Методические рекомендации для обучающихся по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Физика»для специальностей технического профиля

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Чайковский техникум промышленных технологий и управления»

Методические рекомендации

для обучающихся

по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Физика»

для специальностей технического профиля

2016

РАССМОТРЕНО: Предметной (цикловой) комиссией электротехнических  дисциплин ____________/Н.И. Галямова/ «____»_____________2016г. Протокол  № _____ СОГЛАСОВАНО: Методист ___________/Н.Б. Обухова/     «___»_______________2016г.

Составлено: В соответствии с рабочей программой УТВЕРЖДЕНО Зам. директора  по УМР __________/И.А. Санникова/ «___»____________2016г.

Разработала: Суслова И.В. преподаватель физики ГБОУ СПО ЧТПТ и У.

Содержание:

Пояснительная записка                                                                    4

Перечень лабораторных работ

Лабораторная работа №1                                                                 10

Лабораторная работа №2                                                                 12

Лабораторная работа №3                                                                 15

Лабораторная работа №4                                                                 17

Лабораторная работа №5                                                                 19

Лабораторная работа №6                                                                 22

Лабораторная работа №7                                                                 24

Лабораторная работа №8                                                                 25

Лабораторная работа №9                                                                 27

Лабораторная работа №10                                                               29

Литература                                                                                         31
    Пояснительная записка

Методические рекомендации составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Физика» и предназначены для обучающихся 1-го курса всех специальностей технического профиля.

Методические рекомендации содержат полный перечень лабораторных работ, предусмотренных программой дисциплины «Физика», требования к их выполнению и оформлению.

Содержание лабораторных работ соответствует имеющейся рабочей программе.

Цель методических указаний – оказать помощь обучающимся в подготовке и выполнении лабораторных работ, а также структурировать работу преподавателя по организации и проведению лабораторных занятий.

Цель проведения лабораторных занятий:

−   формирование умений применять полученные знания на практике.

− обобщение, систематизация, углубление, закрепление получен­ных теоретических знаний;

− развитие интеллектуальных умений у будущих специалистов: аналитических, проектировочных, конструктивных и др.;

− формирование таких профессио­нально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точ­ность, творческая инициатива.

Обучающиеся должны уметь:

−       проводить наблюдения;

−       планировать и выполнять эксперименты;

−       делать выводы на основе экспериментальных данных;

−       выдвигать гипотезы и строить модели;

−       практически  использовать физические знания;

−       использовать приобретенные знания и умения для решения практических задач в повседневной жизни, для обеспечения безопасности собственной жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды

Систематическое и аккуратное выполнение всей совокупности лабораторных работ позволит обучающимся овладеть умениями самостоятельно ставить физические опыты, фиксировать свои наблюдения и измерения, анализировать их делать выводы в целях дальнейшего использования полученных знаний и умений.

Для успешного выполнения  лабораторной работы необходимо, в первую очередь, прочитать такие разделы данных методических рекомендаций как  «Инструктаж по технике безопасности», требования к выполнению лабораторных работ и список рекомендуемой литературы. Затем внимательно прочитать ход работы, которую собираетесь выполнять  и после этого приступать к непосредственному выполнению лабораторной работы.

В ходе выполнения работы студенты заносят результаты выполнения лабораторных работ в специальной тетради. После каждого занятия тетрадь сдается преподавателю для оценивания.

1.Критерии Оценивания лабораторных работ.

Оценка «5» ставится в том случае, если  студент:

а) 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) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4» ставится в том случае, если выполнены требования к оценке «5», но:

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» ставится, если 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) 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,

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

Оценка «2» ставится в том случае, если:

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

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

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

Оценка «1» ставится в тех случаях, когда учащийся совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда.

2.Форма отчета

1. дата, наименование и номер работы;

2. перечень оборудования;

3. схема или зарисовка установки;

5. таблица результатов измерений и вычислений заполняется по ходу работы;

6. расчетная формула, обработка результатов измерений;

7. выводы по результатам измерений и вычислений.

