Лабораторные работы по дисциплине "Физика"

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Новосибирской области

«Тогучинский лесхоз-техникум»

 

 

 

 

Методические рекомендации

по организации и проведению лабораторных работ

по дисциплине Физика

специальности 35.02.01 «Лесное и лесопарковое хозяйство»

2014 г

Методические рекомендации

рассмотрены на заседании

цикловой комиссии общеобразовательного,

общего гуманитарного и социально-экономического,

 математического и общего естественнонаучного циклов

Протокол №___от__________2014 года

Председатель ЦК __________О.Н.Удалова

Рассмотрено на заседании

  методического совета

протокол  № _____

от ___________2014 года

Аннотация

Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных работ по дисциплине Физика специальности 35.02.01 «Лесное и лесопарковое хозяйство» предназначены для преподавателей и  студентов очного отделения на базе основного общего образования для выполнения лабораторных работ предусмотренных программой по дисциплине.

Автор: И.Н..Медведева - преподаватель ГБОУ СПО НСО  «Тогучинский лесхоз-техникум»

Содержание

1.     Пояснительная записка    …………………………………………………4

2.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы №1 «Исследование движения тела под действием постоянной силы».  …..6     

3.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы № 2 «Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения»…..12

4.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы № 3 « Изучение зависимости периода колебаний нитяного (или пружинного) маятника от длины нити (или массы груза)»……………………………20

5.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы №4«Измерение влажности воздуха»…………………………………….26

6.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы №5 «Измерение поверхностного натяжения жидкости»…………………..32

7.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы № 6 «Наблюдение роста кристаллов из раствора»………………………….38

8.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы № 7 «Изучение закона Ома для участка цепи»……………………………...44

9.     Методические рекомендации по проведению лабораторной работы №8«Изучение явления электромагнитной индукции»…………………48

10. Методические рекомендации по проведению лабораторной работы №9«Изучение интерференции и дифракции света»……………………53

11. Список литературы……………………………………………………….57

Пояснительная записка

 В соответствии с Федеральным законом от 29.12.2012 «Об образовании в Российской Федерации»; Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 14.06.2013 № 464  «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по образовательным программам среднего профессионального образования»; Федеральным Государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальности 35.02.01.»Лесное и лесопарковое хозяйство»: лабораторные  работы направлены на экспериментальное подтверждение теоретических положений и формирование учебных и практических умений и составляют важную часть теоретической и практической подготовки.

Выполнение обучающимися лабораторных работ проводится с целью:

- формирования практических умений, в соответствии с требованиями к уровню подготовки обучающихся, установленными рабочей программой дисциплины Физика по конкретным темам дисциплины;

- обобщения, систематизации, углубления, закрепления полученных теоретических знаний;

- совершенствования умений применять полученные знания на практике, реализации единства интеллектуальной и практической деятельности;

- развития интеллектуальных умений у будущих специалистов: аналитических, проектировочных, конструктивных и др.;

- выработки таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива  при решении поставленных задач при освоении  общих компетенций.

В Рекомендациях лабораторные работы представлены в соответствии с тематическим планированием изучения дисциплины:

Раздел 1. Механика

Тема 1.2 Динамика. Силы в механике.

Лабораторная работа №1.«Исследование движения тела под действием постоянной силы».

Тема 1.3 Законы сохранения в механике.

Лабораторная работа №2.«Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения».

Тема 1.4 Механические колебания и волны.

Лабораторная работа № 3. « Изучение зависимости периода колебаний нитяного (или пружинного) маятника от длины нити (или массы груза)».

Раздел 2.Молекулярная физика. Термодинамика

Тема2.4 Взаимные превращения жидкостей и газов

Лабораторная работа № 4.«Измерение влажности воздуха».

Лабораторная работа №5.«Измерение поверхностного натяжения жидкости».

Тема 2.5 Твердые тела.

Лабораторная работа № 6.« Наблюдение роста кристаллов из раствора».

Раздел 3.Электродинамика

Тема 3.2 Законы постоянного тока.

Лабораторная работа № 7. «Изучение закона Ома для участка цепи».

Тема 3.5 Электромагнитная индукция.

Лабораторная работа №8. «Изучение явления электромагнитной индукции».

Тема 3.6 Электромагнитные волны. Волновая оптика.

Лабораторная работа №9. «Изучение интерференции и дифракции света».

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №1

«Исследование движения тела под действием постоянной силы».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.

Тема: «Исследование движения тела под действием постоянной силы».

Формируемые умения:

-измерять и делать простейшие расчеты физических величин:  массы, силы;  

-решать простейшие задачи по определению:  массы, силы.

Цель:  установить экспериментально зависимость между ускорением и массой тела при постоянно действующей силе.

Оборудование: прибор по кинематике и динамике с движущейся тележкой, секундомер или метроном, лента измерительная, штатив лабораторный.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть:

4           5         6     7           8             9

Указания к работе:
Прибор по кинематике и динамике состоит из:

1.     Стержень 6, длиной 125 см, на одном конце которого укреплена обойма с блоком 4, а на другом щека 13.

2.     Между обоймой и щекой натянута проволока 8, по которой перемещается тележка 10. Масса тележки вместе со столиком для грузов равна 300г.

3.     Проволока лежит на трех опорных винтах, устраняющих её прогиб под тяжестью тележки.

4.     На щеке сверху укреплена защелка 12, удерживающая тележку в начальном положении, а на обойме – пружинный зажим 5, задерживающий тележку в конце пути.

5.     Через блок в обойме перекинута нить 7, один конец которой привязан к тележке, а другой - к тарелке для грузов 2 массой 10г.

6.     К обойме подвешен металлический стержень 3 с подвижным столиком 1. Он служит для остановки перегрузки при определении мгновенной скорости.

7.     Снизу на стержень 6 надет фиксатор 9, который удерживается при помощи пружинящих зажимов и может легко перемещаться вдоль стержня. Фиксатор отмечает ударом момент прохождения тележкой той точки пути, где он установлен. Когда тележка проходит над фиксатором, то стержень её столика поворачивает защелку. При этом плоская пружина фиксатора освобождается и ударяет прикрепленным к ней шариком о ползунок.

8.     Стержень снабжен откидной ножкой 14, предназначенной для установки прибора на столе в рабочем положении и держателем 11 для закрепления его в муфте лабораторного штатива.

9.     К прибору прилагаются два груза массой по 120 г и два груза массой по 3 г. Время движения тележки, как сказано выше, измеряют с помощью секундомера или метронома, а перемещение — измерительной лентой.

Содержание работы

Задание 1. Исследование зависимости ускорения от дейст­вующей силы при постоянной массе тела.

1.     Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

№ опыта	F,Н	m,кг	S,м	t,с	a,м/с2
1	0,03	0,489
2	0,06	0,489

2.  Ознакомьтесь с устройством и действием прибора по кинематике и динамике с движущейся тележкой и установите прибор у края стола, как показано на рисунке 1.

3.   Положите на столик тележки груз массой 246 г (два груза по 120 г и два груза по 3 г) и наклоните прибор так, чтобы тележка двигалась по проволоке равномерно.

