Чепурна ~ викладач фізики запорізького авіаційного коледжу ім

Работа добавлена на сайт samzan.net:

В.Чепурна – викладач фізики запорізького авіаційного коледжу ім.О.Г.Івченка, кваліфікаційна категорія – вища, педагогічне звання: старший викладач.

Методичні вказівки та інструкції до лабораторних робіт з фізики.

Розроблено для студентів 2 курсу ЗАКу.

Методичні вказівки містять повний комплект інструкцій для виконання лабораторних робіт з фізики студентами 2 курсу, передбачених чинною програмою МОН України. Всі роботи мають чітку структуру та мету, обладнання таблицю. Кожна робота добре ілюстрована і має малюнки і схеми, які допомагають скласти установку і провести експеримент.

Основне призначення лабораторних робіт – сприяти формуванню у студентів основних понять, законів, теорій, розвитку мислення, самостійності, практичних вмінь і навичок, в тому числі вмінь спостерігати фізичні явища, виконувати досліди, вимірювання, спілкуватись з матеріалами і приборами, аналізувати результати, робити висновки.

Всі роботи передбачають певні види навчальної діяльності, які можна розділити на:

Спостереження і вивчення фізичних явищ.
Спостереження і вивчення властивостей тіл.
Вивчення будови, принципу дії вимірювальних приладів і правила роботи з ними.
Вимірювання фізичних величин.
Спостереження залежностей між фізичними величинами.
Підтвердження фізичних законів.
Експериментальні завдання.

Активізація розумової діяльності досягнень відбувається шляхом постановки відповідальних запитань протягом виконання роботи. Запитання звертають увагу студентів на важливі сторони явищ, що вивчаються, примушують їх усвідомлювати свої дії і отримані результати.

Затверджено на засіданні ПЦК

фізико-математичних дисциплін

(протокол № ___ від ________ _2011)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ АВІАЦІЙНИЙ КОЛЕДЖ

ІМ. О.Г.ІВЧЕНКА

Затверджую

Заступник директора з НВР

В.І.СНІЖКО

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ІНСТРУКЦІЇ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ФІЗИКИ

ДЛЯ СТУДЕНТІВ 2 КУРСУ

Алгоритм виконання лабораторного заняття

1. Уважно продумайте мету робот.,

2. Вивчити і охарактеризувати вимірювальні прилади, якими будете користуватися:

визначте ціну поділки і розмір шкали,
знайдіть похибку вимірювань даним приладом.

3. Зробіть необхідні малюнки і креслення та заповніть таблиці.

4. Визначте закономірність процесів, які ви спостерігали.

5. Запишіть показники приладів; врахуйте, що ні один вимірювальний прилад не дає точного значення вимірювальної величини.

6. Зробіть необхідні розрахунки, користуючись законами, описуючими дані явища.

7. Зробіть висновок, визначте головне в спостереженнях та розрахунках.

ІНСТРУКЦІЯ З ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ФІЗИКИ

Затверджую

Заступник директора з НВР

В.І.СНІЖКО

ДО ПОЧАТКУ РОБОТИ ЗАБОРОНЕНО:

Розпочинати виконання завдань без дозволу викладача.
- Виконувати роботу, непередбачену завданням чи не доручену вчителем.
  - Залишати робоче місце без дозволу вчителя.
    - Псувати обладнання.
    - Допускати падіння або перекидання приладів на робочому столі.
    - Допускати граничні навантаження вимірювальних приладів.
    - Вмикати джерело струму в електричне коло без дозволу викладача.
    - Користуватися провідниками зі спрацьованою ізоляцією.
    - Торкатися до елементів кола, які не мають ізоляції та перебувають під напругою, змінювати з’єднання в колі, не вимикаючи джерело струму.

ДО ПОЧАТКУ РОБОТИ НЕОБХІДНО:

Чітко з'ясувати порядок і правила безпечного проведення експерименту.
Звільнити робоче місце від усіх непотрібних для роботи предметів.
Перевірити наявність приладів та матеріалів, необхідних для виконання завдання
Розміщувати обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння.

ПІСЛЯ ЗАКІНЧЕННЯ РОБОТИ

Приберіть своє робоче місце з дозволу вчителя.
Складіть обладнання так, як воно було складено до початку роботи.
При потребі витріть стіл чистою ганчіркою.

ВИМОГИ БЕЗПЕКИ В ЕКСТРЕМАЛЬНИХ СИТУАЦІЯХ

У разі травмування (поранення, опіки тощо) або поганого самопочуття повідомте викладача.

Зміст

Оформлення звіту по лабораторній роботі............................................8
1. Позначення лабораторних і практичних робіт......................................9
  1. Додаток А................................................................................................10
    1. КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ навчальних досягнень студентів при виконанні лабораторних та практичних робіт…………………………….…….11
    2. Визначення питомого опору провідника ……….….………..…....13
    3. Послідовне і паралельне з’єднання провідників. (Перевірка формул еквівалентного опору при послідовному і паралельному з’єднанні провідників )………… …………………….……………………………………...16
    4. Визначення ЕРС та внутрішнього опору джерела струму. (Визначення ЕРС та внутрішнього опору джерела електричної енергії.)………………………………………………………………………..……20
    5. Дослідження залежності потужності споживача від напруги на її затискачах. (Дослідження залежності потужності, що споживається електричною лампою розжарення, від напруги на її затискачах)….…….........23
    6. Визначення прискор. Вільного падіння за допомогою математичного маятника…………………...…………..............................……26
    7. Досліження будови роботи транс форматора……………………..29
    8. Вимірювання довжини світової хвилі за допомогою дифракційної решітки…...….……………………………………………………..…………..….33
    9. Спостереження неперервного та лінійчастого спектрів речовини... ……..…………………………………………………………......…..39
    10. Визначення показника заломлення скла ……………………......43
    11. Вивчення треків заряджених часток за готовими фотографіями ……………………………………………………………………………………....47

Додаткові роботи

Визначення електрохімічного еквіваленту міді...... ….……...….50

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ ПО ЛАБОРАТОРНІЙ РАБОТІ

Результати лабораторних робіт оформляють у вигляді звітів на бланках, виготовлених типографським способом або вручну(формат А4 ГОСТ 2.301) Пишуть звіти пастою або чорнилами чорного чи темно-синього кольору. Листи постачають рамкою та основним надписом згідно з ГОСТ 2.104-68

2. В звіт обов’язково включають розділи :

- „Назва і номер роботи ”;

- „Мета роботи ”;

-„Завдання”;

-„Обладнання та інструмент ”;

-„Зміст роботи ”;

-„Результати вимірів(спостережень) та обробка одержаних даних ”;

-„Висновки”.

3. Креслення , схеми, рисунки, таблиці, графіки виконують олівцем. Графічні результати лабораторної роботи доцільно показувати кольоровими лініями.