3. Объем отведенного времени:

Номер работы	Тема лабораторной работы	Количество часов по программе
1	Опытное подтверждение закона Бойля-Мариотта.	2
2	Определение влажности воздуха. Точка росы.	2
3	Проверка закона Гука	2
4	Определение удельного сопротивления вещества.	2
5	Проверка законов последовательного и параллельного соединения проводников.	2
6	Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии.	2
7	Наблюдение взаимодействия магнитного поля магнита и проводника с током.	2
8	Изучение зависимости периода колебаний нитяного маятника от длины нити.	2
9	Определение показателя преломления стекла.	2
10	Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.	2
	Итого	20

4. ТРЕБОВАНИЯ  БЕЗОПАСНОСТИ  ВО  ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ИЛИ ПРАКТИКУМА

Во время выполнения лабораторной работы или практикума студент обязан:

•        соблюдать настоящую инструкцию и инструкции по выполнению конкретной лабораторной работы или практикума, правила эксплуатация оборудования и приспособлений;

•        находиться на своем рабочем месте;

•        неукоснительно выполнять все указания преподавателя (иного лица, проводящего занятия)  и (или) лаборанта;

•        соблюдать осторожность при обращении с оборудованием, приспособлениями и химическими реактивами;

•        режущие и колющие инструменты класть на рабочем месте острыми концами от себя;

•        при нагревании жидкости в пробирке или колбе использовать специальные держатели (штативы);

•        жидкости и твердые тела нагревать до температуры не выше 70 градусов;

•        при работе с открытым огнем беречь одежду и волосы от возгорания;

•        соблюдать осторожность при обращении с приборами и лабораторной посудой из стекла;

•        следить за исправностью всех креплений в приборах и приспособлениях;

•        при сборке электрической схемы использовать провода с наконечниками без видимых повреждений изоляции, избегать пересечения проводов, источник тока подключать в последнюю очередь;

•        напряжение подавать на собранную электрическую схему только после ее проверки преподавателем (иным лицом, проводящим занятия) или лаборантом и получением их разрешения;

•        наличие напряжения в электрической цепи проверять только с помощью электроизмерительных приборов;

•        не допускать попадания влаги на поверхность оборудования и химических реактивов;

•        постоянно поддерживать порядок и чистоту на своем рабочем месте.

Студентам запрещается:

•        прикасаться к нагретым элементам оборудования, электрическим разъемам и открытому пламени;

•        трогать и пробовать на вкус любые вещества;

•        запрещается направлять острые концы колющих и режущих предметов на себя и других лиц;

•        зажигать спиртовки одну от другой и задувать их пламя;

•        прикасаться и наклоняться близко к вращающимся и движущимся частям приборов и оборудования;

•        прикасаться к находящимся под напряжениям элементам электрической цепи, к корпусам стационарного электрооборудования, зажимам конденсаторов, производить переключения в электрических цепях до отключения источника тока;

•        проводить измерения значения физических величин, превышающих предельные значения измерительных приборов;

•        оставлять без надзора включенные электрические устройства и приборы;

•        выполнять любые действия без разрешения преподавателя (иного лица, проводящего занятия) или лаборанта;

•        выносить из кабинета и вносить в него любые предметы, приборы и оборудование без разрешения преподавателя (иного лица, проводящего занятия) или лаборанта.

Обо всех неполадках в работе оборудования необходимо ставить в известность преподавателя (иное лицо, проводящее занятия) или лаборанта. Запрещается самостоятельное устранение любых неисправностей используемого оборудования.

Необходимо поддерживать расстояние от глаз до тетради, которая должна быть хорошо освещена, в диапазоне 55 – 65 см.

Лабораторная работа №1

Опытное подтверждение закона Бойля-Мариотта.

Цель работы: доказать, что для газа данной массы произведение давления газа на его объем есть величина постоянная.

Оборудование: стеклянная трубка длиной 250-300 мм закрытая с одного конца, мензурка с водой, измерительная линейка с миллиметровыми делениями, барометр (один на весь класс).

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1. Запишите уравнение, устанавливающее связь между макроскопическими параметрами.

2. Назовите  процесс, описывающий закон Шарля.

3. Назовите  процесс, описывающий закон Гей-Люссака.

4. Назовите  процесс, описывающий закон Бойля-Мариотта.

5. Объясните подъем воды в трубке после погружения стеклянной трубки в
мензурку с водой.

6.Объясните закон Бойля-Мариотта, пользуясь молекулярно-кинетической теорией газа.

Ход работы:

Опыт 1.

Измерить с помощью барометра атмосферное давление, выразив его в Па.

p₁=p_атм=_________мм рт.ст.=_________ Па.

Измерить объем воздуха в стеклянной трубке (в условных единицах по делениям линейки).

V₁=L₁

Вычислить произведение давления воздуха на его объем.

p₁V₁=

Опыт 2.

Погрузить стеклянную трубку в мензурку с водой закрытым концом вверх.
Измерить новый объем воздуха в трубке.

