- •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
- •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
- •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 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
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты обработки замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты вычисления удельного сопротивления исследуемого проводника длиной 800 мм
- •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
Окончательный вид таблицы №3
Из таблицы №5 видно, что максимальная ошибка измерения ЭДС равна 0,004 вольта.
Аналогично обрабатывается часть экспериментов, относящихся к уменьшению частоты сигнала f от max до min, приведённых в таблице №4. В результате получим окончательный вид таблицы №4, обработанной в программе Excel, см. табл. № 6.
Таблица №6
Окончательный вид таблицы №4
Из таблицы №6 видно, что максимальная ошибка измерения ЭДС равна 0,005 вольта.
Для выполнения части эксперимента, относящейся к определению зависимости ЭДС индукции от диаметра внутреннего витка, необходимо установить фиксированную величину частоты сигнала. Затем с помощью коммутатора подключить к системе один из внутренних витков d1, d2, d3, d4 и замерить по осциллографу величину ЭДС.
Предположим, что в результате эксперимента таблица №7, заполнена для исследуемых витков следующими данными.
Таблица №7
Результаты замеров напряжения эдс на внутренних витках
-
Чувствительность канала осциллографа: 0,02 вольт/мм
Диаметр витка, мм
Частота сигнала генератора f, Герц
Амплитуда ЭДС, мм
20
600
1,5
30
600
2,5
40
600
3,5
50
600
5,5
Результаты обработки экспериментальных данных в Excel приведены в таблице №8. Методика обработки изложена выше.
В столбце С этой таблицы представлены экспериментальные данные; в столбце D – расчётные в виде квадратичной зависимости; в столбце Е – разность между экспериментальными и расчётными данными по ЭДС; а в столбце F – модуль и максимальное значение разности.
Таблица №8
Окончательный вид таблицы №7
По данным, приведённым в таблице №8, строится диаграмма зависимости ЭДС от размера витка, рис.20.
Рис.20 Графическое изображение результатов табл. №8.
Из таблицы №8 и рис.20 вытекает, что зависимость величины ЭДС от радиуса r внутреннего витка, по которому течёт индуцированный ток, описывается квадратичным выражением: ЭДС=0,000185∙r2 что согласуется с выражением (3). При этом максимальная разность между экспериментальными и теоретическими данными составляет |ΔЭДС|=0.0056 Вольт.
Для выполнения части эксперимента, относящейся к определению зависимости ЭДС индукции от диаметра внешнего витка, необходимо установить фиксированную величину частоты сигнала. Затем с помощью коммутатора подключить поочерёдно к системе один из внешних витков d5, d6, d7, d8 и замерить по осциллографу величину ЭДС.
Предположим, что в результате эксперимента таблица №9, заполнена для исследуемых витков следующими данными.
Таблица №9
Результаты замеров напряжения ЭДС на внутренних витках
-
Чувствительность канала осциллографа: 0,02 вольт/мм
Диаметр витка, мм
Частота сигнала генератора f, Герц
Амплитуда ЭДС, мм
120
600
10
140
600
10
160
600
10
180
600
10
Результаты обработки экспериментальных данных в Excel приведены в таблице №10. Методика обработки изложена выше.
Таблица №10