4. Оформлення журналу лабораторних робіт розпочинається з титульного листа (дивися додаток А)

ПОЗНАЧЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ І ПРАКТИЧНИХ РОБІТ, ТА РОЗРАХУНКОВО–ГРАФІЧНИХ ЗАВДАНЬ

ХХ ХХ ХХХХХХХ ХХ ХХ ХХ

6 Код

5 Порядковий номер звіту

4 Код студента

3 Код спеціальності

2 Код предмету

1 Вид документу

ЛР – Лабораторна робота

ПР- Практична робота

РГЗ- Розрахунково-графічне завдання

2 Код предмету

01 – Фізика, астрономія

02 – Хімія

03 – Основи інформатики та обчислювальної техніки

3 Код спеціальності

5.05110201 - Виробництво авіаційних двигунів

5.05050302 - Обробка матеріалів на верстатах та автоматичних лініях

5.05050202 - Обслуговування верстатів з ПУ та РК

5.05040201 - Ливарне виробництво чорних та кольорових металів

5.05010201 - Обслуговування комп’ютерних та інтелектуальних систем

5.03060101 - Організація виробництва

5.03050401 - Економіка підприємства

додаток А

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Запорізький Авіаційний коледж ім. О.Г.Івченка

Спеціальність_________________

шифр спеціальності

ЖУРНАЛ

ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

з предмету ______________________________________________________

____________________________________________________________________

назва предмету

студента ___________курсу група______________

спеціальності _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

повна назва спеціальності

Розробив_________(____________)

підпис прізвище

Керівник:

Викладач_________(___________)

підпис прізвище

№п/п ЛР	Відмітка про залік	№п/п ЛР	Відмітка про залік
1
2
3
4
5

КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ

навчальних досягнень студентів при виконанні лабораторних та практичних робіт

Оцiнювання рiвня володiння студентами практичними умiннями та навичками здiйснюється за результатами виконання фронтальних лабораторних робiт та експериментальних задач. При цьому необхiдно враховувати вмiння студента:

планувати проведення дослiдiв чи спостережень;
збирати установку за схемою;
проводити спостереження, знiмати покази приладiв;
оформляти результати дослiдження (складати таблицi, будувати графiки тощо);
визначати та обчислювати похибки вимiрювання;
робити проведеного експерименту чи спостереження.

Додатково поставленi лабораторнi (експериментальнi) роботи викладач може використовувати для створення проблемних ситуацiй, мотивацiї дiяльностi студентів пiд час вивчення нового матерiалу, з метою вдосконалення практичних умiнь i навичок (складати схеми, проводити вимiрювання тощо). Такi роботи, як правило, не оцiнюються.

Основна частина лабораторних робiт виконується пiсля вивчення вiдповiдного навчального матерiалу на етапi закрiплення та узагальнення знань i вмiнь студентів або пiд час тематичного оцінювання.

Рiвнi складностi лабораторних робiт можуть задаватися:

через змiст та кiлькiсть додаткових завдань i запитань вiдповiдно до теми роботи;
через рiзний рiвень самостiйностi виконання роботи (за постiйної допомоги викладача, виконання за зразком, докладною або скороченою iнструкцiєю, без iнструкцiї);
органiзацiєю нестандартних ситуацiй (формулювання студентом мети роботи, складання ним особистого плану роботи, обґрунтування його, визначення приладiв та матерiалiв, потрiбних для її виконання, самостiйне виконання роботи та оцiнка її результатiв).

Обов’язковим при оцiнюваннi для всiх рiвнiв є врахування дотримання студентами правил технiки безпеки пiд час виконання фронтальних лабораторних робiт. При оцiнюваннi практичних знань та вмiнь студентiв потрiбно користуватися характеристиками рiвнiв оволодiння цими умiннями, поданими нижче.

Критерiї оцiнювання навчальних досягнень студентiв при виконаннi лабораторних та практичних робiт

Рiвнi навчальних досягнень учнів	Критерiї оцiнювання навчальних досягнень учнiв
Початковий рiвень (1 - 3 бали)	Студент демонструє вмiння користуватися окремими приладами, може скласти схему дослiду лише з допомогою викладача, виконує частину роботи, порушує послiдовнiсть виконання роботи, вiдображену в iнструкцiї, не робить самостiйно висновки за отриманими результатами.
Середнiй рiвень (4 - 6 балiв)	Студент виконує роботу за зразком (iнструкцiєю) або з допомогою викладача, результат роботи студента дає можливiсть зробити правильнi висновки або їх частину, пiд час виконання роботи допущенi помилки.
Достатнiй рiвень (7 - 9 балiв)	Студент самостiйно монтує необхiдне обладнання, виконує роботу в повному обсязi з дотриманням необхiдної послiдовностi проведеннядослiдiв та вимiрювань. У звiтi правильно іакуратно виконує записи, таблицi, схеми, графiки, розрахунки, самостiйно робить висновок.
Високий рiвень (10 - 12 балiв)	Студент виконує всі вимоги, передбачені для достатнього рiвня, виконує роботу за самостійно складеним планом, робить аналiз результатiв, розраховує похибки (якщо потребує завдання). Бiльш високим рiвнем вважається виконання роботи за самостiйно складеним оригiнальним планом або установкою, їх обґрунтування.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОГО ОПОРУ ПРОВІДНИКА

МЕТА

Виміряти питомий опір дроту; набути навичок вимірювання штангенциркулем, амперметром і вольтметром.

ЗАВДАННЯ

2.1. Зробіть необхідні креслення cсхеми та заповніть таблиці

2.2. Запишіть показники приладів; врахуйте, що ні один вимірювальний прилад не дає точного значення вимірювальної величини.

2.3. Зробіть необхідні розрахунки, користуючись законами, описуючими дані явища.

2.4. Зробіть висновок, визначте головне в спостереженнях та розрахунках. Визначити матеріал, з якого виготовлено опір.

ОБЛАДНАННЯ

Металевий дріт з великим питомим опором.
1. Джерело струму.
2. Перемикач.
3. Амперметр.
4. Вольтметр.
5. Штангенциркуль.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Електричний струм умови існування струму[Л1;§ 16 ]
1. Фізичний зміст електричного опору [Л1;§ 16.7 ]

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Питомий опір матеріалу можна обчислити, використовуючи формули:

Питомий електричний опір - фізична величина яка дорівнює відношенню добутку опору провідника на його переріз до довжини провідника:

Питомий опір провідника залежить від концентрації вільних електронів у провіднику та відстані між іонами кристалічних решіток, тобто від матеріалу провідника. Для дослідження у цій роботі можна використати обмотку реостату.

Опір провідника можна виміряти, використовуючи закон Ома. У цьому випадку формула для розрахунку питомого опору провідника матиме вигляд:

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Складаємо ланцюг за схемою. Знімаємо покази вольтметру та амперметру. Знаходимо загальний опір ланцюга по формулі:

Штангенциркулем вимірюємо діаметр керамічного циліндра резистору, D (м), підраховуємо кількість витків n на ньому, визначаємо довжину дроту за формулою:

Штангенциркулем вимірюємо діаметр дроту - d(м), і визначаємо переріз дроту за формулою:

Результати вимірювань, обчислень заносимо до таблиці:

№

Опір всієї обмотки

R, Ом

Діаметр витка

D,м

Кількість витків n

Довжина дроту

l,м

Діаметр дроту

d,м

Площа перерізу

S,м2

Питомий опір

,Омм

табл

,Омм

ср,

Омм

За обчисленими даними , визначити по таблиці з якого матеріалу виготовлено опір.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

Чому питомий опір залежить від матеріалу ?
1. Чи залежить питомий опір металевого провідника від температури ?
2. Визначити опір і довжину дроту масою 20г, якщо він мідяний і має переріз 0,1мм2 ?
3. Що розуміють під поняттям „електричний струм”.
4. Сформулюйте умови існування струму; означення сили струму.

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

Номер і тему лабораторної роботи.
1. Мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА

9.1 Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.

9.2 «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі №12.18, №12.19 [Л.2]

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

ПОСЛІДОВНЕ І ПАРАЛЕЛЬНЕ ЗЄДНАННЯ ПРОВІДНИКІВ

(ПЕРЕВІРКА ФОРМУЛ ЕКВІВАЛЕНТНОГО ОПОРУ ПРИ ПОСЛІДОВНОМУ І ПАРАЛЕЛЬНОМУ З’ЄДНАННІ ПРОВІДНИКІВ)

МЕТА

Перевірити формули еквівалентного опору, струму і напруги при паралельному та послідовному з’єднанні провідників.

