- •Кафедра общей и технической физики
- •Лабораторная работа 1
- •Основные теоретические сведения
- •Рис. 8. Структура исследуемого образца
- •Санкт-Петербургский государственный горный институт
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лаборатория физики твердого тела и квантовой физики
- •Лабораторная работа 2
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лаборатория физики твердого тела и квантовой физики
- •Лабораторная работа 3
- •2.2. Металлы
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лаборатория физики твердого тела и квантовой физики
- •Лабораторная работа 4
- •Гальваномагнитные явления в твердых телах
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лаборатория физики твердого тела и квантовой физики
- •Лабораторная работа 6
- •Исследование солнечных генераторов электроэнергии
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лаборатория физики твердого тела и квантовой физики
- •Лабораторная работа 7
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лаборатория физики твердого тела и квантовой физики
- •Лабораторная работа 8
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лаборатория физики твердого тела и квантовой физики
- •Лабораторная работа 9
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПРЯМЫХ И КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Контрольные вопросы
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Таблица 1
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Последовательность проведения измерений следующая:
- •Теоретическое значение момента инерции маятника
- •Контрольные вопросы
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •МОМЕНТ ИНЕРЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕЛ. ТЕОРЕМА ШТЕЙНЕРА
- •Цель работы – измерить моменты инерции различных тел. Проверить теорему Штейнера.
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Общие сведения
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Общие сведения
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ
- •Кафедра общей и технической физики
- •Лабораторная работа 1
- •Основные теоретические сведения
- •Рис. 8. Структура исследуемого образца
- •3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВОЗДУХА ИНТЕРФЕРОМЕТРОМ ЖАМЕНА
- •Теоретические аспекты.
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •5. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОБЪЕКТИВОВ
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •Таблица 2
- •6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
- •Описание установки.
- •Задание 1. Исследование поляризации лазерного излучения.
- •Задание 2. Изучение закона Малюса.
- •Таблица 1
- •Задание 3. Изучение эллиптической поляризации.
- •Таблица 2
- •Задание 4. Исследование круговой поляризации.
- •7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРНОГО РАСТВОРА САХАРИМЕТРОМ
- •Общие сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Описание установки.
- •Снятие отсчета по лимбу
- •Порядок выполнения.
- •часть I. Определение преломляющего угла призмы
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Часть III. Построение кривой дисперсии.
- •Таблица 3
- •Экспериментальная установка и порядок ее настройки
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Обработка результатов измерений
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Обработка результатов
- •Содержание отчета:
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Электрическая схема установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Схема установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ ОТ ДЛИНЫ ВОЛНЫ.
- •Порядок выполнения работы.
- •ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
- •ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
- •Порядок выполнения работы.
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Описание установки
- •Пояснение к схеме:
- •Краткая теория
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •ИЗУЧЕНИЕ ИЗОПРОЦЕССОВ В ГАЗАХ
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •МЕХАНИКА
- •Описание экспериментальной установки
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •2. Исследование основных параметров колебательного контура и обработка результатов
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Приложение
- •Методические указания к лабораторной работе № 5
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование основных параметров резистивно-индуктивной цепи
- •Обработка результатов
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Методические указания к лабораторной работе № 6
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Измерительная установка и электрическая схема
- •Порядок выполнения эксперимента.
- •Обработка результатов измерений
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы:
- •Экспериментальная установка
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Схема установки
- •Порядок выполнения работы.
- •Обработка результатов.
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Приложение
- •Методические указания к лабораторной работе № 9
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Измерительная установка и электрическая схема
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 12 Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа
- •Работа № 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
- •Кафедра Общей и технической физики
- •Термодинамика, теплопередача, тепло и массообмен
- •ФИЗИКА
- •Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра
- •Работа №2 Цикл тепловой машины
- •Работа № 6 Определение теплоемкости твердого тела
- •Работа № 8 Определение показателя адиабаты при адиабатическом расширении газа
- •Экспериментальная установка
- •Работа № 10 Определение коэффициента термического расширения (линейного) твердого тела
- •Работа № 11 Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости
- •Работа № 12 Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа
- •ЗАДАНИЕ
- •Работа № 13 Исследование диффузии газов
- •Работа № 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
- •Работа № 18 Определение теплопроводности твердого тела (пластина)
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
- •(технический университет)
- •ФИЗИКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Схема установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Обработка результатов измерений
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Теоретические основы лабораторной работы
- •Описание установки
- •Порядок выполнения
- •Обработка результатов
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Экспериментальная установка
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •Экспериментальная установка
- •10.2. Состав
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
- •САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Q |
|
|
S |
U |
. |
(15) |
0 |
|
|||||
|
|
D |
С0 |
|
||
|
|
|
|
|
Измерительная установка и электрическая схема
1
3
5 |
|
2 |
||||||
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
Рис. 3 Измерительная установка: диэлектрическая проницаемость различных
материалов
(1 – плоский конденсатор, диаметр пластин D = 260 мм; 2 – источник питания, высоковольтный, диапазон 0 ÷ 10 кВ; 3 – универсальный измерительный усилитель; 4 – вольтметр, 0,3 ÷ 300 В, 10 ÷ 300 В, переменный ток; 5 – конденсатор, ёмкость
С = 218 нФ; 6 – пластмассовая пластинка: размеры 283 283 мм, площадь S = 0.08 м2, толщина D = 0.98 см; 7 – соединительные шнуры)
11
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 4 Электрическая схема
Хорошо изолированная пластина конденсатора переменной ёмкости CX , соединена с верхним выводом источника высокого
напряжения через защитный резистор 10 МОм.
