Ціль- Визначити момент інерції тіла методом крутильних коливань.

Прилади та матеріали: вимірювальна установка, набір тіл, секундомір.

Опис установки та методу вимірювання

Вимірювальна установка є круглим диском, підвішеним на пружному сталевому дроті і призначеним для приміщення тіл, момент інерції яких слід визначити (рис. 8.1).

Рис. 8.1

Прилад центрується за допомогою двох рухомих вантажів, що закріплені на диску. Повертаючи диск приладу на деякий кут навколо вертикальної осі, закручують сталевий підвіс.

При повороті тіла на кут  дріт закручується і виникає момент сил M, що прагне повернути тіло в положення рівноваги Експеримент показує, що у досить широких межах момент сил Мпропорційний куту закручування  , тобто.
(порівняйте: пружна сила
). Відпускають диск, надаючи можливість здійснювати крутильні коливання. Період крутильних коливань визначається виразом
, де f- Модуль кручення; J- момент інерції системи, що коливається.

Для приладу
. (8.1)

Рівність (8.1) містить дві невідомі величини fі J пр. Тому необхідно повторити досвід, попередньо помістивши на диск установки еталонне тіло з певним моментом інерції. Як зразок взятий суцільний циліндр, момент інерції якого J ет .

Визначивши новий період коливань приладу з еталоном, складаємо рівняння, аналогічне до рівняння (8.1):

. (8.2)

Розв'язуючи систему рівнянь (8.1) та (8.2), визначаємо модуль кручення fта момент інерції приладу J прпри цьому положенні вантажів. (Висновок розрахункових формул для fі J прзробіть самостійно під час підготовки до лабораторної роботи та наведіть його у звіті). Знявши зразок, поміщають на диск приладу тіло, момент інерції якого щодо осі приладу необхідно визначити. Установку центрують і знову визначають період крутильних коливань T 2 , який у цьому випадку запишеться у вигляді

. (8.3)

Знаючи і f, розраховують момент інерції тіла щодо осі приладу виходячи з формули (8.3).

Дані всіх вимірів та розрахунків заносять у табл. 8.1.

Таблиця 8.1

Вимірювані та розрахункові величини для визначення моменту інерції методом крутильних коливань

	t пр	T пр	t 1	T 1	t 2	T 2
		< T пр >=	< T 1 >= < ¦ >= < J пр >=	< T 2 >= < J т >

Завдання 1. Визначення періодів крутильних коливань приладу, приладу з еталоном, приладу з тілом

1. Заміряти секундоміром час t пр 20–30 повних коливань приладу та визначити
.

2. Досвід повторити 5 разів та визначити < T пр > .

3. Помістити на диск приладу еталон та аналогічно визначити < T 1 >.

4. Помістити на диск приладу тіло, установку відцентрувати, визначити < T 2 > .

Результати вимірювань занести до табл. 8.1

Лабораторна робота №8.

«Вимірювання діаметра та відхилень форми поверхні отвору індикаторним нутроміром».

Мета роботи: Освоїти прийоми вимірювання індикаторним нутроміром

діаметрів отворів та відхилення форми отвору.

Завдання: Виміряти діаметром та відхилення форми поверхні

отвори в деталях типу втулки індикаторним нутроміром.

Обладнання: Індикаторний нутромір із головкою.

Кінцеві заходи довжини (КМД).

Приладдя до КМД.

Деталі типу втулки та її креслення.

1. Теоретична частина

Вимірювання отвору допустимо, якщо ≤ тобто. гранична похибка вимірювання головки менша за похибку вимірювання отвору, що допускається.

2. Індикаторний нутромір.

Підставою індикаторного нутроміра служить трубка 4 (рис.1) з теплоізоляційною ручкою 6. Верхній отвір трубки із затискачем 8 служить для установки гільзи вимірювальної головки або індикатора годинного типу.

У нижній частині трубки розташована головка нутроміра, що складається з корпусу 9, центруючого містка11 і вимірювальних стрижнів-наконечників - рухомого 1 і 10 жорсткого. Переміщення наконечника 1 через важіль 2, штек 3 і черв'яка 5 передається вимірювальній головці. Центрувальний місток 2 встановлює вісь вимірювання нутроміра (вісь наконечникаа1 і 10) на збіг з діаметром отвору вимірюваної деталі (рис.2)

При вимірі необхідно похитати нутромір в осьовий площині поздовжньому перерізі і знайти мінімальне положення за стрілкою вимірювальної головки, тобто. перпендикулярні до обох утворюючих отворів.

Нутроміри з центруючим містком випускаються з діапазоном виміру: мм: 6…10; 10 ... 18; 18 ... 50; 50 ... 100; 100 ... 160; 160 ... 250; 250 ... 450; 450 ... 700; 700 ... 1000.