ЗАВДАННЯ

Зібрати ланцюг за схемою 1,2.
1. Знайти струм і напругу на ділянці АВ.
2. Визначити струм і напругу на кожному опорі.
3. Перевірити формули еквівалентного опору.

ОБЛАДНАННЯ

Джерело електричної енергії.

Резистори або магазин резисторів на панелі.
1. Амперметр сталого струму.
2. Вольтметр сталого струму.
3. Перемикач.
4. Реостат.
5. З’єднувальні проводи.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ
1. Формули еквівалентного опору, струму, напруги при паралельному і послідовному з’єднанні провідників[Л1;§16.10 ]
2. Прилади для вимірювання струму і напруги [Л1;§16]
ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Іноді, електричне коло складено із декількох провідників, з’єднаних між собою послідовно, паралельно або змішано. Для простоти розрахунків усі провідники умовно заміняються одним провідником, при вмиканні якого режим кола не змінився би, напруга і струм залишались би попередніми. Опір цього провідника називається еквівалентним загальному опору, що складає коло провідників.

Повідники в електричних колах постійного струму можуть з’єднуватись послідовно і паралельно.

Послідовне з’єднання – з’єднання провідників, при якому кінець першого провідника з’єднується з початком другого і т.д.

При цьому:

сила струму однакова в усіх провідниках

Iзаг. = І1 = І2 = … = Іn,

напруга на кінцях всього кола дорівнює сумі напруг на кожному з провідників

Uзаг. = U1 + U2 + … + Un

загальний опір кола дорівнює сумі опорів його окремих ділянок:

Rзаг.=R1+R2+…+Rn.

Паралельне з’єднання – з’єднання, при якому початки і кінці провідників мають спільні точки приєднання до джерела струму

Властивості цього з’єднання такі:

усі опори знаходяться під однаковими напругами

Uзаг. = U1 = U2 = … = Un.

загальний струм, який подається на вузол, дорівнює сумі струмів, які виходять з нього:

Iзаг. = І1 + І2 + … + Іn.

величина, що дорівнює оберненому значенню опору, дорівнює сумі величин, обернених опорам розгалужень: .

Амперметр вмикають послідовно. RА «R (щоб менше збільшував загальний опір ділянки).

Вольтметр вмикають паралельно. Rв»R (щоб менше зменшував загальний опір ділянки).

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Послідовне зєднання провідників.
  1. Скласти коло за схемою (схема1) Показати її викладачу.
  2. Замкнути коло. За допомогою реостата встановити на ділянці АВ напругу 6-10В (UAB) і силу струму у колі
  3. Виміряти величину напруги U1 і U2 на окремих провідниках (R1, R2)
  4. Перевірити відношення
  5. Підрахувати загальний опор провідників, з’єднаних послідовно:
  6. Перевірити справедливість формули
  7. Приєднати послідовно до провідників R1 і R2 провідник R3. Замкнути коло.
  8. Виміряти величину напруги UAB для трьох провідників і силу струму I у колі. Розімкнути коло.
  9. Підрахувати загальний опор провідників:
  10. Перевірити формулу
  11. Підрахувати потужність струму у колі по формулі
  12. Результати вимірювань і обчислень занести у таблицю.

Кількість послідовно з’єднаних провідників	Опір, Ом	Напруга, В	Сила струму, I, A	ЕквівалентнийОпір R, Ом	Потужність Р, Вт
	RR 1	RR 2	R R 3	UU1	UU2	UU3
Два провідника
Три провідника

Схема 1 Схема 2

Паралельне зєднання провідників.
1. Скласти коло за схемою (схема 2). Показати викладачу.
  1. Замкнути коло. За допомогою реостата встановити в колі силу струму І=1,5-2А. Виміряти напругу на ділянці АВ.
  2. Перемкнути амперметр із магістралі у ту чи іншу гілку, виміряти сили струмів І1 і І2 у кожному розгалуженні.
  3. Перевірити : І= І1 + І2

Підрахувати загальний опор провідників, з’єднаних паралельно:

Перевірити справедливість формули , або
1. Приєднати паралельно провідникам R1 і R2 провідник R3 (на схемі показаний пунктиром). Замкнути коло.
  1. Виміряти величину напруги UAB і силу струму І у колі. Розімкнути коло.
  2. Підрахувати загальний опір провідників, зєднанних паралельно:

Перевірити формулу:
1. Підрахувати потужність струму Р= UAB І
  1. Результати вимірювань занести до таблиці.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

Для освітлення трамвайного вагона використано 10 ламп, розрахованих на напругу 120 В. Як включено ці лампи? Напруга у трамвайній мережі 600 В.
1. Сформулювати (усно) усі формули еквівалентного опору , сили струму і напруги при послідовному і паралельному з’єднанні провідників.

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

Номер і тему лабораторної роботи.
1. Мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА
1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
2. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі №12.116, №12.122 [Л.2]

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

ВИЗНАЧЕННЯ ЕРС ТА ВНУТРІШНЬОГО ОПОРУ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ

(ВИЗНАЧЕННЯ ЕРС ТА ВНУТРІШНЬОГО ОПОРУ ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ)

МЕТА

Навчитися визначати ЕРС та внутрішній опір джерела електричної енергії.

ЗАВДАННЯ

Зібрати ланцюг за схемою.
1. Провести необхідні виміри.
2. Обрахувати ЕРС та внутрішній опір джерела.

ОБЛАДНАННЯ

Джерело електричної енергії.
1. Амперметр.
2. Вольтметр.
3. Три резистори.
4. Перемикач.
5. З’єднувальні провідники.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Електрорушійна сила джерела [Л1;§ 16 ]
1. Закон Ома для повного кола [Л1;§16 ]
ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Для отримання електричного струму у провіднику необхідно створити і підтримувати на його кінцях різницю потенціалів. Для цього використовують джерело струму. Різниця потенціалів на його полюсах утворюється внаслідок розподілу зарядів. Роботу по розподілу зарядів виконують сторонні сили (не електричного походження). При розімкнутій ділянці енергія витрачена у процесі роботи сторонніх сил, перетворюється у енергію джерела струму. При замкненні електричного ланцюгу надбана у джерелі струму енергія витрачається на роботу по переміщення зарядів у зовнішній та внутрішній частинах ланцюгу із опорами відповідно R та r. Величина чисельно дорівнює роботі, яку виконують сторонні сили при переміщення одиночного заряду у середині джерела струму : = ІR + Іr

Величину сили струму та внутрішній опір можна визначити за дослідом.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Визначити ціну ділення шкали амперметру.
1. Скласти електричний ланцюг за схемою, встановивши в ланцюг резистор з відомим опором.

Замкнути ключ та зняти покази амперметру.
1. Ключ розімкнути, замінити резистор на інший, ланцюг замкнути та знову зняти покази амперметру.
2. Дослід повторити з третім резистором.
3. Результати вимірювань підставити у рівняння

і розв’язати систему рівнянь визначити r i R (для кожної системи).

Визначити середнє значення знайдених величин rСЕР та RСЕР.
1. Визначити відносну похибку методом середнього арифметичного.
2. Результати вимірювань занести у таблицю

№

Опір резистора R, Ом

Внутрішній

опір r, Ом

ЕРС , В

Середнє значення опору

rсер,Ом

Середнє значення ЕРСсер,В

Відносна похибка

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

Який фізичний зміст електричного опору?
1. Яка роль джерела струму у електричному ланцюгу?
2. Який фізичний зміст ЕРС? Напрям дії ЕРС джерела.
3. Накреслити схему, та показати внутрішню і зовнішню ділянки кола. Записати закон Ома для повного кола.