V₂=L₂

Измерить разность уровней воды в мензурке и трубке.

h₁=_____см = ______м

Рассчитать гидростатическое давление столба воды в мензурке

p_воды1=ρgh₁

где: ρ= 1000 кг/м³;     g=9,8м/с²;      h-измеряется в (м)

Рассчитать новое давление воздуха в трубке

p₂=p_атм+p_воды1

Вычислить произведение давления воздуха на его объем

p₂V₂=

Опыт 3.Повторить эксперимент еще раз, погрузив трубку в мензурку на другую глубину

V₃=L₃

h₂=_____см = ______м

p_воды2=ρgh₂

p₃=p_атм+p_воды2

p₃V₃=

 Результаты измерений занести в таблицу.

Номер опыта	Давление (р)	Объем (V)	Произведение (рV)
1
2
3

Сравнить полученные результаты и сделать вывод о справедливости закона Бойля- Мариотта.

Лабораторная работа № 2

Определение относительной влажности воздуха

Цель работы: научиться определять относительную влажность воздуха с помощью специального прибора – психрометра.

Оборудование: психрометр (общий), химический стакан с водой, вата, термометр, психрометрическая таблица, таблица зависимостей давлений  р и  плотностей ρ насыщенных паров от температуры.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1.   Дайте определения следующим понятиям: влажность, абсолютная влажность, относительная влажность, точка росы.

2.   Опишите принцип действия психрометра.

Ход работы:

1. По психрометру определить температуру сухого термометра.

2. Определить температуру смоченного термометра.

3.Пользуясь психрометрической таблицей определить относительную     влажность.

4. Результаты измерений занести в таблицу.

5. По термометру определить температуру сухого термометра.

6.   Смочить ватку и обернуть резервуар термометра.

7. Подождать до тех пор, показания смоченного термометра не установятся на одном уровне.

8. Определить температуру смоченного термометра.

9. Определить относительную влажность воздуха, пользуясь той же таблицей.

Результаты записать в таблицу:

№	Показания термометров		Разность показаний термометров	Относительная влажность воздуха
	сухого	влажного
1.
2.

Сравнить полученные результаты.

Психрометрическая таблица относительной влажности воздуха

Температура сухого термометра	Разность показаний сухого и влажного термометров
	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8
1	100	90	81	73	64	57	50	43	36	31	26	20	16	11	7	3
2	100	90	82	74	66	59	52	45	39	33	29	23	19	16	11	7
3	100	90	83	75	67	61	57	47	42	35	31	26	23	18	14	10
4	100	90	83	76	69	63	56	49	44	39	34	29	26	21	17	13	10
5	100	91	84	77	70	64	57	51	46	41	36	32	28	24	20	16	14
6	100	91	85	78	71	65	59	54	48	43	39	34	30	27	23	19	17
7	100	92	85	78	72	66	61	56	50	45	41	35	33	29	26	22	19
8	100	92	86	79	73	67	62	57	52	47	43	39	35	31	28	25	22
9	100	92	86	80	74	68	63	58	54	49	45	41	37	33	30	27	25
10	100	93	86	81	75	70	65	60	55	51	47	43	39	35	32	29	27
11	100	94	87	82	76	71	66	61	57	53	48	45	41	38	34	31	28
12	100	94	88	82	77	72	67	62	58	55	50	47	43	40	36	33	30
13	100	94	88	82	78	73	68	63	59	56	52	48	44	42	38	35	32
14	100	94	88	83	78	73	69	64	61	57	57	50	46	43	40	37	34
15	100	94	89	83	79	74	70	66	62	58	54	51	47	45	41	36	30
16	100	94	89	84	80	75	71	67	63	59	55	52	49	46	43	41	37
17	100	95	90	84	80	75	72	67	64	60	57	53	50	48	44	42	39
18	100	95	90	84	81	76	73	68	65	61	58	54	52	49	46	44	40
19	100	95	90	85	81	76	74	69	66	62	59	56	53	50	47	45	42
20	100	95	91	85	82	77	74	70	66	63	60	57	54	51	48	46	43
21	100	95	91	86	82	78	75	71	67	64	61	58	55	53	49	47	44
22	100	95	91	86	83	79	75	71	68	65	62	59	56	54	51	49	46
23	100	95	91	87	83	79	76	72	69	65	63	60	57	55	52	50	47
24	100	96	91	87	83	80	76	72	69	66	63	61	58	56	53	51	48
25	100	96	92	88	84	80	77	73	70	67	64	62	59	56	53	52	49

 

Лабораторная работа №3.

