Mērķis– ar vērpes vibrāciju metodi noteikt ķermeņa inerces momentu.

Ierīces un materiāli Kabīne: mērīšanas iekārta, korpusu komplekts, hronometrs.

Uzstādīšanas un mērīšanas metodes apraksts

Mērīšanas iekārta ir apaļš disks, kas piekārts uz elastīgas tērauda stieples un paredzēts ķermeņiem, kuru inerces moments jānosaka (8.1. att.).

Rīsi. 8.1

Ierīce ir centrēta, izmantojot divus kustīgus atsvarus, kas fiksēti uz diska. Pagriežot ierīces disku noteiktā leņķī ap vertikālo asi, tērauda balstiekārta ir savīti.

Kad ķermenis griežas leņķī , stieple sagriežas un rodas spēku moments M cenšas atgriezt ķermeni līdzsvara stāvoklī. Eksperiments parāda, ka diezgan plašā diapazonā spēku moments M proporcionāls pagrieziena leņķim  , t.i.
(salīdziniet: elastīgais spēks
). Disks tiek atbrīvots, ļaujot tam veikt vērpes vibrācijas. Vērpes vibrāciju periodu nosaka izteiksme
, kur f– vērpes modulis; Dž ir svārstību sistēmas inerces moments.

Instrumentam
. (8.1)

Vienādība (8.1) satur divus nezināmus lielumus f un Dž utt. Tāpēc ir nepieciešams atkārtot eksperimentu pēc tam, kad iestatīšanas diskā ir novietots atskaites korpuss ar zināmu inerces momentu. Par standartu tiek ņemts ciets cilindrs, kura inerces moments ir Dž šis .

Nosakot jauno ierīces svārstību periodu ar standartu, mēs sastādām vienādojumu, kas ir līdzīgs vienādojumam (8.1):

. (8.2)

Atrisinot (8.1) un (8.2) vienādojumu sistēmu, nosakām vērpes moduli f un ierīces inerces moments Dž utt ar šo slodzes pozīciju. (Aprēķinu formulu atvasinājums priekš f un Dž utt izdari to pats, gatavojoties laboratorijas darbam un iekļauj to pārskatā). Pēc standarta noņemšanas uz ierīces diska tiek novietots korpuss, kura inerces moments attiecībā pret ierīces asi jānosaka. Instalācija tiek centrēta un atkal tiek noteikts vērpes vibrāciju periods T 2 , ko šajā gadījumā var rakstīt kā

. (8.3)

Zinot un f, aprēķina ķermeņa inerces momentu attiecībā pret ierīces asi, pamatojoties uz formulu (8.3).

Visu mērījumu un aprēķinu dati tiek ievadīti tabulā. 8.1.

8.1. tabula

Izmērītie un aprēķinātie lielumi inerces momenta noteikšanai ar vērpes vibrācijas metodi

	t utt	T utt	t 1	T 1	t 2	T 2
		< T utt >=	< T 1 >= < ¦ >= < J utt >=	< T 2 >= < J t >

1. uzdevums. Ierīces, ierīces ar standartu, ierīces ar korpusu vērpes vibrāciju periodu noteikšana.

1. Izmēriet laiku ar hronometru t utt 20-30 pilnīgas ierīces vibrācijas un nosaka
.

2. Eksperimentu atkārto 5 reizes un nosaka < T utt > .

3. Ievietojiet standartu ierīces diskā un līdzīgi nosakiet < T 1 >.

4. Novietojiet korpusu uz ierīces diska, centrējiet instalāciju, nosakiet < T 2 > .

Mērījumu rezultātus ierakstiet tabulā. 8.1

Laboratorijas darbs №8.

"Cauruma virsmas diametra un formas noviržu mērīšana ar indikatora iekšējo mērierīci".

Darba mērķis: Apgūt mērīšanas metodes ar indikatorsuportu

urbuma diametri un urbuma formas novirzes.

Uzdevums: Izmērīt virsmas diametru un formas novirzes

caurumi bukses tipa daļās ar indikatora suportu.

Aprīkojums: Indikatora suports ar galvu.

Garuma beigu mēri (KMD).

Piederumi KMD.

Sīkāka informācija par bukses veidu un tās rasējumu.

1. Teorētiskā daļa

Caurumu mērījumi ir pieņemami, ja ≤ t.i. galviņas mērīšanas ierobežojošā kļūda ir mazāka par pieļaujamo cauruma mērīšanas kļūdu.

2. Indikatora suports.

Par indikatora suporta pamatu kalpo caurule 4 (1. att.) ar siltumizolējošu rokturi 6. Caurules augšējo atveri ar skavu 8 izmanto, lai uzstādītu mērgalvas uzmavu vai skalas indikatoru.

Caurules apakšējā daļā ir iekšējā mērinstrumenta galva, kas sastāv no korpusa 9, centrēšanas tilta 11 un mērstieņiem-uzgaļiem - kustīgiem 1 un stingriem 10. Uzgaļa 1 kustība caur sviru 2, kāts 3 un tārps 5 tiek pārsūtīts uz mērīšanas galvu. Centrēšanas tilts 2 iestata iekšējās gabarīta mērīšanas asi (sigas ass a1 un 10), lai tā sakristu ar izmērītās daļas cauruma diametru (2. att.)

Mērot ir jāsakrata iekšējais gabarīts aksiālajā plaknē garengriezumā un jāatrod minimālā pozīcija gar mērgalvas bultiņu, t.i. perpendikulāri abiem urbuma ģeneratoriem.

Tiek ražoti iekšējie mērinstrumenti ar centrēšanas tiltiņu ar mērījumu diapazonu: mm: 6…10; 10…18; 18…50; 50…100; 100…160; 160…250; 250…450; 450–700; 700…1000.

