Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Lecture.pdf

Скачиваний:

153

Добавлен:

17.03.2015

Размер:

2.65 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 4647 / 4847 48 > Следующая >>>

−

Вычисление относительных погрешностей таким способом является более простым, поэтому абсолютная погрешность находится по формуле (8.2.9), а не

(8.2.7).

Таким образом, при вычислении результата и оценке погрешности косвенных измерений величины y = f (xi) поступают так. Проделав несколько измерений всех независимых переменных xi, по ряду их значений определяют хi и Δхi . Подставив полученные хi в функцию y = f (xi), находят y = f ( х1 ,х2 , ... хn ). Затем с помощью (8.2.8) находят ε и Δу .

8.2.6. Точность измерительных приборов

Точностью измерительных приборов называется та наименьшая величина, которую можно вполне надежно определить с помощью данного прибора. Она зависит от цены наименьшего деления его шкалы.

Если измерения проводятся путем сравнения измеряемой величины с ка- кой-либо шкалой, то точность прибора равна половине цены наименьшего деления шкалы (линейка, термометр, секундомер).

Если прибор снабжен нониусом (штангенциркуль), то точность прибора равна разности цен деления шкалы и нониуса.

Электроизмерительные приборы характеризуются классом точности (цифры на шкале).

8.2.7. О точности вычислений

При обработках результатов измерений следует помнить, что точность вычислений должна быть согласована с точностью измерений. Числовое значение результата не должно содержать большего числа цифр, чем число, заданное (измеренное) с наименьшей точностью (округление по правилам).

Вычисление погрешности Δх также не следует производить с большей

точностью, чем вычисление значения самой измеряемой величины.
Если Δу		составляет единицы последней значащей цифры			у , то все
цифры у	пишутся. Если же			Δу составляет две значащие цифры	у , то по-
следнюю цифру у надо округлить.
НЕВЕРНО		ВЕРНО
284,5 ±	1	284	±	1
2742 ±	12	2740 ±		12
353 ±	38	350	±	38
52,74 ±	0,3	52,7	±	0,3

8.2.8. Графические методы обработки результатов измерений

Для построения графика составляют таблицу, в которой каждому значению одной из величин хi соответствует определенное значение другой

уi .

−

При построении графика значения независимой (измеряемой) переменной

откладывают по оси абсцисс, а значе-
ния функции (вычисляемой) − по оси	~ymax	x
ординат.
Около каждой оси нужно напи-
сать обозначение откладываемой ве-		y
личины и указать, в каких ед. она вы-	~ymin	y
ражена. Масштабы по осям выбирают	~ymin
так, чтобы график занял всю систему
координат, и чтобы его размеры по	~xmin	~xmax
обеим осям получились приблизи-	Рис. 8.2.3
тельно одинаковыми. При этом следу-	Рис. 8.2.3
тельно одинаковыми. При этом следу-

ет помнить, что оси Х и У не обязательно должны начинаться с нуля − они должны начинаться с наименьших имеющихся значений Xmin и Ymin и кончаться их максимальными значениями (рис. 8.2.3).

Погрешности измерений х и у откладывают в виде креста с центром в экспериментальной точке. Между точками проводят прямую или плавную кривую, проходящую через интервалы так, чтобы возможно большее число точек легло на эту линию, а остальные распределились равномерно выше и ниже ее.

По графику можно определять средние коэффициенты функциональных

зависимостей. Например, для линейной зависимости на рис. 8.2.4
y = ax + b.										(ln y)
a	1	= tgα = y1	, a	2	= tgα	2	= y2		y1 {	y	α1
	1	1		2		2					α1
a = a1 +a2 ,x1			b = b1 + b2					x2		+	+ +
		2			2				b1	+	α
		b = b1 − b2			a = a1 −a2				b1	+ +	2
											2
		2					2		b2		x
b = b ± b ,			a = a ± a								(ln x)
											(ln x)
Если исследуемая					зависимость						x1
Если исследуемая					зависимость					Рис. 8.2.4
нелинейная, то надо выбрать соответ-										Рис. 8.2.4
ствующую систему координат
ln y = f (x) =>			ln y = f (ln x).