Средний вывод высоковольтного источника напряжения и противоположная обкладка конденсатора заземлены через конденсатор, ёмкостью С = 220 нФ. Измерительный усилитель
устанавливается в режим высокого входного сопротивления, коэффициент усиления 1, константа времени 0. Входное сопротивление усилителя можно считать бесконечно большим. Усилитель необходим для того, чтобы конденсатор не разрядился через вольтметр. Для облегчения расчёта составим эквивалентную электрическую схему:
U X |
|
|
|
|
UC |
||
CX |
|
|
|
C |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U
Рис. 5 Эквивалентная электрическая схема
При последовательном соединении конденсаторов C и CX ,
заряды на них равны, напряжения складываются. Исходя из этого, составим систему уравнений:
12
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Сх U X C U C |
(16) |
||||
U X U C |
U . |
|
|||
Из системы уравнений (16) выразим CX : |
|
||||
Сх |
C U C |
|
(17) |
||
U |
U C |
||||
|
|
Из формулы (5) для ёмкости воздушного конденсатора и формулы (14) для конденсатора с диэлектриком получим общее
выражение: |
|
|
|
|
|
C |
|
S |
1 |
. |
(18) |
0 |
|
||||
|
|
D |
|
||
|
|
|
|
||
Таким образом, теоретическое значение Сх |
можно |
определить, зная геометрические параметры конденсатора и диэлектрические свойства материала, заполняющего промежуток между обкладками конденсатора:
C |
|
|
|
S |
1 |
(19) |
|
х |
0 |
D |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Электрическую постоянную можно выразить, приравняв |
|||||||
формулы (17) и (19): |
|
|
|
|
|
|
0 |
C U C D |
|
. |
(20) |
(U U C ) |
|
|||
|
S |
|
||
Зная электрическую постоянную можно определить |
||||
диэлектрическую проницаемость среды: |
|
|
|
|
|
C U C |
D |
|
||
|
|
|
. |
(21) |
||
(U U C ) |
|
|
||||
|
|
0 S |
|
Диэлектрическая проницаемость может зависеть от различных внешних факторов (температуры, давления и др.). В частности, диэлектрическая проницаемость может зависеть от напряжённости электрического поля, которую в используемой измерительной схеме можно рассчитать по формуле:
E |
(U U C ) |
(22) |
. |
D
13
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Таким образом, из (21) и (22) следует:
|
|
C U C |
|
. |
(23) |
E 0 |
|
||||
|
|
S |
|
Порядок выполнения эксперимента.
1. Измерение напряжения на конденсаторе в зависимости от
расстояния между обкладками конденсатора. Будьте предельно осторожны, – в работе высокое напряжение!
Установите:
1.1.Расстояние 2 мм между пластинами конденсатора CX .
1.2.На источнике питания – напряжение U 0 В.
1.3.На усилителе нажмите кнопку «установка нуля».
1.4.Напряжение на источнике питания U 2 кВ.
1.5.Запишите значение напряжения, которое показывает вольтметр
втаблицу 1 и повторите пункты 1.2 – 1.5 для других расстояний
между обкладками конденсатора CX .
Таблица 1. Зависимость напряжения на конденсаторе от расстояния между обкладками
D , мм |
2 |
4 |
5 |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
70 |
U C , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Определение зависимости напряжения на конденсаторе от
напряжения на источнике питания при постоянном расстоянии между обкладками конденсатора.
Установите:
2.1. Расстояние D = 5 мм между пластинами конденсатора CX .
2.3.На источнике питания – напряжение U 0 В.
2.3.Нажмите кнопку «установка нуля» на усилителе.
2.4.Запишите значение напряжения, которое показывает вольтметр
в таблицу 2 и повторите пункты 2.2, 2.3 для других значений напряжения на источнике питания.
14
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Таблица 2. Зависимость напряжения на конденсаторе от напряжения на источнике питания.
U , кВ |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
U C , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Измерения напряжения на обкладках конденсатора в зависимости
от напряжения на источнике питания при постоянном расстоянии D Dдиэл между пластинами конденсатора CX с диэлектриком и без
диэлектрика.
3.1.Закрепите диэлектрическую пластину между обкладками конденсатора CX .
3.2.Установите на источнике питания напряжение U 0 В.
3.3.Нажмите кнопку «установка нуля» на усилителе.
3.4.Запишите значение напряжения, которое показывает вольтметр
в таблицу 3 и повторите эксперимент для других значений напряжения на источнике питания.
Обратите внимание на то, что чем больше увеличивается напряжение на источнике питания, тем более нестабильными становятся показания вольтметра. При установке напряжения – показания вольтметра медленно увеличиваются. Значение напряжения необходимо записывать через равные промежутки времени после установки необходимого напряжения. При измерениях не находиться близко к конденсатору и не прикасаться к обкладкам!
Таблица 3. Измерение напряжения на конденсаторе в зависимости от напряжения питания, с диэлектриком и без диэлектрика в конденсаторе.
U , кВ |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
U C , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с диэлект. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U C , В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
без диэлект. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15