34.1.8. Предварительный эксперимент

В реальных экспериментах в противоположность учебным лабораторным работам почти всегда сначала ставят пробные опыты, которые преследуют сразу несколько целей.

а) Экспериментатор "знакомится" с данным экспериментом. В каждом эксперименте своя методика и связанные с нею определенные, часто повторяющиеся операции, и экспериментатору необходимо поупражняться или попрактиковаться в их выполнении. Первые несколько измерений в эксперименте почти всегда менее надежны или менее ценны, чем последующие, и обычно удается сэкономить время если в начальный период работы затратить часть его на то, чтобы найти наилучший способ проведения измерений и записи результатов.

б) Проверяется работа отдельных элементов установки и аппаратуры.

в) Определяется соответствующий интервал значений для каждой из величин, изменяющихся в данном эксперименте.

г) Оцениваются возможные ошибки в различных величинах. Как мы уже видели, это оказывает непосредственное влияние на стратегию самого эксперимента в том смысле, что больше внимания уделяют измерению тех величин, ошибка которых вносит основной вклад в ошибку конечного результата.

Пункты в) и г) можно рассматривать как выражение той мысли, что всякий серьёзный эксперимент следует заранее планировать, а при планировании несколько пробных измерений гораздо полезней, чем сто теорий. Конечно, план должен быть достаточно гибким, и его обычно подправляют в ходе самого эксперимента. Но даже самый примитивный план всегда лучше, нежели проводить одно измерение за другим в зависимости от того, что вдруг придет вам в голову.

Всегда, кроме случаев простейших экспериментов, следует проводить некоторые предварительные измерения и составить план с указанием величин, которые необходимо измерить, и времени, отводимого на каждое такое измерение.

То же самое относится и к каждому узлу аппаратуры. Прежде, чем приступить к систематическим измерениям, убедитесь, что вы знаете, как он работает. Если имеется руководство с описанием аппаратуры или инструкции производителя, прежде всего, прочитайте их.

Это выглядит совершенно очевидным. И, тем не менее, очень многие не могут взять в толк простых вещей, когда дело доходит до экспериментальной работы.

Сложные методы обработки результатов измерений и устранение незаметных на глаз ошибок - все это прекрасно, но не может заменить вам простого здравого смысла.

34.1.9. Проверка очевидного

Если считается, что установка механически устойчива, проверьте, не качается ли она. Не забывайте, что плоскость определяется тремя точками, не лежащими на одной прямой. Поэтому лучше всего, если у прибора три ножки и их концы образуют равносторонний треугольник. Когда ножек больше трех, прибор, поставленный на плоскую поверхность, шатается, если концы ножек не лежат в одной плоскости.

Если считается, что основание прибора установлено горизонтально, все же взгляните и проверьте хотя бы приблизительно, так ли это. Если потом потребуется выверить установку точнее, то можно всегда воспользоваться спиртовым уровнем.

При проведении оптических экспериментов убедитесь, что все отражающие и преломляющие поверхности выглядят достаточно чистыми, для недорогостоящей оптики известен прекрасный способ — подышать на поверхность и быстро ее протереть. Но никогда не протирайте тряпкой или носовым платком дорогостоящие линзы! Они изготавливаются из мягкого стекла и к тому же часто покрыты очень тонким слоем — толщиной около 100 нм — минеральных солей для уменьшения отражающей способности. Такие линзы легко поцарапать. Их никогда не следует касаться пальцами и хранить открытыми. Чаще всего с них достаточно просто смахнуть пыль мягкой кисточкой из верблюжьего волоса или, в крайнем случае, осторожно протереть специально предназначенной тканью.

Убедитесь в том, что оптические детали, которые должны быть соосными, действительно соосны и линзы расположены примерно под прямым углом к направлению светового пучка. Просто удивительно, как часто приходится наблюдать такую картину: студент мучается с оптической системой, не замечая, что важнейшая ее линза покрыта пленкой жира, стоит на несколько миллиметров выше или ниже, чем нужно, или повернута примерно на 10° относительно нормали.

Если вам трудно поймать изображение, которое требуется, например, при методе Бойса, поймайте сначала изображение своего пальца. Точно так же, не найдя в спектрометре изображения при помощи зрительной трубы, уберите ее и попробуйте обнаружить изображение на глаз. После этого снова поставьте трубу.

В опытах по электричеству, когда вам приходится иметь дело с клеммными соединениями проводов, проверьте, хорошо ли последние зачищены,— если необходимо, зачистите их — и убедитесь, что клеммы плотно затянуты. Если требуется спаять два провода, то, прежде всего, зачистите их концы, а затем покрепче соедините их механически. Посмотрите, полностью ли пропаяно все соединение. Когда место пайки остынет, слегка подергайте за каждый из проводов, чтобы убедиться в том, что припой пристал к металлу и что у вас не получился просто механический контакт.

Если вы пользуетесь гальванометром или другим аналогичным прибором с переключателем чувствительности, то сначала всегда ставьте переключатель в положение, соответствующее наименьшей чувствительности.

Когда вы собираете электросхему, которая питается от сети, всегда включайте ее в сеть в самую последнюю очередь, и если вам надо в ней что-то изменить, не полагайтесь на выключенный тумблер сети, а выньте штепсель из сетевой розетки.