Maza diametra caurumu mērīšanai tiek pieņemti iekšējie mērinstrumenti ar lodīšu ieliktņiem (3. att.) lodīšu ieliktņiem ir diapazoni: mm: 3 ... 6; 6…10; 10…18.

Lai iestatītu indikatoru iekšējos mērinstrumentos uz "0", tiek izmantoti regulēšanas gredzeni vai gala mēru komplekti (KMD) un sānu sienas. KMD bloks tiek izvēlēts un uzstādīts turētājā kopā ar sānu sienām. Darbība, kad iestatīta uz "0", ir tāda pati kā, mērot sagatavi.

2.1 Mērgalva.

Mērgalva pārvērš nelielas mērīšanas uzgaļa kustības lielās ziņošanas ierīces rādītāja kustībās.

4. attēlā parādīts ciparnīcas indikators. Indikatora mērstieni 1 ir sliede, kas savienojas ar zobratu 5 un pārraida kustību uz cauruli 9 un bultiņām 8 caur zobratu 9. Lai to iestatītu uz “0”, skalas apaļā skala griežas kopā ar loku 2. Bultiņa 6 parāda bultiņas 8 pagriezienu skaitu.

Ciparnīcas mērinstrumentu uzmavas diametrs ir 8 mm, mērstieņa gājiens ir 2; 5 vai 10 mm un dalījuma cena 0,01 mm.

Sviras zobainās mērgalvās mērīšanas uzgaļa kustība (pagriezieni) caur sviras sistēmu tiek pārraidīta uz pārnesumu sektoru, kas griež zobratu un bultiņu, kas atrodas uz riteņa ass. Galvām ir dalījuma vērtība 0,001 mm un 0,002 mm, mērījumu diapazons ± 0,05 mm ... 5 mm (vairāku pagriezienu).

2.2. Sagatavošanās mērījumiem.

1. Piestipriniet mērgalvu urbuma gabarīta caurulē. Lai to izdarītu, ievietojiet mērgalvas uzmavu caurules atverē tā, lai mērīšanas uzgaļa lode pieskartos stieņa galam un skala tiktu pagriezta uz sāniem ar centrēšanas tiltiņu un nostipriniet mērgalvu ar skava, savukārt bultiņai ir jāveic pilns pagrieziens. Tajā pašā laikā ir jāsaglabā galvas mērstieņa kustības brīvība.

2. Izsauciet CMD bloku atbilstoši cauruma nominālajam izmēram un nofiksējiet to starp CMD turētāja malām. Iepriekš noslaukiet flīzes un sānu sienas ar benzīnu. Noslaukiet izturīgo cauruma virsmu ar tīru drānu.

3. pārbaudiet, vai iekšējā gabarīta mērījumu robežas atbilst mērīšanas atveres izmēram. Ja tie nesakrīt, nomainiet maināmo mērstieni vai izvēlieties pagarinājumu un paplāksņu komplektu stingrajam savienojuma stienim (atkarībā no iekšējā mērinstrumenta veida).

2.3 Iekšējā mērierīces iestatīšana uz "0".

1. Paņemiet iekšējo mērītāju aiz siltumizolējošā roktura un ievietojiet dziļuma mērītāju starp sāniem.

2. Vērojot galvas bultiņu un pārvietojot iekšējo mērierīci starp sāniem, šūpojot un griežot ap caurules asi (skatiet diagrammu), iestatiet iekšējo mērierīci pozīcijā, kas atbilst mazākajam attālumam starp sānu mērīšanas virsmām. . Šajā gadījumā bultiņa sasniegs tālāko * (pulksteņrādītāja virzienā) sadalījumu un pagriezīsies atpakaļ. Abiem kustību veidiem (šūpošanās un griešanās) šim sadalījumam ir jāsakrīt.

3. Atcerieties šo sadalījumu, noņemiet suportu no sānu malām un pagrieziet skalu norādītajā pozīcijā ar skalas malu (vai iestatīšanas skrūvi uz “0”).

4.Pārbaudiet iestatījumu uz "0". Pareizajā stāvoklī indikatora adatai jānorāda uz 0.

2.4. Cauruma diametra mērīšana.

1. Paņemiet suportu ar labo roku aiz siltumizolējošā roktura un, turot daļu ar kreiso roku, ievietojiet suportu mērītās daļas atverē ar mērgalvu uz augšu un skalu pret sevi. Lai to izdarītu, mazā dziļumā ir jāievieto kustīgs stienis ar tiltiņu, noliekot iekšējo mērierīci, un pēc tam iztaisnojiet to tā, lai stingrais stienis atrodas pret cauruma pretējo sienu.

2. Pārvietojiet suportu uz vēlamo posmu un, kratot to vertikālā plaknē prom no sevis - pret sevi, ievērojiet skalas tālāko sadalījumu, līdz kuram sniedzas bultiņa.

Bultiņas novirze pulksteņrādītāja virzienā no "0" norāda uz urbuma diametra lieluma samazināšanos un "-" zīmi, bet novirze pretēji pulksteņrādītāja virzienam norāda uz diametra samazināšanos un "+" zīmi.

4. Paņemiet suporta rādījumu, ņemot vērā galvas skalas sadalījumu un zīmi, un pierakstiet to atsauces tabulā. Mērījumi jāveic katrai sekcijai divos savstarpēji perpendikulāros virzienos.

Rīsi. 1 Indikatora suports

Rīsi. 4 Numura indikators

3. Mērījumu rezultāti.

1. Ņemot vērā KMD bloka nominālo izmēru, aprēķiniet detaļas faktiskos izmērus.

2. Salīdziniet detaļas izmērus ar pieļaujamajiem ierobežojošajiem izmēriem un izdariet slēdzienu par detaļas piemērotību.

Apsverot detaļas izmērus pa sekcijām, nosakiet detaļas formas novirzes no cilindriskuma.

3.Aizpildiet atskaiti par darbu.

