Laboratorijas darbs Nr.8 "Brīvā kritiena paātrinājuma mērīšana, izmantojot svārstu."

Darba mērķis: aprēķināt brīvā kritiena paātrinājumu no formulas matemātiskā svārsta svārstību periodam:

Lai to izdarītu, ir nepieciešams izmērīt svārstību periodu un svārsta balstiekārtas garumu. Tad no formulas (1) varam aprēķināt brīvā kritiena paātrinājumu:

Mērīšana:

1) pulkstenis ar sekunžu rādītāju;

2) mērlente (Δ l = 0,5 cm).

Materiāli: 1) bumbiņa ar caurumu; 2) vītne; 3) statīvs ar sajūgu un gredzenu.

Darba kārtība

1. Novietojiet statīvu uz galda malas. Augšējā galā nostipriniet gredzenu ar sakabi un pakariet no tā uz vītnes bumbiņu. Bumbiņai vajadzētu pakārt 3-5 cm attālumā no grīdas.

2. Nobīdiet svārstu no līdzsvara stāvokļa par 5-8 cm un atlaidiet to.

3. Izmēriet pakaramā garumu ar mērlenti.

4. Izmēra laiku Δt 40 pilnīgas svārstības (N).

5. Atkārtojiet Δt mērījumus (nemainot eksperimenta nosacījumus) un atrodiet vidējo Δt vērtību sk.

6. Aprēķiniet svārstību perioda vidējo vērtību T avg no vidējās vērtības Δt avg.

7. Aprēķiniet g cp vērtību, izmantojot formulu:

8. Ievadiet rezultātus tabulā:

Numurs	l, m	N	Δt, s	Δtav, s

9. Salīdziniet iegūto vidējo vērtību g cp ar vērtību g = 9,8 m/s 2 un aprēķiniet relatīvo mērījumu kļūdu, izmantojot formulu:

Studējot fiziku, nereti uzdevumu risināšanā un citos aprēķinos nācās izmantot brīvā kritiena paātrinājuma vērtību uz zemes virsmas. Jūs paņēmāt vērtību g \u003d 9,81 m / s 2, tas ir, ar precizitāti, kas ir diezgan pietiekama jūsu aprēķiniem.

Šīs laboratorijas mērķis ir eksperimentāli noteikt brīvā kritiena paātrinājumu, izmantojot svārstu. Zinot formulu matemātiskā svārsta svārstību periodam T =

var izteikt g vērtību daudzumos, kurus var viegli noteikt eksperimentā un aprēķināt g ar zināmu precizitāti. Express

kur l ir balstiekārtas garums un T ir svārsta svārstību periods. Svārsta svārstību periodu T ir viegli noteikt, izmērot laiku t, kas nepieciešams noteiktam skaitam pilnu svārsta svārstību N

Matemātiskais svārsts ir atsvars, kas piekārts uz plānas nestiepjamas vītnes, kura izmēri ir daudz mazāki par vītnes garumu un masa ir daudz lielāka par vītnes masu. Šīs slodzes novirze no vertikāles notiek bezgalīgi mazā leņķī, un nav berzes. Reālos apstākļos formula

ir aptuvens.

Apsveriet šādu korpusu (mūsu gadījumā sviru). Uz to iedarbojas divi spēki: slodžu svars P un spēks F (dinamometra atsperes elastība), lai svira būtu līdzsvarā un šo spēku momentiem absolūtā vērtībā jābūt vienādiem vienam pret otru. Spēku F un P momentu absolūtās vērtības tiks noteiktas attiecīgi:

Laboratorijas apstākļos, lai mērītu ar zināmu precizitāti, var izmantot nelielu, bet masīvu metāla lodi, kas piekārta uz 1-1,5 m garas vītnes (vai garāka, ja šādu balstiekārtu var novietot) un novirzīt to nelielā leņķī. Darba gaita ir pilnīgi skaidra no tās apraksta mācību grāmatā.

Mērīšanas līdzekļi: hronometrs (Δt = ±0,5 s); lineāls vai mērlente (Δl = ±0,5 cm)

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 (uzgaļa 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, nelielā dziļumā ir jāievieto kustīgs stienis ar tiltiņu, noliecot iekšējo mērierīci, un pēc tam iztaisnojiet to tā, lai stingrais stienis atrodas pret urbuma 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 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.

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

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 NO 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).

Pa šo ceļu

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 pie plakanās pulētās parauga virsmas. 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. Spriegums, kas rodas starp mērīšanas zondēm 2 un 3, tiek reģistrēts ar augstas pretestības digitālo voltmetru V7-21A. Mērījumi jāveic ar mazāko 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 vairākus desmitus vai pat simtus voltu.