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

Номер і тему лабораторної роботи.
1. Мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА

Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
1. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі №12.85, №12.81 [Л.2].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ПОТУЖНОСТІ СПОЖИВАЧА ВІД НАПРУГИ НА ЇЇ ЗАТИСКАЧАХ.

(ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ПОТУЖНОСТІ, ЩО СПОЖИВАЄТЬСЯ ЕЛЕКТРИЧНОЮ ЛАМПОЮ РОЗЖАРЕННЯ, ВІД НАПРУГИ НА ЇЇ ЗАТИСКАЧАХ)

МЕТА

Дослідити залежність потужності яка використовується лампою розжарювання, від напруги на її затискачах.

ЗАВДАННЯ

Зібрати ланцюг за схемою.
1. Провести необхідні виміри.
2. Обчислити потужність результати занести до таблиці.
3. На міліметровому папері побудувати графік залежності потужності, яка використовується лампою від напруги на затискачах.

ОБЛАДНАННЯ

Електрична лампа.
1. Джерело постійної напруги 5-12 В.
2. Реостат.
3. Амперметр, вольтметр.
4. Перемикач, з’єднувальні дроти.
5. Міліметровий папір.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Робота електричного струму. [Л1;§ 17.1]
1. Потужність струму.[Л1;§17.2 ]

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

При замиканні електричного ланцюга на його ділянці з опором R, струмом І, напругою на кінцях U виконується робота А: А=IUt=I2Rt=U2R/t (1)

Величина що дорівнює відношенню роботи струму за час, за який вона виконується, має назву потужність Р:

Р = А/t

Внаслідок формули (1): P=IU=I2R=U2/R (2)

Проаналізувавши формулу (2) ми переконаємось в тому що Р - функція двох змінних. Залежність Р від U можна прослідити на досліді.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Визначити ціну поділу шкали вимірювальних приладів.
1. Зібрати електричне коло за схемою, зображеною на рисунку.

Після перевірки ланцюгу викладачем ключ замкнути. Зафіксувати покази приладів. Розрахувати опір за законом Ома для ділянки кола.
1. Замінити опір R іншим за значенням (5-6 дослідів).
2. Для кожного значення напруги визначають потужність Р=U*I нитки накалювання.
3. Результати вимірювань та обчислень занести до таблиці.

№ досліду

Напруга на

затискачах лампи U, В

Сила струму

у лампі I, A

Потужність використана лампою Р, Вт

На міліметровому папері побудувати графік залежності потужності, яка використовується лампою від напруги на затискачах.
1. Проаналізувати графік та зробити висновок.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

Який фізичний зміст потужності, формули для обчислення потужності струму?
1. Які формули для обчислення потужності струму вам відомі?
2. Лампи 200 Вт, 60 Вт, розраховані на одну і ту ж напругу. Опір якої лампи більше? У скільки разів?

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

Номер і тему лабораторної роботи.
1. Мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА

Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
1. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі №13.1, №13.25 [Л.2].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

ВИЗНАЧЕННЯ ПРИСКОР. ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ МАТЕМАТИЧНОГО МАЯТНИКА

МЕТА РОБОТИ

Вивчити залежність періоду коливань маятника від його довжини.
1. Визначити прискорення сили тяжіння.

ОБЛАДНАННЯ

Математичний маятник (невеличка важка металева кулька, міцні нитки, що не розтягуються).
1. Лінійка.
2. Штатив із муфтою та лапкою.
3. Секундомір.

ЗАВДАННЯ

Спостерігати вільні коливання маятника, визначити амплітуду, період, частоту, тривалість; з’ясувати, чи залежить період коливань від амплітуди.
1. Визначити прискорення вільного падіння за формулою (5.5).
2. Розв’язати задачі, що наведено у контрольних питаннях.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Коливальний рух [Л1; №24.1 – 24.4]
1. Математичний маятник [Л1; №24.8 – 24.9]

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Механічним коливанням точки називають періодично повторюваний рух матеріальної точки по якій не будь траєкторії, яку ця точка проходить по черзі в протилежних напрямках.

Умови виникнення коливань:

наявність у матеріальної точки надлишкової енергії (кінетичної або потенціальної) порівняно з її енергією в положенні стійкої рівноваги;
дія на матеріальну точку повертальної сили;
надлишкова енергія, набута матеріальною точкою внаслідок зміщення з положення стійкої рівноваги, не повинна повністю витрачатися на подолання опору під час повертання в це положення.

Параметрами коливального руху є: період, частота, амплітуда коливань.

Період коливань Т – час одного повного коливання: (5.1)

Частота коливань - кількість повних коливань за одиницю часу. ; (5.2)

Амплітудою А називають величину максимального відхилення коливної точки від положення стійкої рівноваги.

Математичним маятником називають матеріальну точку, підвішену на невагомий і нерозтяжній нитці. Маленька важка кулька, наприклад свинцева, підвішена на тонкій, довгій нерозтяжній нитці, є доброю моделлю математичного маятника.

Закони коливання математичного маятника:

При малих кутах розмаху період коливання математичного маятника не залежить ні від амплітуди, ні від маси маятника.
Період коливання математичного маятника прямо пропорційний кореню квадратному з довжини маятника і обернено пропорційними кореню квадратному з прискорення вільного падіння g: (5.3)

Якщо визначати періоди коливань двох маятників з різними довжинами, то згідно формули (5.3) можемо знайти: ; (5.4) звідки (5.5)

Таким чином, щоб визначити прискорення сили тяжіння, достатньо знати періоди коливань і різницю довжин двох математичних маятників.

ХІД РОБОТИ

Відхиливши маятник на відстань 2-3 см від положення рівноваги і відпустивши, виміряйте час, за який маятник виконає 10-20 коливань; визначте період і частоту коливань.
1. Повторіть дослід, збільшивши амплітуду коливань до 5-6 см.
2. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці.
3. Змінити довжину маятника. Визначити період коливань маятника у цьому випадку.
4. Розрахувати прискорення сили тяжіння за формулою (5.5)
5. Дослід повторити.
6. Результати занести до таблиці.
7. Зробіть висновок, у якому зазначте: які величини ви навчилися вимірювати; які чинники вплинули на точність одержаних результатів; як період і частота коливань маятника залежать від амплітуди коливань.

Таблиця

Номер досліду	Довжина нитки l, м	Амплітуда коливань А, м	Число коливань N	Час коливань t, c	Період коливань T, c	Частота коливань , Гц	Прискорення вільного падіння g,м/c2
1
2

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Що називається математичним маятником?
2. Якою формулою визначається період коливань математичного маятника? Пружинного маятника?
3. Дати означення наступних понять: період, частота коливання.
4. Навести приклади коливального руху в природі та техніці;

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ
1. Номер і тему лабораторної роботи.
2. Мету лабораторної роботи.
3. Результати вимірів і розрахунків.
4. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА
1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
2. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі №19.26, №19.29 [Л.2].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

ДОСЛІЖЕННЯ БУДОВИ РОБОТИ ТРАНС ФОРМАТОРА

(ВИВЧЕННЯ БУДОВИ ТА РОБОТИ ТРАНСФОРМАТОРУ)

МЕТА

Вивчити будову та принципи дії трансформатора.

ЗАВДАННЯ

2.1. Визначити коефіцієнт трансформації.

2.2. Визначити коефіцієнт корисної дії трансформатора.