Второе уравнение дает, как говорят, дает линейную анаморфозу первого, то есть его линейный образ.

	−
	СОДЕРЖАНИЕ
1.	ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ..............................	4
1.1.	КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ ......................................	4
1.1.1.	Общие понятия механики. ...............................................................................	4
1.1.2.	Кинематика точки.............................................................................................	4
1.1.3.	Скорость..............................................................................................................	5
1.1.4.	Ускорение.............................................................................................................	5
1.1.5.	Примеры...............................................................................................................	6
1.2.	ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ ..........................................	7
1.2.1.	Основные понятия.............................................................................................	7
1.2.2.	Законы динамки поступательного движения...............................................	7
1.2.3.	Вес тела..............................................................................................................	8
1.2.4.	Инерциальные системы отсчета..................................................................	9
1.2.5.	Принцип относительности Галилея..............................................................	9
1.2.6.	Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции................................	10
1.2.7.	Закон сохранения импульса............................................................................	10
1.2.8.	Реактивное движение (движение тела с переменной массой) .................	11
1.2.9.	Центр инерции.................................................................................................	12
1.3.	РАБОТА И ЭНЕРГИЯ.....................................................................	13
1.3.1.	Работа................................................................................................................	13
1.3.2.	Энергия...............................................................................................................	13
1.3.3.	Кинетическая и потенциальная энергии....................................................	14
1.3.4.	Закон сохранения механической энергии....................................................	15
1.3.5.	Удар абсолютно упругих и неупругих тел...................................................	15
1.4.	ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА.....................	16
1.4.1.	Кинематика вращательного движения........................................................	16

1.4.2.Кинетическая энергия вращательного движения. Момент инерции ... 17

1.4.3. Основное уравнение динамики вращательного движения.......................		19
1.4.4.	Прецессия гироскопа .......................................................................................	19
1.4.5.	Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.........................	20

−

2.МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА..21

2.1.ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ21

2.1.1.	Предмет молекулярной физики.....................................................................	21
2.1.2.	Термодинамические параметры....................................................................	21
2.1.3.	Идеальный газ..................................................................................................	23
2.1.4.	Основное уравнение МКТ газов для давления..........................................	23
2.1.5.	Газовые законы как следствие МКТ...........................................................	24
2.2.	ДВИЖЕНИЕ ГАЗОВЫХ МОЛЕКУЛ...............................................	25
2.2.1.	Скорость теплового движения молекул.....................................................	25
2.2.2.	Распределение молекул по скоростям (закон Максвелла)......................	25
2.2.3.	Закон распределения Больцмана ..................................................................	27

2.2.4.Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул... 28

2.3.	ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ	........................................ 28
2.3.1.	Внутренняя энергия идеального газа.........................................................	28
2.3.2.	Первое начало термодинамики.....................................................................	29
2.3.3.	Работа при расширении газа.......................................................................	30
2.3.4.	Теплоемкость идеальных газов....................................................................	30
2.3.5.	Адиабатический процесс ................................................................................	31
2.4.	ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ........................................	32
2.4.1.	Характеристики тепловых процессов........................................................	32
2.4.2.	Принцип действия тепловой машины.........................................................	33
2.4.3.	Второе начало термодинамики....................................................................	34
2.4.4.	Энтропия............................................................................................................	35
2.5.	РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ...........................................................................	36
2.5.1.	Отклонение свойств газов от идеальных................................................	36

2.5.2.Уравнение состояния реального газа (уравнение Ван-дер-Ваальса) .. 37

2.5.3.	Критическое состояние вещества..............................................................	38
2.5.4.	Внутренняя энергия реального газа...........................................................	39
2.6.	ЖИДКОСТИ......................................................................................	40
2.6.1.	Свойства жидкостей.......................................................................................	40
2.6.2.	Поверхностное натяжение.............................................................................	41
2.6.3.	Явление смачивания.........................................................................................	42
2.6.4.	Формула Лапласа .............................................................................................	42
2.6.5.	Капиллярность..................................................................................................	43
2.6.6.	Тонкие слои жидкости......................................................................................	43
2.6.7.	Поверхностно-активные вещества. Адсорбция .........................................	45