4.     Приложите к тележке силу 0,003 Н. Для этого прикрепите к тележке нить с тарелкой массой 3 г и перебросьте нить через блок. При этом условии масса движущихся тел равна 489 г (тележка — 240 г, груз —246 г, тарелка — 3 г).

5.     Расположите фиксатор от тележки на расстоянии 90—95 см и пустите тележку одновременно с секундомером. В момент удара фиксатора  остановите  секундомер.

6. Измерьте перемещение тележки. Зная перемещение и время, вычислите ускорение ее движения.

Результаты измерений к вычислений запишите в таблицу.

7.   Увеличьте силу тяги в два раза, не изменяя массу движущихся тел. Для этого снимите с тележки один перегрузок массой 3 г и положите его на тарелку, привязанную к другому концу нити.

8.   Вновь определите ускорение движения тележки, и  результат запишите в таблицу.

9.   На основании полученных результатов, учитывая допущенные  погрешности,  сделайте  ВЫВОД о  зависимости   ускорения  от действующей силы при постоянной массе тела.

Задание 2. Исследование зависимости ускорения от массы движущегося тела при постоянной действующей силе.

1.Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

№ опыта	F,Н	m,кг	S,м	t,с	a,м/с2
1	0,06	0,246
2	0,06	0,366
3	0,06	0,489

2.Снимите с тележки  все грузы и определите  ускорение ее движения (масса движущихся тел 246 г) при силе тяги 0,06Н (вес тарелки и один перегрузок).

3.Положите на тележку груз массой 120 г и снова определите ускорение ее движения (масса движущихся тел 366 г) при прежней силе тяги.

4.Результаты всех измерений и вычислений запишите в таблицу, добавив в нее данные перемещения, времени, массы (486 г)  и ускорения из предыдущей таблицы для случая, когда действующая сила была равна 0,06Н.

5.Какую зависимость между ускорением и массой при постоянной силе выражают результаты опытов?

Учитывая допущенные  погрешности, сформулируйте вывод о зависимости ускорения от действующей силы и массы тела.

Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №2

«Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

«Изучение законов сохранения энергии и импульса»

Формируемые умения:

-измерять и делать простейшие расчеты физических величин:  импульса, работы;

-решать простейшие задачи по определению:  импульса, работы, мощности, энергии.

Цель: проверка выполнения законов сохранения энергии и импульса при  упругом и  неупругом ударах.

Оборудование: лабораторная установка, набор шаров.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть:

Примером применения законов сохранения импульса и энергии при решении реальной физической задачи является удар абсолютно упругих и неупругих тел.

 Удар (или соударение) — это столкновение двух или более тел, при котором взаимодействие длится очень короткое время.  Силы взаимодействия между сталкивающимися телами (ударные или мгновенные силы) столь велики, что внешними силами, действующими на них, можно пренебречь. Это позволяет систему тел в процессе их соударения приближенно рассматривать как замкнутую систему и применять к ней законы сохранения.

Тела во время удара претерпевают деформацию. Сущность удара заключается в том, что кинетическая энергия относительного движения соударяющихся тел на короткое время преобразуется в энергию упругой деформации. Во время удара имеет место перераспределение энергии между соударяющимися телами. Отношение кинетических энергий тел после W_п и до W_д удара называется коэффициентом восстановления ε:   ε =W_п /W_д.

Если для сталкивающихся тел ε<1, то такие тела называются абсолютно неупругими, если ε =1 — абсолютно упругими. На практике для всех тел 0< ε<1 (например, для стальных шаров ε =0,56, для шаров из слоновой кости ε=0,89, для свинца ε =О). Однако в некоторых случаях тела можно с большой степенью точности рассматривать либо как абсолютно упругие, либо как абсолютно неупругие.

Прямая, проходящая через точку соприкосновения тел и нормальная к поверхности их соприкосновения, называется линией удара.

Удар называется центральным, если тела до удара движутся вдоль прямой, проходящей через их центры масс.

Абсолютно упругий удар — столкновение двух тел, в результате которого в обоих взаимодействующих телах не остается никаких деформаций, т.е. наблюдается упругая деформация и вся кинетическая энергия, которой обладали тела до удара, после удара снова превращается в кинетическую энергию (подчеркнем, что это идеализированный случай).  

Деформация называется упругой, если после прекращения действия внешних сил тело принимает первоначальные размеры и форму. Деформации, которые сохраняются в теле после прекращения действия внешних сил, называются пластическими (или остаточными). Деформации реального тела всегда пластические, так как они после прекращения действия внешних сил никогда полностью не исчезают.

Для абсолютно упругого удара выполняются закон сохранения импульса и закон сохранения кинетической энергии.

Абсолютно неупругий удар — столкновение двух тел, в результате которого тела объединяются, двигаясь дальше как единое целое. Продемонстрировать абсолютно неупругий удар можно с помощью шаров из пластилина (глины), движущихся навстречу друг другу.

 При центральном абсолютно неупругом ударе шаров между ними действуют силы, зависящие не от самих деформаций, а от их скоростей, то мы имеем дело с силами, подобными силам трения, поэтому закон сохранения механической энергии не должен соблюдаться. Вследствие деформаций происходит «потеря» кинетической энергии, перешедшей в тепловую или другие формы энергии.            

             Совокупность материальных точек (тел), рассматриваемых как единое целое, называется механической системой. Силы взаимодействия между материальными точками механической системы называются внутренними. Силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела, называются внешними. Механическая система тел, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой (или изолированной). Если мы имеем механическую систему, состоящую из многих тел, то, согласно третьему закону Ньютона, силы, действующие между этими телами, будут равны и противоположно направлены, т. е. геометрическая сумма внутренних сил равна нулю.

            Векторная величина = m· численно равная произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющая направление скорости, называется импульсом (количеством движения) этой материальной точки.

             Закон сохранения импульса:  импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется со временем.

Математическое выражение этого закона

= =const,

где m_i, _i –масса и скорость i- го тела системы, состоящей из n тел.

              Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др.

Кинетическая энергия механической системы — это энергия механического движения этой системы.

Потенциальная энергия — механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними.

Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей (например, поля упругих сил, поля гравитационных сил), характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля называются потенциальными, а силы, действующие в них, — консервативными. Если же работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую, то такая сила называется диссипативной; ее примером является сила трения.

Закон сохранения энергии: в замкнутой системе тел, между которыми действует только консервативные силы, механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем. 

Законы сохранения энергии и импульса принадлежат к фундаментальным законам природы, и их экспериментальная проверка представляет особый интерес. При изучении удара шаров это можно проделать простым и наглядным способом.

Рассмотрим упругий и неупругий удар для двух шаров.

Случай упругого удара.

До столкновения сумма импульсов системы шаров равна сумме импульсов после удара:

+ = +.

или для модулей импульсов:

m₁· υ₀ + m₂ ·υ = m₁ ·υ₁ + m₂ ·υ₂,

где m₁ и υ₀ , υ₁ – масса и скорость ударяющего шара;

       m₂  и υ, υ₂ - масса и скорость ударяемого шара.