Определение модуля упругости резины.

Цель работы: научиться измерять модуль Юнга, используя закон Гука.

Оборудование: резиновый шпур, штатив с муфтой и лапкой, грузы, измерительная линейка.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1. Дайте определение следующим понятиям: деформация, упругая деформация, пластичная деформация, абсолютное удлиннение, относительное удлиннение, механическое напряжение.

2. Сформулируйте закон Гука.

3. Выведите формулу для расчета модуля Юнга.

Ход работы.

1.Опыт№1

•  Нанести на резиновом шнуре две метки на расстоянии  друг от друга       (около 10см) и измерить это расстояние:

= …. см= ….. м.

•  Закрепить короткий конец шнура в лапке штатива, а к длинному концу подвесить груз массой   

m₁=..….г=…..кг.

•      Снова измерить расстояние между метками на шнуре

= …. см= ….. м.

Рассчитайте абсолютное удлинение шнура

Δ= -  =…. см= …..м.

•      Пользуясь формулой  , рассчитать модуль упругости    резины.

•      Е₁=

2. Опыт №2 (повторить опыт №1 с грузом другой массы и снова   рассчитать модуль Юнга).
m₂=.….г=…..кг.

= …. см= ….. м      222

= …. см= ….. м

Δ= -  =…. см= …..м.

  E₂=

3. Рассчитать среднее значение модуля упругости резины (модуля Юнга).

  4. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

№ опыта					g, м/с2

Сделать вывод, указав в нем физический смысл измеренной величины.

 

Лабораторная работа №4

Определение удельного сопротивления проводника

Цель работы: измерить удельное сопротивление проводника и по табличным данным установить (ориентировочно) материал, из которого он изготовлен.

Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, реостат, реохорд, микрометр, ключ, соединительные провода.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1. Объясните зависимость удельного сопротивления материала от рода вещества и  температуры.

2. Объясните с точки зрения  электронной теории электропроводности металлов природу электрического сопротивления.

3.   Сформулируйте закон Ома. Запишите формулу.

Ход работы:

1.       Собрать цепь по схеме.

                                             А                В

2.       Измерить диаметр проволоки.

3.       Определить площадь поперечного сечения.

4.       Ввести в цепь реостат и отрегулировать им ток таким образом, чтобы при полной длине проволоки ток в цепи не превышал 0,5 А. Разомкнуть цепь.

5.       Ввести в цепь, перемещая, ползунок исследуемую наибольшую длину.

6.       Включить ток. Определить величину тока и напряжения на концах проводника. Выключить ток.

7.       Опыт повторить, изменяя длину. Снять показания амперметра и вольтметра.

8.       Вычислить сопротивление проволоки по формуле при различных длинах

9.       Вычислить удельное сопротивление

10.   Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

№ опыта	D, м	S, м2	L, м	I, A	U, B	R, Ом	r, Ом∙м	rср, Ом∙м	Dr, Ом∙м	Δ, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа  №5

Последовательное и параллельное соединение проводников

Цель работы:  определить общее сопротивление двух последовательно соединенных   проволочных резисторов.

Оборудование:  источник тока, 3 вольтметра, амперметр, 2 реостата, соединительные провода.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1.   Сформулируйте закон Ома. Запишите формулу .

2.   Сформулируйте законы последовательного и параллельного соединения потребителей энергии.

3.   Приведите примеры последовательного и параллельного соединения потребителей .

Ход работы:

I. Последовательное соединение проводников

1.    Расположите на столе приборы в соответствии со схемой.

2.    Соберите цепь по схеме, соблюдая полярность подключаемых приборов.

 

3.       Запишите показания амперметра и трех вольтметров.

4.       Используя закон Ома для участка цепи

рассчитайте :

•           сопротивление первого резистора  

•           сопротивление второго резистора 

•           общее сопротивление цепи по двум формулам

   и   

5.     Занесите результаты измерений и вычислений в таблицу:

U, B	U1, B	U2, B	I, A	R1, Ом	R2, Ом	, Ом	, Ом

II. Параллельное соединение проводников

1.   Расположите на столе приборы в соответствии со схемой.

2.   Соберите цепь по схеме, соблюдая полярность подключаемых приборов.

 

3.   Запишите показания трех амперметров и вольтметра.

4.   Используя закон Ома для участка цепи

рассчитайте сопротивление:

•      1 участка  

•      2 участка 

•      общее сопротивление по двум формулам

•         ;  

5.   Занесите результаты измерений и вычислений в таблицу:

I, A	I1, A	I2, A	U, B	R1, Ом	R2, Ом	, Ом	, Ом

6.   Сравните результаты вычислений общего сопротивления и сделайте вывод.

