- •Физика по направлению подготовки
- •Программа
- •Реализация компетенции ок(2)
- •Реализация компетенций ок4 и ок8.
- •Учебный план курса План лекционных занятий
- •План лабораторных работ
- •План практических занятий
- •Вопросы, вынесенные на самостоятельную подготовку.
- •Вопросы к зачету
- •Основная и дополнительная литература
- •Лабораторные работы
- •Механика Лабораторная работа №1 «Изучение колебаний математического маятника»
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения экспериментальных измерений.
- •IV. Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 «Изучение колебаний физического маятника»
- •Цель работы
- •Теоретическая часть
- •Порядок проведения экспериментальных измерений
- •Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 «Изучение колебаний пружинного маятника»
- •Цель работы:
- •Теоретическая часть
- •Порядок проведения измерений
- •Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 «Определение моментов инерции тел методом крутильных колебаний»
- •Цель работы:
- •Теоретическая часть.
- •Порядок проведения экспериментальных измерений
- •Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Контрольные вопросы:
- •Электричество и магнетизм. Лабораторная работа № 5 Экспериментальная проверка закона Ома и определение сопротивления проводника заданной длины в цепи постоянного тока
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты замеров тока и напряжения
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Окончательный вид таблицы №1
- •Окончательный вид таблицы №2
- •V. Определение зависимости сопротивления проводника заданной длины в цепи постоянного тока
- •Лабораторная работа № 6 Экспериментальное определение ёмкости конденсатора
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •Переключатель
- •Замеряемых параметров
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров тока и времени при разрядке конденсатора
- •Результаты обработки экспериментальных данных исследуемого конденсатора
- •Зависимость выражения от времени t
- •Лабораторная работа № 7 Явление электромагнитной индукции. Исследование магнитного поля соленоида
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения экспериментальных измерений.
- •Внешние витки; 2- соленоид; 3- внутренние витки; 4- генератор сигналов; 5- осциллограф; 6- коммутатор витков; b- магнитный поток.
- •IV. Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Результаты экспериментальных измерений
- •Результаты замеров частоты сигнала и напряжения эдс во внутреннем витке
- •Результаты замеров частоты сигнала и напряжения эдс во внутреннем витке
- •Окончательный вид таблицы №3
- •Окончательный вид таблицы №4
- •Результаты замеров напряжения эдс на внутренних витках
- •Окончательный вид таблицы №7
- •Окончательный вид таблицы №9
- •Лабораторная работа № 8 Экспериментальное определение удельного сопротивления проводника в цепи постоянного тока
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •Основные характеристики проводниковых материалов
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •Результаты замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты замеров тока и перепада напряжения в исследуемом проводнике
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты обработки замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты вычисления удельного сопротивления исследуемого проводника длиной 800 мм
- •Результаты замеров диаметра исследуемого проводника
- •Обработка результатов замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты вычисления удельного сопротивления исследуемого проводника длиной 400 мм
- •VI.4. Определение материала, из которого изготовлен исследуемый проводник
- •Оптика Лабораторная работа № 9 Изучение дифракции света на щели
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров и l, занесённые в Excel
- •Лабораторная работа № 10 Измерение длины волны света с помощью дифракционной решетки
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров и l, занесённые в Excel
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 Изучение явления поляризации
- •Цель работы:
- •Теоретическая часть
- •Порядок проведения измерений
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 Изучение естественного вращения плоскости поляризации
- •Цель работы
- •Теоретическая часть
- •Описание установки
- •Перед проведением измерений комплекс лко-5 требует настройки.
- •Порядок проведения эксперимента Определение угла поворота плоскости поляризации
- •Обработка результатов измерений
- •Заключение.
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемая литература.
- •Методические указания к решению задач.
- •Механика;
- •Молекулярная физика и термодинамика;
- •Электричество и магнетизм;
- •Механические и электромагнитные колебания и волны;
- •Волновая и квантовая оптика;
- •Квантовая физика, физика атома;
- •Домашние задания.
- •Механика;
- •Молекулярная физика и термодинамика;
- •Механические и электромагнитные колебания и волны;
- •Электричество и магнетизм;
- •Волновая и квантовая оптика;
- •Элементы ядерной физики и физики элементарных частиц
-
Порядок проведения экспериментальных измерений
Проведение эксперимента начинается с измерения периода колебаний физического маятника. Для этого отведём маятник из положения равновесия на угол φ0 (например: φ0=100, величину угла отклонения можно проконтролировать по показаниям угломерной пластинки см.рис.3) и отпустим его. Маятник начнёт совершать свободные колебания. Засечём время Тсум за которое маятник совершит порядка 10 колебаний. Затем вычислим время одного колебания (или период) Т= Тсум/10. Результаты измерения времени Т и расстояние а между точкой подвеса маятника и его центром тяжести занесём в таблицу с результатами измерений.
Проведём 4 серии испытаний с измерениями периода колебаний, для углов φ0 = 100; φ0 = 150; φ0 = 200, при для различных расстояниях а (0,10 м, 0,20 м, 0,30 м, 0,40 м) между точкой подвеса маятника и его центра тяжести. При этом следует понимать, что центр тяжести физического маятника (тонкого стержня) находится в середине стержня.
Ниже приведены таблицы 1-3 в которые следует занести результаты измерений.
Таблица 1.
φ0 = 100 |
||||
n номер измерения |
серия 1 a=0,10 м |
Серия 2 a=0,20 м |
серия 3 a=0,30 м |
серия 4 a=0,40 м |
T, сек |
T, сек |
T, сек |
T, сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.
φ0 = 150 |
||||
n номер измерения |
серия 1 a=0,10 м |
Серия 2 a=0,20 м |
серия 3 a=0,30 м |
серия 4 a=0,40 м |
T, сек |
T, сек |
T, сек |
T, сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.
φ0 = 200 |
||||
n номер измерения |
серия 1 a=0,10 м |
Серия 2 a=0,20 м |
серия 3 a=0,30 м |
серия 4 a=0,40 м |
T, сек |
T, сек |
T, сек |
T, сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По многократно измеренным значениям T для выбранного угла φ0 вычисляются их средние арифметические по формулам:
, (10)
где n – число измерений.
В результате проделанных измерений студент должен заполнить следующие две таблицы опытными данными и показать их преподавателю.
По вычисленным значениям (формула 8) и соответствующим измеренным значениям Т строим зависимость Т2 = F(l). Зависимость строим методом наименьших квадратов (выбирая для интерполяции) линейную функцию и подбирая соответствующее К для формулы Т2 = К× l. Получим три различных значения g = 4π2/К, а затем найдем среднее.
Проверка зависимости относительного периода колебаний физического маятника Т/Т0 от положения опорной призмы относительно центра тяжести (рис. 3): , где , период колебаний математического маятника с длиной равной приведенной длине физического маятника .
Для этого необходимо использовать измерения периода при φ0 = 100 , 150, 200 приведенные в таблицах 1-3. Проверить совпадает ли полученная зависимость с функцией (9).
Для проверки рассчитайте значения разности по формуле между рассчитанными yi по формуле (9) значениями и значениями T/T0, полученными при измерениях.
Занесите полученные значения в таблицу 4.
Таблица 4.
|
i = 1 |
i = 2 |
i = 3 |
i = 4 |
xi=ai/L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следует помнить, что значения yi и должны вычисляться в одних и тех же точках xi.