Пусть до удара второй шар находится в покое: υ = 0 и  р = 0, тогда импульс до удара

р₀ = m₁ ·υ₀ .                     (1)

После упругого удара для модулей импульсов шаров:

р  = m₂ ·υ₂  ± m₁ ·υ₁ ,             (2)

при отклонении шаров в одну сторону берется знак «+», а в противоположные  знак «-».

С учетом направления вектора скорости импульс до и после удара определяется как

m₁ ·υ₀  =  m₂ ·υ₂  - m₁ ·υ₁,

где  υ₁  и υ₂ -скорости ударяющего и ударяемого шаров сразу после удара.

 Для определения величин скоростей шаров воспользуемся следующим соображением.

В начальном положении отклоним ударяющий шар на угол α₀. При этом центр шара поднимается на высоту

h = l-l·cos α₀ = l(1- cos α₀ ) =2 ·l· sin² ,

где l- длина нити на которой подвешан шар.

Шар получит потенциальную энергию:

W_р = m₁ ·g·h = 2·m₁ ·g·l· sin² .

           Согласно закону сохранения энергии, потенциальная энергия в нижней точке перейдет в кинетическую энергию:

 W_к = W_р = 2·m₁ ·g·l ·sin² .

            Используя определение кинетической энергии, получим формулу для скорости:

W_к =  = 2·m₁ ·g·l ·sin² ,

υ₀  = 2· sin .          (3)

           Значит, скорость ударяющего шара в нижней точке траектории зависит от начального угла отклонения α₀.

           Соответственно скорости шаров после ударов:

υ₁ = 2· sin  ,             (4)

υ₂  = 2· sin ,            (5)

где α₁  - угол отклонения ударяющего шара после удара;

      α₂    - угол отклонения ударяемого шара после удара.

Случай неупругого удара.

            Импульс шаров после неупругого удара

р₃  = (m₁ + m₃) · υ₃ .            (6)

Так как до удара второй шар находится в покое: υ = 0 и  р = 0, тогда импульс до удара

р₀ = m₁ ·υ₀ ,

и  импульс до и после удара будет равен

m₁ υ₀ =  (m₁ + m₃) υ₃,

где   υ₃  - скорость шаров, движущихся вместе после неупругого удара.

            Общая скорость шаров

υ₃  = 2·sin ,               (7)

где α₃  - угол, на который отклонятся оба шара после неупругого удара.

           Энергия шаров до удара равна кинетической энергии первого шара, поскольку второй неподвижен:

W_к =  = 2·m₁ ·g·l ·sin² .       (8)

          После упругого удара энергия шаров

W  =  W₁ + W₂  .               (9)

W₁ = 2·m₁ ·g·l· sin² .       (10)

W₂=2·m₂ ·g·l· sin² .         (11)

 W  = 2·g·l· (m₁ ·sin²  + m₂ ·sin² ).         

             После неупругого удара энергия шаров

W₃ = 2(m₁ + m₃) · g·l ·sin² ,         (12)

             Коэффициент восстановления энергии для упругого удара

                                            ε =W_к /W.              (13)

              Коэффициент восстановления энергии для неупругого удара

                                            ε =W_к /W₃.           (14)

Описание лабораторной установки

 Основание прибора установлено на регулирующих ножках, которыми можно установить прибор по уровню.

            На основании закреплена колонка с нижним  и верхним кронштейнами. На верхнем кронштейне  укреплены стержни  и вороток  для установки расстояния между шарами. На стержнях  надеты держатели  и втулки, фиксируемые винтами с подвесками  шаров. На нижнем кронштейне  закреплены шкалы  и электромагнит. Электромагнит можно передвигать вдоль шкалы  и фиксировать винтами  угол отклонения шара α_0.

                                Содержание работы:

Подвесить упругие стальные шары и отцентрировать их при помощи винтов  во втулке, меняя длину нитей. Записать значения масс m₁  и m₂.

Установить шары и электромагнит в одной плоскости при помощи держателя  и винтов.

Привести шары в соприкосновение воротком.

Сдвинуть шкалы так, чтобы «0» шкалы совпал с острием подвеса.

Установить электромагнит на заданный угол по шкале.

Включить прибор в сеть, нажать клавишу «СЕТЬ».

Отжать клавишу «ПУСК».

Первый шар отклонить к электромагниту и зафиксировать исходный угол отклонения α₀, записать значение  α₀.

Нажать клавишу «ПУСК».

 После первого удара шаров измерить углы максимального отклонения ударяющего α₁  и ударяемого α₂ шаров.

Опыт повторить  5 раз и данные занести в табл.1.

Вычислить средние значения α₀ , α₁ , α₂  и занести в таблицу 1.

Заменить левый шар пластилиновым, записать величину его массы m₃.

 Проделать снова операции по пунктам 2-9.

 Измерить угол отклонения пластилинового шара α₃.

Опыт повторить  5 раз и данные занести в табл.1.

Вычислить средние значения α₃.

Таблица 1

	m1 =	m2 =	m1 +m3 =
	α1,0	α2,0	α3,0
1
2
3
4
5
ср.

По формулам (3), (4), (5) и (7) найти скорости шаров после удара, по формулам (1), (2) и (6) – их импульсы.

Определить по формулам (8) – (12) – энергии шаров до и после удара.

Результаты вычислений занести в таблицу 2.     

  Определить коэффициент восстановления энергии для упругого и неупругого ударов по формулам (13), (14).                                                                                                               

 Сравнить значения импульса для упругого удара до удара р₀ и после р   и р₀ с р₃  для неупругого удара.

Сравнить значения энергий до удара W_к  с энергией после удара W для упругого удара  и W_к  с  W₃  для неупругого удара.

 Таблица 2

	До удара	Упругий удар	Неупругий удар
Скорость, м/с	υ0=	υ1 = υ2  =	υ3 =
Импульс,	p0 =	p =	p3 =
Энергия,  Дж	Wк =	W  =	W3 =

     Найти энергию, затраченную на деформацию пластилинового шара: 

W_д  =  W_к  -  W₃

Сделать выводы о выполнимости  законов  сохранения энергии и импульса при упругом и неупругом ударах: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью,

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №3

« Изучение зависимости периода колебаний нитяного (или пружинного) маятника от длины нити (или массы груза)».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Тема: «Изучение зависимости периода колебаний нитяного (или пружинного) маятника от длины нити (или массы груза)».

Формируемые умения:

-решать простейшие задачи по определению:  длины волны, ускорения свободного падения по периоду колебания маятника.

Цель: исследовать, от каких величин зависит, а от каких не зависит период колебаний математического и пружинного маятников.

Оборудование: штатив, 3 груза разной массы (шарик, груз массой 100 г, гирька), нить длиной 60 см, 2 пружины разной жесткости, линейка, секундомер, полосовой магнит.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть:

В повседневной жизни мы достаточно часто наблюдаем колебательные процессы. Это смена дня и ночи, вращение Луны вокруг Земли, вибрация струн у музыкальных инструментов, колебания маятника часов и т.д. В колебательном движение изменение какой-либо величины (например, скорости или смещения тела от положения равновесия) повторяется в точности через совершенно определенное время - период.

