlyna, žalia, oranžinė.

Ryškiausia yra oranžinė spektro linija.

Helio spektras: mėlyna, žalia, geltona, raudona.

Ryškiausia yra geltona linija.

Remdamiesi savo patirtimi, galime daryti išvadą, kad linijiniai spektrai pateikia visas medžiagas, esančias dujinėje būsenoje. Šiuo atveju šviesą skleidžia atomai, kurie tarpusavyje praktiškai nesąveikauja. Izoliuoti atomai skleidžia griežtai apibrėžtus bangos ilgius.

37 pamoka

Pamoka42 . Laboratorinis darbas №5.

Elektromagneto stiprumo priklausomybė nuo srovės stiprumo

brigada ___________________

___________________

Tikslas: Nustatykite ryšį tarp srovės, tekančios per elektromagneto ritę, stiprumo ir jėgos, kuria elektromagnetas pritraukia metalinius daiktus.

Prietaisai ir medžiagos:šerdies ritė, ampermetras, kintamos varžos (reostatas), dinamometras, maitinimo blokas, vinis, jungiamieji laidai, veržliaraktis, trikojis su laikikliu, metalinis stovas magnetinėms dalims.

X darbas od:

1. Surinkite instaliaciją, parodytą paveikslėlyje. Pritvirtinkite laikiklio skirtuką prie trikojo viršaus. Užfiksuokite dinamometro viršų laikiklyje, kaip parodyta. Prie nago pririškite siūlą taip, kad jis patektų į įdubimą aštriame nago gale ir nuo jo nenuliptų. Priešingoje sriegio pusėje padarykite kilpą ir pakabinkite vinį ant dinamometro kablio.

Užrašykite dinamometro rodmenis. Tai yra nago svoris, kurio jums reikės matuojant magneto stiprumą:

3. Surinkite elektros grandinę, parodytą paveikslėlyje. Neįjunkite maitinimo, kol mokytojas nepatikrins teisingo surinkimo.

4. Uždarykite raktą ir, sukdami reostatą iš maksimalios kairės į maksimalią dešinę, nustatykite grandinės srovės pokyčio diapazoną.

Srovė keičiasi iš ___A į ____A.

5. Pasirinkite tris dabartines reikšmes, didžiausią ir dvi mažesnes, ir įveskite

Juos antrajame lentelės stulpelyje. Su kiekviena dabartine verte atliksite tris eksperimentus.

6. Uždarykite grandinę ir ampermetrui su reostatu nustatykite pirmąją pasirinktą srovės vertę.

7. Prilieskite ritės šerdį prie vinies galvutės, kabančios ant dinamometro. Nagas prilipo prie šerdies. Nuleiskite ritę vertikaliai žemyn ir sekite dinamometro rodmenis. Atkreipkite dėmesį į dinamometro rodmenis tuo metu, kai nutrūksta ritė, ir įveskite jį į F 1 stulpelį.

8. Eksperimentą pakartokite dar du kartus tokiu srovės stiprumu. F 2 ir F 3 stulpeliuose įveskite dinamometro jėgos vertes tuo momentu, kai vinis yra nuplėšta. Jie gali šiek tiek skirtis nuo pirmojo dėl matavimo netikslumo. Raskite vidutinį ritės magnetinį stiprumą naudodami formulę F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 ir įveskite stulpelį „Vidutinis stiprumas“.

9. Dinamometras parodė jėgos reikšmę, lygią vinio svorio ir ritės magnetinės jėgos sumai: F = P + F M . Taigi ritės stiprumas yra F M \u003d F - P. Iš F cp atimkite vinies P svorį ir parašykite rezultatą stulpelyje „Magnetinė jėga“.

Skaičius	Dabartinis aš, A	Dinamometro rodmenys F, N			Vidutinė jėga F cp , N	Magnetinė jėga FM, N

10. Eksperimentus pakartokite du kartus su kitomis srovėmis ir užpildykite likusius lentelės langelius.

I,A 1. Nubraižykite magnetinę jėgą F M nuo srovės stiprumo aš.

greitis Įranga ... laboratorijadirbti Nauja laboratorijaDarbas 4 tema laboratorijaDarbas №6. Matavimas natūralus...

Avdeeva mokslinis darbas apie ekologijos įvadą

Disertacijos santrauka

Įvertinimai greitis vandens srautas sulaikyti matavimaigreitis vandens srovės Įranga: ... dirbtuvės, ant pamokos Geografija 7 klasė as laboratorijadirbti„... automobilių tyrimas išsiskiria reikšmingu pažeidimas erdvėje ir laike...