Pēc tam, kad skolotājs ir pārbaudījis mērījumu rezultātus, ar sausu drānu noslaukiet pie tiem suportu, galvu, KMD un piederumus un ielieciet futrāļos. Sakārtot darba vietu.

KRIEVIJAS FEDERĀCIJAS IZGLĪTĪBAS MINISTRIJA

SIBĪRIJAS VALSTS AEROSKOSMA UNIVERSITĀTE

nosaukts akadēmiķa M.F. Rešetņevs

Tehniskās fizikas katedra

Lab #8

ČETRU ZONDES METODE PUSVADĪTĀJU IZTURĪBAS MĒRĪŠANAI

Laboratorijas darbu veikšanas vadlīnijas kursā "Cietvielu elektronika"

Sastādītājs: Parshin A.S.

Krasnojarska 2003

Laboratorijas darbs №8. Četru zonžu metode pusvadītāju pretestības mērīšanai1

Metodes teorija . 1

Eksperimentāla iestatīšana . 3

Darba kārtība .. 5

Pārskata formatēšanas prasības . 7

testa jautājumi .. 7

Literatūra . 7

Laboratorijas darbs №8. Četru zondepusvadītāju pretestības mērīšanas metode

Mērķis: specifiskā temperatūras atkarības izpēte elektriskā pretestība pusvadītājs ar četru zondes metodi, pusvadītāja joslas spraugas noteikšana.

Metodes teorija

Četru zonde visizplatītākā ir pusvadītāju pretestības mērīšanas metode. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka tās pielietošanai nav jāizveido paraugam omi kontakti, ir iespējams izmērīt visdažādāko formu un izmēru paraugu pretestību. Tās izmantošanas nosacījums parauga formas ziņā ir līdzenas virsmas klātbūtne, kuras lineārie izmēri pārsniedz zondes sistēmas lineāros izmērus.

Ķēde pretestības mērīšanai ar četru zondes metodi ir parādīta attēlā. 1. Četras metāla zondes ar nelielu kontakta laukumu novieto pa taisnu līniju uz līdzenas parauga virsmas. Attālumi starp zondēm s 1 , s2 un s3 . Caur ārējām zondēm 1 un 4 iziet elektrisko strāvu es 14 , uz iekšējām zondēm 2 un 3 izmērīt potenciālu starpību U 23 . Pēc izmērītajām vērtībām es 14 un U 23 var noteikt pusvadītāja pretestību.

Lai atrastu pretestības aprēķina formulu, vispirms apskatīsim potenciāla sadalījuma problēmu ap atsevišķu punktu zondi (2. att.). Lai atrisinātu šo uzdevumu, Laplasa vienādojums ir jāuzraksta sfēriskā koordinātu sistēmā, jo potenciālajam sadalījumam ir sfēriska simetrija:

.(1)

(1) vienādojuma risinājums ar nosacījumu, ka potenciāls pie r=0 pozitīvs, tiecas uz nulli, ļoti liels r ir šāda forma

Integrācijas konstante Ar var aprēķināt pēc elektriskā lauka intensitātes nosacījuma E kādu attālumu no zondes r=r0 :

.

Kopš strāvas blīvuma, kas plūst caur puslodi ar rādiusu r0 , j =es/(2πr0 2) un saskaņā ar Oma likumu j =E/ρ , tad E(r0)=Es ρ / (2π r0 2).

Tādējādi

Ja kontakta rādiuss r1 , tad tā gala potenciāls

Ir acīmredzams, ka parauga potenciālam tā saskares vietā ar zondi ir tāda pati vērtība. Saskaņā ar formulu (3) no tā izriet, ka galvenais sprieguma kritums notiek tuvu kontakta apgabalā, un tāpēc caur paraugu plūstošās strāvas vērtību nosaka tuvu kontakta apgabala pretestība. Šī reģiona garums ir mazāks, jo mazāks ir zondes rādiuss.

Elektrisko potenciālu jebkurā parauga punktā var atrast kā potenciālu algebrisko summu, ko šajā punktā rada katras zondes strāva. Strāvai, kas ieplūst paraugā, potenciāls ir pozitīvs, un strāvai, kas plūst no parauga, tas ir negatīvs. Zondes sistēmai, kas parādīta attēlā. 1, mērīšanas zondes potenciāli 2 un 3

;

.

Iespējamā atšķirība starp mērīšanas kontaktiem 2 un 3

Līdz ar to parauga pretestība

.(5)

Ja attālumi starp zondēm ir vienādi, t.i. s 1 = s 2 = s 3 = s , tad

Tādējādi, lai izmērītu konkrēto elektriskā pretestība paraugu, izmantojot četru zondu metodi, pietiek izmērīt attālumu starp zondēm s , sprieguma kritums U 23 uz mērzondēm un strāvu, kas plūst caur paraugu es 14 .

Eksperimentāla iestatīšana

Mērīšanas uzstādīšana tiek veikta uz universāla laboratorijas stenda bāzes. Laboratorijas darbā tiek izmantotas šādas ierīces un aprīkojums:

1. Siltuma kamera ar paraugu un mērgalvu;

2. Līdzstrāvas avots TES-41;

3. Līdzstrāvas sprieguma avots B5-47;

4. Universālie digitālie voltmetri V7-21A;

5. Savienojošie vadi.

Eksperimentālās iestatīšanas blokshēma ir parādīta attēlā. 3.

Paraugu novieto uz siltuma kameras mērīšanas stadijas. Mērgalva tiek piespiesta ar manipulatora atsperu mehānismu līdzenai parauga pulētai virsmai. Mērīšanas galda iekšpusē atrodas sildītājs, kuru darbina stabilizēts līdzstrāvas avots TES-41, kas darbojas strāvas stabilizācijas režīmā. Parauga temperatūru kontrolē ar termopāri vai termiskā pretestība. Lai paātrinātu mērīšanas procesu, varat izmantot pielikumā sniegtās graduētās līknes, kas ļauj noteikt parauga temperatūru no sildītāja strāvas. Sildītāja strāvas vērtību mēra ar strāvas avotā iebūvētu ampērmetru.