	−
3.	ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ...................................	46
3.1.	ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ........	46
3.1.1.	Взаимодействие тел.......................................................................................	46
3.1.2.	Электрический заряд.......................................................................................	46
3.1.3.	Закон Кулона.....................................................................................................	47
3.1.4.	Единицы заряда................................................................................................	47
3.1.5.	Электрическое поле........................................................................................	48
3.1.6.	Силовые линии. Поток вектора напряженности......................................	49
3.1.7.	Теорема Гаусса.................................................................................................	49
3.2.	ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ....................................	51
3.2.1.	Работа сил электрического поля................................................................	51
3.2.2.	Циркуляция вектора напряженности...........................................................	51
3.2.3.	Потенциал электрического поля..................................................................	51
3.2.4.	Связь потенциала с напряженностью поля..............................................	52
3.2.5.	Эквипотенциальные поверхности.................................................................	52
3.3.	ЭЛЕКТРОСТАТИКА ДИЭЛЕКТРИКОВ ..........................................	53
3.3.1.	Проводники и диэлектрики.............................................................................	53
3.3.2.	Поляризационные заряды в диэлектриках..................................................	53
3.3.3.	Дипольная модель диэлектрика....................................................................	53
3.3.4.	Типы диэлектриков..........................................................................................	54
3.3.5.	Вектор поляризации........................................................................................	54
3.3.6.	Поляризация диэлектриков.............................................................................	54
3.3.7.	Вектор поляризации и связанные заряды...................................................	55
3.3.8.	Электрическое поле в диэлектриках..........................................................	55
3.3.9.	Теорема Гаусса для диэлектриков. Электрическое смещение...........	56
3.3.10.	Сегнетоэлектрики...........................................................................................	56

3.4.ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ ПРОВОДНИКОВ.

	ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.........................................	57
3.4.1.	Электрическое поле заряженного проводника...........................................	57
3.4.2.	Электроемкость...............................................................................................	57
3.4.3.	Емкость проводящей сферы.........................................................................	57
3.4.4.	Конденсаторы ...................................................................................................	58
3.4.5.	Энергия электростатического поля...........................................................	58
3.5.	ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК......................................	59
3.5.1.	Электрический ток..........................................................................................	59
3.5.2.	Сила и плотность тока................................................................................	60
3.5.3.	Источники тока. ЭДС.....................................................................................	60
3.5.4.	Закон Ома. Сопротивление проводников....................................................	61
3.5.5.	Правила Кирхгофа............................................................................................	62

	−
3.5.6.	Работа и мощность тока.............................................................................	62
3.6.	ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ........................................	63
3.6.1.	Свободные электроны в проводниках.........................................................	63
3.6.2.	Свойства электронного газа........................................................................	63
3.6.3.	Законы постоянного тока в электронной теории..................................	64
3.6.4.	Пределы применимости электронной теории..........................................	65
3.7.	ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ........................................................	66
3.7.1.	Полупроводники.................................................................................................	66
3.7.2.	Собственная проводимость полупроводников...........................................	66
3.7.3.	Примесная проводимость полупроводников................................................	67
3.7.4.	Применение полупроводников.........................................................................	68
3.8.	МАГНИТНОЕ ПОЛЕ........................................................................	68
3.8.1.	Магнитные силы..............................................................................................	68
3.8.2.	Взаимодействие между движущимися зарядами........................................	69
3.8.3.	Вектор индукции магнитного поля.............................................................	70
3.8.4.	Сила Лоренца....................................................................................................	71