Рассмотрим колебания нитяного маятника, т.е. небольшого тела (например, шарика), подвешенного на нити, длина которой значительно превышает размеры самого тела. Если шарик отклонить от положения равновесия и отпустить, то он начнет колебаться. Сначала маятник движется с нарастающей скоростью вниз. В положении равновесия скорость шарика не равна нулю, и он по инерции движется вверх. По достижении наивысшего положения шарик снова начинает двигаться вверх.

Колебательное движение характеризуют амплитудой, периодом и частотой колебаний. Период - это время, за которое тело совершает одно колебание. Частота - это число колебаний, совершаемых за единицу времени.

Период гармонических колебаний математического маятника вычисляется по формуле: T = 2π√ℓ/g  Это значит, что в определенных пределах (малые углы отклонения груза от вертикали), которые соответствуют гармоническим колебаниям, их период не зависит от амплитуды колебаний и массы груза.

Содержание работы:

1.     Изготовьте математический маятник. Наблюдайте его колебания.

2.     Исследуйте зависимость периода колебаний математического маятника от длины нити. Для этого определите время 20 полных колебаний маятников длиной 25 и 49 см.

3.     Вычислите период колебаний в каждом случае. Результаты измерений и вычислений с учетом погрешности измерений занесите в таблицу.

l, м	n	t , с	T , с
0,25	20
0,49	20

4.     Сделайте вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.     Исследуйте зависимость периода колебаний маятника от ускорения свободного падения. Для этого под маятником длиной 25 см поместите полосовой магнит.

6.     Определите период колебаний, сравните его с периодом колебаний маятника в отсутствие магнита.

7.     Сделайте вывод: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8.      Покажите, что период колебаний математического маятника не зависит от массы груза. Для этого к нити неизменной длины подвешивайте грузы разной массы. Для каждого случая определите период колебаний, сохраняя одинаковой амплитуду.

9.      Сделайте вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Покажите, что период колебаний математического маятника не зависит от амплитуды колебаний. Для этого маятник отклоните сначала на 3 см, а затем на 4 см от положения равновесия и определите период колебаний в каждом случае.

11. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу .

A, см	n	t, с	T , с
3	10
4	10

12. Сделайте вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13. Покажите, что период колебаний пружинного маятника зависит от массы груза. Прикрепляя к пружине грузы разной массы, определите период колебаний маятника в каждом случае, измерив время 10 колебаний.

14. Сделайте вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

15. Покажите, что период колебаний пружинного маятника зависит от жесткости пружины.

16. Сделайте вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17. Покажите, что период колебаний пружинного маятника не зависит от амплитуды. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

18. Сделайте вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________

A, см	n	t , с	T , с
3	10
4	10

Выводы:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №4

«Измерение влажности воздуха».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

 Тема: « Измерение влажности воздуха».

Формируемые умения: - пользоваться психрометром, определять опытным путем параметры состояния газа.

Цель: Научиться определять относительную влажность, в домашних условиях.

Оборудование: термометр спиртовой, влажная тряпочка, психрометрическая таблица.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть

Для хорошего самочувствия человека и нормального хода многих технологических процессов совершенно небезразлично, насколько водяной пар, содержащийся в воздухе, далек от насыщения. Если в воздухе содержится мало водяных паров, то это создает чувство сухости во рту, одежда "электризуется" и липнет к телу. Если же пар, содержащийся в воздухе, наоборот, почти насыщен, то при малейшем понижении температуры наступит конденсация пара, и все предметы покроются капельками влаги (росы).       Ученые физики ввели физическую величину, характеризующую влажность воздуха. Она должна показывать, насколько пар, содержащийся в воздухе, далек от насыщения. Такую величину называют относительной влажностью воздуха: Φ - относительная влажность, % ρ - плотность пара, кг/м3  ρнас - плотность насыщенного пара (при той же температуре), кг/м3  Для характеристики влажности воздуха ввели такое понятие как парциальное давление. Парциальное давление - это давление которое производил бы водяной пар в отсутствии других газов в воздухе. Тогда Влажность воздуха можно определить по формуле Относительная влажность воздуха показывает выраженную в процентах долю, которую составляет плотность пара, содержащегося в данный момент в воздухе, от плотности насыщенного пара для этой же температуры.       Наиболее простым прибором для  измерения влажности воздуха  является волосяной гигрометр. В качестве детали, чувствительной к изменению влажности, служит обезжиренный человеческий волос [1]. Он закреплен в верхней части прибора [2], обернут вокруг ролика [3] и натянут при помощи специально подобранного груза [4]. К ролику прикреплена стрелка [5]. При увеличении относительной влажности воздуха волос удлиняется и вызывает вращение ролика вместе со стрелкой. Передвигаясь по шкале, она и указывает значение влажности воздуха, выраженное в процентах. Устройство и принцип действия психрометра – прибора для определения температуры и влажности воздуха.       Психрометр Августа имеет два термометра: "сухой" и "влажный". Они так называются потому, что конец одного из термометров находится в воздухе, а конец второго обвязан кусочком марли, погруженным в воду. Испарение воды с поверхности влажного термометра приводит к понижению его температуры. Второй же, сухой термометр, показывает обычную температуру воздуха.

Содержание  работы: 1. Снять показания сухого термометра t1= 2. Обмотать кончик термометра влажной тряпкой, и подождав пока температура установится, снять показания влажного термометра t2= 3. Определить разность показаний термометров T= t1-t2 4. С помощью психрометрической таблицы определить относительную влажность воздуха в вашей комнате.

Дополнительное задание. 1. Определите объем вашей комнаты V= 2. Определите плотность пара в вашей комнате, используя формулу относительной влажности, и таблицы плотности насыщенного пара. 3. Определите парциальное давление водяного пара, используя формулу относительной влажности и таблицы давления насыщенного пара. 4. Определите массу водяного пара находящегося в вашей комнате , зная плотность пара и объем комнаты. 5. Определите какую массу воды надо дополнительно испарить, чтобы увеличить влажность воздуха в вашей комнате на 20 %. Все формулы и вычисления записать в тетрадь.

Психрометрическая таблица

Показания сухого термо- метра, °С	Разность показаний  сухого и влажного термометра, °С
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Относительная влажность, %
0	100	81	63	45	28	11	—	—	—	—	—
2	100	84	68	51	35	20	—	—	—	—	—
4	100	85	70	56	42	28	14	—	—	—	—
6	100	86	73	60	47	35	23	10	—	—	—
8	100	87	75	63	51	40	28	18	7	—	—
10	100	88	76	65	54	44	34	24	14	5	—
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11	—
14	100	89	79	70	60	51	42	34	25	17	9
16	100	90	81	71	62	54	45	37	30	22	15
18	100	91	82	73	65	56	49	41	34	27	20
20	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31
26	100	92	85	78	71	64	58	51	46	40	34
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37

Зависимость давления Р и плотности r насыщенного водяного пара от температуры    

t, °С	Р, кПа	r, г/м3	t, °С	Р, кПа	r, г/м3
- 5	0,40	3,2	11	1,33	10,0
0	0,61	4,8	12	1,40	10,7
1	0,65	5,2	13	1,49	11,4
2	0,71	5,6	14	1,60	12,1
3	0,76	6,0	15	1,71	12,8
4	0,81	6,4	16	1,81	13,6
5	0,88	6,8	17	1,93	14,5
6	0,93	7,3	18	2,07	15,4
7	1,0	7,8	19	2,20	16,3
8	1,06	8,3	20	2,33	17,3
9	1,14	8,8	25	3,17	23,0
10	1,23	9,4	50	12,3	8

Вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №5

«Измерение поверхностного натяжения жидкости».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.