ОБЛАДНАННЯ

Трансформатори на вертикальних панелях із однаковою та різною кількістю обмоток.
1. Джерело електричної енергії на 120В.
2. Вольтметр змінного струму от 4В до 120В.
3. Трансформатор універсальний.
4. Амперметр змінного струму от 2А до 6А.
5. Перемикач, реостат, з’єднуючи дроти.
6. Комплект з'єднувальних проводів.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Явище електромагнітної індукції[Л1;§23.2 ]
1. Трансформатор[Л1; § 26.5 ]

5 ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Трансформатор перетворює змінний струм однієї напруги на змінний струм іншої напруги при незмінній частоті. Він складається із замкнутого осердя, виготовленого із спеціальної листової трансформаторної сталі, на якому розміщено дві котушки (їх називають обмотками) з різною кількістю витків з мідного дроту. Одну з обмоток, яку називають первинною, приєднують до джерела змінної напруги. Прилади, які споживають електроенергію, приєднують до вторинної обмотки.

Якщо первинну обмотку приєднати до джерела змінної напруги, а вторинна буде розімкнута (цей режим роботи називають холостим ходом трансформатора), то в первинній обмотці з'явиться слабкий струм, який створює в осерді змінний магнітний потік. Цей потік наводить у кожному витку обмоток однакову ЕРС, тому ЕРС індукції в кожній обмотці буде прямо пропорційна кількості витків у цій обмотці, тобто:

Якщо вторинна обмотка буде розімкнута, то напруга на її затискачах U2 дорівнюватиме ЕРС (2), яка в ній наводиться. У первинній обмотці ЕРС (1) за числовим значенням мало відрізняється від напруги U1, яка підводиться до цієї обмотки. Практично їх можна вважати однаковими, тому:

де k - коефіцієнт трансформації; якщо вторинних обмоток декілька, то коефіцієнт трансформації для кожної з них визначають аналогічно.

Якщо у вторинне коло трансформатора увімкнути навантаження, то у вторинній обмотці з'явиться струм. Цей струм створює магнітний потік, який, за правилом Ленца, повинен зменшити зміну магнітного потоку в осерді, що, своєю чергою, призведе до зменшення ЕРС індукції в первинній обмотці. Але ця ЕРС дорівнює напрузі, прикладеній до первинної обмотки, тому струм у первинній обмотці повинен зрости, відновлюючи початкову зміну магнітного потоку. При цьому збільшується потужність, яку споживає трансформатор від мережі.

Оскільки при роботі трансформатора відбуваються втрати енергії, то потужність, яка споживається первинною обмоткою, більша від потужності у вторинній обмотці. ККД трансформатора буде дорівнювати відношенню потужності Р2 вторинної обмотки до потужності Р1 первинної обмотки:

Для визначення ККД треба виміряти силу струму І1 в первинному та сила струму І2 у вторинному колах, а також напругу U2 на вторинній та U1 на первинній обмотках. Тоді ККД становитиме :

Усі вимірювання в роботі виконуються за допомогою одного приладу - авометра (ампервольтомметра), який треба буде вмикати в різні ділянки кола трансформатора.

У процесі виконання роботи потрібно вивчити будову трансформатора, ввімкнути його в мережу змінного струму (36 В або 42 В).

У режимі холостого ходу виміряти напругу на обмотках і обчислити коефіцієнт трансформації, а під час роботи трансформатора (під навантаженням) визначити його ККД. Для виконання роботи застосовують лабораторний розбірний трансформатор, розрахований на вмикання в мережу змінної напруги 36 В або 42 В частотою 50Гц.

ХІД РОБОТИ

6.1. Розгляньте будову трансформатора. Визначте первинну обмотку (клема з написом: 36 В або 42 В) і вторинну обмотку.

6.2. Накресліть електричну схему трансформатора.

6.3. Приєднайте трансформатор до мережі змінної напруги (36 В або 42 В) замкніть коло.

6.4. Перемкніть ампервольтомметр на вимірювання змінної напруги (границя 50 В і виміряйте напругу на первинній обмотці U1).

6.7. Виміряйте напругу на вторинній обмотці U2. Результати вимірювань запишіть у таблицю 6.1.

6.8. Обчисліть коефіцієнт трансформації k. Результати обчислень запишіть у таблицю 6.1.

Таблиця 6.1

№ досліду

U1, B

U2, B

6.9. Обчисліть відносну похибку вимірювань за формулою: де U1 і U2 - абсолютні похибки вимірювань напруг.

6.10. На основі результатів усіх дослідів зробіть висновок.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

7.1. На якому явищі заснована робота трансформатору? Розкажіть принцип роботи трансформатору.

7.2. З якою метою для передачі електричної енергії використовують трансформатор? Відповідь обґрунтуйте.

7.3. Хто є винахідником трансформатора?

7.4. ЗНАЙДІТЬ ВСІ ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ:

А) Для підвищувального трансформатора >
Б) Для знижувального трансформатора >
В) Для підвищувального трансформатора k  1
Г) Для знижувального трансформатора k  1

7.5. У трансформаторі, який знижує напругу від 36 В до 5 В:

А) Знижується тільки постійна напруга
Б) Кількість витків у вторинній обмотці більша, ніж у первинній
В) Використовується явище електромагнітної індукції

Для передачі електроенергії на велику відстань напругу підвищують за допомогою трансформатора до декількох сотень тисяч вольт. Це роблять для:

А) Збільшення сили струму в лінії електропередач
Б) Зменшення опору лінії електропередач
В) Зменшення втрат електроенергії при передачі

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ
1. Номер і тему лабораторної роботи.
2. Мету лабораторної роботи.
3. Результати вимірів і розрахунків.
4. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА
1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
2. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі №20.49 [Л.2].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

ВИМІРЮВАННЯ ДОВЖИНИ СВІТОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ

МЕТА

Визначити довжину світлової хвилі.

ЗАВДАННЯ

Роздивитись спектр білого світла, отриманий за допомогою решітки.
1. Провести необхідні виміри і занести до таблиці.
2. Розрахувати довжину червоної, фіолетової та жовтої хвилі.

ОБЛАДНАННЯ

Прилад для вимірювання довжини світлової хіилі з набором дифракційних решіток
1. Дифракційна решітка.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Інтерференція, дифракція світла [Л1;§32.1]
1. Дифракційна решітка. [Л1; § 32.6]

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Дифракція – це огинання хвилею перешкод, розміри яких співвимірні з довжиною хвилі.

Якщо перешкода велика, то за нею хвилі немає. Якщо розмір перешкоди малий, то хвилі заходять за її краї, а дуже малу перешкоду огинають так, що за нею фронт хвилі не змінюється.

Явище дифракції світлових хвиль можна спостерігати дуже близько від перешкоди, якщо розміри перешкоди співвимірні з довжиною хвилі, і на значній відстані від перешкоди, якщо перешкода велика порівняно з довжиною хвилі.

Так як довжини світлових хвиль дуже малі, то будь-які реальні розміри предмета будуть для них великими перешкодами. Тому спостерігати явище дифракції світла можна лише на значній відстані від перешкоди.

Для спостереження можна взяти або дуже маленький диск або дуже вузьку щілину.

Якщо джерело розмістити перед цими предметами, то на екрані буде спостерігатись дифракція. Вигляд буде такий: по центру екрану буде спостерігатися світлий кружечок оточений темними і світлими кільцями, які чергуються.

Дифракція на щілині виглядає так. По центрі буде світла смуга, а по обидва боки від неї розміщуються темні і світлі смуги, чергуючись. Якщо диск або щілину освітлювати білим світлом, то картина матиме райдужне забарвлення.

Явище відхилення світла від прямолінійного поширення називається дифракцією світла. Оскільки довжина світлової хвилі є дуже малою, то і розміри перешкод чи щілини мають бути малими. Наприклад, під час проходження монохроматичного світла через круглий отвір, розмір якого сумірний з довжиною падаючих світлових хвиль, на екрані навколо центральної світлової плями спостерігаються темні і світлі кільця, що чергуються .