Pašreizējais caur kontaktiem 1 un 4 tiek veidots, izmantojot regulējamu stabilizētu līdzstrāvas avotu B7-47 un vadāms ar universālu digitālo ierīci V7-21A, ieslēgtu ampērmetra režīmā. Spriegumu, kas rodas starp mērīšanas zondēm 2 un 3, reģistrē ar augstas pretestības digitālo voltmetru V7-21A. Mērījumi jāveic ar zemāko strāvu caur paraugu, ko nosaka zema sprieguma mērīšanas iespēja. Pie lielām strāvām iespējama parauga karsēšana, kas izkropļo mērījumu rezultātus. Darba strāvas samazināšana vienlaikus samazina parauga vadītspējas modulāciju, ko izraisa lādiņnesēju iesmidzināšana strāvas plūsmas laikā.

Galvenā problēma mērīšanā elektriskā pretestība zondes metodes ir kontaktu problēma. Augsta vakuuma paraugiem dažreiz ir jāveic kontaktu elektriskā formēšana, lai iegūtu zemu kontaktu pretestību. Mērzondes kontaktu veidošana tiek veikta, mērīšanas zondei īslaicīgi pieliekot pastāvīgu spriegumu vairāku desmitu vai pat simtu voltu apmērā.

Darba kārtība

1. Iepazīstieties ar darba veikšanai nepieciešamo ierīču aprakstu. Samontējiet mērīšanas iestatījuma shēmu saskaņā ar att. 3. Pieslēdzot universālos voltmetrus V7-21A, pievērsiet uzmanību, ka vienam jāstrādā sprieguma mērīšanas režīmā, otram - strāvas mērīšanā. Diagrammā tie ir norādīti ar ikonām. " U" un " es" attiecīgi. Pārbaudiet šo ierīču režīmu slēdžu pareizos iestatījumus.

2. Pēc tam, kad skolotājs vai inženieris ir pārbaudījis mērīšanas instalācijas montāžas pareizību, ieslēdziet voltmetrus un B7-47 sprieguma avotu.

3. Iestatiet B7-47 avota spriegumu uz 5 V. Ja spriegums un strāva uz parauga laika gaitā mainās, tad ar skolotāju vai inženiera palīdzību tiek veikta mērzondes kontaktu elektriskā formēšana.

4. Veikt sprieguma krituma mērījumus U+ 23 un U– 23 dažādiem strāvas virzieniem es 14 . Iegūtās sprieguma vērtības tiek aprēķinātas vidēji par th, lai šādā veidā izslēgtu garenisko termo-EMF, kas paraugā rodas temperatūras gradienta dēļ. Eksperimenta datus un sprieguma vērtību aprēķinus ievadiet 1. tabulā.

1. tabulas forma

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

5. Atkārtojiet mērījumus citā parauga temperatūrā. Lai to izdarītu, jums jāiestata termiskās kameras sildītāja strāva es slodze,= 0,5 A, pagaidiet 5–10 minūtes, līdz parauga temperatūra stabilizējas, un ierakstiet instrumenta rādījumus 1. tabulā. Nosakiet parauga temperatūru, izmantojot pielikumā sniegto kalibrēšanas līkni.

6. Līdzīgi veiciet secīgus mērījumus sildītāja strāvas vērtībām 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A. Visu mērījumu rezultātus ierakstiet 1. tabulā.

7. Apstrādāt iegūtos eksperimentālos rezultātus. Lai to izdarītu, aprēķiniet, izmantojot 1. tabulā sniegtos rezultātus 10 3 /T , specifisks elektriskā pretestība paraugs katrā temperatūrā ρ saskaņā ar formulu (6) elektrovadītspēja

elektriskās vadītspējas naturālais logaritms ln σ . Ierakstiet visus aprēķinu rezultātus 2. tabulā.

2. tabulas forma

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

8. Izveidojiet atkarības grafiku. Analizējiet līkņu gaitu, atzīmējiet piemaisījumu un iekšējās vadītspējas laukumus. īss darbā izvirzītā uzdevuma apraksts;

· mērījumu iestatīšanas diagramma;

· mērījumu un aprēķinu rezultāti;

· atkarības grafiks;

· iegūto rezultātu analīze;

· darba secinājumi.

testa jautājumi

1. Iekšējie un ārējie pusvadītāji. Iekšējo un piemaisījumu pusvadītāju joslu struktūra. joslas platums. Piemaisījumu aktivizācijas enerģija.

2. Iekšējo un ārējo pusvadītāju elektrovadītspējas mehānisms.

3. Iekšējo pusvadītāju elektriskās vadītspējas atkarība no temperatūras.

4. Piemaisījumu pusvadītāju elektriskās vadītspējas atkarība no temperatūras.

5. Piemaisījuma joslas spraugas un aktivācijas enerģijas noteikšana no elektriskās vadītspējas temperatūras atkarības.

6. Četru zonde Mērīšanas metode elektriskā pretestība pusvadītāji: darbības joma, tās priekšrocības un trūkumi.

7. Elektriskā lauka potenciāla sadalījuma problēma zondes tuvumā.

8. Aprēķinu formulas (6) atvasināšana.

9. Eksperimentālās iekārtas shēma un darbības princips.

10. Izskaidrojiet eksperimentāli iegūto atkarības grafiku, kā no šī grafika tika noteikta joslu sprauga?

Literatūra

1. Pavlovs L.P. Pusvadītāju materiālu parametru mērīšanas metodes: Mācību grāmata augstskolām. - M .: Augstāk. skola., 1987.- 239 lpp.