Для вимірювання отворів малих діаметрів приймаються нутромери з кульковими вставками (мал.3) кулькові вставки мають діапазони: мм: 3…6; 6…10; 10…18.

Для встановлення індикаторних нутромірів на «0» застосовуються настановні кільця або комплекти з кінцевих заходів (КМД) та боковиків. Блок КМД підбирають і встановлюють у державку разом із боковиками. Дії при установці на "0" аналогічні діям при вимірюванні деталі.

2.1 Вимірювальна голівка.

Вимірювальна головка перетворять малі переміщення вимірювального наконечника у великі переміщення стрілки звітного пристрою.

На рис.4 показано індикатор годинного типу. Вимірювальний стрижень 1 індикатора має рейку, яка зачіпляється з зубчастим колесом 5 і через передавальне колесо 9 передає рух трубці 9 і стрілки 8. Для установки на 0 кругла шкала циферблата повертається разом з обідком 2. Стрілка 6 показує кількість обертів стріл.

Індикатори годинного типу мають діаметр гільзи 8мм, перебіг вимірювального стрижня 2; 5 або 10мм та ціну поділу 0,01мм.

У важільно-зубчастих вимірювальних головок переміщення вимірювального наконечника (повертає) через систему важелів передаються зубчастому сектору, який повертає зубчасте колесо і стрілку, що сидить на осі колеса. Головки мають ціну поділу 0,001 мм і 0,002 мм, діапазон вимірювань ± 0,05 мм...5 мм (багатооборотні).

2.2 Підготовка до виміру.

1.Закріпити вимірювальну головку в трубці нутроміра. Для цього вставити гільзу вимірювальної головки в отвір трубки так, щоб кулька вимірювального наконечника торкнулася торця штока і шкала циферблата звернена в бік з центруючим містком і закріпити вимірювальну затискачем головку, при цьому стрілка повинна зробити повний оборот. У цьому необхідно зберегти свободу переміщення вимірювального стрижня головки.

2. Набрати блок КМД згідно з номінальним розміром отвору і закріпити його між боковиками в державку для КМД. Попередньо протерши плитки та боковики бензином. Протерти вивітрену поверхню отвору чистою тканиною.

3. перевірити на відповідність меж вимірювання нутроміра розміру вимірювального отвору. У разі їх невідповідності замінити змінний вимірювальний стрижень або підібрати набір подовжувачів та шайб до жорсткого складового стрижня (залежно від типу нутроміра).

2.3 Встановлення нутроміра на "0".

1.Взяти нутромір за теплоізоляційну ручку та ввести глибомірний стрижень між боковиками.

2.Спостерігаючи за стрілкою головки і переміщуючи нутромір між боковиками шляхом похитування та обертання навколо осі трубки (див.схему) встановити нутромір у положення, що збігається з найменшою відстанню між вимірювальними поверхнями боковиків. При цьому стрілка дійде до найдальшого * (за годинниковою стрілкою) поділу і поверне назад. Для обох видів руху (похитуючи і повороту) цей поділ повинен збігтися.

3. Запам'ятати цей поділ, вийняти нутромір з боковиків та обідком циферблата (або гвинтом установки на «0») повернути шкалу в помічене положення.

4.Перевірити установку на "0". У правому положенні стрілка індикатора має показати на 0.

2.4 Вимірювання діаметра отвору.

1.Взяти нутромір правою рукою за теплоізоляційну ручку і перетримуючи деталь лівою рукою ввести нутромір в отвір вимірюваної деталі вимірювальною головкою вгору і шкалою до себе. Для цього рухливий стрижень із містком потрібно ввести на невелику глибину шляхом нахилу нутроміра, а потім випрямити його так, щоб жорсткий стрижень уперся в протилежну стінку отвору.

2. Просунути нутромір до потрібного перерізу і, похитуючи його у вертикальній площині від себе – на себе, помітити найдальший поділ шкали, до якого доходить стрілка.

Відхилення стрілки від «0» за годинниковою стрілкою показує зменшення розміру діаметра отвору та знак «-», а відхилення проти годинникової стрілки – зменшення діаметра та знак «+».

4. Зняти показання нутроміра з урахуванням ціни розподілу шкали головки та знака та записати його в таблицю відліку. Вимірювання провести для кожного перерізу у двох взаємно-перпендикулярних напрямках.

Рис. 1Індикаторний нутромір

Рис. 4 Індикатор годинного типу

3.Результати виміру.

1.З урахуванням номінального розміру блоку КМД порахувати дійсні розміри деталі.

2.Порівняти розміри деталі з граничними розмірами, що допускаються, і дати висновок про придатність деталі.

Розглянувши розміри деталі перерізів, визначити відхилення форми деталі від циліндричності.

3.Заполнить отчет по работе.