Лабораторная работа  №6

Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии

Цель работы: научиться определять ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

Оборудование: источник постоянного напряжения, реостат, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1. Укажите роль источника тока в электрической цепи.

2. Объясните физический смысл ЭДС.

3. Сформулируйте закон Ома для полной цепи. Запишите формулу.

4. Короткое замыкание.

Ход работы:

1. Собрать электрическую цепь.

2.   Измерить напряжение на полюсах источника тока при разомкнутом ключе К. Это напряжение равно ЭДС источника тока Е.

3.       Замкнуть ключ К и измерить напряжение С и силу тока I в цепи при трех раз­личных сопротивлениях реостата.

4.       Результаты занести в таблицу .

Таблица .

№	,(В)	, (В)	(А)	,(Ом)
1
2
3

5. Найти среднее значение

6.Найти абсолютные погрешности измерения каждого сопротивления  .

7.Найти относительную погрешность  для каждого измерения.

8. Сделать вывод о проделанной работе.

Лабораторная работа № 7

Наблюдение взаимодействия магнитного поля магнита и проводника с током.

Цель работы: изучить взаимодействие  магнитного поля магнита и проводника с током.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, источник питания, проволочный моток, дугообразный магнит, ключ, соединительные провода.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1.   Дайте определение следующим понятиям: магнитное поле, магнитная индукция, сила Ампера, сила Лоренца.

2.   Сформулируйте правило буравчика и правило левой руки.

Ход работы:

1.   Соберите установку, показанную на рисунке б. Поднеся к проволочному мотку магнит, замкните цепь. Обратите внимание на характер магнитного взаимодействия мотка и магнита.                                          

                       

2. Поднесите к мотку магнит другим полюсом.

3. Повторите опыты, расположив магнит с другой стороны мотка.

4. Расположите проволочный моток между полюсами магнита так, как это показано на рисунке  а. Замкнув цепь, наблюдайте явление.

5.Зарисуйте расположение витка относительно магнита. Укажите направление магнитного поля , направление тока и направление движения мотка.

6.Сделайте выводы.

Лабораторная работа №8

Измерение ускорения свободного падения

Цель работы: определить ускорение свободного падения с помощью математического маятника.

Оборудование: часы с секундной стрелкой; измерительная лента с погрешностью Δ_л = 0,5 см; шарик с отверстием на нити; штатив с муфтой и кольцом.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1.     Дайте определение следующим понятиям: математический маятник, гармоническое колебание, амплитуда, период, частота

2.   Запишите формулу для определения периода колебаний математического маятника.

3.   Запишите формулу для определения периода колебаний маятника, зная время колебаний (t) и число полных колебаний (N)?

4.   Приравняв правые части равенства (2) и (3), получите формулу для расчёта

ускорения свободного падения.

Ход работы:

1. Установите  на краю стола  штатив.  У его верхнего конца укрепите  с помощью муфты  кольцо и подвесьте к нему  шарик на нити. Шарик  должен висеть на расстоянии 1 –2 см  от пола.

2. Измерьте лентой длину l нити маятника.

3. Возбудите колебания маятника, отклонив шарик в сторону на 5 – 8 см и отпустив его.

4. Измерьте в нескольких эксперимента  время t 50 колебаний маятника и вычислите :

,

    где  – число опытов по измерению времени.

5. Вычислите среднюю абсолютную погрешность измерения времени

    Результаты занесите в таблицу.

Номер опыта	t,с	tср, с	Δt ,с	Δtср, с	l,м
1
2
3

6. Вычислите ускорение свободного падения по формуле

g_срl

7. Определите относительную погрешность измерения времени

ε_t= Δt_ср/ t_ср

8. Определите относительную погрешность измерения длины маятника

ε_l = Δl/l.

Значение Δl складывается из погрешности мерной ленты и погрешности отсчёта, равной половине цены деления ленты:

Δl = Δl_л + Δl_отсч.

9. Вычислите относительную погрешность измерения g по формуле

ε_g = ε_l + 2 ε_π + 2 ε_t,

учитывая, что погрешностью округления π можно пренебречь, если π = 3,14; также можно пренебречь ε_l, если она в 4 (и более) раз меньше 2 ε_t.