Тема: «Измерение поверхностного натяжения жидкости».

Формируемые умения: - объяснять на основе молекулярно-кинетической теории свойства жидкостей.

Цель: убедиться в существовании поверхностного натяжения жидкости и исследовать зависимость поверхностного натяжения жидкости от природы граничащих сред.

Оборудование: три кристаллизатора, сосуд с дистиллированной водой, мыльный раствор воды, раствор сахара в воде, две чистые пипетки, две тонкие лучинки (две спички без головок), пробирка с крошками и пробками.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть:

Поверхностный слой жидкости обладает дополнительной энергией. Эта энергия, приходящаяся на единицу поверхности жидкости, называется поверхностным натяжением и обычно обозначается буквой s. Сказанное означает, что для увеличения поверхности жидкости на S единиц, без каких-либо других изменений состояния жидкости, в частности без изменения ее температуры, надо совершить работу, равную sS.

Возьмем плоскую проволочную рамку, одна из сторон которой, представляющая собой перемычку длины l, может перемещаться, оставаясь параллельной самой себе . Окунем рамку в раствор мыла в воде. В результате она окажется затянутой тонкой пленкой жидкости, ограниченной с обеих сторон поверхностным слоем. Вследствие стремления поверхностных слоев сократиться пленка будет перемещать перемычку. Чтобы предотвратить перемещение перемычки, к ней нужно приложить силу F, которая уравновесит силу F', действующую на перемычку со стороны пленки. Увеличивая силу F на ничтожно малую величину, переместим очень медленно перемычку в направлении силы F Ha расстояние b. При этом сила F совершит работу, равную Fb. В результате совершения этой работы поверхностный слой жидкости увеличится на 2lb (поверхностный слой имеется с обеих сторон пленки), что приведет к приращению поверхностной энергии на 2lbs.

Приравняв приращение поверхностной энергии работе, совершенной силой F, получим соотношение 2lbs=Fb, откуда F=2ls.
Полученное выражение означает, что поверхностный слой, стремясь сократиться, действует на единицу длины своей границы с силой, равной s. Это позволяет дать другое определение поверхностного натяжения как силы, действующей со стороны поверхностного слоя на единицу длины контура, ограничивающего этот слой. В СИ поверхностное натяжение выражается в ньютонах на метр (Н/м). Отметим, что 1 Н/м=1 Дж/м2.

Измерения силы, действующей на границу пленки жидкости, дают возможность определить поверхностное натяжение жидкости. Простой прибор для грубых измерений
 Рамка, затянутая мыльной пленкой

Простой прибор для определения поверхностного натяжения жидкостей
такого рода показан на рисунке. Опустим в воду медную проволочку, изогнутую, как показано на рисунке, зацепим проволочку чувствительным пружинным динамометром и будем очень медленно, без толчков поднимать ее вверх. Показание динамометра будет постепенно увеличиваться и достигнет максимального значения, когда из воды покажется водяная пленка, повисшая на проволочке. Отсчитав, показание динамометра и приняв во внимание вес проволочки, мы найдем силу, которая растягивает пленку. При длине проволочки 5 см эта сила составляет около 0,0070 Н; отсюда

Кроме этого грубого способа, существуют другие, более точные способы измерения поверхностного натяжения жидкостей. Результаты измерений поверхностного натяжения некоторых жидкостей приведены в табл. 11.
Таблица 11. Поверхностное натяжение некоторых жидкостей

           Обратим внимание на то, что у легко испаряющихся жидкостей (эфира, спирта) поверхностное натяжение, а следовательно, и молекулярные силы меньше, чем у жидкостей нелетучих (например, у ртути). Очень мало поверхностное натяжение у жидкого водорода и, особенно у жидкого гелия. У жидких металлов поверхностное натяжение, наоборот, очень велико. Различие в поверхностном натяжении жидкостей объясняется различием в силах сцепления их молекул. Измерения показывают, что поверхностное натяжение жидкостей зависит только от природы жидкости и от ее температуры. Оно никак не зависит от того, велика поверхность жидкости или мала, подвергалась эта поверхность предварительно растягиванию или нет. Другими словами, работа по вытягиванию каждой новой молекулы на поверхность никак не зависит от того, каковы размеры этой поверхности. Это показывает, что поверхностный слой жидкости нельзя уподоблять тонкой упругой пленке, например резиновой пленке. При растягивании резиновой пленки по мере увеличения ее поверхности растягивающая сила становится все больше и больше, и, следовательно, работа, затрачиваемая на увеличение этой поверхности на единицу площади, тоже увеличивается. При увеличении поверхности жидкости ничего подобного не наблюдается. При измерении поверхностного натяжения нужно следить за тем, чтобы жидкость была химически чистой, ибо примесь растворимых в жидкости веществ может заметно изменить поверхностное натяжение. Изменение поверхностного натяжения жидкости при растворении в ней примесей можно обнаружить при помощи следующего опыта. Насыплем на поверхность воды какой-нибудь плавающий на ее поверхности порошок (например, тальк).

 а) На поверхность воды равномерно насыпан порошок. б) К воде прикасаются палочкой, смоченной в мыле,— порошок разбегается во все стороны. в) Стрелки изображают силы, действующие на единицу длины границы со стороны мыльного раствора и со стороны чистой воды

Таким способом мы сделаем заметными перемещения поверхностного слоя воды. Теперь пустим на поверхность воды маленькую каплю мыльного раствора или эфира. Мы увидим, что порошок стремительно побежит от капельки во все стороны. Это показывает, что поверхностное натяжение раствора мыла или эфира меньше; чем поверхностное натяжение чистой воды.

То обстоятельство, что на поверхности воды образуется пленка раствора мыла или эфира, а, следовательно, молекулы воды уходят вглубь, означает, что силы, втягивающие молекулы воды внутрь, больше, чем силы, втягивающие молекулы мыла или эфира; отсюда следует, что работа по вытягиванию молекул воды на поверхность больше, т. е. поверхностное натяжение чистой воды больше поверхностного натяжения раствора мыла или эфира.

Подготовительные вопросы:

Какими свойствами обладает поверхностный слой жидкости?

Что называется поверхностным натяжением жидкости?

Какую форму принимают капли жидкости в условиях невесомости? Почему?

Содержание работы:

1.     Налейте в один из кристаллизаторов дистиллированную воду. На её поверхность насыпьте крошки натертой пробки так, чтобы они ровным слоем покрыли поверхность. С помощью чистой пипетки введите на середину поверхности воды небольшую каплю мыльного раствора. Зарисуйте то, что вы наблюдаете. Как при этом ведут себя частички пробки?