Після перевірки результатів вимірювань викладачем нутромір, головку, КМД та приладдя до них протерти сухою тканиною та укласти у футляри. Провести до ладу робоче місце.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

СИБІРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені академіка М.Ф. Решетньова

Кафедра технічної фізики

Лабораторна робота №8

ЧОТИРЕХЗОНДОВИЙ МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ ОПОРУ ПІВПРОВІДНИКІВ

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи по курсу «Твердотільна електроніка»

Укладач: Паршин А.С.

Красноярськ 2003

Лабораторна робота №8. Чотирьохзондовий метод вимірювання опору напівпровідників1

Теорія методу . 1

Експериментальне встановлення . 3

Порядок виконання роботи .. 5

Вимоги до оформлення звіту . 7

Контрольні питання .. 7

Література . 7

Лабораторна робота №8. Чотирьохзондовийметод виміру опору напівпровідників

Мета роботи:дослідження температурної залежності питомої електроопірнапівпровідника чотиризондовим методом визначення ширини забороненої зони напівпровідника.

Теорія методу

ЧотирьохзондовийМетод виміру питомого опору напівпровідників є найпоширенішим. Перевага цього методу полягає в тому, що для його застосування не потрібно створення омічних контактів до зразка, можливий вимір питомого опору зразків різноманітної форми та розмірів. Умовою його застосування з погляду форми зразка є наявність плоскої поверхні, лінійні розміри якої перевершують лінійні розміри системи зондів.

Схема виміру опору чотиризондовим методом представлена ​​на рис. 1. На плоскій поверхні зразка вздовж прямої лінії розміщено чотири металеві зонди з малою площею дотику. Відстань між зондами s 1 , s 2 і s 3 . Через зовнішні зонди 1 і 4 пропускають електричний струм I 14 , на внутрішніх зондах 2 і 3 вимірюють різницю потенціалів U 23 . За виміряними значеннями I 14 і U 23 можна визначити питомий опір напівпровідника.

Щоб знайти розрахункову формулу для питомого опору, розглянемо спочатку завдання розподілі потенціалу навколо окремого точкового зонда (рис.2). Для вирішення цього завдання необхідно записати рівняння Лапласа у сферичній системі координат, т.к. розподіл потенціалу має сферичну симетрію:

.(1)

Рішення рівняння (1) за умови, що потенціал при r=0 позитивний, прагне до нуля, при дуже великих r має такий вигляд

Константу інтегрування З можна обчислити з умови напруженості електричного поля Е на деякій відстані від зонда r=r 0 :

.

Так як щільність струму, що протікає через півсферу радіусом r 0 , j =I/(2πr 0 2), а відповідно до закону Ома j =E/ρ , то E(r 0)=I ρ / (2π r 0 2).

Таким чином

Якщо радіус контакту r 1 , то потенціал його вістря

Очевидно, що це значення має потенціал на зразку в точці його контакту з зондом. Згідно з формулою (3), слід, що основне падіння напруги відбувається в приконтактної області і, отже, значення струму, що протікає через зразок, визначається опором приконтактної області. Протяжність цієї області тим менше, що менше радіус зонда.

Електричний потенціал у будь-якій точці зразка можна знайти як суму алгебри потенціалів, створюваних у цій точці струмом кожного зонда. Для струму, що втікає в зразок, потенціал має позитивне значення, а струму, що випливає зі зразка, - негативне. Для системи зондів показаних на рис. 1, потенціали вимірювальних зондів 2 і 3

;

.

Різниця потенціалів між вимірювальними контактами 2 і 3

Звідси питомий опір зразка

.(5)

Якщо відстані між зондами однакові, тобто. s 1 =s 2 =s 3 =s , то

Таким чином, для вимірювання питомого електроопірзразка чотиризондовим методом достатньо виміряти відстань між зондами s , падіння напруги U 23 на вимірювальних зондах і струм, що протікає через зразок I 14 .

Експериментальне встановлення

Вимірювальна установка реалізована на основі універсального лабораторного стенду. У цій лабораторній роботі використовуються такі прилади та обладнання:

1. Термокамера із зразком та вимірювальною головкою;

2. Джерело постійного струму ТЕС-41;

3. Джерело постійної напруги Б5-47;

4. Універсальні цифрові вольтметри В7-21А;

5. Сполучні дроти.

Блок-схема експериментальної установки показано на рис. 3.

Зразок міститься на вимірювальний столик термокамери. Вимірювальна головка притискається пружинним механізмом маніпулятора до плоскої полірованої поверхні зразка. Усередині вимірювального столика розташовується нагрівач, живлення якого здійснюється від стабілізованого джерела постійного струму ТЕС-41, що працює в режимі стабілізації струму. Температура зразка контролюється за допомогою термопари або термоопір. Для прискорення процесу вимірювання можна користуватися градуйованими кривими, представленими в додатку, які дозволяють визначити температуру зразка струму нагрівача. Величина струму нагрівача вимірюється вбудованим джерело струму амперметром.