10. Определить Δg = ε_g . g_ср  и запишите результат измерения в виде

g_ср- Δg ≤ g ≤ g_ср+ Δg

Лабораторная работа №9

Определение показателя преломления стекла

Цель работы:  получить практические навыки в определении показателя преломления стекла.

Оборудование:  плоскопараллельная пластинка, транспортир, линейка, булавки, таблица значений синусов для углов 0-90^0.

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1.   Дайте определение следующим понятиям: абсолютный показатель преломления среды, относительный показатель преломления среды.

2.   Сформулируйте законы преломления.

3.   Объясните физический смысл абсолютного показателя преломления среды, относительного показателя преломления среды.

4.   Нарисуйте ход лучей при переходе из одной среды в другую.

5.    

Ход работы:

I способ

1.Положить на середину листа стеклянную пластинку и обвести ее карандашом.

2. Построить перпендикуляр и луч падения желательно, чтобы он был (40-50⁰). На падающем луче отметить две точки А и В воткнуть в них булавки (рис. 1)

 

3. С противоположной стороны стекла отыскать точки А и В найти такое положение глаза, чтобы булавки закрывали друг друга. Чтобы зафиксировать луч зрения, с этой стороны у самого стекла поставьте третью булавку так, чтобы все три булавки казались на одной линии. Отметьте точку С. Точно также, на некотором расстоянии от стекла найдите точку D.

4. Проведите прямую CD и постройте луч преломления (рис.2)

5.Измерить углы падения и преломления и рассчитать показатель преломления стекла по формуле:

n=sinα/sin β

II способ

1. На расстоянии 8-15 мм друг от друга провести две параллельные прямые. На них положить пластинку (рис. 3)

Рис.3

2. Посмотрите на параллельные прямые через стекло также, как это делали в предыдущем опыте. Поворачивайте пластинку до тех пор, пока две прямые не сольются в одну.

3. Обведите  пластинку карандашом и достройте его, как показано на рис.4 (построить перпендикуляр и прямую АВ).

4. Измерить углы  и  и рассчитать :

n₂= sinα/sin β

5. Рассчитайте среднее значение для показателя преломления из первого и второго опыта:

n= (n₁+n₂)/2

6. Рассчитайте относительную погрешность

δ=(|n_cр-n_m|)· ^х 100% / n_m,

где n_m-табличное значение

7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

№ опыта	Угол падения α	Угол преломления β	Показатель преломления n	Средний показатель преломления ncр	Относительная погрешность δ

 

Лабораторная работа № 10

Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

Цель работы:  измерить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.

Оборудование: прибор для определения длины световой волны, дифракционная решетка, источник света .

Для успешного выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания.

1. Дайте определение дифракции.

2. Объясните процесс образования дифракционного спектра. Его отличие от призматического спектра.

1. Объясните, почему нулевой максимум дифракционного спектра белого света – белая полоса, а максимум высших порядков набор цветных полос.

2.   Объясните, почему  максимумы располагаются как слева, так и справа от нулевого максимума.

Ход работы:

1.     Вставить дифракционную решётку в рамку прибора.

2.     Экран прибора установить на возможно большем расстоянии от дифракционной решетки

3.     Смотря через дифракционную решетку, определить расстояние от нулевого деления шкалы экрана до середины фиолетовой полосы справа или слева «а» для спектров I порядка

4.     Измерить по шкале бруска установки расстояние «b» от экрана прибора до дифракционной решетки.

5.     Опыт повторить со спектром II порядка.

6.     Такие же измерения выполнить и для красных полос дифракционного спектра.

7.     Вычислить по формуле (I) длину волны фиолетового света для спектров I и II порядков, длину волны красного света I и II порядка.

8.     Результаты измерений и вычислений записать в таблицу:

№ опыта	период дифракционной решетки, мм	порядок спектра	расстояние от дифракц. решетки до экрана,  мм	расстояние от нулевого макс до фиол. света, мм	расстояние от нулевого максимума до красного света, мм	длина световой волны
						красного изл-я мм	фиолето вого изл-я,  мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

1.   Мякишев  Г. Я. Физика: учеб.для 10кл.общеобразоват. учреждений /Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский.-19-е изд.-М.:Просвещение, 2016.-366 с.

2.   Мякишев  Г. Я. Физика: учеб.для 11кл.общеобразоват. учреждений /Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский.-19-е изд.-М.:Просвещение, 2016.-399 с.

3. Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля : учебник для образоват. учреждений нач. и сред. проф. образования / В.Ф.Дмитриева. — 6-е изд., - М. : Издательский центр «Академия», 2015. — 448 с.