2.     Налейте во второй кристаллизатор дистиллированную воду.  На середину её поверхности положите небольшую лучину. С помощью пипетки введите вблизи лучинки раствор мыла.  Зарисуйте то, что вы наблюдаете. Как при этом ведет себя лучинка?

3.     Налейте в третий кристаллизатор дистиллированную воду. На середину её поверхности положите небольшую лучину. С помощью чистой  пипетки введите вблизи лучинки раствор сахара. Зарисуйте то, что вы наблюдаете. Как при этом ведет себя лучинка?

4.     Результаты наблюдений занесите в таблицу.

№ опыта	Среда	Схематический рисунок	Наблюдения	Объяснение наблюдаемого
1.	Вода дистиллированная, крошки пробки, раствор мыла
2.	Вода дистиллированная, лучинка, раствор мыла
3.	Вода дистиллированная, лучинка, раствор сахара

Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №6

« Наблюдение роста кристаллов из раствора».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6.

Тема: « Наблюдение роста кристаллов из раствора».

Формируемые умения: - объяснять на основе молекулярно-кинетической теории свойства кристаллов.

Цель: сформировать понятие «кристаллическое тело», рассмотреть их свойства.

Оборудование: лупа, небольшой кусок стекла, вода, пробирка, порошок нашатыря, спиртовка.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть:

Большинство окружающих нас твердых тел представляют собой вещества в кристаллическом состоянии. К ним относятся строительные и конструкционные материалы: раз­личные марки стали, всевозможные металлические сплавы, мине­ралы и т. д. Специальная область физики—физика твердого тела — занимается изучением строения и свойств твердых тел. Эта область физики является ведущей во всех физических исследова­ниях. Она составляет фундамент современной техники.

В любой отрасли техники используются свойства твердого те­ла: механические, тепловые, электрические, оптические и т. д. Все большее применение в технике находят кристаллы.  Вы, навер­ное, знаете о заслугах советских ученых — академиков, лауреатов Ленинской и Нобелевской премий А. М. Прохорова и Н Г Басова в создании квантовых генераторов. Действие современных оптиче­ских квантовых генераторов — лазеров — основано на использовании свойств монокристаллов (рубина и др.)

Чтобы вещество перевести из газообразного со­стояния в жидкое, надо газ охладить и сжать. Если охладить водя­ные пары до 0 °С, то они могут перейти в кристаллическое состоя­ние — лед. При определенной температуре вещество из газообраз­ного состояния переходит в жидкое, а затем при дальнейшем ох­лаждении оно испытывает еще одно превращение: жидкость пере­ходит в твердое тело. Когда газ превращается в жидкость, его моле­кулы сближаются настолько, что среднее расстояние между ними становится в несколько раз меньше, чем в газе. Поэтому плотность жидкости во много раз больше плотности газа. Плотность вещества в твердом состоянии очень мало отличается от плотности того же вещества в жидком состоя­нии. В некоторых случаях даже плотность в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Например, лед не тонет в воде, так как плотность его меньше плотности воды. Поэтому жидкость превра­щается в твердое тело не в результате сближения молекул. При одном и том же среднее расстоянии частицы в телах могут располагаться относительно друг друга по-разному. Однако сущест­вует такое взаимное расположение частиц, при котором каждая из них будет находиться в состоянии устойчивого равновесия. В твер­дом кристаллическом теле небольшие группы молекул или атомов (назовем их частицами) объединяются, образуя определенную фигуру. При этом они приходят в устойчивое равновесие. Вспомним ус­ловия, при которых тело (частица) будет находиться в устойчивом состоянии. Твердое тело отличается от жидкости именно тем, что его частицы находятся в положении устойчивого равновесия. Частицы жидкости тоже могли бы расположиться так, чтобы поло­жение каждой из них стало бы устойчивым. Однако этому мешает беспорядочное тепловое движение. Если понизить температуру, то средние скорости теплового движения уменьшатся и частицы зай­мут устойчивое положение с минимальной потенциальной энергией. Именно это и происходит при отвердевании жидкости. Кристаллы одного и того же вещества имеют разнообразную форму. Вы наблюдательны и правильно подметили свойства кристаллов. Большинство окружающих нас твердых тел — поликристаллы (сталь, чугун и др.). Они состоят из множе­ства кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относитель­но друга. Если вы внимательно посмотрите на минералы, то увидите отдельные кристаллы. Крупные одиночные кристаллы, имеющие правильную форму (обращается к таблице «Кристаллы»), в природе встречаются редко. Но такой кристалл можно вырастить в искус­ственных условиях. Посмотрите рост кристаллов. (Учитель де­монстрирует опыт.) Обратите внимание, что для демонстрации роста кристаллов берется насыщенный раствор, например гипо­сульфита. Его охлаждают, и он становится пересыщенным. Доста­точно в него поместить мельчайшие частицы кристалла, и раствор начинает кристаллизоваться. Если бы мы в течение всего времени кристаллизации поддерживали одинаковую температуру и плот­ность раствора во всем объеме, то кристалл в процессе роста при­нял бы правильную форму. В нашем опыте на форму кристалла влияют конвекционные потоки жидкости, наличие примесей и т. д. Поэтому кристаллы растут в виде причудливых совокупностей игл. Яркую и красочную картину вы наблюдаете благодаря приставки, позволяющей видеть рост кристаллов в поляризованном свете (про­екция на потолок).

Идеальная форма кристалла имеет вид многогранника. Такой кристалл ограничен плоскими гранями, прямыми ребрами и обла­дает симметрией. В кристаллах можно найти различные элементы симметрии (показывает на таблице, где изображены кристаллы). плоскость симметрии, ось симметрии, центр симметрии. Например, кристаллы в форме куба (МаС1, КС1 и др.) имеют девять плоскостей симметрии, три из которых проходят параллельно граням куба, а шесть — по диагоналям. Кристаллы алмаза, калиевых квасцов име­ют форму октаэдров. У кристаллов магния форма гексагональной призмы, т е. такой, которая опирается на правильный шестиуголь­ник. Эти кристаллы обладают разной симметрией. На первый взгляд кажется, что число видов симметрии может быть бесконечно боль­шим. В 1867 г. русский инженер А. В. Гадолин впервые доказал, что кристаллы могут обладать лишь 32 видами симметрии.

Симметрия кристаллов и другие их свойства, о которых мы будем говорить далее, привели к важной догадке о закономерностях в расположении частиц, составляющих кристалл.

Частицы в кристалле образуют правильную про­странственную решетку. Пространственные решетки различных кристаллов различны. Перед вами модель пространственной решет­ки поваренной соли. (Демонстрирует модель.) Шарики одного цвета имитируют ионы натрия, шарики другого цвета — ионы хлора. Если соединить эти узлы прямыми линиями, то образуется про­странственная решетка, аналогичная представленной модели. В каждой пространственной решетке можно выделить некоторые по­вторяющиеся элементы ее структуры, иначе говоря, элементарную ячейку.