2. Lisovs V.F. Seminārs par pusvadītāju fiziku. –M .: Apgaismība, 1976.- 207 lpp.

3. Epifanovs G.I., Moma Yu.A. Cietvielu elektronika: apmācība. augstskolu studentiem. - M .: Augstāk. skola., 1986.- 304 lpp.

4. Ch. Kittel, Ievads cietvielu fizikā. - M.: Nauka, 1978. - 792 lpp.

5. Šalimova K.V. Pusvadītāju fizika: mācību grāmata vidusskolām. - M .: Enerģētika, 1971. - 312 lpp.

6. Fridrihovs S.A., Movnin S.M. Elektronisko tehnoloģiju fiziskie pamati: mācību grāmata universitātēm. - M .: Augstāk. skola ., 1982.- 608 lpp.

Laboratorijas darbs 8 Strāvas jaudas un darba mērīšana elektriskajā lampā Darba mērķis ir iemācīties noteikt strāvas stiprumu un darbu lampā, izmantojot ampērmetru, voltmetru un pulksteni Aprīkojums - akumulators, atslēga , zemsprieguma lampa uz statīva, ampērmetrs, voltmetrs, savienojošie vadi, hronometrs.

Teorija Strāvas darba aprēķina formula A= IUt Strāvas jaudas aprēķināšanas formula P= IU vai P= Dalīšanas vērtība = ___= A ampērmetra Dalījuma vērtība =___= Voltmetra P teor. =U teorija. es teor. / aprēķināts no U un I vērtībām, kas norādītas uz spuldzes pamatnes / Elektriskās ķēdes shēma

Aprēķini: A= P = A teorija. = P teorija. = Secinājums: Šodien laboratorijas darbā iemācījos noteikt jaudas un strāvas darbu lampā, izmantojot ampērmetru, voltmetru un hronometru. Aprēķinātas (a) spuldzes strāvas un jaudas vērtības: A \u003d J P \u003d W (norādīt konkrētas fizikālo lielumu eksperimentālās vērtības). Aprēķinātas arī (a) spuldzes strāvas un jaudas teorētiskās vērtības: A teorija. = J R teorija. \u003d W Darba eksperimentālās vērtības un strāvas jauda lampā (aptuveni) sakrīt ar aprēķinātajām teorētiskajām vērtībām. Tāpēc, veicot laboratorijas darbus, tika pieļautas nelielas mērījumu kļūdas. (Iegūtie eksperimentālie darba un strāvas jaudas lielumi lampā nesakrīt ar aprēķinātajām teorētiskajām vērtībām. Līdz ar to laboratorijas darbu laikā tika pieļautas būtiskas nejaušas mērījumu kļūdas.)

47. nodarbība

Nevienmērīgas kustības ātruma mērīšana

Brigāde __________________

__________________

Aprīkojums: ierīce taisnas kustības izpētei, statīvs.

Mērķis: pierādiet, ka ķermenis, kas virzās pa taisnu līniju slīpā plaknē, kustas ar vienmērīgu paātrinājumu, un atrodiet paātrinājuma vērtību.

Nodarbībā demonstrācijas eksperimenta laikā pārliecinājāmies, ja ķermenis nepieskaras slīpajai plaknei, pa kuru tas pārvietojas (magnētiskā levitācija), tad tā kustība tiek vienmērīgi paātrināta. Mūsu priekšā ir uzdevums saprast, kā ķermenis pārvietosies gadījumā, kad tas slīd pa slīpu plakni, t.i. starp virsmu un ķermeni ir berzes spēks, kas neļauj kustēties.

Izvirzīsim hipotēzi, ka ķermenis slīd pa slīpu plakni, arī vienmērīgi paātrināts, un pārbaudīsim to eksperimentāli, attēlojot kustības ātruma atkarību no laika. Ar vienmērīgi paātrinātu kustību šis grafiks ir taisna līnija, kas iziet no sākuma. Ja mūsu izveidoto grafiku līdz mērījuma kļūdai var uzskatīt par taisni, tad kustību pa pētāmo ceļa posmu var uzskatīt par vienmērīgi paātrinātu. Pretējā gadījumā tā ir sarežģītāka neviendabīga kustība.

Lai noteiktu ātrumu mūsu hipotēzes ietvaros, mēs izmantojam vienmērīgi mainīgas kustības formulas. Ja kustība sākas no atpūtas, tad V = plkst (1), kur a- paātrinājums, t- ceļošanas laiks V- ķermeņa ātrums vienā reizē t. Vienmērīgi paātrinātai kustībai bez sākuma ātruma sakarība s = plkst 2 /2 , kur s- ķermeņa noietais ceļš kustības laikā t. No šīs formulas a =2 s / t 2 (2). Aizstājot (2) ar (1), mēs iegūstam: (3). Tātad, lai noteiktu ķermeņa ātrumu noteiktā trajektorijas punktā, pietiek izmērīt tā kustību no sākuma punkta līdz šim punktam un kustības laiku.

Kļūdu robežu aprēķins.Ātrumu nosaka eksperimentā ar netiešiem mērījumiem. Ar tiešajiem mērījumiem mēs atrodam ceļu un laiku, un pēc tam pēc formulas (3) ātrumu. Formula ātruma kļūdas ierobežojuma noteikšanai šajā gadījumā ir: (4).

Iegūto rezultātu izvērtēšana. Tā kā attāluma un laika mērījumos ir kļūdas, ātruma V vērtības neatrodas precīzi uz taisnes (1. att., melna līnija). Lai atbildētu uz jautājumu, vai pētāmo kustību var uzskatīt par vienmērīgi paātrinātu, ir jāaprēķina ātruma izmaiņu kļūdu robežas, jāatzīmē šīs kļūdas grafikā katram mainītajam ātrumam (sarkanās joslas), jānozīmē koridors (punktētas līnijas) ,

Pārsniedz kļūdu ierobežojumus. Ja tas ir iespējams, tad šādu kustību ar doto mērījuma kļūdu var uzskatīt par vienmērīgi paātrinātu. Taisnā līnija (zila), kas nāk no koordinātu sākuma, kas atrodas pilnībā šajā koridorā un iet pēc iespējas tuvāk izmērītajām ātrumu vērtībām, ir vēlamā ātruma atkarība no laika: V = pie. Lai noteiktu paātrinājumu, grafikā jāņem patvaļīgs punkts un ātruma vērtība šajā punktā V 0 jāsadala ar laiku tajā t 0: a=V 0 / t 0 (5).