Особливо чітку дифракційну картину утворюють дифракційні решітки. Дифракційна решітка – оптичний прилад, це складається із сукупності дуже вузьких щілин, розділених непрозорими проміжками.

Інтерференційний максимум спостерігається під кутом , що визначається ФРМУЛОЮ ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ:

де — порядок максимуму.

Промисловість виготовляє дифракційні грати, які містять 50 штрихів/мм, 100 штрихів/мм, 600 штрихів/мм, 1200 штрихів/мм і дзеркальні грати з 6000 штрихів/мм.

Грати використовують в приладах для спектрального аналізу.

Дифракційна решітка

Якщо a - ширина прозорої частини, а b - непрозорої, то:

де - ширина решітки; - кількість щілин.

Ширина щілини і штриха позначається - період дифракційної решітки або стала решітки

Спрямуємо на грати паралельний пучок променів. Кожна точка щілини буде відхиляти промені у всіх напрямах, зокрема, і під кутом від початкового напряму. Якщо ці промені зібрати на екрані, наприклад, за допомогою збиральної лінзи, то можна отримати підсилення чи послаблення світла - дифракційний максимум чи мінімум освітленості.

Дифракционная решетка - спектральний прилад. Спектри, що отримано за допомогою дифракційної решітки:

Для білого світла Для монохроматичного червоного світла

Для фіолетового світла

У роботі на визначення довжини світлової хвилі використовують дифракційну решітку з періодом 1/100 мм (період вказано на решітці). Решітка — це основна частина вимірювальної установки, показаної на малюнку 194. Решітка l встановлена в тримачі 2, що прикріплений до кінця лінійки 3. На лінійці розміщується чорний екран 4 з вузькою вертикальною щілиною 5 посередині. Екран можна переміщувати вздовж лінійки, щоб змінювати його відстань до дифракційної решітки. На екрані і лінійці шкали з міліметровими поділками. Вся установка закріплена на штативі 6.

Якщо дивитися через решітку i щілину на джерело світла (лампочку розжарювання чи свічку), то на чорному фоні екрана , можна спостерігати по обидва боки від щілини дифракційні спектри 1-го, 2-го і т. д. порядків.

Довжина хвилі визначається за формулою:

де d — період решітки, k — порядок спектра, — кут, під яким спостерігається максимум світла відповідного кольору.

Оскільки кути, під якими спостерігаються максимуми 1-го і 2-го порядків, не перевищують 5°, то замість синусів кутів можна брати їх тангенси. З малюнка 195 видно, що

Відстань а від решітки до екрана визначають за допомогою лінійки, а відстань b від щілини до вибраної лінії спектра — за шкалою екрана. Довжина хвилі

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Розташувати лампу, щілину і дифракційну решітку так, щоб вони знаходились на одній прямій. Відстань від лампи до приладу дорівнює 3-5 м.
1. Вставити дифракційну решітку у рамку на довгій лінійці приладу .Екран із шкалою встановити на кінці лінійки.
2. Дивлячись на лампу через решітку розташувати прилад так, щоб через щілину екрану було видно нитку лампи.
3. Відрахувати на шкалі зміщення від щілини до середини червоної частини спектру Акр.
4. Відрахувати на шкалі зміщення від щілини до середини фіолетової частини спектру Аф.
5. Повторити п.5 для жовтого спектру.
6. Виміряти відстань l від решітки до екрану.
7. Із формули (вважаючи ; к=1) отримаємо значення довжини хвиль:

; ;

Повторити дослід і виміри для інших відстаней між екраном і решіткою.
1. Результати занести у таблицю.
2. Період решітки знайти, знаючи, що на одному міліметрі довжини решітки розташовано 100 штрихів.

№№

d, м

Період решітки

L, м

Відстань до

решітки

Червона частина спектру

Жовта частина

спектру

Фіолетова

частина спектру

Акр, м

кр,нм

Аж, м

ж, нм

Аф, м

ф, нм

Рисунок 1 Рисунок2

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Що називається дифракцією? Інтерференцією світла?
2. Що називається дифракційною решіткою.
3. Як визначити період дифракційної решітки. Назвіть формулу дифракційної решітки.
4. Чим спектри, отримані від білого світла відрізняються від спектрів монохроматичного світла?

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

Номер і тему лабораторної роботи.
1. Мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА

Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
1. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі № 25.36 [Л.2].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №8

СПОСТЕРЕЖЕННЯ НЕПЕРЕРВНОГО ТА ЛІНІЙЧАСТОГО СПЕКТРІВ РЕЧОВИНИ

МЕТА

Вивчити за допомогою спектроскопу спектри випромінювання газів.

ЗАВДАННЯ

Спостерігати спектри: суцільний і лінійчатий.
1. Замалювати отримані спектри.

ОБЛАДНАННЯ

Спектроскоп або призма.
1. Високовольтний індуктор Спектр-1 .
2. Загальна для всіх електрична лампочка, джерело електричної енергії.
3. Світлофільтри.
4. Спектральні трубки з воднем, неоном чи гелієм.
5. Різнокольорові олівці.
6. Джерело живлення, з'єднувальні проводи (ці прилади спільні для всього класу),

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Інтерференція, дифракція світла [Л1;§ 32]
1. Дисперсія світла. [Л1; § 34.1 ]
ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Якщо пропустити пучок білого світла через скляну призму, то на екрані виникне розширена кольорова смужка з неперервною (плавною) зміною кольорів від червоного до фіолетового, її називають спектром. Розкладання білого світла в спектр у процесі проходження через призму — прояв дисперсії.

Дисперсією світла називають залежність швидкості світла в речовині, тобто показника заломлення речовини п, від довжини хвилі.

Причина цього явища полягає у тому, що випромінювання частот мають однакову швидкість у вакуумі, а в іншому середовищі (наприклад в склі) їх швидкість неоднакова і залежить від частоти коливань. Так як коефіцієнт заломлення n (n=с/v) залежить від швидкості поширення світлових хвиль, то промені різних частот заломлюються по-різному.

Спостерігати спектри можна за допомогою спектроскопу-найпростішого спектрального апарату.

Спектр – розподіл випромінювання за частотами коливань. Розрізняють наступні спектри випромінювання: Суцільні ( неперервні), лінійчаті і смугасті.

Якщо біле світло пропускати через холодний газ (який не випромінює світла), то на фоні неперервного спектра джерела з'являються темні лінії. Газ поглинає найінтенсивніше світло саме тих довжин хвиль які він випромінює в нагрітому стані. Темні лінії на фоні неперервного спектра — це лінії поглинання, які в сукупності дають спектр поглинання. Майже всі зірки мають лінії поглинання в спектрі.

За спектрами в астрономії можна визначити:

1) хімічний склад світила

2) температуру світила

3) швидкість руху світила

4) напрям руху світила

5) індукцію магнітного поля світила

У гірничодобувній промисловості за допомогою спектрального аналізу визначають хімічний склад зразків корисних копалин
У металургійному виробництві за його допомогою контролюють вміст домішок у сплавах, щоб отримувати матеріали із заданими властивостями.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Спостереження суцільного спектру нагрітого металу.

На демонстраційному столі встановити електричну лампу. Приєднати її до джерела електричної енергії.
1. Окуляр спектроскопу наблизити до ока.
2. Розглянути спектр при повному нагріву ниті лампи, знайти всі кольорові спектри
3. .Намалювати спектр, зберігаючи послідовність розташування основних кольорів спектру.

Спостереження лінійчатих спектрів.