Струм через контакти 1 і 4 створюється за допомогою регульованого стабілізованого джерела постійного струму Б7-47 та контролюється універсальним цифровим приладом В7-21А, включеному в режимі амперметра.Напруга, що виникає між вимірювальними зондами 2 та 3, реєструється високоомним цифровим вольтметром В7-21А. Вимірювання необхідно поводити при найменшому струмі через зразок, який визначається можливістю вимірювання малої напруги. При великих струмах можливе нагрівання зразка, що спотворює результати вимірювань. Зменшення робочого струму одночасно знижує модуляцію провідності зразка, спричинену інжекцією носіїв заряду при протіканні струму.

Основною проблемою при вимірі електроопірЗондовими методами є проблема контактів. Для високовакуумних зразків іноді необхідно проводити електричне формування контактів для отримання малих контактних опорів. Формування контактів вимірювального зонда здійснюють короткочасною подачею на вимірювальний зонд постійної напруги кілька десятків або навіть сотень Вольт.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись із описом приладів, необхідних для виконання роботи. Зібрати схему вимірювальної установки згідно з рис. 3. При підключенні універсальних вольтметрів В7-21А звернути увагу, що один повинен працювати в режимі вимірювання напруги, інший – вимірювання струму. На схемі вони позначені значками " U " і " I " відповідно. Перевірити правильність установки перемикачів режимів цих приладах.

2. Після перевірки правильності складання вимірювальної установки викладачем або інженером увімкнути вольтметри та джерело напруги Б7-47.

3. Встановити напругу джерела Б7-47 рівним 5В. Якщо напруга та сила струму на зразку змінюється з часом, то провести за допомогою викладачів плі інженера електричне формування контактів вимірювального зонда.

4. Провести виміри падіння напруги U+ 23 та U– 23 за різних напрямків струму I 14 . Отримані значення напруги усереднюють для того, щоб виключити таким чином поздовжню термо-ЕРС , що виникає на зразку внаслідок градієнта температури. Дані експерименту та розрахунків значень напруги занести до таблиці 1.

Форма таблиці 1

	I нагр, А	Т,K	I 14, ма	U + 23 , В	U – 23 , В

5. Повторити вимірювання за іншої температури зразка. Для цього необхідно встановити струм нагрівача термокамери I нагр,=0.5 А , почекати 5–10 хвилин, щоб температура зразка стабілізувалася, та записати показання приладів у таблицю 1. Температуру зразка визначити за градуювальною кривою, представленою в додатку.

6. Аналогічно вимірювання зробити послідовно для значень струму нагрівача 0.9, 1.1, 1.2, 1.5, 1.8 А. Результати всіх вимірювань занести до таблиці 1.

7. Опрацювати отримані експериментальні результати. Для цього, використовуючи результати, подані в таблиці 1, обчислити 10 3 /Т , питома електроопірзразка за кожної температури ρ за формулою (6), питому електропровідність

натуральний логарифм питомої електропровідності ln σ . Усі результати розрахунків занести до таблиці 2.

Форма таблиці 2

	T,K	, K-1	ρ, Ом·м	σ, (Ом ·м) -1	ln σ

8. Побудувати графік залежності. Проаналізувати хід кривих, відзначити області домішкової та власної провідностей. короткий опис завдання, поставленого у роботі;

· схему вимірювальної установки;

· результати вимірювань та розрахунків;

· графік залежності;

· аналіз одержаних результатів;

· висновки щодо роботи.

Контрольні питання

1. Власні та домішкові напівпровідники. Зонна структура власних та домішкових напівпровідників. Ширина забороненої зони. Енергія активації домішки.

2. Механізм електропровідності власних та домішкових напівпровідників.

3. Температурна залежність електропровідності своїх напівпровідників.

4. Температурна залежність електропровідності домішкових напівпровідників.

5. Визначення ширини забороненої зони та енергія активації домішки за температурною залежністю питомої електропровідності.

6. Чотирьохзондовийметод виміру електроопірнапівпровідників: область застосування, його переваги та недоліки.

7. Завдання щодо розподілу потенціалу електричного поля поблизу зонда.

8. Виведення розрахункової формули (6).

9. Схема та принцип роботи експериментальної установки.

10. Поясніть експериментально отриманий графік залежності, як із цього графіка визначили ширину забороненої зони?

Література

1. Павлов Л.П. методи виміру параметрів напівпровідникових матеріалів: Підручник для вузів. - М.: Вищ. шк., 1987. - 239 с.

2. Лисов В.Ф. Практикум із фізики напівпровідників. -М.: Просвітництво, 1976. - 207 с.

3. Єпіфанов Г.І., Мома Ю.А. Твердотільна електроніка: Навч. для студентів вищих навчальних закладів. - М.: Вищ. шк., 1986. - 304 с.