Darba process:

1. Saliekam instalāciju ātruma noteikšanai. Fiksējam virzošo sliedi 18-20 cm augstumā.Ratiņu novietojam pašā sliedes augšpusē un novietojam sensoru tā, lai hronometrs ieslēgtos brīdī, kad rati sāk kustēties. Otrais sensors tiks secīgi novietots aptuveni 10, 20, 30, 40 cm attālumā 4 eksperimentiem. Dati tiek ievadīti tabulā.

2. Katrai otrā sensora pozīcijai veicam 6 karietes iedarbināšanu, katru reizi ievadot tabulā hronometra rādījumus. Tabula

Ātrums		Ātrums		Ātrums		Ātrums

3. Aprēķinām vidējo karietes kustības laika vērtību starp sensoriem - t sk.

4. Formulā (3) aizstājot s un t cf vērtības, mēs nosakām ātrumus punktos, kur ir uzstādīts otrais sensors. Dati tiek ievadīti tabulā.

5. Izveidojam grafiku par vagona ātruma atkarību no laika.

6

Ceļa un laika mērīšanas kļūda:

∆s= 0,002 m, ∆t=0,01 s.

7. Izmantojot formulu (4), mēs atrodam ∆V katrai ātruma vērtībai. Šajā gadījumā laiks t formulā ir t sk.

8. Atrastās ∆V vērtības tiek attēlotas grafikā katram uzzīmētajam punktam.

. Mēs veidojam kļūdu koridoru un skatāmies, vai tajā iekrīt aprēķinātie ātrumi V.

10. No koordinātu sākuma kļūdu koridorā novelkam taisni V=at un no grafika nosaka paātrinājuma vērtību. a saskaņā ar formulu (5): a=

Secinājums:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Lab Nr.5

Lab Nr.5

Konverģējošās lēcas optiskās jaudas un fokusa attāluma noteikšana.

Aprīkojums: lineāls, divi taisnleņķa trijstūri, gara fokusa saplūstošā lēca, spuldze uz statīva ar vāciņu, strāvas avots, slēdzis, savienojošie vadi, ekrāns, vadotne.

Teorētiskā daļa:

Vienkāršākais veids, kā izmērīt objektīva refrakcijas spēku un fokusa attālumu, ir izmantot objektīva formulu

d ir attālums no objekta līdz objektīvam

f ir attālums no objektīva līdz attēlam

F - fokusa attālums

Lēcas optisko jaudu sauc par vērtību

Kā priekšmets tiek izmantots ar izkliedētu gaismu spīdošs burts apgaismotāja vāciņā. Šīs vēstules faktiskais attēls tiek iegūts ekrānā.

Attēls ir reāli apgriezts palielināts:

Attēls ir iedomāti tieši palielināts:

Aptuvenais darba gaita:

F=8cm=0,08m

F=7cm=0,07m

F=9cm=0,09m

Laboratorijas darbs fizikā Nr.3

Laboratorijas darbs fizikā Nr.3

11. klases skolēni "B"

Aleksejeva Marija

Brīvā kritiena paātrinājuma noteikšana, izmantojot svārstu.

Aprīkojums:

Teorētiskā daļa:

Brīvā kritiena paātrinājuma mērīšanai izmanto dažādus gravimetrus, jo īpaši svārsta ierīces. Ar to palīdzību ir iespējams izmērīt brīvā kritiena paātrinājumu ar absolūto kļūdu 10 -5 m/s 2.

Darbā izmantota vienkāršākā svārsta ierīce – bumbiņa uz vītnes. Maziem lodīšu izmēriem, salīdzinot ar vītnes garumu un nelielām novirzēm no līdzsvara stāvokļa, svārstību periods ir vienāds ar

Lai palielinātu perioda mērīšanas precizitāti, ir nepieciešams izmērīt laiku t lielam svārsta pilno svārstību skaitam N. Tad periods

Un brīvā kritiena paātrinājumu var aprēķināt pēc formulas

Eksperimenta veikšana:

Novietojiet statīvu uz galda malas.

Augšējā galā nostipriniet gredzenu ar savienojumu un piekariet tam uz vītnes bumbiņu. Bumbiņai vajadzētu pakārt 1-2 cm attālumā no grīdas.

Ar lenti izmēra svārsta garumu l.

Uzbudiniet svārsta svārstības, novirzot bumbu uz sāniem par 5-8 cm un atlaižot to.

Izmēriet svārsta svārstību laiku t 50 vairākos eksperimentos un aprēķiniet t cf:

Aprēķiniet laika mērīšanas vidējo absolūto kļūdu un ievadiet rezultātus tabulā.

Aprēķiniet brīvā kritiena paātrinājumu, izmantojot formulu

Nosakiet laika mērīšanas relatīvo kļūdu.

Nosakiet relatīvo kļūdu, mērot svārsta garumu

Aprēķiniet relatīvo mērījumu kļūdu g, izmantojot formulu

Secinājums: Izrādās, ka brīvā kritiena paātrinājums, mērot ar svārstu, ir aptuveni vienāds ar tabulas brīvā kritiena paātrinājumu (g \u003d 9,81 m / s 2) ar vītnes garumu 1 metrs.

Aleksejeva Marija, 11. “B” klases skolniece 201. ģimnāzija, Maskava

201. ģimnāzijas fizikas skolotājs Ļvovskis M.B.