Отримати за допомогою приладу Спектр-1 свічення газу у спектральній трубці.
1. Роздивитись отриманий лінійчатий спектр і звернути увагу на характерні для наданої речовини спектральної лінії.
2. Порівняти отриманий лінійчатий спектр з зображенням у таблиці. Замалювати (схематично) спектр. Повторити пункти 1-3 для іншого газу.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

В чому причина розкладу білого світла призмою?
1. Чи будуть змінюватись довжина хвилі, частота, і колір при переході світла з повітря у воду?
2. Приведіть приклади практичного використання спектрів?
3. Які бувають види спектрів?
4. Який принцип покладено в основу дії спектральних приладів?
5. Для чого застосовують спектральний аналіз?

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

Номер і тему лабораторної роботи.
1. Мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА

Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
1. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі № 27.2 [Л.2].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №9

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ СКЛА

МЕТА

Визначити коефіцієнт заломлення скла.

ЗАВДАННЯ

Використовуючи скляну пластинку та булавки, виміряти кути падіння та заломлення.
1. Обчислити n.

ОБЛАДНАННЯ

Скляна пластина.
1. Булавки.
2. Транспортир.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Закони поширення світла [Л1;§ 29]
1. Абсолютний показник заломлення середовища. [Л1; § 29.1 ]

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

При переході світла із одного середовища у інше існує заломлення променів - змінення напряму поширення світла. Це явище пояснюється тим, що у різних середах швидкість світла різна.

Відношення швидкості світла С у вакуумі до швидкості світла V у даному середовищі називається абсолютним показником заломлення n цієї середи: n=c/v.

Під час роботи вимірюють показник заломлення скляної пластинки, що має форму трапеції. На одну з паралельних граней пластинки похило до неї спрямовують вузький світловий пучок. Проходячи крізь пластинку, цей пучок світла зазнає дворазового заломлення. Джерело світла — електрична лампочка, приєднана до відповідного джерела струму через вимикач. Світловий пучок створюють за допомогою металевого екрана з щілиною. При цьому ширина пучка може змінюватися від зміни відстані між екраном і лампочкою.

Показник заломлення скла відносно повітря визначається за формулою:

- кут падіння пучка світла на грань пластинки з повітря у скло, - кут заломлення світлового пучка в склі.

Відношення, що в правій частині формули, знаходять так. Перед тим, як направити на пластинку світловий пучок, її розміщують на столі на аркуші міліметрового паперу (або паперу в клітинку) так, щоб одна з її паралельних граней збіглася із завчасно відміченою лінією на папері. Ця лінія позначатиме межу поділу повітря — скло. Тонко заструганим олівцем проводять лінію вздовж другої паралельної грані. Ця лінія зображає межу поділу скло — повітря. Після цього, не зміщуючи пластинки, на її першу паралельну грань під будь-яким кутом напрямляють вузький світловий пучок. Уздовж падаючого на пластинку світлового пучка і того, що вийшов з неї, тонко заструганим олівцем ставлять точки 1, 2, 3 і 4 (мал. 192). Після цього лампочку вимикають, пластинку знімають і під лінійку креслять вхідний, вихідний і заломлений промені (мал.193). Через точку В межі поділу середовищ повітря — скло проводять перпендикуляр до межі, відмічають кути падіння і заломлення . Далі за допомогою циркуля креслять коло з центром у точці В і будують прямокутні трикутники ABE і CBD.

Оскільки , і АВ=ВС - то формула для визначення показника заломлення скла матиме вигляд:

(1)

Довжину відрізків АЕ і DC вимірюють на міліметровому папері або лінійкою. При цьому в обох випадках інструментальну похибку можна брати такою, що дорівнює 1 мм. Похибку відліку також можна брати 1 мм, що врахує неточність розміщення лінійки відносно краю світлового пучка.

Максимальну відносну похибку є визначення показника заломлення знаходять за формулою:

Максимальна абсолютна похибка визначається формулою:

Тут пH — наближене значення показника заломлення, що визначається формулою (1).

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

На середину листа паперу покласти пластинку. Розташуватись так, щоб око знаходилось на рівні пластинки .
1. Поблизу від бокової грані пластинки вколоти булавку.
2. Вколоти булавки В, С так, щоб видимі частини булавок здавались розташованими на одній прямій.
3. Обвести пластинку олівцем, вийняти булавки та відмітити (точками і буквами) їх положення.
4. Зняти пластинку. Намалювати лінії ВА, АС і перпендикуляр до межі поділу у точці А.
5. Підготувати бланк звіту з таблицею для запису результатів вимірювань і обчислень.
6. Підрахувати коефіцієнт заломлення скла n=sin/sin.
7. Дослід повторити 3 рази, змінюючи величину кута падіння .
8. Знайти середнє значення коефіцієнту заломлення скла, та відносну похибку:
9. Результати занести до таблиці:

Виміряно	Обчислено
AE,мм	DC,мм	nH	AE,мм	DC, мм	%

Визначити показник заломлення скла відносно повітря при будь-якому куті падіння. Результат записати з урахуванням обчислених похибок.
1. Повторити те саме при іншому куті падіння.
2. Порівняти результати, знайдені за формулами:

Зробити висновок про залежність показника заломлення від кута падіння.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

Чим пояснюється відхилення променя у склі?
1. Яке фізичне значення абсолютного коефіцієнту заломлення скла?
2. Як вплине змінення куту падіння променю на результат роботи?
3. Сформулюйте закони поширення світла.

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ

Номер і тему лабораторної роботи.
1. Мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА

Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
1. «Сборник задач и вопросов по физике» под редакцией Гладковой Р.А.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Розв’язати задачі № 24.21[Л.2].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №10

ВИВЧЕННЯ ТРЕКІВ ЗАРЯДЖЕНИХ ЧАСТОК ЗА ГОТОВИМИ ФОТОГРАФІЯМИ

МЕТА

Проаналізувати треки заряджених часток.

ЗАВДАННЯ

2.1 Виміряти та визначити радіус кривизни треку.

2.2 Проаналізувати треки на фото, відповісти на питання.

ОБЛАДНАННЯ

Фотографії треків елементарних часток, отримані в камері Вільсона.
1. Листи прозорого паперу.

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

3а допомогою камери Вільсона спостерігають і фотографують треки (сліди) заряджених часток, що рухаються. Трек частки являє собою ланцюжок з мікроскопічних крапельок води або спирту, що утворились в наслідок конденсації перенасичених пар цих рідин на іонах. Іон же утворюється в результаті взаємодії зарядженої частки з молекулами парів та газів, що знаходяться в камері.

Висновки що необхідно знати щоб уміти "прочитати" фотографію треків часток:

• при інших однакових умовах трек товстіше у тієї частки, що має більший заряд. Наприклад при однакових швидкостях трек - частки товстіше за трек протону та електрону.

• якщо частки мають однакові заряди, то трек товстіше в тієї частки, що мас меншу швидкість, рухається повільніше. Звідси очевидно, що до кінця руху трек частки товстіше чим на початку, тому що швидкість частки зменшується внаслідок втрати енергії на іонізацію атомів середовища.

Висновки що необхідно теж використовувати для аналізів фотографій треків часток:

радіус кривизни треків залежить від маси, швидкості і заряду частки. Радіус тим менше (тобто відхилення частки від прямолінійного руху тим більше), чим менша маса і швидкість частки і чим більше її заряд. Наприклад, у тому самому магнітному полі при однакових початкових швидкостях відхилення електрону буде видно, що трек електрону - коло із меншим радіусом, чим радіус треку протону. Швидкий електрон відхилиться менше ніж повільний. Атом гелію, у якого бракує одного електрону, відхилиться слабше, чим - частка, тому що при однакових масах заряд - частки більше, ніж заряд іонізованого атому гелію. З співвідношення між енергією частки і радіусом кривизни її треку видно, що відхилення від прямолінійного руху більше в тому випадку, коли енергія частки менше.
Тому якщо швидкість частки до кінця пробігу зменшується то зменшується і радіус кривизни треку (збільшується відхилення від прямолінійного руху). По зміні радіуса кривизни можна визначити напрямок руху частки - початок її руху там. де кривизна треку менше.
Щоб визначити напрямок вектора індукції магнітного поля, потрібно скористатися правилом лівої руки: чотири витягнутих пальці розташовують по напрямку руху протона, а відігнутий великий палець-у напрямку радіуса кривизни треку (уздовж нього спрямована сила Лоренца). По положенню долоні, у яку повинні входити силові лінії, знайдіть їхній напрямок, тобто напрямок вектора індукції магнітного поля. Рис.1

Для знаходження радіусу кривизни треку r.