3.8.5.Магнитное поле проводника с током. Закон Био-Савара-Лапласа... 72

3.9.	МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПРОВОДНИКОВ С ТОКОМ.......................	72
3.9.1.	Магнитное поле токов...................................................................................	72
3.9.2.	Действие магнитного поля на проводники с током..............................	73
3.9.3.	Магнитный поток............................................................................................	75
3.9.4.	Работа магнитного поля по перемещению проводника с током...............	75
3.9.5.	Закон полного тока.........................................................................................	75
3.10.	ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ..............................................	77
3.10.1.	Закон электромагнитной индукции..............................................................	77
3.10.2.	Правило Ленца..................................................................................................	78
3.10.3.	Возникновение индукционного тока в витке.............................................	78
3.10.4.	Явление самоиндукции.....................................................................................	79
3.10.5.	Магнитная проницаемость вещества........................................................	79
3.10.6.	Энергия магнитного поля..............................................................................	80
3.11.	МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ ..........................................	80
3.11.1.	Магнитное поле в веществе. Вектор намагничивания..........................	80
3.11.2.	Описание поля в магнетиках. Напряженность магнитного поля........	81
3.11.3.	Элементарные носители магнетизма........................................................	82
3.11.4.	Диамагнетизм...................................................................................................	83
3.11.5.	Парамагнетизм.................................................................................................	84
3.11.6.	Ферромагнетики...............................................................................................	84

	−
3.12.	УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА.............................................................	85
3.12.1.	Общая характеристика уравнений..............................................................	85
3.12.2.	Первое уравнение Максвелла........................................................................	85
3.12.3.	Второе уравнение Максвелла. Ток смещения...........................................	86
3.12.4.	Полная система уравнений Максвелла.......................................................	87
4.	КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ.......................................................	88
4.1.	КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ....................................................	88
4.1.1.	Общие сведения о колебаниях......................................................................	88
4.1.2.	Механические колебания.................................................................................	88
4.1.3.	Энергия гармонических колебаний................................................................	90
4.1.4.	Гармонические колебания в электрической системе..............................	90
4.1.5.	Сложение двух гармонических колебаний одного направления ..................	91
4.1.6.	Сложение двух перпендикулярных гармонических колебаний.....................	92
4.2.	СВОБОДНЫЕ И ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ.......................	93
4.2.1.	Затухающие колебания...................................................................................	93
4.2.2.	Характеристики затухания...........................................................................	95
4.2.3.	Вынужденные колебания.................................................................................	96
4.3.	ВОЛНЫ .............................................................................................	98
4.3.1.	Образование и распространение волн в упругой среде..............................	98
4.3.2.	Уравнение бегущей волны................................................................................	99
4.3.3.	Энергия упругих волн......................................................................................	99
4.3.4.	Стоячие волны...............................................................................................	100
4.4.	ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ..................................................	101
4.4.1.	Свойства электромагнитных волн............................................................	101
4.4.2.	Излучение электромагнитных волн...........................................................	103
4.4.3.	Шкала электромагнитных волн..................................................................	104
5.	ОПТИКА....................................................................................	104
5.1.	ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА ..........................................................	104
5.1.1.	Предмет оптики............................................................................................	104
5.1.2.	Световая волна..............................................................................................	105
5.1.3.	Интерференция волн. Когерентность......................................................	105
5.1.4.	Интерференция света от двух точечных источников........................	106
5.1.5.	Интерференция света в тонких пленках................................................	107
5.2.	ДИФРАКЦИЯ СВЕТА ...................................................................	109

5.2.1. Принцип Гюйгенса-Френеля..........................................................................

109

	−
5.2.2.	Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света...............	109
5.2.3.	Дифракция на щелях.....................................................................................	111
5.2.4.	Дифракция света от многих щелей. Дифракционная решетка........	112
5.3.	ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА ..............................................................	113
5.3.1.	Естественный и поляризованный свет ...................................................	113
5.3.2.	Поляризация света при прохождении через кристаллы.......................	113
5.3.3.	Получение поляризованного света.............................................................	114
5.3.4.	Закон Малюса..................................................................................................	115
5.3.5.	Поляризация при отражении и преломлении...........................................	116
5.3.6.	Вращение плоскости поляризации.............................................................	116
5.3.7.	Применение поляризации..............................................................................	117
5.4.	КВАНТОВО − ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ....................................	117
5.4.1.	Проблема теплового излучения..................................................................	117
5.4.2.	Законы теплового излучения абсолютно черного тела......................	118
5.4.3.	«Ультрафиолетовая катастрофа» ...........................................................	118
5.4.4.	Квантовая гипотеза Планка.......................................................................	119
5.4.5.	Фотоэффект...................................................................................................	119
5.4.6.	Фотон и его свойства.................................................................................	121
6.	ЭЛЕМЕНТЫ АТОМНОЙ ФИЗИКИ................................	122
6.1.	ВВЕДЕНИЕ В КВАНТОВУЮ МЕХАНИКУ..................................	122
6.1.1.	Волновые свойства частиц.........................................................................	122
6.1.2.	Физический смысл волн де Бройля............................................................	123
6.1.3.	Волновая функция..........................................................................................	123
6.1.4.	Соотношение неопределенностей..............................................................	124

