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, при виконанні лабораторної роботи було допущено значних випадкових похибок вимірювань.)

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 припустимо, 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 годинникового індикатора 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 наконечника а1 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 нутроміри 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 та встановлюють у державку разом із боковиками. Дії установки на «0» аналогічні діям при вимірі деталі.

2.1 Вимірювальна головка.

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 та 0,002 мм, діапазон вимірювань ± 0,05мм…5мм (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 містком, що центрує, і закріпити затискачем вимірювальну 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 та 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 глибиномірний стрижень між боковиками.

2.Спостерігаючи за стрілкою головки і переміщуючи нутромір між боковиками шляхом похитування і 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 поділу шкали головки та знака та записати його в таблицю відліку. Вимірювання провести для кожного перерізу у двох взаємно-перпендикулярних напрямках.

Мал. 1Індикаторний нутромір

Мал. 4 Індикатор годинникового 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, голівку, 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

ЧОТИРИЗОНДОВИЙ МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ ОПОРУ НАПІВПРОВІДНИКІВ

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи за курсом «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 залежностіпитомої 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, за 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 приконтактній 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 виміру питомої 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 базі лабораторного універсального стенду. У цій лабораторній роботі використовуються такі прилади та обладнання:

1. Термокамера із зразком та вимірювальною головкою;

2. Джерело постійного струмуТЕС-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. Розмір 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, що визначається можливістю вимірювання малої напруги. При великих струмах можливе нагрівання зразка, що спотворює результати вимірювань. Зменшення робочого струму одночасно знижує модуляцію провідності зразка, викликану інжекцією носіїв заряду при перебігу 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 з 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 встановлення перемикачів режимів цих приладах.

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

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

4. Провести вимірювання 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, і записати показання приладів у таблицю 1. Температуру зразка визначити за кривою градуювання, представленої в додатку.

6. Аналогічно виміри зробити послідовно для значень струму нагрівача 0.9, 1.1, 1.2, 1.5, 1.8 А. Результати всіх вимірів 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. Висновок 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 ВНЗ. - 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 прискорення вільного падіння за допомогою маятника».

Мета роботи: обчислити прискорення вільного падіння з формули для періоду коливань математичного маятника:

Для цього необхідно виміряти період коливання та довжину підвісу маятника. Тоді з формули (1) можна обчислити прискорення вільного падіння:

Засоби виміру:

1) годинник із секундною стрілкою;

2) вимірювальна стрічка (? л = 0,5 см).

Матеріали: 1) кулька з отвором; 2) нитка; 3) штатив з муфтою та кільцем.

Порядок виконання роботи

1. Встановіть штатив на краю столу. У його верхнього кінця закріпіть за допомогою муфти кільце і підвісьте до нього кульку на нитці. Кулька повинна висіти на відстані 3-5 см від підлоги.

2. Відхиліть маятник від положення рівноваги на 5-8 см і відпустіть його.

3. Виміряйте довжину підвісу мірною стрічкою.

4. Виміряйте час Δt 40 повних коливань (N).

5. Повторіть вимірювання Δt (не змінюючи умов досвіду) та знайдіть середнє значення Δt порівн.

6. Обчисліть середнє значення періоду коливань T ср за середнім значенням Δt ср.

7. Обчисліть значення g cp за такою формулою:

8. Отримані результати занесіть до таблиці:

Номер	l, м	N	Δt, с	Δt ср, с

9. Порівняйте отримане середнє значення g cp зі значенням g = 9,8 м/с 2 і розрахуйте відносну похибку вимірювання за формулою:

Вивчаючи курс фізики, вам часто доводилося використовувати у вирішенні завдань та інших розрахунках значення прискорення вільного падіння на поверхні землі. Ви приймали значення g = 9,81 м/с 2 , тобто з тією точністю, якої цілком достатньо для розрахунків, що ви виробляєте.