4. Кіттель Ч. Введення у фізику твердого тіла. - М: Наука, 1978. - 792 с.

5. Шалімова К.В. Фізика напівпровідників: Навчальний посібник для вишів. - М.: Енергія, 1971. - 312 с.

6. Фрідріхов С.А., Мовнін С.М. Фізичні засади електронної техніки: Підручник для вузів. - М.: Вищ. шк., 1982. - 608 с.

Лабораторна робота 8 Вимірювання потужності та роботи струму в електричній лампі Мета роботи – навчитися визначати потужність та роботу струму в лампі, використовуючи амперметр, вольтметр та годинник.

Теорія Формула для розрахунку роботи струму А = IUt Формула для розрахунку потужності струму P = IU або P = Ціна розподілу = ___= А амперметра Ціна розподілу =___= В вольтметра P теор. =U теор. I теор. / розраховується за значеннями U та I, зазначеними на підставці лампочки / Схема електричного ланцюга

Обчислення: А = P = теор. = P теор. = Висновок: Сьогодні на лабораторній роботі я навчився визначати потужність і роботу струму в лампі, використовуючи амперметр, вольтметр і секундомір. Розрахував значення роботи струму і потужності лампочки: А = Дж Р = Вт (вказати конкретні експериментальні значення фізичних величин). Також розрахував теоретичні значення роботи струму і потужності лампочки: А теор. = Дж Р теор. = Вт Отримані експериментальні значення роботи та потужності струму в лампі (приблизно) збігаються з розрахованими теоретичними значеннями. Отже, при виконанні лабораторної роботи були допущені невеликі похибки вимірювань. (Отримані експериментальні значення роботи та потужності струму в лампі не збігаються з розрахованими теоретичними значеннями. Отже, під час виконання лабораторної роботи було допущено значні випадкові похибки вимірювань.)

Урок 47. Лабораторна робота 8

Вимірювання швидкості нерівномірного руху

Бригада__________________

__________________

Обладнання:прилад вивчення прямолінійного руху, штатив.

Мета роботи:довести, що тіло, що рухається прямолінійно похилою площиною, рухається рівноприскорено і знайти значення прискорення.

На уроці під час демонстраційного експерименту ми переконалися, що й тіло не стосується похилої площині, вздовж якої рухається (магнітна левітація), його рух є рівноприскореним. Перед нами стоїть завдання зрозуміти, як рухатиметься тіло, у тому випадку, коли воно ковзає по похилій площині, тобто. між поверхнею та тілом існує сила тертя, яка перешкоджає руху.

Висунемо гіпотезу, що тіло по похилій площині ковзає, також рівноприскорено і перевіримо її експериментально, побудувавши графік залежності швидкості руху від часу. При рівноприскореному русі цей графік є пряму лінію, що виходить із початку координат. Якщо побудований нами графік, з точністю до похибки вимірів, можна вважати прямою лінією, то рух на дослідженому відрізку шляху вважатимуться рівноприскореним. Інакше це складніший нерівномірний рух.

Для визначення швидкості у межах нашої гіпотези скористаємося формулами рівноперемінного руху. Якщо рух починається із стану спокою, то V = at (1), де а- прискорення, t- Час руху, V-швидкість тіла в момент часу t. Для рівноприскореного руху без початкової швидкості справедливе співвідношення s = at 2 /2 , де s– шлях пройдений тілом під час руху t. З цієї формули a =2 s / t 2 (2).Підставимо (2) в (1), отримаємо: (3). Отже, щоб визначити швидкість тіла в даній точці траєкторії, достатньо виміряти його переміщення з початкового пункту до цієї точки і час руху.

Розрахунок меж похибок.Швидкість перебуває з експерименту шляхом непрямих вимірів. Прямими вимірами ми бачимо шлях і час, та був за формулою (3) швидкість. Формула визначення межі похибки швидкості у разі має вид:(4).

Ціни отриманих результатів. З огляду на те, що у вимірах відстані та часу присутні похибки, значення швидкості V не ляжуть точно на пряму (Рис 1, чорна лінія). Щоб відповісти на запитання, чи можна вважати досліджуваний рух рівноприскореним, необхідно обчислити межі похибок зміни швидкості, відкласти ці похибки на графіку для кожної зміненої швидкості (червоні смужки), побудувати коридор (пунктирні лінії),

Чи не виходить за межі похибок. Якщо це можливо, такий рух при даній похибці вимірювань, можна вважати рівноприскореним. Пряма лінія (синя), що виходить із початку координат, розташована повністю в цьому коридорі і проходить якомога ближче до виміряних значень швидкостей є шуканою залежністю швидкості від часу: V = at. Щоб визначити прискорення треба взяти на графіку довільну точку і розділити значення швидкості в цій точці V 0 на час у ній t 0: а=V 0 / t 0 (5).