Lab #4

Lab #4

Stikla laušanas koeficienta mērīšana

11. klases "B" skolēni Aleksejeva Marija.

Mērķis: trapecveida formas stikla plāksnes laušanas koeficienta mērīšana.

Teorētiskā daļa: stikla laušanas koeficientu attiecībā pret gaisu nosaka pēc formulas:

Aprēķinu tabula:

Aprēķini:

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

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

Secinājums: Nosakot stikla laušanas koeficientu, varam pierādīt, ka šī vērtība nav atkarīga no krišanas leņķa.

6. laboratorija

Laboratorijas darbs №6.

Gaismas viļņa mērīšana.

Aprīkojums: difrakcijas režģis ar periodu 1/100 mm vai 1/50 mm.

Uzstādīšanas shēma:

1. Turētājs.

2. Melns ekrāns.

   Šaura vertikāla sprauga.

Darba mērķis: eksperimentāla gaismas viļņa noteikšana, izmantojot difrakcijas režģi.

Teorētiskā daļa:

Difrakcijas režģis ir daudzu ļoti šauru spraugu kopums, ko atdala necaurredzamas telpas.

Avots

Viļņa garumu nosaka pēc formulas:

Kur d ir režģa periods

k ir spektra secība

Leņķis, kurā tiek novērots maksimālais apgaismojums

Difrakcijas režģa vienādojums:

Tā kā leņķi, pie kuriem tiek ievēroti 1. un 2. kārtas maksimumi, nepārsniedz 5 , leņķu sinusu vietā var izmantot to tangentes.

Tāpēc

Attālums a skaitīts pa lineālu no režģa līdz ekrānam, attālums b– ekrāna skalā no spraugas līdz izvēlētajai spektra līnijai.

Galīgā formula viļņa garuma noteikšanai ir

Šajā darbā viļņu garumu mērījumu kļūda nav novērtēta, jo ir zināma nenoteiktība spektra vidusdaļas izvēlē.

Aptuvenais darba gaita:

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

(Sarkanā krāsa)

d ir režģa periods

Secinājums: Eksperimentāli izmērot sarkanās gaismas viļņa garumu, izmantojot difrakcijas režģi, nonācām pie secinājuma, ka tas ļauj ļoti precīzi izmērīt gaismas viļņu viļņu garumus.

43. nodarbība

43. nodarbība

Ķermeņa paātrinājuma mērīšana

Brigāde ____________________

____________________

Pētījuma mērķis: mēra stieņa paātrinājumu pa taisnu slīpu tekni.

Ierīces un materiāli: statīvs, virzošais sliede, kariete, atsvari, laika sensori, elektroniskais hronometrs, putuplasta paliktnis.

Darba teorētiskais pamatojums:

Ķermeņa paātrinājumu noteiksim pēc formulas: , kur v 1 un v 2 ir ķermeņa momentānie ātrumi punktos 1 un 2, mērot attiecīgi laikā t 1 un t 2 . X asij atlasiet lineālu, kas atrodas gar vadošo sliedi.

Darba process:

1. Uz lineāla izvēlamies divus punktus x 1 un x 2, kuros mērīsim momentānos ātrumus un ievadīsim to koordinātes 1. tabulā.

1. tabula.

Punkti uz X ass momentāna ātruma mērīšanai		Δx 1 \u003d x ' 1 - x 1 Δх 1 = cm				Δx 2 \u003d x ' 2 - x 2 Δх 2 = cm
Laika intervālu definīcija	Δt 1 \u003d t ’ 1 - t 1 Δ t 1 = c			Δt 2 \u003d t ’ 2 - t 2 Δ t 2 = c
Momentānā ātruma noteikšana	v 1 \u003d Δx 1 / Δt 1 v 1 = jaunkundze		v 2 \u003d Δx 2 / Δt 2 v 2 = jaunkundze		Δ v= jaunkundze
Laika intervāla noteikšana starp ātruma mērīšanas punktiem	Δ t= ar
Karietes paātrinājuma noteikšana

2. Uz lineāla punktiem x ’ 1 un x ’ 2 atlasiet momentāno ātrumu mērīšanas intervālu beigu punktus un aprēķiniet nogriežņu garumus. Δх 1 un Δх 2 .

3. Vispirms uzstādiet laika mērīšanas sensorus punktos x 1 un x ' 1, palaidiet ratiņu un pierakstiet izmērīto laika intervālu vagona pārejai starp sensoriem. Δ t 1 pie galda.

4. Atkārtojiet mērījumu intervālam Δ t 2 , laiks, kurā kariete pārvietojas starp punktiem x 2 un x ’ 2, iestatot sensorus šajos punktos un uzsākot ratiņu. Dati tiks ievadīti arī tabulā.

5. Nosakiet momentānos ātrumus v 1 unv 2 punktos x 1 un x 2, kā arī ātruma maiņa starp punktiem Δ v, dati tiek ievadīti tabulā.

6. Definējiet laika intervālu Δ t\u003d t 2 - t 1, ko vagons tērēs, lai šķērsotu posmu starp punktiem x 1 un x 2. Lai to izdarītu, mēs novietosim sensorus punktos x 1 un x 2 un sāksim pārvadāšanu. Hronometra rādītais laiks tiek ievadīts tabulā.

7. Aprēķiniet karietes paātrinājumu a saskaņā ar formulu. Rezultātu ievietojām tabulas pēdējā rindā.

8. Mēs secinām, ar kādu kustību mums ir darīšana.

Secinājums: __________________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Mēs rūpīgi izjaucam instalāciju, nododam darbu un atstājam nodarbību ar sasnieguma un cieņas sajūtu.

Laboratorijas darbi fizikā №7

11. klases "B" skolēni Sadykova Marija

Nepārtraukto un līniju spektru novērošana.