Радіус кривизни треку частки визначають наступними способом. Потрібно накласти на фотографію

листок прозорого паперу і перевести на неї трек (це варто робити обережно, щоб не ушкодити фотографію). Накреслити як показано на рисунку, дві хорди і відновити до цих хорд у їхніх серединах перпендикуляри. На перетинанні лежить центр окружності, її радіус виміряти лінійкою. Згідно зазначеному масштабу обчислити радіус кривизни. Відрізок

0,4 см на кресленні відповідає відрізку в 1 см. Якщо наприклад, радіус кривизни на кресленні дорівнює 3.2 см. то складаємо пропорцію:

5 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

5.1 Розглянути фотографії треків заряджених - часток, отриманих за допомогою камери Вільсона (рис.2, рис.3). Відповісти на питання приведені біля фотографій.

Знайти радіус кривизни треку - часток (рис.3) використовуючи пункт 1 5.3 Розглянути фотографію (рис 4). Відповісти на питання (біля фотографії). 5.4 Використовуючи котирувальний папір замалювати треки часток у роботі.

Рис 2. Розгляньте фотографію треків - часток камері Вільсона, та дайте відповідь на наступні питання:

1. У якому з напрямків рухалася - частки?

2. Чому довжина треків - часток приблизно однакова?

3. Чому товщина треків - часток до кінця руху трохи збільшується?

4. Чом деякі - частки залишають треки лише наприкінці свого руху?

Рис.3. Розгляньте фотографію треків - часток камері Вільсона, та дайте відповідь на наступні питання:

1. У якому напрямку рухалась - частка?

2. Чому треки - часток скривлені?

3. Як було спрямовано вектор магнітної індукції?

4. Як змінювалась швидкість руху - часток?

5. За якими ознаками ви робите висновок про зміну швидкості руху - часток?

Рис. 4. Відповісти на наступні питання:

1. Чому трек електрону має форму спіралі?

2. У якому з напрямків рухався електрон: ви зовнішніх витків спіралі до її центр чи навпаки?

3. Як був спрямований вектор магнітної індукції?

ЗВІТ ПОВИНЕН МІСТИТИ
1. Номер, тему, мету лабораторної роботи.
2. Результати вимірів і розрахунків.
3. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА
1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Вивчити конспект лекції.

ДОДАТКОВІ РОБОТИ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №11

ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОГО ЕКВІВАЛЕНТУ МІДІ

МЕТА

Визначити електрохімічний еквівалент міді.

ЗАВДАННЯ

Зробити дослід.
1. Результати дослідів та розрахунків занести до таблиці.

ОБЛАДНАННЯ
1. Терези.
2. Амперметр.
3. Годинник.
4. Джерело електричної енергії.
5. Реостат, перемикач, з’єднувальні дроти.
6. Електролітична ванна із розчином мідного купоросу; дві мідні пластини.

ВКАЗІВКИ НА ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ

Електроліз.[Л1;§ 19.2]
1. Закони Фарадея [Л1; § 19.4,19.5 ]

ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Процес при якому молекули солей, лугів або кислот розпадаються на заряджені частки (іони) під дією розчинника, називається електролітичною дисоціацією; отриманий при цьому розчин із позитивними і негативними іонами називається електролітом. Якщо у сосуд із електролітом помістити пластини (електроди) з’єднані із джерелом струму (створити в електроліті електричне поле), то позитивні іони будуть рухатись до катоду, а негативні до аноду. У електродів відбуваються окислювально-відновлювальні реакції, при цьому на електродах виділяються речовини-продукти реакції – відбувається електроліз.

Електролізу відповідає Закон Фарадея:

1 Закон: маса речовини, що виділяється на електроді прямо пропорційна кількості електрики Q, що проходить крізь електроліт:

m=k·Q або m=k·I·t ,

де k - електрохімічний еквівалент речовини. Для кожної речовини k має своє значення. Вимірюючи силу струму в колі, що складено за схемою на рис.1, час його проходження і масу речовини на катоді, можна визначити електрохімічний еквівалент з першого закону Фарадею: .

6 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ

6.1. Ретельно вимити поверхню мідної пластини, та зважити цю пластину із максимально можливою точністю.

6.2. Зібрати електричне коло за схемою, зображеною на рис. 1. Зважену пластину з’єднати із негативним полюсом джерела електричної енергії.

6.3. Після перевірки ел. кола викладачем помітити час за годинником, замкнути ключ. Швидко встановити реостатом силу струму 1÷1.5 А. Користуючись реостатом, підтримувати силу струму постійною на протязі всього досліду. Рис.1

6.4. Через 20 хвилин коло розімкнути. Пластину, яка була у досліді катодом, витягнути, промити водою, висушити, ретельно зважити та визначити масу міді.

6.5. За результатом дослідів визначити електрохімічний еквівалент міді

6.6. Порівняти отримане значення електрохімічного еквіваленту міді з табличним.

№	Маса катода до досліду m1, кг.	кг	Маса міді виділеної на катоді m, кг.	Сила струму І, А.	t,c	, кг/Кл	кг/Кл

Контрольні питання

Чому молекули кислоти у воді розпадаються на іони?
1. Як змінюється опір електроліту із підвищенням температури? Чому?
2. Які вільні носії заряду у електролітах та звідки вони беруться?
3. Сформулювати закони Фарадея для електролізу.

Висновок

зробити самостійно.

Домашнє завдання

підготуватись до теоретичного опитування.

PAGE 6

EMBED PBrush

Рис.6.1

Спектральний аналіз – метод визначення хімічного складу речовини за її спектром. Разроблено в 1859 році німецькими вченими Г. Р. Кірхгофом и Р. В. Бунзеним.

Роберт Вильгельм Бунзен

1811 - 1899

Густав Роберт Кірхгоф

1824 - 1887

Смугасті

Лінійчасті

Неперервні

Спектри випромінювання

1. Економічна сутність функції та класифікація податків.html
2. і. Аналізуючи ліквідність доцільно оцінити не тільки поточні суми ліквідних активів а й майбутні зміни л.html
3. а совокупность национальных экономик и их взаимодействующих частиц объединяемых международной системой
4. модуль Прізвище ім~я cturius Секретар d refere
5. Правовая природа брака
6. введение новшество.html
7. Реферат- Искусство древней Греции
8. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук1
9. Московский Государственный Университет Экономики Статистики и Информатики МЭСИ Кафедра Авто
10. Государства даётся концепция об идее блага как высшем объекте познания
11. Тема 9 Семья с ребенкоминвалидом Лекция 2 Государственная социальная политика в отношении семей с ребе
12. 6 Введение
13. і G C EМахаббат неге сонша ысты~ еді~[kzchords
14. Тема абсурда в экзистенциализме А
15. Исследование апериодического разряда конденсатора
16. Задание 2 1Технологическая схема переработки КРС
17. Развитие сети физкультурноспортивных сооружений и материальнотехнической базы физической культуры
18. The pinted veil which those who live cll Life
19. визитки которые вы прикрепили на грудь детям в первый же день
20. среда обитания

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе