12640

Лабораторный практикум к общему курсу физики

Книга

Физика

Методические указания к лабораторным работам Косьянов П.М. Лабораторный практикум к общему курсу физики. Методические указания к лабораторным работам. Нижневартовск: 2008. –551–3Нижневартовск 2008 Введение Лабораторный практикум по общему курсу физики состои

Русский

2013-05-02

5.53 MB

124 чел.

Методические указания к лабораторным работам

Косьянов П.М.

Лабораторный практикум к общему курсу физики. Методические указания к лабораторным работам. — Нижневартовск: 2008. —

–551–3 ©Нижневартовск, 2008


Введение

Лабораторный практикум по общему курсу физики состоит из трех разделов:

  1.  «Механика и молекулярная физика»
  2.  «Электричество и магнетизм»
  3.  «Основы оптики и квантовой физики»

В первом разделе для проведения лабораторной работы используются лабораторные комплексы ЛКМ-1 и ЛКТ-9.

Во втором разделе используется лабораторный комплекс ЛКЭ-1.

В третьем разделе используется лабораторный комплекс ЛКО-1 А.

Перед выполнением лабораторных работ, теоретические и практические вопросы, прорабатываются студентами на лекциях и по рекомендованной литературе. Необходимые справочные материалы по назначению и техническим характеристикам комплексов приведены в приложениях 1, 2 и 3.

Правила техники безопасности
при выполнении лабораторных работ
по общему курсу физики

До начала работ каждый студент ДОЛЖЕН внимательно ознакомиться с настоящими правилами и расписаться в журнале учета инструктажа по технике безопасности.

Студент ОБЯЗАН выполнять следующие правила:

  1.  перед включением лабораторного комплекса в сеть 220 В проверить, чтобы тумблер включения был в положении ВЫКЛ;
  2.  запрещается касаться токоведущих частей схемы металлическими предметами, работать мокрыми руками;
  3.  запрещается без разрешения преподавателя включать лабораторные стенды в сеть 220 В и подавать напряжение на схему;
  4.  запрещается перемещать лабораторные стенды с одного стола на другой или вскрывать их;
  5.  необходимо отключать питание по завершению измерений.

По всем вопросам обращайтесь к преподавателю или лаборанту. За порчу оборудования студенты несут материальную ответственность.

В лаборатории ЗАПРЕЩАЕТСЯ курить, находится в верхней одежде или головных уборах.

Методические указания
к выполнению лабораторных работ

  1.  Каждый студент выполняет работы по специальному графику.
  2.  К выполнению работы необходимо подготовиться до начала
    занятия в лаборатории.
  3.  Кроме описания работы в данном методическом пособии используйте рекомендуемую литературу и конспект лекций.
  4.  При подготовке полезно продумывать ответы на контрольные вопросы.
  5.  К выполнению работы допускаются только подготовленные студенты.
  6.  С возникающими вопросами обращайтесь к преподавателю.

Правила оформления отчета
о лабораторной работе

Лабораторная работа представляет собой небольшое, но вполне законченное учебное научное исследование. Отчет о лабораторной работе является документом, отражающим результаты выполненного исследования с максимальной полнотой и объективностью. К оформлению научно-технической документации предъявляются единые требования. В определенной мере этим требованиям должен удовлетворять и отчет о лабораторной работе.

Требования к оформлению отчета

Отчет должен выполняться на бумаге стандартного размера (формат А4). Поля оставлять по обеим сторонам текста. Форма титульного листа приведена ниже. Весь материал отчета должен иметь четкую рубрикацию. Каждый раздел снабжается заголовком.

Федеральное агентство по образованию

Филиал ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

в г.Нижневартовске

Кафедра  «Информатика»                                                                   .

                                                                                                               .

Отчет
по лабораторной работе №
____

По курсу «Механика и молекулярная физика»                                 .

На тему                                                                                               .

Выполнил студент___________________

Группа_____________________________

Вариант №__________________________

Проверил___________________________

Нижневартовск

2008 г.


Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ

Цель работы: определить величину ускорения свободного падения экспериментальным путем, исследуя падение тел определенной массы с различной высоты, применяя законы прямолинейного равноускоренного движения.

Оборудование: пушка механическая, направляющий стержень со шкалой, спусковое устройство, фотодатчики, таймер, линейка, грузики: стальной (m=22.7 г) и алюминиевый (m =6.6 г), калькулятор.

Описание установки: пушка устанавливается вертикально (рис.1). Пружина пушки не используется. Зацеп удерживает фигурный груз за выемку в теле груза и находится в нижнем положении. При этом груз оказывается непосредственно перед входом в первый датчик пушки. Положение груза следует уточнить, аккуратно поднимая или опуская зацеп и определяя момент входа груза в фотодатчик, по звуковому и световому сигналу схемы «ПУСК» таймера. Груз устанавливается чуть выше положения, при котором срабатывает датчик.

При отпускании груза (как при выстреле из пушки) определяется время падения между датчиками с высоты h = 250 мм. Место крепления пушки в ЛКМ-1 втулка вблизи переднего края платформы.

Ход работы:

Используется формула для нахождения пути при прямолинейном равноускоренном движении (1), определяется ускорение свободного падения а:

 (1)

Так как , то ,

,

, следовательно

и , поэтому

Рис.1. Опыт «свободное падение»

где  — расстояние между начальным положением грузика и первой парой фотодатчиков, м; - расстояние между фотодатчиками, м ();  - время полета грузика между фотодатчиками, с.

Таблица 1

Расчет ускорения свободного падения стального грузика

X1, м

t, с

g , м/с2

0.070

0.137

9.59

0.137

9.59

0.136

9.74

0.120

0.118

9.76

0.117

9.93

0.118

9.76

0.045

0.148

9.95

0.149

9.81

0.149

9.81

Таблица 2

Расчет ускорения свободного падения алюминиевого грузика

X1, м

t, с

g, м/с2 

0.070

0,137

9,59

0,135

9,87

0,136

9,74

0.028

0,163

9,71

0,163

9,71

0,162

9,83

0.100

0,126

9,45

0,125

9,60

0,124

9,75

Находится средняя величина ускорения свободного падения и погрешность измерения:

где n количество замеров

расчет погрешности по формуле ;

результат

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №2

Измерение коэффициента полезного действия механической пушки

Цель работы: определение коэффициента полезного действия пружинной механической пушки экспериментальным путем, применяя закон сохранения импульса, закон Гука и закон сохранения энергии.

Оборудование: механическая пушка в составе (основание, направляющий стержень со шкалой, спусковое устройство, фотодатчики (входной и выходной), грузы: ) стержень для жесткости пружины, снаряд для свободного падения

Ход работы:

Рис. 1. Механическая пушка

Для определения КПД механической пушки, сначала находится коэффициент упругости пружины. Для этого проводятся соответствующие опыт и необходимые вычисления, результаты заносятся в таблицу 1.

Для определения коэффициента упругости пружины используется закон Гука (1)

, (1)

где  – коэффициент упругости пружины, ;

- сжатие пружины, м;

- сила упругости, Н.

Так сила тяжести действующая на груз, уравновешивается силой упругости пружины:

,

k=

Таблица 1

,

,

0.014

0.4975

348.25

0.015

0.5067

331.04

0.027

1.0042

364.48

Находится среднее значение коэффициента упругости пружины (Н/м):

Пружина надевается на стержень пушки, фиксируется, надевается грузик, пружина сжимается. Измеряется сжатие пружины, затем грузик выстреливается, измеряется время пролёта грузика между парами фотодатчиков (0,25 м). По времени и расстоянию определяется скорость грузика.

Для определения КПД, находятся кинетическая и потенциальная энергии:

,

,

где  – коэффициент упругости пружины;

- сжатие пружины, м. (сжатие пружины измеряется на стержне пушки).

Определяется коэффициент полезного действия пушки .

Таблица 2

Определение КПД

, %

0.25

0.0227

0.046

0.046

5.43

0.33

0.36

91.6

93.4

0.045

5.55

0.34

0.36

94.4

0.045

5.55

0.34

0.36

94.4

0.25

0.0227

0.073

0.028

8.92

0.903

0.926

97.5

97.5

0.028

8.92

0.903

0.926

97.5

0.028

8.92

0.903

0.926

97.5

S - расстояние между парами фотодатчиков (S = 0,25м);

t - время полета снаряда между фотодатчиками.

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №3

Центральный удар шаров.
Потеря энергии при ударе

Цель работы: Определить силу удара и сохранение энергии при центральном ударе шаров из различных металлов.

Оборудование: панель с двумя опорами подвесов и арретиром; подвес шара с пружинным держателем; шары: стальной () – 2 шт., алюминиевый () - 2 шт., латунный () - 2 шт.

Рис. 1. Модуль «Удар шаров»

Ход работы:

В держатели шаров на подвесах вставляются пара шаров. Первый откланяется на заданный угол, фиксируется. Фиксатор отпускается, первый шар падает и ударяет неподвижный второй шар. Опытным путем определяется угол отклонения покоящегося шара после удара, данные заносятся в таблицу.

Таблица 1

Определение угла отклонения покоящегося шара

Ударяющий шар

Покоящийся шар

Угол отклонения ударяющего шара

Угол отклонения покоящегося шара

сталь

Сталь

30°

27°

сталь

алюминий

30°

сталь

Латунь

18°

алюминий

алюминий

22°

алюминий

Сталь

13°

алюминий

Латунь

12°

латунь

Латунь

20°

латунь

алюминий

28°

латунь

Сталь

21°

Используя законы сохранения импульса и энергии (1) выводятся формулы нахождения скоростей шаров после соударения:

(1)

где - масса ударяющего шара, - масса покоящегося шара,

V1 - скорость ударяющего шара до соударения,

V1' - скорость ударяющего шара после соударения,

V2' - скорость покоящегося шара после соударения.

Так как , то

где высота падения шара

- длина подвеса шара ()

При абсолютно упругом ударе:

;;

При реальном ударе:

где Vreal - скорость шара в опыте

Videal - скорость шара при абсолютно упругом ударе

Ereal - энергия шара в опыте

Eideal - энергия шара при абсолютно упругом ударе

,

где  - потеря энергии в процентах

По полученным значениям составим таблицу 2

Таблица 2

Расчет скорости, энергии и потерь энергии
при центральном ударе шаров

Ударяющийся шар

Покоящийся шар

сталь

сталь

0,283

0,0114

0,0092

19,2

сталь

алюминий

0,417

0,0088

0,0040

53 .

сталь

латунь

0,272

0,0114

0,0044

60

алюминий

алюминий

0,283

0,0040

0,0020

44

алюминий

сталь

0,148

0,0031

0,0021

32,2

алюминий

латунь

0,142

0,0030

0,0019

33,5

латунь

латунь

0,283

0,0122

0,0055

54,6

латунь

алюминий

0,423

0,0090

0,0030

60

латунь

сталь

0,292

0,0120

0,0050

57

По полученным результатам формулируются выводы:


Лабораторная работа №4

Определение момента инерции системы
на основе закона сохранения момента импульса

Цель работы: опытным путем определить момент инерции поворотного столика с горизонтально расположенным на нем гироскопом, используя закон сохранения момента импульса.

Оборудование: стол поворотный с электроприводом, основание со шкалой, платформа, стойка-шкив, тормоз механический, фотодатчик, электропривод ДПД 52, калькулятор, таймер.

Рис. 1. Гироскоп

Ход работы:

Маховик гироскопа устанавливается горизонтально, задается частота вращения электропривода, после чего включается тормоз. Система начинает вращаться. Измеряется период обращения системы.

Для определения момента инерции используем закон сохранения момента импульса

 

 (1)

где Ic - момент инерции системы

Im - момент инерции маховика ()

c - угловая скорость системы

m - угловая скорость маховика

(2)

где Т - время периода, с;

vm - частота вращения маховика, Гц;

Расчет момента инерции системы:

Im = 0,66г  м2 = 6,610-4 кгм2

Iс = 6,6  10-4 30  0,43с = 85,14 10-4 кг м2

Так как во всех 5 измерениях получилось одно и то же значение момента инерции системы, то погрешность  

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №5

Прецессия гироскопа.
Измерение частоты прецессии

Цель работы: определить прецессии гироскопа, измерить частоту прецессии.

Оборудование: стол поворотный с электроприводом (I = 2.76 г*м2): основание со шкалой, платформа, стойка-шкив, тормоз механический, фотодатчик, электропривод ДПД = 52, гироскоп, калькулятор, таймер, грузик.

Ход работы:

Рис. 1. Гироскоп

Под действием постоянной силы возникает вращение оси гироскопа с постоянной угловой скоростью (прецессия).

Определим сначала теоретическую угловую скорость.

Если в качестве внешней силы, действующей на ось гироскопа, принять силу тяжести груза, насаженного на ось гироскопа, тогда момент силы M=mgr, где m=100г=0.1кг – масса груза, г=25мм=0.025м – радиус шкива.

Теоретическое значение угловой скорости прецессии равно:

Im - момент инерции маховика (Im = 0.66 г*м2)

Экспериментальные значения угловой скорости находятся как:

Где: Т – период вращения гироскопа

- угол (2 )

и заносят в таблицу.

Таблица 1

Расчет угловой скорости

Vм, Гц

Т, с

, c -1

30

26.40

0.2378

26.57

0.2363

26.72

0.2350

26:62

0.2359

26.63

0.2358

Находятся среднее значение угловой скорости и погрешность измерения:

0.2362 с-1

где n - количество замеров

= ±

= 0,2362 0,0014c-1

Относительная погрешность:

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №6

Определение коэффициентов
трения и сопротивления

Цель работы: Определить коэффициент трения и сопротивления с помощью измерений времени вращения поворотного столика с парусами.

Оборудование: стол поворотный с электроприводом, платформа, фотодатчик, калькулятор, 2 паруса на штейкере, таймер.

Рис. 1. Поворотный стол с прусами, установленными вдоль потока.

Рис.2. Поворотный стол с парусами, установленными поперек потока

Ход работы:

Для определения коэффициентов трения и сопротивления необходимо провести два опыта. Известно, что

где:

- угловая скорость

Т- период

- угол поворота

При сухом трении линейной является зависимость скорости от времени и квадрата скорости от угла поворота.

При аэродинамическом сопротивлении линейной является зависимость логарифма скорости от угла поворота и величины, обратной скорости от времени.

Составим таблицу 1, в которой найдем зависимость угловой скорости от времени вращения, квадрат и логарифм угловой скорости в зависимости от угла поворота. Первый опыт проводим с парусами, установленными вдоль потока.

Таблица 1

Расчеты к опыту 1

Т, с

,рад

, с-1

2, с-2

In

1.34

2

4.68

21.96

1.54

1.39

4

4.51

20.41

1.50

1.44

6

4.36

19.01

1.47

1.50

8

4.18

17.52

1.43

1.54

10

4.07

16.62

1.40

1.61

12

3.90

15.21

1.36

По данным таблицы 1 строятся графики зависимостей квадрата скорости от угла поворота и логарифма скорости от угла поворота.

График 1

Зависимость квадрата скорости от угла поворота

График 2

Зависимость логарифма скорости от угла поворота

2п 4п 6п 8п 10п

значение угла поворота (в радианах)

12 вычисляется угловой коэффициент наклона прямой.

где:

Y - разности между конечным и начальным значением

Х - разности между конечным и начальным значением

у = 6.75

х = 12-2 = 10

к = 6.75/10

в первом случае более линейным является график зависимости квадрата угловой скорости от угла поворота. Это значит, что при опыте без парусов происходит сухое трение в подшипнике столика. Коэффициент трения K= 0.214

Во втором опыте установим паруса поперек потока и получим таблицу.

Таблица 2

Расчеты к опыту №2

Т, с

, рад

, с-1

2, с-2

Ln

1.25

2

5.20

25.24

1.61

1.54

4

4.07

16.62

1.40

1.95

6

3.22

10.37

1.16

2.53

8

2.48

6.16

0.90

3.35

10

1.87

3.51

0.62

4.72

12

1.33

1.77

0.28

График 3

Зависимость квадрата скорости от угла поворота

значение угла поворота (в радианах)

График 4

Зависимость логарифма скорости от угла поворота

Во втором опыте линейным является график зависимости логарифма угловой скорости от угла поворота, то есть наблюдается аэродинамическое сопротивление. Так же как и в первом случае находится коэффициент аэродинамического сопротивления К= 0.042

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №7

Закон Бойля-Мариотта

Цель работы: проверка закона Бойля-Мариотта

Оборудование: комплекс ЛКТ-9

1. Основание – поддон с электропитанием 1

2. Вольтметр стрелочный сетевой (предел шкалы 250 В) 1

3. Манометр на 40 кПа (300 мм. рт. ст.) 1

4. Пневмостема (на кран – зажим и два штуцера) к манометру 1

5. Секундомер 0,01 с 1

6. Мультиметр М 838 1

7. Калькулятор инженерный тип SITIZEN SR-135T 1

8. Чайник электрический тип BOSCH_______, R60 = 24,1 Ом 1

9. Баллон стеклянный 0,70 л с штуцером, клапаном и шлангом 1

10. Груша – помпа с шлангом и винтом- зажимом 1

12. Баллон пластмассовый 1,06 л с двумя штуцерами 1

13. Флакон 64 мл с штуцером 1

14. Термопара к мультиметру 2

15. Кабели к мультиметру, черный и красный 2

16. Мензурка мерная 1000 мл 1

17. Мензурка мерная 250 мл 2

18. Шланги силиконовые 600 мл + 320 мл 4

19. Проволочки для чистки капилляров (0,2 мм) 2

20. Салфетки хлопчатобумажные 1

21. Перчатки хлопчатобумажные (пара) 2

22. Батареи запасные для таймера, калькулятора 1

23. Переходник «Евро – Азия» 2

24. Зажим типа «Крокодил» 1

25. Паспорт и техническое описание 1

Рис. 1. Комплекс ЛКТ-9
Номера позиций соответствуют номерам перечня состава ЛКТ-9

Рис. 3. Схема пневмосистемы

Штуцер Ш 1 подключен к манометру постоянно, штуцер Ш 2 - посредством крана-зажима. Нормальное состояние крана - открытое (головка крана не затянута). При вращении головки крана по часовой стрелке пережимается шланг, соединяющий штуцер Ш 2 с манометром. Постоянное пережатие шланга не рекомендуется, возможно временное слипание стенок шланга.

Ход работы:

Если сосуд объемом V1, в которой находится газ под давлением р1, соединить с сосудом объемом v2, с газом под давлением р2, при одинаковой и постоянной температуре сосудов установившееся в них давление равно

Р = (Р1V1 + Р2V2)/(V1 + V2), (1)

а приращение давления в первом сосуде 

Р – Р1 = (Р2 – Р1)*V2/(V1 + V2). (2)

Соотношения (1) и (2) верны как для полного давления, так и для измеряемого в опыте превышения давления над атмосферным.

Подключите баллон с двумя штуцерами посредством шланга к манометру через штуцер Ш 1. К второму штуцеру баллона присоедините шланг груши-помпы. Перекройте кран К 1. Накачайте в баллон воздух до давления 130-220 мм водяного столба. Затяните винтовой зажим на шланге груши-помпы. Подождите 1-2 минуты до установления комнатной температуры Т, воздуха в баллоне. Зарегистрируйте давление Р 1 . При закрытом кране К I подключите к штуцеру Ш 2 баллон известного объема V 2, в котором находится воздух при атмосферном давлении Р 2 и температуре Т 2. Для того, чтобы температура Т 2 равнялась комнатной температуре Т 1, старайтесь не держать баллоны в руках, берите их за горлышко. Откройте кран К 1. Подождите 1-2 минуты и зарегистрируйте давление Р. Проверьте соотношение (1). Рассчитайте погрешности измерений.

Контрольные результаты

В качестве измеряемых величин используем превышения давления над атмосферным давлением. V 1 и V 2 измеряют мензуркой.

V1 =; V2 = .

Р1 = мм Hg; Р2 = ; Рэксп= мм Hg; Ртеор = ммHg.

По полученным результатам формулируются выводы.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Филиал ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

в г. Нижневартовске

Кафедра  «Информатика»                                                                   .

                                                                                                               

Отчет
по лабораторной работе №
____

По курсу «Электричество и магнетизм»                                           .

На тему                                                                                               .

Выполнил студент___________________

Группа_____________________________

Вариант №__________________________

Проверил___________________________

Нижневартовск

2008 г.


Лабораторная работа №1

Изучение работы осциллографа,
генератора, вольтметра

Цель: изучить работу осциллографа, генератора и вольтметра.

Оборудование: генератор ГСФ-2, осциллограф С1-131/1-Д, вольтметр В7-58/2, сигнальные провода.

Ход работы: 

Рис. 1. Схема соединения осциллографа, генератора, вольтметра

Подключается к осциллографу и вольтметру генератор по схеме, изображенной на рис. 1.

Задается на генераторе синусоидальный сигнал произвольной частоты и напряжения. Снимаются показания с осциллографа:

Т – период

Um – амплитудное значение напряжения

По снятым показаниям находим частоту и действующее значение напряжения U по формулам:

= 1/Т

U = Um/,

Проводится серия измерений, данные заносят в таблицу.

Таблица 1

N

T, мс

Um, В

v, Гц

U, В

1

2

3

По показаниям вольтметра и генератора находятся абсолютная и относительная погрешности измерений частоты и действующего значения напряжения по формулам.

Ua = UiU

U = (Ua /U) * 100%

Для частоты обозначения и формулы аналогичны напряжению.

Относительная и абсолютная погрешности вычислений действительного значения напряжения и частоты.

Таблица 2

N

Ui, В

∆Ua, В

∆U, %

Vi, Гц

∆Va, Гц

∆V, %

1

2

3

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №2

Измерение емкости плоского
конденсатора

Цель: измерить емкость плоского конденсатора.

Оборудование: генератор ГСФ-2, осциллограф С1-131/1-Д, плоский конденсатор, сигнальные провода.

Рис.1. Схема измерения емкости плоского конденсатора
при синусоидальном сигнале

Ход работы:

Рис.2. Схема измерения емкости плоского конденсатора
при произвольной форме и частоте сигнала

Сначала подключаем приборы по схеме, изображенной на рисунке 1. Задаются на генераторе произвольные частота и напряжение. Снимаются показания с осциллографа:

Um – амплитудное значение напряжения;

U – действующее значение напряжения;

UR – напряжение на сопротивлении;

Uc – напряжение на конденсаторе.

Вычисляются значения Uc и емкость конденсатора с воздушным зазором CB, используя значение частоты установленной на генераторе, по следующим формулам:

Uc = (U2 UR2 )0,5;

CB = (UR / Uc ) / ( 2   R0 ) для схемы на рисунке 1;

CB = (C0 Uc0) / ( UUc0) для схемы на рисунке 2.

Показания приборов и необходимые вычисления вносим в таблицу 1.

Таблица 1

Показания приборов и вычисленные значения

N схемы

Ro, Ом

Um, В

v, Гц

U, В

Ur, В

Ucо,B

Uc, B

C, пФ

1

2

Находятся абсолютная Свa и относительную погрешности Св значений измеренной емкости конденсатора.

Истинное значение емкости конденсатора обозначим Свi. Оно находится по формуле:

Cв = 0*S / d0 = 112 пФ, тогда:

Свa = Свi – Св

Св = (Свa / Свi) * 100%

Таблица 2

Относительная и абсолютная погрешности
вычислений емкости конденсатора

N схемы

Свi, пФ

∆Свa, пФ

∆Cв,%

1

2

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №3

Измерение диэлектрической
проницаемости веществ

Цель: измерить диэлектрическую проницаемость различных веществ.

Оборудование: генератор ГСФ-2, осциллограф С1-131/1-Д, плоский конденсатор, пластины из диэлектрика: (стекло, оргстекло, текстолит), сигнальные провода.

Ход работы:

Рис.1. Схема измерения емкости плоского конденсатора
при синусоидальном сигнале с частотой

Рис.2. Схема измерения емкости плоского конденсатора
при произвольной форме и частоте сигнала

Сначала подключаем приборы по схеме, изображенной на рисунок 1. Задаются на генераторе произвольные частота и напряжение. Снимаются показания с осциллографа:

Um – амплитудное значение напряжения;

U – действующее значение напряжения находится по формуле;

UR – напряжение на сопротивлении;

Uc0 – напряжение на конденсаторе;

С – емкость плоского конденсатора.

Сравнивая емкость С конденсатора без диэлектрика (с воздушным зазором d0 ) с емкостью С конденсатора с диэлектриком толщиной d между обкладками, находят диэлектрическую проницаемость вещества диэлектрика:

1 = (С1В)*(d/d0).

С1 и СВ находим по формулам:

С1 = ( URо / Uc ) / ( 2   R0 ), где известно, что d0 = 1,8 мм, C0 = 10,2 нФ,

СВ – емкость конденсатора без диэлектрика с воздушным зазором.

Для 2 формула аналогична, только вместо С1 надо взять С2, равное:

С2 = (С0*UC0)/(UUC0), где известно, что C0 = 10,2 нФ.

Таблица 1

Показания приборов и вычисленные значения

Образец

d, мм

U, В

Uсо, мВ

Ur, мВ

Uc, B

C1, пФ

C2, пФ

1

2

Воздух

Стекло

Оргстекло

Текстолит

По показаниям генератора и осциллографа находятся абсолютная a и относительная погрешности измерений диэлектрической проницаемости.

Истинное значение диэлектрической проницаемости i, а вычисленное по показаниям приборов :

a = i

= (a /) * 100%.

Таблица 2

Абсолютная и относительная погрешности вычислений
диэлектрической проницаемости

Образец

ср

а

, %

Воздух

Стекло

Оргстекло

Текстолит

По полученным результатам делаются выводы.


Лабораторная работа №№4,5

Исследование магнитных полей
прямого тока и соленоида

Цель: исследовать магнитные поля прямого тока и соленоида.

Оборудование: генератор ГСФ-2, осциллограф С1-131/1-Д, прямолинейный проводник, соленоид, датчик, сигнальные провода.

Ход работы:

Рис.1. Индукционный метод регистрации магнитного поля

L1 – контур, создающий магнитное поле;

R0 – сопротивление;

L2 – индукционный датчик магнитного поля;

T – период;

– частота колебаний.

Сигналы с датчиков поступают на 2 входа осциллографа.

Подключаются приборы по схеме, изображенной на рисунке 1. Задаются на генераторе произвольные частота и напряжение. Снимаются показания с осциллографа: размах напряжения U1 с первого входа осциллографа и размах напряжения U2 со второго.

Амплитуда магнитной индукции в эталонном датчике Bm (экспериментальное значение):

Bm = ( U2 T ) / (2   N0 S0),

где S0 = 2,54 см2 = 2,54 * 10-4 м2 – площадь датчика,

U2 – действующее значение напряжения на датчике,

и N0 = 274 – число витков.

Т.к. Т = 1/ и U2 = U2 / 2 * 20,5, то

Bm = U2 / (4   N0 S0).

При подключении по схеме на место L1 контур «Прямой ток» с числом витков N1 = 100, L2 – эталонный датчик. Датчик ориентирован на максимум ЭДС индукции (максимум U2). Проводим 5 измерений: в первом – датчик придвинут вплотную к прямому току, в последующих – отодвигается от контура с шагом 20 мм.

Теоретическое значение магнитной индукции находится по формуле:

Bm = 0 Т1 Um / ( 2  r ),

где 0 = 4 * 10-7 и r – расстояние от контура до датчика.

Т. к. Im = Um / R0 = U1/2 R0, то

Bm = 0 N1 U1 / (4  r R0)

Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу.

В таблицу так же заносятся значения абсолютной Bma и относительной Bm погрешностей магнитной индукции, которые находятся по формулам:

Bma = |BmiBm|,

где Bmi – теоретическое значение магнитной индукции,

а Bm – экспериментальное;

Bm = ( Bma / Bmi )*100%.

Таблица 1

Показания приборов и вычисленные значения

N опыта

r, м

U1, B

U2, мВ

Bm, мТл

Bmi, мТл

Вma,мТл

Bm,%

1

2

3

4

5

Строится графически зависимость магнитной индукции от расстояния для прямого тока.

Поле соленоида. Индукция магнитного поля длинного соленоида, т.е. его теоретическое значение, находится по формуле:

Bm = (0 N Im) / l = (0 N1 U1 20,5) / (l R0) = (0 N U1) / (2 l R0),

где l = 120 мм = 0,12 м – длина соленоида, N = 424 – число витков в соленоиде, R0 = 6,6 Ом.

Снятые с приборов показания и необходимые значения занесли в таблицу 2.

Таблица 2

Показания приборов и вычисленные значения
при опыте с соленоидом

N опыта

x, м

U1, B

U2, мВ

Bm, мТл

Bmi, мТл

Вma,мТл

Bm, %

1

2

3

4

5

Строится графически зависимость магнитной индукции от расположения датчика относительно соленоида.

По полученным результатам делаются выводы.


Лабораторная работа №6

Определение магнитной проницаемости
веществ

Цель: определить магнитную проницаемость веществ.

Оборудование: генератор ГСФ-2, осциллограф С1-131/1-Д, соленоид, 3 датчика, 4 стержня (стальной, алюминиевый, латунный и ферритовый), сигнальные провода.

Ход работы:

Рис. 1. Индукционный метод измерения магнитной проницаемости

Собирается схема рис. 1, где:

L1 – соленоид, создающий магнитное поле;

R0 – сопротивление соленоида;

L2 – индукционный датчик магнитного поля.

Сигналы с датчиков поступают на 2 входа осциллографа.

Подключаются приборы по схеме, изображенной на рисунке 1. Задаются на генераторе произвольные частота и напряжение. Снимаются показания с осциллографа: размах напряжения U1 с первого входа осциллографа и размах напряжения U2 со второго.

При протекании через обмотку соленоида длиной L числом витков N тока I1, соленоид создает магнитное поле, напряженностью H.

H = N I1 / L.

Т.к. I1 = U1 / R0,

где U1 – напряжение.

H = N U1 / l R0,

где l = 160 мм = 0,16 м, R = 8,3 Ом и N = 1698.

В отсутствие образца размах напряжения на датчике:

U20 = 8 0 Hm  N0 S0, (1)

где N0 = 1000 – число витков датчика,

S0 = 110 * 10-6 м2 – площадь витка датчика.

В случае, когда в соленоид вставляем образец в форме длинного стержня, то, при неизменном токе в соленоиде, магнитный поток в датчике изменится на величину:

Ф = 0 Im  N0 S,

где S – площадь поперечного сечения стержня,

I – намагниченность образца.

При этом размах напряжения U2 на датчике изменится на величину:

U2 - U20 = 8 0 Im  N0 S (2)

Измеряются значения U2 с образцом и U20 без образца, находим восприимчивость и магнитную проницаемость образца:

= Im / Hm.

Т. к. по формуле (1) Hm = U20 / (8 0  N0 S0),

а по формуле (2):

Im = (U2 - U20) / (8 0  N0 S), то

= ((U2 - U20) * S0) / ( U20 * S).

= 1 + .

Проводятся необходимые измерения и вычисления, полученные данные заносятся в таблицу.

Таблица 1

Измеренные и вычисленные данные для разных веществ

Вещество

l0, мм

S, мм2

, Гц

U1, В

U20, мВ

U2, мВ

1

2

3

1

2

3

1

2

3

Алюминий

Сталь

Латунь

Ферромагнит

Затем находятся абсолютная а и относительная  погрешности.

Результаты вычислений занесены в таблицу 2.

Таблица 2

Относительная и абсолютная погрешности
вычисления магнитной проницаемости веществ

Вещество

ср

а

, %

Алюминий

1

0

0

Сталь

4,24

0,625

14,7

Латунь

1

0

0

Ферромагнит

5,06

0,66

13

По полученным результатам делаются выводы.


Лабораторная работа №7

Измерение разности фаз колебаний

Цель: измерить разность фаз колебаний различными методами.

Оборудование: генератор ГСФ-2, осциллограф С1-131/1-Д, резистор, конденсатор, сигнальные провода.

Ход работы:

Рис. 1. Интегрирующая RC-цепочка

Подается сигнал с генератора ГСФ-1 на вход осциллографа.

Собирается схема рис. 1. Сигнал выхода RC-цепочки на 2 вход осциллографа. Выходной сигнал отстает по фазе от входного на величину , определяемую соотношением:

tgi = RC,

где T = 2/, =/2, =2,

tgi=2RC.

Для измерения разности фаз на экране осциллографа накладываются оба сигнала и совмещаются их средние значения.

Измеряются по шкале осциллографа период Т и время запаздывания t (рисунок 2а).

Рис.2. Определение разности фаз колебаний

Разность фаз определяется как 1=2t/T

Затем подается сигнал с входа RC-цепочки на вход X осциллографа, а с выхода цепочки – на вход Y. Измеряем отрезки H и h (рисунок 2б).

Разность фаз определяется соотношением:

sin2=h/H

Находится абсолютная и относительная погрешности измерения.

Делаются выводы.


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Филиал ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

в г. Нижневартовске

Кафедра  «Информатика»                                                                   .

                                                                                                               .

Отчет
по лабораторной работе №
____

По курсу «Оптика»                                                                              .

На тему                                                                                               .

Выполнил студент___________________

Группа_____________________________

Вариант №__________________________

Проверил___________________________

Нижневартовск

2008 г.


Лабораторная работа №1

Юстировка лазера

Цель работы: Ознакомление с лазером и его юстировка.

Оборудование:

                          4

Рис.1.

1. Винт грубой юстировки в горизонтальной плоскости.

2. Винт грубой юстировки в вертикальной плоскости.

3. Винт точной юстировки в горизонтальной плоскости.

4. Винт точной юстировки в вертикальной плоскости.

5. Зеркала.

Ход работы:

Настройка заключается в фиксации лазерного луча и центров оптических элементов на оптической оси установки, расположенной на высоте 45 мм от верхнего края рельс или, что то же, 40 мм от верхней плоскости рейтеров. Совместную настройку группы оптических элементов называют юстировкой. Индикатором юстировки является микропроектор (модуль 3). Положение оптической оси после юстировки определяется положением центра линзы микропроектора. Перед юстировкой линза микропроектора устанавливается в среднее положение (координата 3 мм)

После включения лазера проводят два этапа юстировки. Грубая юстировка (обозначения по рис. 1): поворотом рукояток 1 и 2 установите пучок излучения в центре зеркала 5, затем поворотом рукоятки 3 и винта 4 направьте пучок вдоль оптической скамьи.

Точная юстировка. Установите микропроектор (модуль 3) в положение с координатой риски 10,0 см, при этом точка выхода пучка после отражения от зеркала будет иметь координату 13,0 см и окажется напротив левого визирного креста экрана. Поворотом рукояток 1 и 2 совместите центр пятна излучения лазера с визирным крестом на экране.

Отодвиньте микропроектор до положения с координатой риски 67,0 см, при этом точка выхода пучка после отражения от зеркала, будет иметь координату 70,0 см и окажется напротив правого визирного креста экрана.

Поворотом рукоятки 3 и винта 4 совместите центр светового пятна с центром шкалы фотоприемника. Уточните положение пучка точной настройкой с помощью винта микропроектора. Операцию точной юстировки повторите 2-3 раза, пока смещение светового пятна от номинального положения при перемещении микропроектора не окажется меньше радиуса этого пятна.

При установке на рельс каждого нового оптического элемента, прежде всего, с помощью винтов держателя этого элемента, добивайтесь возвращения центра пятна на экране в то же место, что и при юстировке лазерного луча. Это означает, что центр оптического элемента находится на оптической оси установки, и можно приступать к эксперименту или размещать на рельсе следующие элементы. В процессе эксперимента можно, смещая оптические элементы винтами двухкоординатных держателей, перемещать картину на экране в положение, удобное для наблюдений или измерений.


Лабораторная работа №2

«Закон Бугера»

Цель работы: Измерение коэффициента поглощения воды ǽ.

Оборудование:

1 2 3 4

  1.  источник света (лампа)
  2.  стекло матовое
  3.  кювета
  4.  фотодатчик

Общие положения:

Закон Бугера I = -I0 exp ǽh ;

КI = I1/I10, К 2 = I 2/I20.

Где: I1, I2 - показания фотодатчика для кюветы с водой,

I10, I20 - показания фотодатчика для кюветы без воды,

коэффициент поглощения ǽ рассчитать по формуле:

ǽ = ;

Где h1, h2 – толщины кювет.

Ход работы: собрать схему, измерить интенсивность света прошедшего сквозь 1-ю и 2-ю кювету без воды I10 I20 и с водой I1 I 2 результаты занести в таблицу 1. Рассчитать отношения интенсивностей, коэффициент поглощения, результаты занести в таблицу 2.

Таблица 1

Опытные данные:

I10 I20

I1

I2

1

158 147

135

123

2

159 148

135

121

3

157 146

134

120

Таблица 2

Обработка результатов измерений:

Кювета с водой

h1=8 мм

h2 =20мм

I10

I1

Фон

I20

I2

Фон

158

135

1

147

123

1

K1= I1/I10= 0,854

К2= I 2/I20=0,837

æ = (1/м)

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №3

Поляризация света.
Проверка закона Малюса

Цель работы: Проверка закона Малюса. Измерение степени поляризации света.

Оборудование:

  1.  Источник света
  2.  Поляризаторы
  3.  Фотодатчик

Общие положения:

Степень поляризации света:  

Закон Малюса: ;

Ход работы: собрать схему, измерить интенсивности света прошедшего сквозь 1-й и 2-й поляризатор при различных углах между оптическими осями поляризатора и анализатора, результаты занести в таблицу 1. Рассчитать теоретические значения интенсивностей и занести их в таблицу.

Таблица 1

Опытные данные:

n/

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1

2

3

4

5

6

7

Обработка результата: Построить теоретическую и экспериментальную зависимости интенсивностей от угла. Рассчитать стандартную ошибку аппроксимации:

 

где n количество замеров.

По полученным результатам формулируются выводы.


Лабораторная работа №4

Интерференция света. Опыт Юнга.
Определение длины волны света
 

Цель работы: Опытным путем определить длину волны света.

Оборудование: Фонарь, светофильтр, зеркало, щель микрометрическая, объектив, объектив с парой щелей.

Рис.1. Схема опыта Юнга с источником белого света

  1.  фонарь белый
  2.  светофильтр
  3.  зеркало (модуль 2)
  4.  щель микрометрическая
  5.  объектив (модуль 6)
  6.  объект с парой щелей (объект 27 или 28)
  7.  объектная плоскость А окуляр-микрометра
  8.  окуляр-микрометр

Z – координатная ось, параллельная линейке оптической скамьи

Zo=32 мм; Zоб=160 mm; Z1=358 мм; ZF=835 мм;

Общие положения: 

- длина волны света; - абсолютная погрешность; 100% - относительная погрешность;

Ход работы:

Для примера использован зеленый светофильтр. Расстояние между щелей d=l,0мм. Собирается схема, получают четкую интерференционную картину.

Наводят визир (перекрестие микрометра) на центральный максимум, фиксируют его координату, затем на первый максимум справа и на первый максимум слева.

Затем измерения повторяют. По полученным данным рассчитываются длины волн:1=545 нМ; 2=524нМ; 3=545нМ; 4=524нМ; ср=534,5нМ; =10,5 нМ;

Результаты заносятся в таблицу. За конечный результат берется среднее значение измеренных длин волн. Рассчитывается погрешность измерений. Формулируются выводы.

 

Таблица 1

Экспериментальные данные

n\x

мкм

мкм

1

960

2

580

3

330

4

590

5

330


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

Дифракция Фраунгофера на щели.
Измерение распределения
интенсивности света

Цель работы: Измерение распределение интенсивности света дифракционной картины.

Схема опыта:

  1.  лазер
  2.  зеркало
  3.  конденсор
  4.  объектив
  5.  щель
  6.  микропроектор
  7.  фотодатчик
  8.  х - координатная ось

Ход работы:

Собрать схему указанную на рисунке. Получить дифракционную картину.

Измерить интенсивность света в максимумах и минимумах дифракционной картины. Занести результаты измерений в таблицу.

Таблица 1

Экспериментальные данные:

n\X

Хо

X1

Х2

Х3

Х4

Х5

Х6

Х7

Х8

Х9

1

586

187

2

11

26

11

2

3

9

3

2

532

193

2

11

23

11

2

3

9

3

3

582

186

2

12

25

12

2

3

9

3

4

539

183

2

11

24

11

2

3

9

3

5

571

187

2

10

27

10

2

3

9

3

6

520

192

2

12

24

12

2

3

9

3

481

200

2

11

24

11

2

3

9

3

Icp

401

190

2

8

24

8

2

3

9

3

фон

2

Основные положения:

– ширина щели. 

 (длина волны лазера) = 632,8 нм = 632,8 *10 -9м

Формула для расчёта теоретических значений интенсивности ; sin.

Условие минимумов: ; m = ±1; ±2; ...

Условие максимумов: ; m = ±1; ±2;

Теоретические значения: Экспериментальные значения:

  1.  max I0 = 542 1 max: I'1 = 542
  2.  min I1 = 0
  3.  max I2I1 ·0.047 = 25,5  2 max I'2 =23,7
  4.  max I3 = I1 ·0.016 = 7,7 3 max I'3 =9

По полученным данным построить теоретическую и экспериментальную зависимости интенсивностей от угла. Рассчитать стандартную ошибку аппроксимации:

Выводы:


Лабораторная работа №6

Дисперсия света.
Определение показателя преломления

Цель работы: Исследовать явление дисперсии света. Определить показатель преломления вещества.

Оборудование: Источник света, светофильтр, микрометрическая щель, объектив, призма, экран.

Рис.1. Схема наблюдения дисперсии света на призме.

Общие положения:

При прохождении светового пучка через призму существует угол падения, при котором отклонение пучка от начального направления минимально. При этом лучи падающего и прошедшего пучков симметричны относительно преломляющих граней призмы. Угол минимального отклонения  связан с преломляющим углом призмы соотношением

sin[ (+)/2] = п sin(/2), (1)

при этом угол падения определяется законом преломления:

sin i1 = п sin /2 . (2)

Ход работы: 

Установите на оптическую скамью поворотный стол и введите призму (объект 8 или 9) в пучок излучения лазера как показано на рис. 3 (вид сверху). Поворачивая стол, наблюдайте на экране установки движение пучков, отраженных от граней призмы, и преломленных в ней.

Поворачивая стол, направьте отраженный от грани луч навстречу падающему, совместив следы соответствующих пучков на зеркале модуля 2. При этом фиксируется положение нормали к грани призмы. Снимите соответствующий отсчет по шкале стола. Снимите такие отсчеты для остальных граней призмы. Определите по этим данным преломляющие углы призмы.

Определив положение нормали к одной из граней призмы, поворачивайте стол до тех пор, пока не получите минимальное отклонение преломленного луча. Снимите соответствующую угловую координату стола и определите угол падения i1. Из (2) найдите показатель преломления. Сравните показатели преломления различных сортов стекла.

Рис.2. Рис.3.

1. Собрать схему с источником белого света. Получить картину дисперсии света. Измерить углы отклонения света для различных длин волн (цветов).

где

X1=70 mm; X2=200 mm; X3=300 mm;
Результаты занести в таблицу.

Таблица 1

Цвет

Флинт (мм)

Крон (мм)

Флинт (град.)

Крон (град.)

Красный

475

692

58,45

36,019

Желтый

471

687

59,04

36,369

Зеленый

466

682

59,78

36,726

Синий

459

679

60,84

36,942

Фиолетовый

452

676

61,93

37,161

= 59°

= 46°

= 59°

= 46°

2. Собрать схему с лазером. Измерить угол отклонения света и рассчитать показатель преломления для длины волны красного света.

Флинт: Z=475,  = 59°

n=1, 71

Крон: Z=693, = 46°

n=1,44

Выводы:


Литература

Рекомендуемая литература:

а) основная литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики: уч. пособие для вузов / Т.И.Трофимова. – 13-е изд., стер. – М., 2007.- 560с.

2. Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы: уч. пособие для вузов. – М., 2000. – 256с.

3. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: уч. пособие для вузов / И.Е.Иродов. – М., 2002. -272с.

4. Иродов И.Е. Задачи по общей физике: уч. пособие для вузов. / И.Е. Иродов. - 10-е изд., стер.- СПб., 2006. - 416с.

5. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями: уч. пособие для вузов / Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова. – 3-е изд., стер. – М., 2002. - 591с.

6. Косьянов П.М. Методическое пособие по лабораторному практикуму.

б) дополнительная литература

1. Гуревич С.Ю. Физика: уч. пособие для самостоятельной работы студентов. В 2-х ч. -3-е изд., испр. и доп. / С.Ю. Гуревич, Е.Л. Шахин. – Челябинск, 2002.

2. Дмитриева В.Ф. Основы физики: учебное пособие для студ. вузов. / В.Ф. Дмитриева. - 2-е из., испр. и доп. – М., 2001. - 527с.

3. Суханов А.Д. Фундаментальный курс физики: учебное пособие для вузов. В 4-х т. Т.2. Континуальная физика. В 2-х кн. К.1. / А.Д. Суханов. – М., 1996. - 536с.

4. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров.- 4-е изд. -М., 1998. - 943с.


Приложение №1

Объем и содержание лабораторных работ
по механике, молекулярной физике
и термодинамике, характер занятий и их цель

Состав и объем лабораторного практикума

Номер лабораторной работы

Номер раздела

Наименование лабораторной работы

Краткое содержание лабораторной работы

часы

1

1

Определение ускорения свободного падения.

Кинематика. Свободное падение. Обработка результа-тов измерения. Оценка погрешностей.

4

2

3

Определение КПД механической пушки.

Динамика. Закон Гука. Законы сохранения. Коэффициент полезного действия. Обработка результатов измерений. Оценка погрешностей.

4

3

4

Центральный удар шаров. Потеря энергии при центральном ударе.

Законы сохранения. Обработка результатов измерений. Оценка погрешностей.

4

4

6

Определение момента инерции поворотного столика с установленным на нем грузом.

Закон сохранения момента импульса. Момент инерции тела. Расчет момента инерции тел сложной формы.

2

5

5

Изучение прецессии гироскопа. Определение частоты прецессии.

Динамика вращательного движения. Определение прецессии гироскопа. Оценка погрешностей.

2

6

10

Изучение движения в вязких средах. Определение коэффициента трения в подшипниках. Определение коэффициента аэродинамического сопротивления.

Движение в вязкой среде. Лобовое сопротивление. Коэффициенты трения и аэродинамического сопротивления. Графическое представление результатов и их обработка. Оценка погрешностей.

4

Формы контроля

1. Опрос-допуск заданий к лабораторным работам.

2. Отчет по каждой лабораторной работе.

3. Защита лабораторных работ.

Контрольные вопросы по лабораторным работам

Лаб. раб. №1.

  1.  Зависит ли величина ускорения свободного падения от материала грузика?
  2.  Выведите выражение для определения ускорения свободного падения.
  3.  Какие ещё способы измерения ускорения свободного падения Вам известны?

Лаб. раб. №2.

  1.  Какими факторами обусловлен КПД механической пушки?
  2.  Зависит ли КПД механической пушки от степени сжатия пружины?
  3.  Какие законы использовались при определении КПД механической пушки?

Лаб. раб. №3.

  1.  Чем обусловлены потери энергии при ударе шаров?
  2.  Выведите выражение для определения потерь энергии при центральном ударе шаров.
  3.  При столкновении каких шаров потери энергии: Минимальны? Максимальны?

Лаб. раб. №4.

  1.  На каком законе основано определение момента инерции тела в данном способе?
  2.  Выведете выражение для определения момента инерции тела.
  3.  Какие ещё способы определение момента инерции Вам известны?

Лаб. раб. №5.

  1.  Чем обусловлена прецессия гироскопа?
  2.  Выведете выражение для расчета частоты прецессии гироскопа.
  3.  Где и как можно использовать прецессию гироскопа?

Лаб. раб. №6.

  1.  Чем обусловлены аэродинамическое сопротивление и сухое трение?
  2.  Между какими величинами наблюдается линейная зависимость в данном опыте?
  3.  Как определяются коэффициенты трения и аэродинамического сопротивления?

Объем и содержание лабораторных работ
по электричеству и магнетизму,
характер занятий и их цель

Состав и объем лабораторного практикума

Номер лабораторной работы

Номер раздела

Наименование лабораторной работы

Краткое содержание лабораторной работы

часы

1

1,6,16

Измерение параметров сигнала генератора

Изучение работы генератора, осцилогрофа и вольтамперметра. Оценка погрешностей измерений

4

2

1

Измерение емкости конденсатора

Электростатическое поле. Изучение плоского конденсатора. Измерение емкости конденсатора. Оценка погрешностей измерений.

2

3

2

Измерение диэлектрической проницаемости различных веществ

Диэлектрики. Диэлектрическая проницаемость веществ. Измерение диэлектрической проницаемости. Оценка погрешностей измерений.

4

4

8

Измерение магнитного поля прямого тока

Магнитное поле. Изучение магнитного поля прямого тока. Изучение магнитного поля соленоида. Графическое представление результатов и их обработка. Оценка погрешностей измерений.

2

5

8

Измерение магнитного поля соленоида

2

6

12

Измерение магнитной проницаемости веществ.

Магнетики. Магнитная проницаемость веществ. Измерение магнитной проницаемости. Оценка погрешностей.

2

7

15

Измерение частоты и разности фаз колебаний.

Электрические колебания. Переменный ток. Измерение частоты и разности фаз колебаний. Оценка погрешностей.

4

Контрольные вопросы по лабораторным работам

Лаб. раб. №1.

  1.  Каковы основные требования техники безопасности при работе с электрооборудованием?
  2.  Каковы функциональные возможности генератора, осциллографа и вольтметра?

От чего зависит точность измерения сигналов?

Лаб. раб. №2.

  1.  Выведете выражение для определения ёмкости плоского конденсатора.
  2.  Какие принципиальные схемы используются для измерения емкости, нарисуйте их.
  3.  Какой способ измерения точнее? Почему?

Лаб. раб. №3.

  1.  Как изменяется электростатическое поле в диэлектриках, чем обусловлено это изменение?
  2.  В каких диэлектриках электрическая проницаемость максимальна? Минимальна?
  3.  В чём заключается сущность данного метода измерения диэлектрической проницаемости?

Лаб. раб. №4.

  1.  Какова конфигурация магнитного поля прямого тока? Как определяется его напряжённость в различных точках?
  2.  Какие законы использованы для измерения вектора магнитной индукции?
  3.  Как сопоставляются теоретические и экспериментальные результаты?

Лаб. раб. №5.

  1.  Какова конфигурация магнитного поля соленоида? Как определяется его напряжённость в различных точках?
  2.  Чем отличаются теоретически вычисленные значения от экспериментально измеренных?
  3.  Выведете выражение для определения напряженности магнитного поля соленоида.

Лаб. раб. №6.

  1.  Как определить к какому виду магнетиков относится то или иное вещество?
  2.  Какова сущность определения магнитной проницаемости вещества в данном опыте?
  3.  Какова природа ферромагнетизма? Свойства ферромагнетиков.

Лаб. раб. №7.

  1.  Какие способы измерения разности фаз колебаний Вам известны?
  2.  Дифференцирующая или интегрирующая цепочка используется в данном опыте?
  3.  Выведете выражение для измерения разности фаз колебаний.

Объем и содержание лабораторных работ
по оптике, характер занятий и их цель

Состав и объем лабораторного практикума

Номер лабораторной работы

Номер раздела

Наименование лабораторной работы

Краткое содержание лабораторной работы

часы

1

1

Юстировка лазера.

Изучение лабораторного комплекса по оптике (ЛКО). Настройка установки. Грубая и точная юстировка лазера.

2

2

1

Измерение длины волны света.

Изучение интерференции света. Опыт Юнга. Измерение длины волны света. Оценка погрешностей измерения.

2

3

2

Измерение интенсивности света при дифракции Фраунгофера.

Изучение дифракции света. Дифракция Фраунгофера на щели. Измерение интенсивностей света дифракционной картины. Графическое представление результатов и их обработка. Оценка погрешностей измерений.

4

4

5

Измерение показателя поглощения вещества.

Изучение поглощения света веществом. Закон Бугера. Измерение показателя поглощения вещества. Оценка погрешности измерения.

4

5

4

Проверка закона Малюса. Определение степени поляризации света.

Изучение поляризации света. Закон Малюса. Измерение степени поляризации света. Графическое представление результатов и их обработка. Оценка погрешностей.

4

6

5

Определение оказателя преломления призмы.

Геометрическая оптика. Законы преломления света. Дисперсия света. Получение дисперсионной картины. Измерение показателей преломления различных веществ, для различных длин волн.

4

7

Измерение показателей преломления различных длин волн.

Контрольные вопросы по лабораторным работам

Лаб. раб. №1.

  1.  Каковы основные требования техники безопасности при работе с лазером?
  2.  Какова принципиальная схема ЛКО?
  3.  Как производится грубая настройка и точная юстировка лазера?

Лаб. раб. №2.

  1.  Каков принцип измерения длины волны света в опыте Юнга?
  2.  Как изменяется интерференционная картина при изменении длины волны света?
  3.  Выведете выражение для определения длины волны света.

Лаб. раб. №3.

  1.  Объясните закономерности дифракции на щели.
  2.  Как распределяется интенсивность света между максимумами различных порядков?
  3.  Как определить сходимость экспериментальных и теоретических данных

Лаб. раб. №4.

  1.  Какова природа поглощения света в веществе?
  2.  Выведете выражение для определения коэффициента поглощения света.
  3.  Чем обусловлено расхождение экспериментальных значений с истинными?

Лаб. раб. №5.

  1.  Какова природа поляризации света веществом?
  2.  Как определяется степень поляризации света?
  3.  Как определяется стандартная ошибка аппроксимации?

Лаб. раб. №6.

  1.  Какова природа дисперсии света в веществе?
  2.  Выведете выражение для расчета показателя преломления стекла призмы.
  3.  Как зависит показатель преломления от длины волны света?


Приложение №2

Лабораторный комплекс ЛКМ-1

«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНКИ»

паспорт и техническое описание

1. НАЗНАНИЕ

Лабораторные комплексы серии ЛКМ предназначены для постановки лабораторных работ по механике в физическом практикуме вузов, колледжей, лицеев и школ.

Комплексы ЛКМ-1, ЛКМ-2 и ЛКМ-3 обеспечивают без привлечения дополнительного оборудования постановку лабораторных работ по темам базового тематического каталога, помеченным знаком "+".

ФИ3ИЧЕСКИЕ И3МЕРЕНИЯ

  1.  Приборы для измерения длины и времени +
  2.  Статистика времени реакции человека +

3. Измерение массы +

КИНЕМАТИКА. ДИНАМИКА

  1.  Определение скорости снаряда по времени пролета +
  2.  Свободное падение +
  3.  Динамика поступательного движения (машина Атвуда) +
  4.  Закон Гука. Упругость пружин и систем пружин +

8. Определение модуля Юнга по колебаниям балки +

9. Определение модуля сдвига по кручению стержня +

  1.  Динамика вращательного движения  +
  2.  Измерение моментов инерции. Теорема Штейнера +
  3.  Эллипсоид инерции  +

13. Прецессия гироскопа +

14. Движение в вязкой среде. Лобовое сопротивление +

15. Определение коэффициентов трения +

16. Измерение трения в подшипниках +

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

  1.  Молиость и КПД электродвигателя +
  2.  Закон сохр. энергии - постулат и вращат. движ. +

19. Закон сохр. энергии - пружинная пушка +

20. Закон сохранения импульса - баллистический маятник +

21. Закон сохр.мом. импульса - физич. баллист. маятник +

  1.  Закон сохр.мом. импульса - вращат. баллист. маятник +
  2.  Закон сохр.мом. импульса - торможение маховика +
  3.  Удар шаров: время и сила удара, потери энергии +

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

25. Колебания тела на пружине +

26. Вращательные колебания +

27. Математический маятник +

  1.  Физический маятник +
  2.  Ангармонические колебания при больших амплитудах +
  3.  Вынужденные колебания. Резонансные кривые +

Комплексы имеют блочно-модульную структуру. Обеспечивают сборку установки для любой из лабораторных работ с затратами времени не более 3 минут (включая юстировку и настройку установки). Обеспечивают расширение перечня выполняемых работ. Могут комплектоваться дополнительными модулями расширения.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЛКМ-1

Напряжение питания 220В,50Гц220В,50Гц220В,50Гц

Потребляемая мощность 100 Вт100Вт100Вт

Габаритные размеры 0,6*0,8*0,4м  0,4х0,8*0,4м

Масса комплекта 30кг 25кг 20кг


3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ (комплект поставки)

Поз.

Наименование

Количество

ЛКМ-1

1.

Каркас с ящиками (ширина 600 мм)

1

Каркас с ящиками (ширина 400 мм)

1

2.

Стол поворотный с электроприводом (I0=2,76гХм2)

1

2.1.

Основание со шкалой

2.2.

Платформа

2.3.

Стойка-шкив (два диаметра 48 и 24 мм)

2.4.

Тормоз механический

2.5.

Фотодатчик

2.6.

Электропривод ДПР-52 с 2 шкивами (диам. 30 и 10 мм)

2.7.

Кабель 400 мм с разъемом СШ-7

3.

Стойка большая комбинированная

1

3.1.

Колонна

3.2.

Шкив двухступенчатый (диаметры 50 и 30мм)со шкалой

3.3.

Ролик на кронштейне с выступающими зацепами для пружин

3.4.

Два крюка-зацепа для пружин в основании стойки

3.5.

Фотодатчик

3.6.

Модуль "Упругая балка" с образцами:

– кронштейн для крепления образцов

– стержень стальной (2 шт.) d=2,99мм и d=3,98мм

– стержень латунный (2 шт.) d=3,64мм и d=3,60мм

 стержень алюминиев. (2 шт.) d=3,10 мм и d=3,96мм

3.7.

Датчик угла поворота шкива (только в составе КС-ЛКМ)

4.

Пушка пружинная с приспособлениями

1

4.1.

Основание

4.2.

Направляющий стержень со шкалой

4.3.

Спусковое устройство

4.4.

Приемное устройство (мишень) с подпятником

4.5.

Фотодатчик входной

4.6.

Фотодатчик выходной

4.7.

Стойки с винтами - 2 шт.

4.8.

Две пружины различной жесткости

4.9.

2 комплекта по два снаряда (6,6г, 2,27г)

4.10.

Стержень для измерения жесткости пружин

4.11.

Мишень на кронштейне для поворотного стола

4.12.

Подвес баллистического маятника со шкалой

4.13.

Маятник баллистический с мишенью "математический"

4.14.

Маятник баллистический с мишенью "физический"

4.15.

Снаряд фигурный для свободного падения (2 шт.)

5.

Гироскоп (Iм=0,66 гХм2)

1

6.

Моментомер

1

7.

Трибометр (комплект):

1

7.1.

Диск нижний с осью и 2 штырями

7.2.

Диск-шкив верхний с отверстием и 2 штырями

7.3.

Кольца фрикционные-7 шт. (сталь, сталь, латунь, алюм.сплав, тефлон, текстолит, резина)

7.4.

Динамометр на 4-5 Н

8.

Комплект "Удар шаров":

1

8.1.

Панель с 2 опорами подвесов и аретиром

1

8.2.

Подвес шара с пружинным держателем

2

8.3.

Шары: стальной (диаметр 41,2мм, масса 285,6г)

2

алюминиевый (диаметр 41,2мм, масса 101,7г)

2

латунный (диаметр 41,2мм,масса 306,7г)

2

8.4.

Кабель СШ5/2*Ш4, 500мм

1

Рис.1. Лабораторный комплекс ЛКМ-1

Лабораторный комплекс ЛКТ-9

«ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ
И ТЕ
РМОДИНАМИКИ»

ПАСПОРТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Комплексы серии ЛКТ предназначены для постановки лабораторных работ в физическом практикуме вузов, колледжей, лицеев и школ. Обеспечивают построение практикума как по классической программе (молекулярная физика и термодинамика изучаются после механики), так и по новым программам (молекулярная физика и термодинамика изучаются как часть курса "Строение вещества" в конце курса физики). Могут применяться также в практикумах по теплофизике и теплотехнике.

Серия ЛКТ содержит:

  •  интегрированные лабораторные комплексы для реализации серии лабораторных работ по многим разделам курса;

комплекты для реализации 1-3 лабораторных работ;

комплекты модулей расширения;

автономные специализированные измерительные системы. Темы реализуемых экспериментов приведены в тематическом каталоге, краткое описание экспериментов (лабораторных работ) - в методическом справочнике.

ЛКТ-4 Теплоемкость воздуха Р по нагреву струи) ЛКТ-5 Процессы в газе

ЛКТ-6 Свойства газов Рv, теплопров., диффузия) ЛКТ-6М Теплопроводность и диффузия газов (темы 16,17,18) ЛКТ-7 Свойства жидкости

ЛКТ-8 Свойства твердого тела (теплоемкость, теплопроводн.) ЛКТ-9 Основы молекулярной физики и термодинамики ЛКТ-Ю Основы молекулярной физики

ПРИБОРЫ

ИСТ-2А Измерительная система "Термодинамика"

Комплекс ЛКТ-2, выполненный в СТАНДАРТАХ ВЛАДИС как настольная микролаборатория, формирует интегрированное рабочее место для двоих учащихся, на котором реализуется более 20 экспериментов по молекулярной физике, термодинамике, изучению свойств вещества. При комплектации комплекса ЛКТ-2 модулями расширения МРТ-1 этот комплекс может использоваться также и в практикуме по курсу "Электричество" или "Строение вещества". При этом комплекс работает без простоев в периоды, когда практикум по молекулярной физике не работает. Комплекс ЛКТ-1 может формировать до 5 рабочих мест. Он содержит ЛКТ-2 и установки меньшего уровня интеграции (комплексы ЛКТ-5 и ЛКТ-9 и комплекты КТ-11, КТ-12).

Измерительная система ИСТ-2М (встраиваемая в каркас ЛКТ-2) или ИСТ-2А (автономная) обеспечивает электропитание устройств для термодинамических измерений (нагреватели, электроника, вспомогательные элементы), измерение температуры и управление температурой изучаемых объектов, в частности - термостатирование, измерение электрических параметров при термодинамических измерениях. На базе ИСТ-2 пользователь может реализовать разнообразные эксперименты, дополняя его физическими модулями системы ЛКТ или создавая собственные устройства.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ на комплекс ЛКТ-9

Напряжение питания 220 В, 50 Гц

Потребляемая мощность (электрочайник) 2000 Вт

Габаритные размеры 400X500X400 мм

Масса комплекта 10 кг

3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ (комплект поставки)

Основание-поддон с электропитанием 1

Вольтметр стрелочный сетевой (предел шкалы 250 В) 1

Манометр на 40 кПа (300 мм.рт.ст.) 1

Пневмосистема (кран-зажим и два штуцера) к манометру 1

Секундомер 0,01 с 1

Мультиметр М838 1

Калькулятор инженерный тип SITIZEN SR-135T 1

Чайник электрический тип BOSCH, R60=24,1Ом 1

Баллон стеклянный 0,70 л с штуцером, клапаном и шлангом 1

Дроссель-капилляр (d = 0,29 мм, l= 29 мм) 1

Груша-помпа с шлангом и винтовым зажимом 1

Баллон пластмассовый 1,06л с двумя штуцерами 1

Флакон 64 мл с штуцером 1

Термопара к мультиметру 1

Кабели к мультиметру, черный и красный 2

Мензурка мерная 1000 мл 2

Мензурка мерная 250 мл 1

Шланги силиконовые 600мм + 320 мм 2

Проволочки для чистки капилляров (0,2 мм) 4

Салфетки хлопчатобумажные 2

Перчатки хлопчатобумажные (пара) 1

Батареи запасные для таймера, калькулятора 2

Переходник "Евро-Азия" 1

Зажим типа "Крокодил" 2

Футляр для принадлежностей 1

Рис.1. Комплекс ЛКТ-9 Номера позиций соответствуют
номерам перечня состава ЛКТ-9

4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Общий вид комплекса ЛКТ-9 приведен на рис. 1, принадлежности показаны на рис. 2. Номера позиций на рисунках соответствуют номерам перечня состава изделия.

Основной элемент комплекса - электрочайник 8, используемый в качестве водяной бани, нагревателя и калориметра. Чайник постоянно подключен к электрической розетке внутри пульта управления, которая через два предохранителя на 10 А соединена с кабелем питания, заканчивающимся вилкой "Евро". Для подключения к розеткам "Азия" имеется переходник.

Пульт управления установкой позволяет измерять сетевое напряжение вольтметром 2, давление в исследуемом объеме - манометром 3, интервалы времени - секундомером 5, температуру, сопротивление нагревателя и другие параметры - мультиметром б.

«СЕКУНДОМЕР» (поз. 5 на рис.1) предназначен для измерения интервалов времени с разрешением 0,01 с. Управление секундомером осуществляется тремя кнопками. Кнопка "MODE" - выбор режима работы. В режиме «СЕКУНДОМЕР» мигает надпись в верхней части дисплея. Кнопка "ADVANCE" в режиме «СЕКУНДОМЕР» поочередно запускает и останавливает отсчет времени. Если не сбрасывать отсчеты, то происходит суммирование измеряемых интервалов отсчет и показания дисплея. Штуцер Ш 1 подключен к манометру постоянно, штуцер Ш 2 - посредством крана-зажима. Нормальное состояние крана - открытое (головка крана не затянута). При вращении головки крана по часовой стрелке пережимается шланг, соединяющий штуцер Ш 2 с манометром. Постоянное пережатие шланга не рекомендуется, возможно временное слипание стенок шланга.

Рис.2. Принадлежности комплекса ЛКТ-9
Номера позиций соответствуют номерам перечня состава ЛКТ-9

Рис.3. Схема пневмосистемы

ТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ

ПРЕЖДЕ ВСЕГО ВЫНЬТЕ ВИЛКУ
КАБЕЛЯ ПИТАНИЯ ИЗ СЕТЕВОЙ Р
ОЗЕТКИ!

Для замены батареи калькулятора следует снять переднюю панель пульта. Для этого нужно отвернуть 6 винтов крепления и аккуратно повернуть панель, не отключая ее от кабеля чайника и кабеля сетевого питания. Для доступа к батарее нужно вывернуть стопорный винт (поз. 7.1 на рис. 1), затем вынуть калькулятор из оправы.

Сборка пульта производится в обратной последовательности.

Для доступа к батарее секундомера нужно отвернуть два винта и снять одну планку-накладку крепления секундомера, затем снять секундомер.

Мультиметр питается от встроенного сетевого блока питания.

Лабораторный комплекс ЛКЭ-1

«ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ»

ПАСПОРТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Комплекс ЛКЭ-1 предназначен для постановки лабораторных работ по курсу "Электричество" в физическом практикуме вузов, колледжей, физико-математических лицеев и школ.

Обеспечивает реализацию экспериментов по приведенным ниже темам базового каталога, отмеченным знаком "+".

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.

1. Изучение осциллографа. +

2. Моделирование электрических полей.

3. Измерение диэлектрической проницаемости. +

4. Петля гистерезиса сегнетоэлектрика. +

5. Вольтамперные характеристики. +

6. Электрические цепи постоянного тока. +

7. Переходные процессы в RC-цепи. +

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

8. Методы измерения магнитного поля. +

9. Магнитное поле токовых систем. +

10. Магнитное поле Земли. +

11. Магнитное поле постоянного магнита. +

12. Контур с током в магнитном поле.

13. Измерение магнитной проницаемости. +

14. Петля гистерезиса ферромагнетика. +

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

15. Закон электромагнитной индукции. +

16. Вихревое электрическое поле. +

17. Скин-эффект в переменном магнитном поле. +

18. Закон самоиндукции. +

19. Взаимная индукция. Трансформатор. +

20. Переходные процессы в RL-цепях. +

21. Электрические цепи переменного тока. +

22. Нелинейные магнитные цепи. +

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

23. Сложение колебаний. +

24. Измерение частоты и фазы колебаний. +

25. Колебательный контур. +

26. Вынужденные колебания. +

27. Анализ спектра колебаний. +

28. Усилитель на транзисторе. +

29. Операционный усилитель. +

30. Преобразование электрических сигналов. +

31. Генератор гармонических колебаний. +

32. Генератор прямоугольных колебаний. +

33. Релаксационный генератор. +

34. Модель металлоискателя. +

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ

35. Определение заряда электрона (дробовый шум).

36. Определение удельного заряда электрона.

37. Скорости электронов при термоэмиссии.

38. Определение работы выхода электронов.

39. Электролиз. Определение числа Фарадея.

40. Эффект Холла. Холловский датчик. +

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Напряжение питания 220 В, 50 Гц

Потребляемая мощность 200 Вт

Габаритные размеры 800 х 400 х 500 мм

Масса комплекта 35 кг

Рис.1. Лабораторный комплекс ЛКЭ-1

Номера вынесенных позиций соответствуют номерам элементов комплекса в перечне состава изделия.

Комплексы, с шифром "М" не комплектуются осциллографом (поз. 11) и функциональным генератором (поз. 10).

3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ (комплект поставки)

N: Наименование

Кол

1. Каркас с полкой и электропитанием

в том числе: рельс длинный со шкалой

рельс короткий со шкалой

стойка-штырь для катушек и магнита

2. Контур "Модель прямого тока" N=100; R= 10,1Ом,L=4,89мГн

3. Соленоид на стойках (1=120 мм, диаметр <d> = 52 мм)
Маркировка A: N=424 , R= 6,6 ом, L=3,20 мГн;
Маркировка Б: N= 424 , R= 6,7 Ом, L=3,24 мГн;

4. Датчик плоский кольцевой (9 контуров, n=50, радиусы r=10,15,20,25,30,40,50,60,70 мм)

5. Катушка на рейтере со столиком (<d>=70 мм, N=400)

A: R=18,5Oм, L= 18,5 мГн; Б: R=23,5Oм, L= 18,5 мГн

6. Датчик эталонный(d=18 мм, N=274, R=26,2 Ом, L=1,17мГн)

7. Блок "ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ"

8. Блок "ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ"

9. Блок питания навесной ±12 В

9А. Кабель питания с 2 разъемами СШ-5 (конт. 2, 3, 5)

10. Генератор тип ГСФ-2 N: 24

11. Осциллограф тип С1-131/1-Д N: 4263

12. Мультиметр портативный тип М830В N: —

13. Вольтметр унив. тип В7-58/2 N : 002201(зав.комплект)

14. Компас тип Modell 11

15. Магнит на подставке (V = 27,4 см3)

16. Датчик Холла продольный

17. Датчик Холла поперечный

18. Кабель к осциллографу со штекерами(СР-50/Ш4ПК+Ш4ПЧ)
18А. Кабель к осциллографу сигнальный с делителем

18Б. Кабель к осциллографу измерительный с делителем

19. Кабель к мультиметру (красный+черный) Ш4/Ш4П

20. Кабель к вольтметру (Ш4К+Ш4Ч)/(Ш4ПК+Ш4ПЧ) 0,6м

21. Кабель к генератору (Ш4К+Ш4Ч)/(Ш4ПК+Ш4ПЧ) 0,6м

22. Провод с двумя штекерами Ш4П/Ш4П, 0,6 м

23. Провод с двумя штекерами Ш4П/Ш4П, 0,3 м

24. Провод с двумя штекерами Ш4П/Ш4П, 0,1 м

ПРИМЕЧАНИЕ: "К" - красный цвет сигнального штекера;

"Ч" - черный цвет штекера общего провода.

"П" - "переходной" штекер с гнездом

25. ОБРАЗЦЫ, ПРИНАДЛЕЖНОСТИ и ЗИП

- цилиндр алюминиевый, диаметр d = 45 мм

- мешок денег "Б" с монетами 10 коп.

- мешок денег "М" с монетами 1 коп.

- датчик Холла ДХК-05

- крючки для проводов самоклеющиеся

- футляр для кабелей и принадлежностей

1

1

1

1

1

2

1

2

1

1

1

-

1

1

1

2

1

1

1

1

1

2

-

-

4

1

1

6

8

6

2

1

1

2

4

1

СОСТАВ БЛОКА "ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ"

Поз

Наименование

Кол

1.

2.

3.

Каркас наклонный с кабелем питания с разъемом СШ-5МОДУЛЬ М01 "ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА"МОДУЛЬ М02 "ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА"

1

1

1

СОСТАВ БЛОКА "ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ"

Поз

Наименование

Кол

1.

2.

3.

4.

5.

6.

9.

Каркас наклонный с кабелем питания с разъемом СШ-5

МОДУЛЬ М0З "ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ"

МОДУЛЬ М04 "КОНДЕНСАТОР РАЗБОРНЫЙ"

(зазор d0 = 1,8 мм, площадь S0 =228,5 см2) С0 = l0,2 нф, R0 = 1,97 ком)

ОБРАЗЦЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Образцы из диэлектрика:

- стекло t= 5,0 мм

- текстолит t= 3,2 мм

- оргстекло t= 3,0 мм

Образцы магнитные

- стержень ферритовый М 400 нм, d=8,0 мм, l=161 мм

- ферромагнитный порошок (тонер) в пенале N:l

- спица из мягкой стали d=1,6 мм, l= 200 мм

- спица из закал. стали d=2,0 мм, l= 1,95 мм

Образцы металлические:

- стержень стальной d=8,0 мм, l= 148 мм

- стержень алюминиевый d=7,9 мм, l= 148 мм

- стержень латунный d=8,0 мм, l= 148 мм

Комплект ЗИП:

- запасной пенал N:2 d=5,0 мм, l= 90 мм

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Каждый блок смонтирован в каркасе размерами 210*320*50 мм и включает два функциональных модуля, смонтированных на платах размерами 200*300 мм. Модули в блоках могут устанавливаться в произвольных сочетаниях.

Образцы твердых тел хранятся в футляре для принадлежностей в упаковках с соответствующими надписями.

Рис.2. Блок "Электрические цепи"

Рис.3. Блок "Поле в веществе"


МОДУЛЬ М01 "ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА"

Модуль размещен на плате размерами 200X150 мм. Схема модуля приведена на рис. 4. Расположение объектов на плате соответствует их положению на рис. 4, а схема соответствует рисунку, нанесенному непосредственно на плате. Для конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности и других элементов применены стандартные обозначения, не требующие дополнительных пояснений.

СОСТАВ МОДУЛЯ М01 "ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА"

Обознач.

Объект

Кол.

R1

R2-R9

R10-R17

С1

С2-СЗ

КД

ГД

КС

КН

КТ

ЛН

Е1

Е2

ЕЗ

Е4

Е5

Е6

ТМ1

Потенциометр 1 кОм 1,0 Вт

Магазин сопротивлений 100 Ом -30 кОм, 0,5 Вт

Магазин сопротивлений 1 Ом - 300 Ом, 1,0 Вт

Конденсатор электролитический 4700 мкФ,35 В (шунтирован диодом от переполюсовки)

Конденсатор 1,0±0,2 мкФ

Диод кремниевый КД 2/2 (мостовая схема)

Диод германиевый Д311

Стабилитрон кремниевый КС 168

Динистор КН 302 А

Транзистор КТ 817Б

Лампа накаливания 12 В, 5 Вт

Выход питания "-12 В" относительно " ┴ "

Выход питания "+12 В" относительно " ┴ "

ВЫХОДЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПИТАНИЯ:

Источник питания ВЧ: 60 кГц, 10 В

Источник напряжения (ИН) 0-10 В, ±50 мА

Источник тока (ИТ) 0-30 мА, ±10 В

Аккумулятор щелочной тип Д-0,125

Часы-таймер с разрешением 0,01 с

1

8

8

1

1

4

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Обозначения, выделенные жирным шрифтом, нанесены на плате модуля, остальные обозначения приведены на схеме модуля (рис. 4). Номиналы сопротивлений и емкостей нанесены на плате вблизи обозначений или на обозначениях соответствующих элементов.

Источники питания ЕЗ, Е4 и Е5 изолированы от других элементов модуля.

Рис.4. Схема модуля М01 "Цепи постоянного тока"


СОСТАВ МОДУЛЯ М02 "ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА"

Обознач.

Объект

Кол

Rl -R6

Комплект резисторов для построения схем на операционном усилителе

1

R7 -R10

Магазин сопротивлений 10 кОм-300 кОм, 0,2 Вт

4

R11-R18

Магазин сопротивлений 3 Ом - 30 кОм, 1,0 Вт

8

R19

Потенциометр 10 кОм 1,0 Вт

1

С1

Конденсатор электролитический 100 мкФ, 160 В (шунтирован диодом от переполюсовки)

1

С2-СЗ

С4-С5

С6-С7

С8-С9 С10-С11

Конденсатор 2,0±0,5 мкФ

Конденсатор 1,0±0,2 нФ

Конденсатор 10 ± 2 нФ

Конденсатор 100±20 нФ

Конденсатор 1,0±0,2 мкФ

2

2

2

2

2

VD1-VD4

Диод кремниевый КД102 (мостовая схема)

4

VD5-VD6

Диод КД521 (шунтирование входов микросхемы)

2

VT1

Транзистор n-p-п тип КТ 815А

1

VT2

Транзистор p-n-р тип КТ 814 А

1

А1

Операционный усилитель (микросхема 14СУД608)

1

ЛГ

Лампа газоразрядная неоновая МН 6

1

Т1

500 мГН 50 мГН 50 мГН

Трансформатор - магазин индуктивностей (сердечник кольцевой К20Х12X6, феррит М3000НМ)

N= 590, L= 51,8 мГн, R= 22,5Ом

N= 185, L= 51,6 мГн, R= 6,2 Ом (верхняя)

N= 185, L= 51,7 мГн, R= 5,9 Ом (нижняя)

Начало каждой обмотки помечено точкой

1

Т2

500 мГН 50 мГН 50 мГН

Трансформатор - магазин индуктивностей (сердечник кольцевой К20Х12X6, феррит М3000НМ)

N = 590, L= 53,0 мГн, R= 20,9 Ом

N= 185, L= 53,4 мГн, R= 5,9 Ом (верхняя)

N= 185, L= 53,4 мГн, R= 5,8 Ом (нижняя)

Начало каждой обмотки помечено точкой

1

ТЗ

10 мГн

200 мГН 200 мГН

Трансформатор - магазин индуктивностей (сердечник кольцевой К20Х12X6, феррит М3000НМ)

N=80, L= 9,7 мГн, R= 2,6 Ом

N= 365, L= 198 мГн, R= 12,0 Ом (верхняя)

N= 365, L= 198 мГн, R=11,1 Ом (нижняя)

Начало каждой обмотки помечено точкой

1

Е1

Е2

Выход питания "-12 В" относительно " ┴ "

Выход питания " + 12 В" относительно " ┴ "

Схема модуля приведена на рис.5.

Рис.5. Схема модуля М02 "Цепи переменного тока"

СОСТАВ МОДУЛЯ МОЗ "ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ"

Обознач.

Объект

Кол.

R2

Rl,R3-R6

R7,12-15

R8 -R11

С2-С2

СЗ-С4

С5-С6

С7-С9 С10

А2

Т4

L1

L2

L3

L4

L

Д1-ДЗ

Д1

Д2

ДЗ

Е1

Е2

Потенциометр 2,2 кОм 1,0 Вт

Магазин сопротивлений 1 Ом - 910 Ом, 1,0 Вт

Магазин сопротивлений 3 кОм-100 кОм, 0,5 Вт

Резисторы для схем на операционном усилителе

Конденсатор 1,0±0,2 мкФ

Конденсатор 1,0±0,2 нФ

Конденсатор 10 ± 2 нФ

Конденсатор 100±20 нФ

Конденсатор с сегнетоэлектриком 3...15 нФ (S = 2,0 см2, зазор d= 0,45 мм)

Операционный усилитель (микросхема 14ОУД6О8)

Трансформатор - магазин индуктивностей (сердечник кольцевой К32Х20Х6, феррит М2000НМ)

N= 100 , L= 8,07 мГн, R= 1,3 Ом

N= 500 , L= 199 мГн, R= 8,3 Ом

N= 100 , L= 8,14 мГн, R= 1,3 Ом

N= 500 , L= 200 мГн, R= 8,5 Ом

Начало каждой обмотки помечено точкой

Соленоид (<S> = 2,0 cм2, l = 160 мм, VЭФ = 30см3) N=1698 , L= 3,95 мГн, R= 8,3 Ом

Начало обмотки помечено точкой

Датчики в соленоиде (<S>=110мм2 , l=30 мм)

Начало каждой обмотки помечено точкой

Датчик: N= 1000, L= 3,59 мГн, R= 61,7 Ом

Датчик: N= 1000, L= 3,59 мГн, R= 61,5 Ом

Датчик: N= 1000, L= 3,60 мГн, R= 60,6 Ом

Выход питания "-12 В" относительно " ┴ "

Выход питания " + 12 В" относительно " ┴ "

1

5

5

4

2

2

2

3

1

1

1

1

3

Схема модуля приведена на рис.6.

Рис.6. Схема модуля МОЗ "Поле в веществе"

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Для сборки нужной электрической схемы соединяют функциональные модули, приборы и объекты, входящие в состав комплекса, согласно методическим указаниям. Для соединений используют кабели и провода со штекерами и разъемами. Устройство и подключение большинства элементов модулей очевидно и особых пояснений не требует. Сравнительно сложные элементы и устройства комплексов ЛКЭ-1, ЛКЭ-2 и ЛКЭ-6 описаны ниже.

Лабораторный комплекс ЛКО-1

«ОСНОВЫ ОПТИКИ»

ПАСПОРТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Лабораторный комплекс по оптике ЛК0-1А предназначены для постановки лабораторных работ по оптике в физическом практикуме вузов, колледжей, лицеев и школ. Позволяют изучать закономерности геометрической оптики, фотометрии, интерференции, дифракции, поляризации, а также их применение к решению измерительных задач. Совместно с модулями расширения МРО-1, МРО-2 и МРО-3 реализуют работы по интерферометрии, акустооптике и фотоупругости.

ЛК0-1А

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

1. Измерение преломляющих углов клина и призмы +

2. Измерение показателей преломления твердых тел +

3. Измерение показателей преломления жидкостей +

4. Фокусные расстояния и увеличения линз +

5. Моделирование проекционного микроскопа +

6. Визуализация и анализ стоячей ультразвуковой волны

ФОТОМЕТРИЯ

7. Расходимость пучка и сила света лазера +

8. Интенсивность в сферической волне +

9. Преобразование силы света линзами +

10. Закон Бугера. Показатель поглощения раствора +

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

11. Опыт Юнга. Закономерности интерференции +

12. Бипризма Френеля. Измерение длины волны света +

13. Кольца Ньютона. Измерение кривизны поверхности +

14. Интерференция при отражении от пластины +

15. Полосы равного наклона +

16. Интерференция частично когерентного света:

16.А. Оценка длины когерентности по числу полос +

16.Б. Определение предельного размера источника +

16.В. Оценка радиуса когерентности с помощью опыта Юнга +

16.Г. Локализация полос интерференции +

ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ

17. Изучение интерферометра Майкельсона или Маха-Цендера

18. Оценка длины когерентности излучения лазера +

19. Оценка радиуса когерентности излучения лазера

20. Измерение малых деформаций и модуля Юнга

21. Измерение показателей преломления пластин +

22. Измерение показателя преломления воздуха

ДИФРАКЦИЯ

23. Закономерности дифракции. Пределы геом. оптики +

24. Дифракция на крае экрана +

25. Дифракция Френеля на различных препятствиях +

26. Дифракция Фраунгофера на различных препятствиях +

27. Разрешающая способность линзы +

28. Одномерные и двумерные дифракционные решетки +

29. Измерение длины волны света в веществе +

30. Дифракция света на ультразвуке

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

28. Поляризатор и анализатор. Закон Малюса +

29. Угол Брюстера. Измерение показателей преломления +

30. Эллиптическая поляризация +

31. Искусственная оптич. анизотропия (фотоупругость)

32. Естественное вращение плоскости поляризации +

33. Магнитное вращение плоскости поляризации +

ДИСПЕРСИЯ. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

34. Дисперсия стеклянной призмы +

35. Спектральные параметры дифракционной решетки

36. Интерферометр Фабри-Перо

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Источники излучения:

1.Одномодовый лазер

длина волны 0,6328 мкм

мощность 1-3 мВт

2. Лампа накаливания (только в ЛКО-1А)

напряжение питания 12 В

мощность 20 Вт

Напряжение питания комплекса 220 В, 50Гц

Потребляемая мощность 100 Вт

Габаритные размеры 0.80X0,30X0,36 м

Масса комплекта 45 кг

3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ

оптическая база, обеспечивающая создание и разводку оптического излучения, размещение функциональных модулей на оптической оси установки с перемещением вдоль оптической оси, размещение вспомогательных и неиспользуемых узлов, электропитание;

набор функциональных модулей, обеспечивающий необходимые преобразования лазерного пучка, регистрацию излучения, установку и перемещение исследуемых объектов в пучке излучения;

набор изучаемых объектов, обеспечивающий наблюдение и изучение оптических явлений.

СОСТАВ КОМПЛЕКСОВ ЛКО-1А

Поз.

НАИМЕНОВАНИЕ

Количество ЛКО-1А

1.

Каркас

1

2.

Блок питания и управления

1

3.

Оптическая скамья (рельс) со шкалой

1

4.

Лазер гелий-неоновый одномодовый, тип ЛГН-208А l

1

5.

Фотоприемник

1

6.

Модуль 1 - зеркало нижнее

1

7.

Модуль 2 - зеркало верхнее

1

8.

Модуль 3 - микропроектор (f=+15 мм)

1

9.

Модуль 5 - конденсор (f=+l2 мм) с экраном

1

10.

Модуль 6 - объектив (f=+100 мм)

1

11.

Модуль 7 - отражатель

1

12.

Модуль 8 - кассета в двухкоординатном держателе

1

13.

Модуль 10 - кассета в поворотном держателе

1

14.

15.

Модуль 12 - поляризатор в поворотном держателе

2

16.

Модуль 13 - стол поворотный

1

17.

Модуль 21 - фонарь белый

1

18.

Модуль 27 - соленоид (число витков N = 4040

1

19.

Модуль 28 - блок светофильтров

1

20.

Модуль 29 - окуляр-микрометр с держателем

1

21.

Набор объектов в коробках

1

22.

Комплект ЗИП

1

23.

Паспорт и техническое описание

1

24.

Учебное пособие "Модульный оптический практикум"

1

НАБОР ОБЪЕКТОВ

Набор объектов включает оптические элементы, установленные в прямоугольных экранах, на которых нанесен номер объекта. Некоторые объекты (кюветы) используются без экранов.

Номер
объе
кта

Содержание

Коли-
ч
ество ЛК0-1А

2.

Шкала прямоугольная 1.00 мм

1

4.

Пластина стекл. плоскопаралл. , толщина 0,85 мм

1

5.

Пластина стекл. плоскопаралл., толщина 4,4 мм

1

6.

Пластина пласмассовая, толщина 4,0 мм

1

7.

Клин стеклянный, угол α = 2 градусов

1

8.

Призма крон 60°

1

9.

Призма флинт 60°

1

11.

Бипризма

1

12.

Линза f=+(300 - 500)мм

1

13.

Линза f=+(25-30) мм

1

14.

Линза f=-(150-300)мм

1

15.

Диск 2.0 мм

1

16.

Зонная пластинка

1

17.

Сложная фигура

-

18.

Круглое отверстие 1,0 мм

1

19.

Круглое отверстие 2,0 мм

1

20.

Квадратное отверстие 2*2 мм

1

21.

Прямоугольное отверстие 1*2 мм

1

22.

Треугольное отверстие

1

23.

Щель 0,5 мм

1

24.

Щель 1,0 мм

1

25.

Щель раздвижная

-

25.

М.Щель раздвижная микрометрическая

1

26.

Диафрагма 0,5-5 мм

-

27.

Две щели, шаг d= 1,0 мм

1

28.

Две щели, шаг d= 2,0 мм

1

29.

Три Щели, шаг d= 1,0 мм

1

30.

Четыре щели, шаг d= 1,0 мм

1

31.

Решетка линейная, шаг d=0,3 мм

1

32.

Решетка линейная, шаг d=0,6 мм

1

33.

Решетка квадратная

1

34.

Решетка прямоугольная

1

35.

Решетка косоугольная

1

36.

Решетка хаотическая

1

37.

Поляризатор

1

38.

Фотодатчик диодный

-

39.

Кристаллическая пластина (слюда)

1

40.

Кристаллическая пластина λ/2

-

41.

Кристаллическая пластина λ/4

-

42.

Линза-насадка

-

43.

Кювета 120 мм для газов (в составе модуля 14)

-

44.

Кювета 120 мм для жидкостей

2

45.

Свободный экран с шкалой

1

46.

"Кольца Ньютона"

1

47.

Матовое стекло

1

48.

Кювета 10 мм

1

49.

Кювета 20 мм

1

51.

Брусок стеклянный (в сост. мод. 32 "Фотоупругость")

КОМПЛЕКТ ЗИП

Комплект содержит запасные шкалы на липкой пленке.