Aprīkojums: projektors, spektrālās lampas ar ūdeņradi, neonu vai hēliju, augstsprieguma induktors, barošanas bloks, statīvs, savienojošie vadi, stikla plāksne ar slīpām malām.

Mērķis: ar nepieciešamo aprīkojumu novērojiet (eksperimentāli) nepārtrauktu spektru, neonu, hēliju vai ūdeņradi.

Darba process:

Plāksni novietojam horizontāli acs priekšā. Caur malām uz ekrāna novērojam projekcijas aparāta slīdošās spraugas attēlu. Mēs redzam iegūtā nepārtrauktā spektra primārās krāsas šādā secībā: violeta, zila, ciāna, zaļa, dzeltena, oranža, sarkana.

Šis spektrs ir nepārtraukts. Tas nozīmē, ka spektrā ir pārstāvēti visi viļņu garumi. Tādējādi mēs noskaidrojām, ka nepārtraukti spektri dod ķermeņus, kas atrodas cietā vai šķidrā stāvoklī, kā arī ļoti saspiestas gāzes.

Mēs redzam daudzas krāsainas līnijas, kuras atdala platas tumšas svītras. Līnijas spektra klātbūtne nozīmē, ka viela izstaro tikai noteikta viļņa garuma gaismu.

Ūdeņraža spektrs: violeta, zila, zaļa, oranža.

Spilgtākā ir spektra oranžā līnija.

Hēlija spektrs: zils, zaļš, dzeltens, sarkans.

Spilgtākā ir dzeltenā līnija.

Pamatojoties uz mūsu pieredzi, mēs varam secināt, ka līniju spektri dod visas vielas gāzveida stāvoklī. Šajā gadījumā gaismu izstaro atomi, kas praktiski nesadarbojas viens ar otru. Izolēti atomi izstaro stingri noteiktus viļņu garumus.

37. nodarbība

Nodarbība42 . Laboratorijas darbs №5.

Elektromagnēta spēka atkarība no strāvas stipruma

brigāde ___________________

___________________

Mērķis: Nosakiet sakarību starp strāvas stiprumu, kas plūst caur elektromagnēta spoli, un spēku, ar kādu elektromagnēts pievelk metāla priekšmetus.

Ierīces un materiāli: serdes spole, ampērmetrs, mainīga pretestība (reostats), dinamometrs, barošanas bloks, nagla, savienojošie vadi, uzgriežņu atslēga, statīvs ar turētāju, metāla statīvs magnētiskajām daļām.

X darbs od:

1. Samontējiet instalāciju, kas parādīta attēlā. Pievienojiet turētāja mēlīti statīva augšpusē. Saspiediet dinamometra augšdaļu turētājā, kā parādīts attēlā. Piesieniet nagam diegu tā, lai tas nonāk padziļinājumā naga asajā galā un nenonāk nost. Vītnes pretējā pusē izveidojiet cilpu un pakariet naglu uz dinamometra āķa.

Reģistrē dinamometra rādījumus. Tas ir naglas svars, tas jums būs nepieciešams, mērot magnēta stiprumu:

3. Samontējiet attēlā redzamo elektrisko ķēdi. Neieslēdziet strāvu, kamēr skolotājs nav pārbaudījis pareizo montāžu.

4. Aizveriet atslēgu un, pagriežot reostatu no maksimālās kreisās uz maksimālo labo pozīciju, nosakiet ķēdes strāvas izmaiņu diapazonu.

Pašreizējais mainās no ___A uz ____A.

5. Izvēlieties trīs pašreizējās vērtības, maksimālo un divas mazākās, un ievadiet

Tos tabulas otrajā slejā. Jūs veiksiet trīs eksperimentus ar katru pašreizējo vērtību.

6. Aizveriet ķēdi un iestatiet ampērmetru ar reostatu uz pirmo izvēlēto strāvas vērtību.

7. Pieskarieties spoles kodolam uz dinamometra piekārtās naglas galviņai. Nags pielipa pie serdes. Nolaidiet spoli vertikāli uz leju un sekojiet dinamometra rādījumiem. Ņemiet vērā dinamometra rādījumu brīdī, kad spole pārtrūkst, un ierakstiet to ailē F 1 .

8. Atkārtojiet eksperimentu vēl divas reizes ar šo strāvas stiprumu. Ailē F 2 un F 3 ievadiet dinamometra spēka vērtības brīdī, kad nagla tiek norauta. Mērījumu neprecizitātes dēļ tie var nedaudz atšķirties no pirmā. Atrodiet spoles vidējo magnētisko stiprumu, izmantojot formulu F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3, un ievadiet kolonnu "Vidējais stiprums".

9. Dinamometrs uzrādīja spēka vērtību, kas vienāda ar naglas svara un spoles magnētiskā spēka summu: F = P + F M . Tādējādi spoles stiprums ir F M \u003d F - P. Atņemiet naglas P svaru no F cp un ierakstiet rezultātu kolonnā "Magnētiskais spēks".

Numurs	Pašreizējais es, A	Dinamometra rādījumi F, N			Vidējais spēks F cp , N	Magnētiskais spēks FM, N

10. Divas reizes atkārtojiet eksperimentus ar citām strāvām un aizpildiet atlikušās tabulas šūnas.

I,A 1. Uzzīmējiet magnētisko spēku F M no strāvas stipruma es.

ātrumu Aprīkojums ... laboratorijastrādāt Jauns laboratorijaDarbs 4. tēma laboratorijaDarbs №6. Mērīšana dabīgs...

Avdeeva pētnieciskais darbs par ekoloģijas ieviešanu

Disertācijas anotācija

Vērtējumi ātrumuūdens plūsma, ko noturēt mērījumiātrumuūdens straumes Aprīkojums: ... darbnīca, uz nodarbībasĢeogrāfija 7. klase as laboratorijastrādāt“... automobiļu izpēte izceļas ar nozīmīgu pārkāpums telpā un laikā...