К наиболее простым элементарным ячейкам относятся куб, объемоцентрированный куб, гранецентрированный куб, гексагональная призма. (Показывает на таблице.) Понятие о пространственной решетке позволило объяснить свойства кристаллов. Предсказание о структуре кристаллов было высказано Е. С. Федоровым в 1890 г. В это время не существовало доказательств этой гипотезы, даже существование молекул и атомов вещества многими ставилось под сомнение. Такое предвидение строения кристаллов оставалось гипотезой до 1912 г., пока не стали использовать рентгеновские лучи для исследования строения кристаллов. Перед вами рентге­нограмма кристалла. По ее виду можно догадаться, что в расположе­нии частиц в кристалле есть определенная закономерность. Эти ис­следования подтвердили структуру пространственных решеток кристаллов.

Посмотрите на лист слюды. Он легко расщепляется по плоскости (демонстрирует) и в то же время обладает высокой прочностью в направлении, перпендикулярном плоскости листа. И еще. Вспомните причудливые ледяные узоры на окнах. Форма снежинок свидетельствует о том, что кристаллизация паров воды в переохлажденном воздухе идет быстрее в определенных направлениях. Опыт со слю­дой, наблюдение роста снежинок показывают, что свойства моно­кристаллов в разных направлениях неодинаковы. Можно указать и другие свойства, например теплопроводность, сопротивление, которые тоже зависят от направления по отношению к прямым, соединяющим узлы решеток. Эго свойство монокристаллов назы­вают анизотропией. Перед вами гипс и стекло, гипс— кристалличе­ское тело, стекло — аморфное, в обычном состоянии оно не имеет кристаллической структуры, Подогреем их и покроем тонким слоем парафина, слегка проводя им по нагретым поверхностям гипса и стекла. (демонстрирую опыт.) Теперь раскаленной иглой прикоснемся к поверхности гипса.

Содержание  работы:

Задание №1.«Получение кристаллов льда».

1.     На небольшое стекло поместите большую каплю воды. Быстро охладите стекло, прижав его к снегу или поместив в морозильную камеру холодильника. С помощью лупы рассмотрите то, что получилось на стекле. Сделайте зарисовки. Объясните причину наблюдаемого явления.

2.     Для более подготовленных студентов – вырастить кристалл самостоятельно в домашних условиях.

3.     Сделать вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание №2. «Получение кристаллов из паров».

1.     Насыпьте в пробирку немного порошка натрия и осторожно введите пробирку в пламя спиртовки пробирку держите наклонно открытым концом от себя. Через некоторое время прекратите нагревание.

2.     Рассмотрите внимательно с помощью лупы то, что образуется на стенках пробирки.

3.     Объясните наблюдаемое явление. Зарисуйте результаты наблюдений в тетради.

4.     Сделайте вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

     Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №7

«Изучение закона Ома для участка цепи».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7.

Тема: «Изучение закона Ома для участка цепи».

Формируемые умения:

- производить расчеты электрических цепей с применением закона Ома для участка неполной цепи и закономерностей последовательного и параллельного соединения проводников;

 -пользоваться миллиамперметром, омметром или авометром.

Цель: экспериментально доказать справедливость закона Ома для участка цепи

Оборудование: Амперметр, вольтметр, реостат, источник тока, ключ, резистор.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть:

Немецкий физик Георг Ом (1787—1854) в 1826 г. обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

.

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника.
   Единица электрического сопротивления в СИ — ом (Ом). Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

.

Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади S поперечного сечения:

.

Постоянный для данного вещества параметр называется удельным электрическим сопротивлением вещества.
   Экспериментально установленную зависимость силы тока I от напряжения U и электрического сопротивления R участка цепи называют законом Ома для участка цепи:

.

 Сила тока I прямо пропорциональна напряжению U и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению R участка цели.

Содержание работы:

Рассмотрите шкалы амперметра и вольтметра и определите цену одного деления

Соберите электрическую цепь, представленную на схеме.

Замкните цепь, увеличивая силу тока и напряжения, запишите показания амперметра и вольтметра

Заполните  таблицу, введите измеренные значения и формулы расчета сопротивления:

	A	B	C	D
1	№	Сила тока	Напряжение	Сопротивление
2	1
3	2
4	3

По результатам измерений, постройте график зависимости силы тока от напряжения и охарактеризуйте эту функцию.

В конце таблицы измерений сделайте вывод о проделанной работе: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №8

«Изучение явления электромагнитной индукции».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8.

Тема: «Изучение явления электромагнитной индукции».

Формируемые умения:

-решать задачи: на движение и равновесие заряженных частиц в электрическом и магнитном полях, с применением формул (магнитной индукции).

Цель: убедиться в выполнении закона электромагнитной индукции и правила Ленца в лабораторных условиях.

Оборудование: миллиамперметр, источник питания,  две ка­тушки с сердечниками, дугообразный магнит, выключа­тель кнопочный, соединительные провода, магнитная стрелка (компас), реостат.

Время проведения практической работы: 90 мин.

                                            Теоретическая часть:

Если электрический ток, как показали опыты Эрстеда, создает магнитное поле, то не может ли в свою очередь магнитное поле вызывать электрический ток в проводнике? Многие ученые с помощью опытов пытались найти ответ на этот вопрос, но первым решил эту задачу Майкл Фарадей (1791 — 1867).
   В 1831 г. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает электрический ток. Этот ток назвали индукционным током.
   Индукционный ток в катушке из металлической проволоки возникает при вдвигании магнита внутрь катушки и при выдвигании магнита из катушки,

а также при изменении силы тока во второй катушке, магнитное поле которой пронизывает первую катушку.

Явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией.
   Появление электрического тока в замкнутом контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, свидетельствует о действии в контуре сторонних сил неэлектростатической природы или о возникновении ЭДС индукции. Количественное описание явления электромагнитной индукции дается на основе установления связи между ЭДС индукции и физической величиной, называемой магнитным потоком.
   Магнитный поток. Для плоского контура, расположенного в однородном магнитном поле, магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и на косинус угла между вектором и нормалью к поверхности:

.

Правило Ленца. Опыт показывает, что направление индукционного тока в контуре зависит от того, возрастает или убывает магнитный поток, пронизывающий контур, а также от направления вектора индукции магнитного поля относительно контура. Общее правило, позволяющее определить направление индукционного тока в контуре, было установлено в 1833 г. Э. X. Ленцем.
   Правило Ленца можно наглядно показать с помощью легкого алюминиевого кольца.

Опыт показывает, что при внесении постоянного магнита кольцо отталкивается от него, а при удалении притягивается к магниту. Результат опытов не зависит от полярности магнита.
   Отталкивание и притяжение сплошного кольца объясняется возникновением индукционного тока в кольце при изменениях магнитного потока через кольцо и действием на индукционный ток магнитного поля. Очевидно, что при вдвигании магнита в кольцо индукционный ток в нем имеет такое направление, что созданное этим током магнитное поле противодействует внешнему магнитному полю, а при выдвигании магнита индукционный ток в нем имеет такое направление, что вектор индукции его магнитного поля совпадает по направлению с вектором индукции внешнего поля.
   Общая формулировка правила Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать то изменение магнитного потока, которым вызывается данный ток.
   Закон электромагнитной индукции. Экспериментальное исследование зависимости ЭДС индукции от изменения магнитного потока привело к установлению закона электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
   В СИ единица магнитного потока выбрана такой, чтобы коэффициент пропорциональности между ЭДС индукции и изменением магнитного потока был равен единице. При этом закон электромагнитной индукции формулируется следующим образом: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

.