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 , IN	U – 23 , IN

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.

Šajā nodarbībā aplūkosim iegūto zināšanu praktisko pielietojumu uz laboratorijas darbu piemēra fizikā, lai mērītu cietas vielas īpatnējo siltumu. Mēs iepazīsimies ar galveno aprīkojumu, kas būs nepieciešams, lai veiktu šo eksperimentu, un apsvērsim tehnoloģiju praktisko darbu veikšanai fizisko lielumu mērīšanai.

1. Ievietojiet metāla cilindru glāzē karsta ūdens un izmēra tā temperatūru ar termometru. Tas būs vienāds ar cilindra temperatūru, jo pēc noteikta laika ūdens un balona temperatūras izlīdzināsies.

2. Pēc tam kalorimetrā ielejam aukstu ūdeni un izmērām tā temperatūru.

3. Pēc tam uz diega sasietu cilindru ievietojam kalorimetrā ar aukstu ūdeni un, maisot tajā ūdeni ar termometru, izmēra siltuma pārneses rezultātā izveidoto temperatūru (6.att.).

Rīsi. 6. Laboratorijas gaita

Izmērītā līdzsvara stāvokļa beigu temperatūra kalorimetrā un citi dati ļaus aprēķināt īpatnējo siltumietilpību metālam, no kura izgatavots cilindrs. Vēlamo vērtību aprēķināsim, balstoties uz to, ka, atdzesējot, cilindrs izdala tieši tādu pašu siltuma daudzumu, kādu saņem ūdens sildot, notiek tā saucamā siltuma apmaiņa (7. att.).

Rīsi. 7. Siltuma pārnese

Attiecīgi mēs iegūstam šādus vienādojumus. Lai sildītu ūdeni, nepieciešamais siltuma daudzums ir:

, kur:

Ūdens īpatnējā siltumietilpība (tabulas vērtība), ;

Ūdens masa, ko var noteikt ar svariem, kg;

Ūdens un balona beigu temperatūra, ko mēra ar termometru, o ;

Aukstā ūdens sākotnējā temperatūra, ko mēra ar termometru, o.

Kad metāla cilindrs atdziest, izdalītais siltuma daudzums ir:

, kur:

Metāla, no kura izgatavots balons, īpatnējā siltumietilpība (vēlamā vērtība), ;

Balona masa, ko var noteikt ar svariem, kg;

Karstā ūdens temperatūra un attiecīgi balona sākotnējā temperatūra, mērot ar termometru, o ;

Galīgā ūdens un balona temperatūra, ko mēra ar termometru, o.

komentēt. Abās formulās mēs atņemam mazāko temperatūru no lielākās temperatūras, lai noteiktu siltuma daudzuma pozitīvo vērtību.

Kā minēts iepriekš, siltuma pārneses procesā ūdens saņemtais siltuma daudzums ir vienāds ar siltuma daudzumu, ko izdala metāla cilindrs:

Tāpēc balona materiāla īpatnējā siltumietilpība ir:

Jebkurā laboratorijas darbā iegūtos rezultātus ir ērti ierakstīt tabulā un veikt vairākus mērījumus un aprēķinus, lai iegūtu vidējo, pēc iespējas precīzāku aptuveno rezultātu. Mūsu gadījumā tabula varētu izskatīties apmēram šādi:

Ūdens masa kalorimetrā	Sākotnējā ūdens temperatūra	Cilindra svars	Sākotnējā cilindra temperatūra	Galīgā temperatūra

Izvade: balona materiāla īpatnējās siltumietilpības aprēķinātā vērtība .

Šodien mēs izskatījām metodiku laboratorijas darbu veikšanai cietas vielas īpatnējā siltuma mērīšanai. Nākamajā nodarbībā mēs runāsim par enerģijas izdalīšanos degvielas sadegšanas laikā.

Bibliogrāfija

1. Gendenšteins L.E., Kaidalovs A.B., Koževņikovs V.B. / Red. Orlova V.A., Roižēna I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosīns.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustards, 2010.
3. Fadejeva A.A., Zasovs A.V., Kiseļevs D.F. Fizika 8. - M.: Apgaismība.

1. Interneta portāls "5terka.com" ()
2. Interneta portāls "k2x2.info" ()
3. Interneta portāls "youtube.com" ()

Mājasdarbs

1. Kurā laboratorijas darba stadijā ir vislielākā mērījumu kļūda?
2. Kādiem jābūt kalorimetra materiāliem un konstrukcijai, lai iegūtu visprecīzākos mērījumu rezultātus?
3. *Iesakiet savu metodi šķidruma īpatnējās siltumietilpības mērīšanai.