6.2.КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ

	........................................................................................................	126
6.2.1.	Уравнение Шредингера..................................................................................	126
6.2.2.	Частица в потенциальной яме..................................................................	127
6.3.	СТРОЕНИЕ АТОМА......................................................................	128
6.3.1.	Корпускулярная модель атома....................................................................	128
6.3.2.	Квантовомеханическое описание водородного атома...........................	131
6.4.	МНОГОЭЛЕКТРОННЫЕ АТОМЫ................................................	132
6.4.1.	Спин электрона..............................................................................................	132
6.4.2.	Принцип Паули................................................................................................	133
6.4.3.	Электронная структура оболочек атомов..............................................	134
6.4.4.	Рентгеновские лучи.......................................................................................	134

	−
7.	ЭЛЕМЕНТЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ .................................	136
7.1.	АТОМНОЕ ЯДРО ..........................................................................	136
7.1.1.	Состав атомного ядра ................................................................................	136
7.1.2.	Энергия связи ядра........................................................................................	137
7.1.3.	Ядерные силы.................................................................................................	138
7.1.4.	Модели ядра....................................................................................................	139
7.2.	РАДИОАКТИВНЫЙ РАСПАД ЯДЕР ...........................................	140
7.2.1.	Явление радиоактивности...........................................................................	140
7.2.2.	Закон радиоактивного распада...................................................................	141
7.2.3.	Альфа-распад...................................................................................................	142
7.2.4.	Бета−распад ...................................................................................................	143
7.3.	ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ....................................................................	144
7.3.1.	Уравнение ядерной реакции.........................................................................	144
7.3.2.	Законы сохранения в ядерных реакциях...................................................	145
7.3.3.	Составное ядро..............................................................................................	145
7.3.4.	Типы ядерных реакций..................................................................................	146
7.3.5.	Трансурановые элементы.............................................................................	147
7.4.	ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ................	148
7.4.1.	Деление ядер...................................................................................................	148
7.4.2.	Термоядерные реакции..................................................................................	149

8.ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

..................................................................................................... 151

8.1. ЕДИНИЦЫ И РАЗМЕРНОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН...... 151

8.2.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ФИЗИЧЕСКИХ

	ИЗМЕРЕНИЙ.................................................................................	152
8.2.1.	Погрешности прямых измерений................................................................	152
8.2.2.	Основные соотношения теории погрешности .......................................	153
8.2.3. Учет инструментальной и случайной погрешностей...........................		154
8.2.4.	Исключение промахов....................................................................................	155
8.2.5.	Погрешность косвенных измерений...........................................................	155
8.2.6.	Точность измерительных приборов...........................................................	156
8.2.7.	О точности вычислений..............................................................................	156
8.2.8.	Графические методы обработки результатов измерений..................	156

<<< < Предыдущая 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 4647 / 4847 48 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
17.03.201596.28 Кб13Laboratornaya_rabota_3.doc
#
06.03.20163.66 Mб49Laboratornaya_rabota_3_SUKhTP.doc
#
17.03.201576.12 Кб19Lab_rabota_4 гидравлика.docx
#
17.03.2015677.05 Кб12Lab_rab_3.pdf
#
17.03.201514.51 Кб15learning.docx
#
17.03.20152.65 Mб153Lecture.pdf
#
06.09.2019156.14 Кб2Lektsia_1_Diskretnaya_matematika.docx
#
15.11.20192.94 Mб8Lektsia_2.docx
#
26.08.20191.89 Mб34Lektsii_3_chast (1).doc
#
02.09.2019863.23 Кб4lektsii_matved (1).doc
#
30.08.20196.32 Mб26lektsii_mg.doc

8.2.6. Точность измерительных приборов

8.2.7. О точности вычислений

8.2.8. Графические методы обработки результатов измерений

СОДЕРЖАНИЕ