С учетом правила Ленца закон электромагнитной индукции записывается следующим образом:

.

Содержание  работы:

1.Подготовка к проведению работы

1. Вставить в одну из катушек железный сердечник, закрепив его гайкой. Подключить эту катушку через мил­лиамперметр, реостат и ключ к источнику питания. За­мкнуть ключ и с помощью магнитной стрелки (компаса) определить расположение магнитных полюсов катушки с током. Зафиксировать, в какую сторону отклоняется при этом стрелка миллиамперметра. В дальнейшем при вы­полнении работы можно будет судить о расположении магнитных полюсов катушки с током по направлению от­клонения стрелки миллиамперметра.

2. Отключить от цепи реостат и ключ, замкнуть мил­лиамперметр на катушку, сохранив порядок соединения их клемм.

2.Проведение эксперимента

1. Приставить сердечник к одному из полюсов дугооб­разного магнита и вдвинуть внутрь катушки, наблюдая одновременно за стрелкой миллиамперметра.

2. Повторить наблюдение, выдвигая сердечник из ка­тушки, а также меняя полюса магнита.

3. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца в каждом случае.

4. Расположить вторую катушку рядом с первой так, чтобы их оси совпадали.

5. Вставить в обе катушки железные сердечники и при­соединить вторую катушку через выключатель к источ­нику питания.

6. Замыкая и размыкая ключ, наблюдать отклонение стрелки миллиамперметра.

7. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца.

№ опыта	Схема опыта	Вывод из опыта
1.
2.
3.
4.
5.

8. Сделайте вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2»:

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТОГУЧИНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»

Методические рекомендации

по проведению лабораторной работы №9

«Изучение интерференции и дифракции света».

2014

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9.

Тема: «Изучение интерференции и дифракции света».

Формируемые умения: - использовать спектроскоп для качественного спектрального анализа.

Цель: наблюдение интерференционных и дифракционных картин света.

Оборудование: две стеклянные пластины, лист фольги с прорезью длиной 1-2 см, сделанной с помощью лезвия бритвы, лампа накаливания (одна на весь класс), цветные карандаши, грампластинка, лазерный диск, капроновый лоскут.

Время проведения практической работы: 90 мин.

Теоретическая часть:

Интерференция световых волн – сложение двух волн,вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства. Результат интерференции зависит от угла падения на пленку, ее толщины и длины волны. Усиление света произойдет в том случае, если преломленная отстанет от отраженной на целое число длин волн. Если вторая волна отстанет от первой на половину длину волны или на нечетное число полуволн, то произойдет ослабление света. Дифракция – огибание волнами краев препятствий.

Содержание работы:

«Наблюдение интерференции света»

1.     Сложите стеклянные пластины вместе и слегка сожмите пальцами. При этом вокруг отдельных мест соприкосновения пластин образуются воздушные зазоры разной формы.(Эти зазоры играют роль тонкой пленки)

2.     Рассматривайте пластины в отраженном свете и наблюдайте радужную интерференционную картину.

3.     Увеличьте нажим на стеклянные пластины и наблюдайте за изменениями картины.

4.     Поместите между краями пластин кусочек бумаги. Наблюдайте интерференционную картину.

5.     Наблюдайте интерференционные картины в проходящем свете.

6.     Зарисуйте в таблице наблюдаемые интерференционные картины.

Условия наблюдения	Интерференционная картина
	В отраженном свете           В проходящем свете
При слабом нажиме пластины
При увеличении нажима пластины
С бумагой между краями пластин

Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

«Наблюдение дифракции света»

1.     Расположите лист фольги со щелью вертикально и приблизьте её вплотную к глазу.

2.     Смотря сквозь щель на нить лампы, установленную на демонстрационном столе, наблюдайте дифракционную картину.

3.     Увеличивайте ширину щели, слегка растянув фольгу. И наблюдайте за изменениями дифракционной картины.

4.     Наблюдайте дифракционную картину, получаемую с помощью лоскутов капрона в проходящем свете.

5.     Наблюдайте дифракционную картину в отраженном свете, полученную с помощью грампластинки или лазерного диска.

6.     Зарисуйте в таблице наблюдаемые при разных условиях дифракционные картины.

Условия наблюдения	Дифракционная картина
Узкая щель
Более широкая щель
От лоскутка капрона
В отраженном свете

Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критерии оценки

Оценка «5»:

а) студент выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) правильно выполнил анализ погрешностей;

д) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4»:

а) опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерении,

б) или было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3»:

  работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, 

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах, анализе погрешностей и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей;

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» :

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1»:

студент  совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

Список литературы

1.     Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б. Физика . Учебник для 10 кл.  – М.,2010.

2.     Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б. Физика . Учебник для 11 кл.  – М.,2010.

3.     Касьянов В.А. Методические рекомендации по использованию учебников В.А.Касьянова «Физика. 10 кл.», «Физика. 11 кл.» при изучении физики на базовом и профильном уровне. – М., 2006.

Рецензия

на Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных работ для студентов очного отделения  по дисциплине «Физика» по специальности 35.02.01 «Лесное и лесопарковое хозяйство» на базе основного общего образования преподавателя ГБОУ СПО НСО «Тогучинского лесхоза-техникума» Медведевой Ирины Николаевны.

Данные методические рекомендации составлены в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальности 35.02.01.»Лесное и лесопарковое хозяйство»

Методические рекомендации  содержат:

-титульный лист;

-пояснительную записку, в которой раскрыто значение проведения лабораторных работ для подготовки студентов, основные знания и умения, которыми должен овладеть студент в результате их выполнения;

- план проведения лабораторных работ, в котором раскрыта последовательность изучения разделов и тем дисциплины.

Кроме этого содержится список литературы.

Данные методические рекомендации раскрывают значимость лабораторных работ по дисциплине Физика для формирования необходимых практических умений и навыков при работе с оборудованием, которые составляют часть практической подготовки, а также развитию исследовательских умений: наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы и обобщения, самостоятельно вести исследование, оформлять результаты.

На основании выше изложенного данные методические рекомендации рекомендуются к применению в учебном процессе.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Краткое описание документа:

Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных работ по дисциплине Физика специальности 35.02.01 «Лесное и лесопарковое хозяйство» предназначены для преподавателей и студентов очного отделения на базе основного общего образования для выполнения лабораторных работ предусмотренных программой по дисциплине.

Выполнение обучающимися лабораторных работ проводится с целью:

- формирования практических умений, в соответствии с требованиями к уровню подготовки обучающихся, установленными рабочей программой дисциплины Физика по конкретным темам дисциплины;

- обобщения, систематизации, углубления, закрепления полученных теоретических знаний; - совершенствования умений применять полученные знания на практике, реализации единства интеллектуальной и практической деятельности; - развития интеллектуальных умений у будущих специалистов: аналитических, проектировочных, конструктивных и др.; - выработки таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива при решении поставленных задач при освоении общих компетенций.