Хід роботи:

1. Збираємо установку визначення швидкості. Напрямну рейку закріплюємо на висоті 18-20 см. Розміщуємо каретку в самому верху рейки і датчик маємо так, щоб секундомір включався в момент початку руху каретки. Другий датчик послідовно розташуємо приблизно на відстанях: 10, 20, 30, 40 см для проведення 4 дослідів. Дані заносимо до Таблиці.

2. Виробляємо 6 пусків каретки для кожного положення другого датчика, щоразу заносячи в таблицю показання секундоміра. Таблиця

Швидкість		Швидкість		Швидкість		Швидкість

3. Обчислюємо середнє значення часу руху каретки між датчиками – t порівн.

4. Підставляючи значення s і t ср формулу (3) визначаємо швидкості в точках, де встановлено другий датчик. Дані заносимо до Таблиці.

5. Будуємо графік залежності швидкості руху каретки від часу.

6

Похибка вимірювання шляху та часу:

∆s= 0,002 м, ∆t=0,01 c.

7. За формулою (4) знаходимо ∆V для кожного значення швидкості. У разі час t у формулі, це t порівн.

8. Знайдені значення ∆V відкладаємо на графіці кожної побудованої точки.

. Будуємо коридор похибок і дивимося, чи потрапляють до нього розраховані швидкості V.

10. Проводимо в коридорі похибок із початку координат пряму V=at та визначаємо за графіком значення прискорення аза формулою (5): а=

Висновок:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота №5

Лабораторна робота №5

Визначення оптичної сили і фокусної відстані лінзи, що збирає.

Обладнання: лінійка, два прямокутні трикутники, довгофокусна лінза, що збирає, лампочка на підставці з ковпачком, джерело струму, вимикач, з'єднувальні дроти, екран, напрямна рейка.

Теоретична частина:

Найпростіший спосіб вимірювання оптичної сили та фокусної відстані лінзи заснований на використанні формули лінзи

d – відстань від предмета до лінзи

f – відстань від лінзи до зображення

F – фокусна відстань

Оптичною силою лінзи називають величину

Як предмет використовується світиться розсіяним світлом літера в ковпачку освітлювача. Справжнє зображення цієї літери одержують на екрані.

Зображення дійсно перевернене збільшене:

Зображення уявне пряме збільшене:

Зразковий хід роботи:

F = 8 см = 0,08 м

F = 7 см = 0,07 м

F = 9 см = 0,09 м

Лабораторна робота з фізики №3

Лабораторна робота з фізики №3

учениці 11 класу «Б»

Олексієвої Марії

Визначення прискорення вільного падіння з допомогою маятника.

Обладнання:

Теоретична частина:

Для вимірювання прискорення вільного падіння застосовуються різноманітні гравіметри, зокрема маятникові прилади. З їхньою допомогою вдається виміряти прискорення вільного падіння з абсолютною похибкою близько 10 -5 м/с 2 .

У роботі використовується найпростіший маятниковий прилад – кулька на нитці. При малих розмірах кульки в порівнянні з довжиною нитки та невеликих відхиленнях від положення рівноваги період коливання дорівнює

Для збільшення точності вимірювання періоду необхідно виміряти час t залишково великої кількості N повних коливань маятника. Тоді період

І прискорення вільного падіння може бути обчислено за формулою

Проведення експерименту:

Встановити край столу штатив.

У його верхнього кінця закріпити за допомогою муфти кільце і повісити до нього кульку на нитці. Кулька повинна висіти на відстані 1-2 см від підлоги.

Виміряти стрічкою довжину l маятника.

Збудити коливання маятника, відхиливши кульку убік на 5-8 см і відпустивши її.

Виміряти в декількох експериментах час t 50 коливань маятника і обчислити t ср:

Обчислити середню абсолютну похибку вимірювання часу та результати занести до таблиці.

Обчислити прискорення вільного падіння за формулою

Визначити відносну похибку вимірювання часу.

Визначити відносну похибку вимірювання довжини маятника

Обчислити відносну похибку вимірювання g за формулою

Висновок: Виходить, що прискорення вільного падіння, виміряне за допомогою маятника, дорівнює приблизно табличному прискоренню вільного падіння (g=9,81 м/с 2) при довжині нитки 1 метр.

Алексєєва Марія, учениця 11 "Б" класу гімназії №201, м Москва

Вчитель фізики гімназії №201 Львівський М.Б.

Лабораторна робота №4

Лабораторна робота №4

Вимірювання показника заломлення скла

учениці 11 класу "Б" Олексієвої Марії.

Мета роботи:вимірювання показника заломлення скляної пластини, що має форму трапеції

Теоретична частина: показник заломлення скла щодо повітря визначається за такою формулою:

Таблиця обчислень:

Обчислення:

nпр1= AE1 / DC1 =34мм/22мм=1,5

nпр2= AE2 / DC2 = 22мм/14мм = 1,55

Висновок: Визначивши показник заломлення скла, можна довести, що ця величина не залежить від кута падіння.