4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Общий вид установки ЛКО-1А приведен на рис. 1. Обозначения позиций на рисунке соответствуют номерам элементов установки в перечне состава изделия.

Рис.1. Лабораторный оптический комплекс ЛК0-1А

ОПТИЧЕСКАЯ БАЗА

Каркас установки состоит из двух боковин 1.1, стянутых оптической скамьей 3, плитой-основанием и задней стенкой. В полости каркаса размещены коробки с объектами. Оптическая скамья 3, состоит из двух рельс со шкалой с ценой деления 2 мм. Оптическая ось установки расположена симметрично относительно оптической скамьи на высоте 45 мм от верхнего края рельс. На рельсах закреплено верхнее зеркало (модуль 2, поз.7). На правой боковине каркаса установлена клемма заземления.

Лазер подвешен под оптической скамьей. Излучение лазера выводится на оптическую ось с помощью зеркал модуля 1 и модуля 2. С помощью отражателя модуля 3 исследуемое излучение направляется на экран, расположенный на задней стенке каркаса.

В полости под оптической скамьей размещен блок питания 2. На передней панели блока (рис. 2) расположены два сетевых предохранителя, тумблер "СЕТЬ" включения сетевого питания, тумблер "ЛАЗЕР" включения лазера, тумблер "ЛАМПА/МАГНИТ" на три положения для включения белого фонаря или соленоида (при среднем положении тумблера питание отключено), регулятор тока полупроводник лвлгл лазера, регулятор "I2" тока лампы или соленоида, гнезда "+/-" для подключения соленоида, разъем "ФД" для подключения фотодиодного датчика, разъем-гнездо СГ-7 с линиями сигналов и питания (см. ниже) и мультиметр с цифровым дисплеем и кнопками управления.

Рис.2. Передняя панель блока питания

При нажатии соответствующей кнопки управления мультиметр выполняет следующие измерения:

"I1" - ток питания полупроводникового лазера в пределах 0...60 мА с разрешением 0,1 мА;

"I2" - ток лампы или соленоида в пределах 0...2,5 А с разрешением 0,01 А;

"ФП" - напряжение на выходе фотоприемника в пределах -2...+2В с разрешением 1 мВ;

"ФД" - ток фотодатчика, подключенного к разъему "ФД" (в режиме короткого замыкания) в пределах -20...20 мкА с разрешением 0,01 мкА.

Изменение полярности питания соленоида осуществляется перестановкой штекеров, включенных в гнезда. Тумблер "ЛАМПА/МАГНИТ" исключает одновременной включение лампы и соленоида.

Назначение контактов разъема СГ-7 на панели блока питания (напряжения указаны относительно провода "общий"):

  1.  - сигнал фотоприемника
  2.  - общий чистый
  3.  - питание + 6 В
  4.  - питание полупроводникового лазера током I1
  5.  - питание -6 В
  6.  - питание лампы и соленоида током I2
  7.  - питание +15В, 2,5А

Для подключения источников света и фотоприемника в полости каркаса установлены две пары разъемов. Пара разъемов СГ-7, установленных у левой боковины каркаса, имеет задействованные контакты:

  1.  - питание + 6 В
  2.  - питание полупроводникового лазера током I1
  3.  - питание лампы током I2
  4.  - питание лампы (+15В), включаемое тумблером "ЛАМПА/МАГНИТ"

Пара разъемов СГ-5, установленных у задней стенки каркаса, имеет задействованные контакты:

  1.  - сигнал фотоприемника
  2.  - общий чистый
  3.  - питание +6 В

5 - питание -6 В

На задней стенке каркаса размещен экран 1.2. Он содержит шкалу длиной 73 см с ценой деления 1мм. Ноль шкалы экрана расположен напротив ноля линейки оптической скамьи (смещение не более 1 мм). Над шкалой изображены два визирных креста с координатами 13,0 и 70,0 см, используемые при настройке установки. Центры крестов находятся на уровне оптической оси установки. Передвижной козырек 1.3 защищает экран от освещения сверху.

На рис. 3 показана схема вывода излучения лазера 4 на оптическую ось установки. Пучок излучения вначале отражается от грани призмы 6.1 модуля 1, затем от зеркала 7.1 модуля 2. Призма 6.1 установлена на кронштейне 6.4 и поворачивается ручками 6.2 и 6.3 (см. рис. 1). При вращении ручки 6.2 точка А ввода луча смещается по вертикали, при вращении ручки 6.3 - по горизонтали. При повороте зеркала 7.1 с помощью винта 7.2 луч поворачивается в вертикальной плоскости. При повороте кронштейна 7.4 с помощью рукоятки 7.3 луч поворачивается в горизонтальной плоскости. Таким образом, достигается требуемое положение и направление луча. Грубую настройку рукояткой 7.3 уточняют винтом плавной настройки 7.5 (рис. 4).

Рис.3. Схема вывода излучения лазера

Фонарь белого света (модуль 21) с лампой накаливания установлен на боковине каркаса (рис. 4).

Рис.4. Модуль 2 "Зеркало верхнее" и модуль 21 "Фонарь белый"

1.  корпус фонаря;

2.  винт для смещения лампы при фокусировке;

3.  винты смещения пучка света на выходе фонаря;

4.  кассета для светофильтров.

Верхнее зеркало на рис. 4 показано в положении для вывода излучения лазера на оптическую ось установки. Для вывода излучения фонаря на оптическую ось установки нужно рукоятку 7.3 верхнего зеркала (модуля 2) повернуть в горизонтальное положение.

В кассету 4 устанавливается модуль 28 "Блок светофильтров".



Оглавление



[1] Введение

[1.0.1] Федеральное агентство по образованию

[2] Лабораторная работа №1

[2.1] ОПРЕДЕЛЕНИЕ
УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ

[3] Лабораторная работа №2

[3.1] Измерение коэффициента полезного действия механической пушки

[4] Лабораторная работа №3

[4.1] Центральный удар шаров.
Потеря энергии при ударе

[5] Лабораторная работа №4

[5.1] Определение момента инерции системы
на основе закона сохранения момента импульса

[6] Лабораторная работа №5

[6.1] Прецессия гироскопа.
Измерение частоты прецессии

[7] Лабораторная работа №6

[7.1] Определение коэффициентов
трения и сопротивления

[8] Лабораторная работа №7

[8.1] Закон Бойля-Мариотта

[8.1.1] Министерство образования и науки Российской Федерации

[8.1.2] Федеральное агентство по образованию

[8.1.3] Филиал ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

[8.1.4] в г. Нижневартовске

[9] Лабораторная работа №1

[9.1] Изучение работы осциллографа,
генератора, вольтметра

[10] Лабораторная работа №2

[10.1] Измерение емкости плоского
конденсатора

[11] Лабораторная работа №3

[11.1] Измерение диэлектрической
проницаемости веществ

[12] Лабораторная работа №№4,5

[12.1] Исследование магнитных полей
прямого тока и соленоида

[13] Лабораторная работа №6

[13.1] Определение магнитной проницаемости
веществ

[14] Лабораторная работа №7

[14.1] Измерение разности фаз колебаний

[14.1.1] Министерство образования и науки Российской Федерации

[14.1.2] Федеральное агентство по образованию

[14.1.3] Филиал ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

[14.1.4] в г. Нижневартовске

[15] Лабораторная работа №1

[15.1] Юстировка лазера

[16] Лабораторная работа №2

[16.1] «Закон Бугера»

[17] Лабораторная работа №3

[17.1] Поляризация света.
Проверка закона Малюса

[18] Лабораторная работа №4

[18.1] Интерференция света. Опыт Юнга.
Определение длины волны света

[19] ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

[19.1] Дифракция Фраунгофера на щели.
Измерение распределения
интенсивности света

[20] Лабораторная работа №6

[20.1] Дисперсия света.
Определение показателя преломления

[21] Литература

[21.1] Рекомендуемая литература:

[22] Приложение №1

[23] Приложение №2

[23.1] «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНКИ»

[23.2] «ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ
И ТЕРМОДИНАМИКИ»

[23.3] «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ»

[23.4] «ОСНОВЫ ОПТИКИ»

[24] Оглавление


Учебное издание

Косьянов Петр Михайлович

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ОБЩЕМУ КУРСУ

ФИЗИКИ

Методические указания к лабораторным работам

Редактор Л.В.Алексеева

Художник обложки Л.П.Павлова

Компьютерная верстка К.В.Кудрявцевой

Изд. лиц. ЛР № 020742. Подписано в печать 22.12.2008

Формат 60×84/16. Бумага для множительных аппаратов

Гарнитура Times. Усл. печ. листов 6,25

Тираж 500 экз. Заказ 831

Отпечатано в Издательстве

Нижневартовского государственного гуманитарного университета
628615, Тюменская область, г.Нижневартовск, ул.Дзержинского, 11

Тел./факс: (3466) 43-75-73, Е-mail:izdatelstvo@nggu.ru


ГСФ-2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81465. Представление о пентозофосфатном пути превращений глюкозы. Окислительные реакции (до стадии рибулозо-5-фосфата). Распространение и суммарные результаты этого пути (образование пентоз, НАДФН и энергетика) 135.5 KB
  Окислительные реакции до стадии рибулозо5фосфата. Распространение и суммарные результаты этого пути образование пентоз НАДФН и энергетика Пентозофосфатный путь называемый также гексомонофосфатным шунтом служит альтернативным путём окисления глюкозо6фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из 2 фаз частей окислительной и неокислительной.
81466. Свойства и распространение гликогена как резервного полисахарида. Биосинтез гликогена. Мобилизация гликогена 173.81 KB
  Биосинтез гликогена. Мобилизация гликогена. Таким образом в молекуле гликогена имеется только одна свободная аномерная ОНгруппа и следовательно только один восстанавливающий редуцирующий конец.
81467. Особенности обмена глюкозы в разных органах и клетках: эритроциты, мозг, мышцы, жировая ткань, печень 110.65 KB
  Метаболизм глюкозы в эритроцитах. В эритроцитах катаболизм глюкозы обеспечивает сохранение структуры и функции гемоглобина целостность мембран и образование энергии для работы ионных насосов. Около 90 поступающей глюкозы используется в анаэробном гликолизе а остальные 10 в пентозофосфатном пути.
81468. Представление о строении и функциях углеводной части гликолипидов и гликопротеинов. Сиаловые кислоты 110.57 KB
  Сиаловые кислоты Гликопротеины – сложные белки содержащие помимо простого белка или пептида группу гетероолигосахаридов. К полипептидуприсоединяются гетероолигосахаридные цепи содержащие от 2 до 10 реже 15 мономерных остатков гексоз галактоза и манноза режеглюкоза пентоз ксилоза арабиноза и конечный углевод чаще всего представленный Nацетилгалактозамином Lфукозой или сиаловой кислотой; в отличие от протеогликанов гликопротеины не содержат уроновых кислот и серной кислоты. Сиа́ловые кисло́ты ациальные производные...
81469. Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахаридов: галактоземия, непереносимость фруктозы и дисахаридов. Гликогенозы и агликогенозы 139.56 KB
  Гликогенозы и агликогенозы Нарушения метаболизма фруктозы Неактивный фермент Блокируемая реакция Локализация фермента Клинические проявления и лабораторные данные Фруктокиназа Фруктоза АТФ → Фруктозе1фосфат АДФ Печень Почки Энтероциты Фруктоземия фруктозурия Фруктозе1фосфатальдолаза Фруктозе1фосфат → Дигидроксиацетон3 фосфат Глицеральдегид Печень Рвота боли в животе диарея гипогликемия Гипофосфатемия фруктоземия гиперурикемия хроническая недостаточность функций печени почек. Наследственная непереносимость...
81470. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды (жиры) и липиды мембран (сложные липиды). Жирные кислоты липидов тканей человека 113.78 KB
  Жирные кислоты липидов тканей человека. Жирные кислоты структурные компоненты различных липидов. В составе триацилглицеролов жирные кислоты выполняют функцию депонирования энергии так как их радикалы содержат богатые энергией СН2группы. В составе фосфолипидов и сфинголипидов жирные кислоты образуют внутренний гидрофобный слой мембран определяя его свойства.
81471. Незаменимые факторы питания липидной природы. Эссенциальные жирные кислоты: ω-3- и ω-6-кислоты как предшественники синтеза эйкозаноидов 125.89 KB
  Эссенциальные жирные кислоты: ω3 и ω6кислоты как предшественники синтеза эйкозаноидов. В эту группу входит комплекс полиненасыщенных жирных кислот которые принимают значительное участие в биологических процессах: линолевая кислота омега6 линоленовая кислота омега3 арахидоновая кислота омега6 эйкозапентаеновая кислота омега3 докозагексаеновая кислота омега3 Полиненасыщенные жирные кислоты препятствуют развитию атеросклероза и снижают уровень триглицеридов липопротеидов низкой плотности в крови холестерина и его...
81472. Биосинтез жирных кислот, регуляция метаболизма жирных кислот 192.83 KB
  Ис