Метою даної лабораторної є експериментальне встановлення прискорення вільного падіння з допомогою маятника. Знаючи формулу періоду коливання математичного маятника Т =

можна виразити значення g через величини, доступні простому встановленню шляхом експерименту та розрахувати g з деякою точністю. Висловимо

де l - Довжина підвісу, а Т - період коливань маятника. Період коливань маятника Т легко визначити, вимірявши час t, необхідне здійснення деякої кількості N повних коливань маятника

Математичним маятником називають вантаж, підвішений до тонкої нерозтяжної нитки, розміри якого набагато менші за довжину нитки, а маса — набагато більша за масу нитки. Відхилення цього вантажу від вертикалі відбувається на нескінченно малий кут, а тертя відсутнє. У реальних умовах формула

має приблизний характер.

Розглянемо таке тіло (у разі важіль). На нього діють дві сили: вага вантажів P і сила F (пружності пружини динамометра), щоб важіль знаходився в рівновазі і моменти цих сил повинні дорівнювати за модулем меду собою. Абсолютні значення моментів сил F та P визначимо відповідно:

У лабораторних умовах для вимірювання з деяким ступенем точності можна використовувати невелику, але масивну металеву кульку, підвішену на нитці довжиною 1-1,5 м (або більшою, якщо є можливість такий підвіс розмістити) і відхиляти її на невеликий кут. Хід роботи цілком зрозумілий з опису її у підручнику.

Засоби виміру: секундомір (Δt = ±0,5 с); лінійка або вимірювальна стрічка (Δl = ±0,5 см)

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, теж 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, вважатимуться прямою лінією, то рух на дослідженому відрізку шляху вважатимуться рівноприскореним. Інакше це складніший нерівномірний рух.

Для визначення швидкості у межах нашої гіпотези скористаємося формулами рівнозмінного руху. Якщо рух починається зі 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 з початку координат, розташована повністю в цьому коридорі і проходить якомога ближче до виміряних значень швидкостей є 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 якийсь 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 встановлений 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 та фокусної відстані лінзи, що збирає.

Обладнання: лінійка, два прямокутний трикутник, 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 дійсне 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 на краю 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 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 виміру 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» Олексіїв Марії.

Мета роботи:вимір 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 встановлення:

1. Утримувач.

2. Чорний екран.

   Вузька вертикальна щілина.

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

Теоретична частина:

Дифракційна решітка є сукупністю 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 діапазону.

Остаточна формула визначення довжини хвилі має вигляд

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

Зразковий хід роботи:

b = 8 см, a = 1 м; k=1; d=10 -5 м

(червоний колір)

d – період решітки

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/c		v 2 = Δх 2 / Δt 2 v 2 = м/с		Δ v =м/c
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 точках х 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 , що витратить каретка на 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 ми 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, сполучні 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, помаранчевий, червоний.

Цей спектр безперервний. Це означає, що у спектрі представлені хвилі всіх довжин. Таким чином, ми з'ясували, що суцільні спектри дають тіла, що знаходяться в твердому або рідкому стані, а також 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, помаранчевий.

Найбільш яскравою є помаранчева лінія спектру.

Спектр гелію: блакитний, зелений, жовтий, червоний.

Найбільш яскравою є жовта лінія.

Ґрунтуючись на нашому досвіді, ми можемо зробити висновок, що лінійчасті спектри дають усі речовини в газоподібному стані. І тут світло випромінюють атоми, які мало взаємодіють друг з одним. Ізольовані атоми випромінюють строго 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 з утримувачем, металева підставка під магнітні деталі.

Х від роботи:

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

Запишіть показ динамометра. Це вага цвяха, він вам знадобиться при вимірі сили магніту:

3. Зібрати електричний ланцюг, показаний на малюнку. Харчування не включати доти, доки викладач не перевірити правильність складання.

4. Замкнути ключ і, повертаючи 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 і встановіть на амперметрі за допомогою реостата перше обране значення струму.

7. Торкніться сердечником котушки до капелюшка цвяха, що висить на динамометрі. Цвях прилип до сердечника. Опускайте котушку вертикально донизу і слідкуйте 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 F 2 та F 3 . 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 і 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 Устаткування ... лабораторніроботиНова лабораторнароботаТема 4 Лабораторнаробота №6. Вимірюванняприродного...

Авдєєва дослідження з екології введення

Автореферат дисертації

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