Лабораторна робота №6

Лабораторна робота №6.

Вимірювання світлової хвилі.

Обладнання: дифракційні грати з періодом 1/100 мм або 1/50 мм.

Схема установки:

1. Тримач.

2. Чорний екран.

   Вузька вертикальна щілина.

Мета роботи: експериментальне визначення світлової хвилі за допомогою дифракційних ґрат.

Теоретична частина:

Дифракційні грати є сукупність великої кількості дуже вузьких щілин, розділених непрозорими прикордонниками.

Джерело

Довжина хвилі визначається за такою формулою:

Де d – період решітки

k – порядок спектру

Кут, під яким спостерігається максимум світла

Рівняння дифракційної решітки:

Оскільки кути, під якими спостерігається максимуми 1-го та 2-го порядків, не перевищують 5, можна замість синусів кутів використовувати їх тангенси.

Отже,

Відстань авідраховують по лінійці від ґрат до екрану, відстань b– за шкалою екрана від щілини до вибраної лінії спектра.

Остаточна формула для визначення довжини хвилі має вигляд

У цій роботі похибка вимірювань довжин хвиль не оцінюється через деяку невизначеність вибору середини частини спектра.

Зразковий хід роботи:

b = 8 см, a = 1 м; k=1; d=10 -5 м

(червоний колір)

d – період ґрат

Висновок: Вимірявши експериментально довжину хвиль червоного світла за допомогою дифракційних ґрат, ми дійшли висновку, що вона дозволяє дуже точно виміряти довжини світлових хвиль.

Урок 43

Урок 43. Лабораторна робота 7

Вимірювання прискорення тіла

Бригада ____________________

____________________

Мета дослідження:виміряти прискорення руху бруска по прямому похилому жолобі.

Прилади та матеріали:штатив, напрямна рейка, каретка, вантажі, датчики часу, електронний секундомір, поролонова підставка.

Теоретичне обґрунтування роботи:

Визначення прискорення тіла будемо проводити за формулою: , де v 1 і v 2 миттєві швидкості тіла в точках 1 і 2, виміряні в моменти часу t 1 і t 2 відповідно. За вісь Х виберемо лінійку, розташовану вздовж напрямної рейки.

Хід роботи:

1. Виберемо на лінійці дві точки х 1 і х 2 , у яких вимірюватимемо миттєві швидкості і занесемо їх координати в Таблицю 1.

Таблиця 1.

Крапки на осі Х для вимірювання миттєвої швидкості		Δх 1 = х 1 - х 1 Δх 1 = см				Δх 2 = х 2 - х 2 Δх 2 = см
Визначення інтервалів часу	Δt 1 = t ' 1 - t 1 Δ t 1 = c			Δt 2 = t 2 - t 2 Δ t 2 = c
Визначення миттєвої швидкості	v 1 = Δх 1 / Δt 1 v 1 = м/с		v 2 = Δх 2 / Δt 2 v 2 = м/с		Δ v =м/с
Визначення інтервалу часу між точками вимірювання швидкостей	Δ t= с
Визначення прискорення каретки

2. Виберемо на лінійці точки х 1 і х 2 кінцеві точки інтервалів для вимірювання миттєвих швидкостей і розрахуємо довжини відрізків Δх 1 та Δх 2 .

3. Встановимо датчики вимірювання часу спочатку в точках х 1 і х 1 , запустимо каретку та запишемо виміряний інтервал часу проходження каретки між датчиками Δ t 1 у таблицю.

4. Повторимо вимір для інтервалу Δ t 2 , часу за який каретка проходить між точками х 2 і х 2 , встановивши датчики в ці точки і запустивши каретку. Дані також занесемо до таблиці.

5. Визначимо миттєві швидкості v 1 іv 2 в точкахх 1 і х 2 а також зміна швидкості між точками Δ v, дані заносимо до таблиці.

6. Визначимо інтервал часу Δ t= t 2 - t 1 , яке витратить каретка проходження відрізка між точками х 1 і х 2 . Для цього розташуємо датчики в точках х 1 і х 2 і запустимо каретку. Час, показаний секундоміром, заносимо до таблиці.

7. Розрахуємо прискорення каретки аза формулою. Отриманий результат занесемо до останнього рядка таблиці.

8. Робимо висновок, з яким рухом маємо справу.

Висновок: ___________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Акуратно розбираємо установку, здаємо роботу, і з почуттями виконаного обов'язку та власної гідності залишаємо клас.

Лабораторна робота з фізики №7

Учениці 11 класу «Б» Садикової Марії

Спостереження суцільного та лінійного спектрів.

Обладнання:проекційний апарат, спектральні трубки з воднем, неоном або гелієм, високовольтний індуктор, джерело живлення, штатив, з'єднувальні дроти, скляна пластина зі скошеними гранями.

Мета роботи:за допомогою необхідного обладнання спостерігати (експериментально) суцільний спектр, неоновий, гелієвий чи водневий.

Хід роботи:

Маємо пластину горизонтально перед оком. Крізь грані спостерігаємо на екрані зображення щілини розсувної проекційного апарату. Ми бачимо основні кольори отриманого суцільного спектру у такому порядку: фіолетовий, синій, блакитний, зелений, жовтий, оранжевий, червоний.

Цей спектр безперервний. Це означає, що у спектрі представлені хвилі всіх довжин. Отже, ми з'ясували, що суцільні спектри дають тіла, що у твердому чи рідкому стані, і навіть сильно стислі гази.

Ми бачимо багато кольорових ліній, розділених широкими темними смугами. Наявність лінійчастого спектру означає, що речовина випромінює світло лише цілком певної довжини хвилі.

Водневий спектр: фіолетовий, блакитний, зелений, оранжевий.

Найбільш яскравою є помаранчева лінія спектра.

Спектр гелію: блакитний, зелений, жовтий, червоний.

Найбільш яскравою є жовта лінія.

Грунтуючись на нашому досвіді, ми можемо зробити висновок, що лінійчасті спектри дають усі речовини у газоподібному стані. І тут світло випромінюють атоми, які мало взаємодіють друг з одним. Ізольовані атоми випромінюють певні довжини хвиль.

Урок 37

Урок42 . Лабораторна робота №5.

Залежність сили електромагніту від сили струму

Бригада ___________________

___________________

Мета роботи:Встановити залежність між силою струму, що протікає по котушці електромагніту, та силою, з якою електромагніт притягує металеві предмети.

Прилади та матеріали:котушка з сердечником, амперметр, змінний опір (реостат), динамометр, блок живлення, цвях, з'єднувальні дроти, ключ, штатив із утримувачем, металева підставка під магнітні деталі.

Х від роботи:

1. Зберіть установку, показану на малюнку. Закріпіть лапку утримувача у верхній частині штатива. Утримуйте верхню частину динамометра, як показано на малюнку. Прив'яжіть до цвяха нитку, так щоб вона потрапила в заглиблення на гострому кінці цвяха і не зістрибувала з нього. З протилежного боку нитки зробіть петлю та повісьте цвях на гачок динамометра.

Запишіть показання динамометра. Це вага цвяха, він знадобиться при вимірюванні сили магніту:

3. Зібрати електричний ланцюг, показаний на малюнку. Живлення не включати, доки викладач не перевірить правильність складання.

4. Замкнути ключ і, обертаючи реостат від максимального лівого до максимального правого положення, визначити діапазон зміни струму ланцюга.

Струм змінюється від ___А до ____А.

5. Виберіть три значення струму, максимальне та два менші та занесіть

Їх у другий стовпець таблиці. Ви проведете три досліди з кожним значенням струму.

6. Замкніть ланцюг та встановіть на амперметрі за допомогою реостата перше обране вами значення струму.

7. Торкніться сердечником котушки до капелюшка цвяха, що висить на динамометрі. Цвях прилип до сердечника. Опускайте котушку вертикально вниз та стежте за показаннями динамометра. Запам'ятайте показ динамометра в момент відриву котушки і занесіть його в колонку F 1 .

8. Повторіть ще двічі досвід із цією силою струму. Значення сили на динамометрі в момент відриву цвяха занесіть у колонки F2 та F3. Вони можуть трохи відрізнятися від першого через неточність виміру. Знайдіть середню магнітну силу котушки за формулою F cp = (F 1 +F 2 +F 3)/3 і занесіть колонку «Середня сила».

9. Динамометр показував значення сили, що дорівнює сумі ваги цвяха та магнітної сили котушки: F = P + F M . Звідси сила котушки дорівнює F M = F – P. Відніміть із F cp вагу цвяха Р і результат запишіть у колонку «Магнітна сила».

Номер	Сила струму I, А	Покази динамометра F, Н			Середня сила F cp, Н	Магнітна сила F M , Н

10. Повторіть досліди двічі з іншими силами струму і заповніть комірки таблиці, що залишилися.

I,A 1. Побудуйте графік залежності магнітної сили F Mвід сили струму I.

швидкості Обладнання ... лабораторніроботиНова лабораторнароботаТема 4 Лабораторнаробота №6. Вимірюванняприродного...

Авдєєва Дослідницькі роботи з екології

Автореферат дисертації

Оцінки швидкостітечії води провести вимірюванняшвидкостітечії води Обладнання: ... практикуму, на урокахгеографії 7 класу як лабораторноїроботи«Вивчення... автомобілів відрізняється значною нерівномірністюу просторі та часі...