Раздел 2. Указания по выполнению лабораторных работ

2.1 Методика выполнения лабораторной работы

В настоящий практикум включены описания 12 лабораторных работ, в которых используются компьютерные модели, разработанные в рамках программы “Открытая физика”, 8 лабораторных работ кафедры СЕНТ. Все лабораторные работы, предусмотренные программой данного курса (не менее 15 из 20), должны выполняться студентами индивидуально и самостоятельно.

Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить теоретический материал по теме (в описаниях работ приведена краткая теория, а для более глубокого изучения перечислены учебники с указанием параграфов).

В основной части работы студент проводит один или несколько экспериментов в интерактивном режиме. Исходные данные (начальные значения физических параметров) задаются преподавателем для каждого студента индивидуально. На следующем этапе предполагается обработка полученных результатов, состоящая в проведении необходимых вычислений и построении графиков. Затем полученные данные должны быть подвергнуты статистической обработке с целью определения средних значений найденных параметров и сравнения их со справочными данными.

После этого студент составляет отчет по лабораторной работе, который сдает преподавателю на проверку. Отчет засчитывается при условии выполнения всех заданий, перечисленных в описании, и при отсутствии ошибок. В противном случае возвращается студенту на доработку. И, наконец, проводится устное собеседование по контрольным вопросам, приведенным в конце описания данной работы.

2.2 Требования к оформлению отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе представляется на отдельных тетрадных листах или на листах формата А4. В отчете должна содержаться следующая информация:

- фамилия, имя студента, номер группы, номер компьютера, за которым работает студент;

- краткое теоретическое введение с указанием цели работы, основных определений и формул, используемых в работе (не более 2-х страниц);

- экспериментальная часть; она включает в себя описание компьютерной модели, условий каждого из проводимых экспериментов и результатов, полученных в работе; все экспериментальные результаты заносятся в таблицы; при проведении вычислений необходимо подробно расписать методику расчета на нескольких примерах; в некоторых заданиях требуется по полученным данным построить графики;

-выводы по работе (сравнить полученный результат со справочным значением, определить вид исследуемой зависимости и т.д.)

При написании отчета необходимо обратить внимание на следующие моменты:

- при подстановке числовых значений в формулы необходимо следить, чтобы все используемые величины были выражены обязательно в одной и той же системе единиц – СИ, и обязательно указывать размерность всех физических величин. В некоторых случаях в работах величины приводятся с использованием десятичных приставок, которые нужно обязательно учитывать при вычислениях. Кроме того, важно обращать внимание на степень точности окончательного результата: точность ответа не должна превышать точности, с которой даны исходные величины, а также правильно записывать порядок числа (например, вместо 0,0510^-2следует писать 510^-4);

-при статистической обработке данных необходимо итоговый результат записывать в виде: y=y_срs_x, гдеy_ср– среднее значение искомой величины по итогамnпроведенных измерений, аs_x– среднеквадратичное отклонение, по величине которого определяется степень разброса экспериментальных данных. Способы статистической обработки результатов - с помощью встроенного калькулятора или с использованием программыExcelприведены выше.

- при построении графика y=f(x) необходимо подписать, какие величины отложены по осям, указать их масштаб, нанести все экспериментальные точки и аккуратно соединить их линией. Если в ходе лабораторной работы требуется определить значение тангенса угла наклона полученной прямой (tg=y/x), то это можно сделать непосредственно из графика или исходя из экспериментальных данных, занесенных в таблицу. В последнем случае соотношениеy/xрассчитывается по всем соседним столбцам таблицы, а полученные значения подвергаются статистической обработке, как было описано выше. Графики, построенные вExcel, распечатываются и прикладываются к отчету.