1. Pregătiți un tabel într-un caiet pentru înregistrarea rezultatelor măsurătorilor și calculelor:

eu , A	eu   cf. , A	m,    kg	t, cu	e, cl
eu 1 = ;    eu 2 = ;    eu 3 = ;    eu 4 = ;    eu 5 = ;    eu 6 = ;    eu 7 = ;    eu 8 = ;    eu 9 = ;    eu 10 = ;    eu 11 = ;    eu 12 = ;    eu 13 = ;    eu 14 =;    eu 15 = ;

Măsurați masa m 1 a electrodului, care va fi conectat ulterior la polul negativ al sursei de alimentare.

Asamblați circuitul electric. Electrozii sunt conectați la circuit prin introducerea petalelor îndoite în locurile dopurilor din firele de conectare.

Verificați dacă lanțul este montat corect și că conductorii de conectare sunt bine fixați.

Conectați sursa de alimentare la rețeaua electrică și umpleți celula cu soluție de sulfat de cupru.

Blocați cheia și, în același timp, începeți numărătoarea inversă. Înregistrați prima lectură a amperometrului I 1

Timp de 15-20 de minute, cu un interval de un minut, măsurați și înregistrați magnitudinea curentului în circuit.

După 15-20 de minute din momentul în care cheia este blocată, deschideți-o, deconectați sursa de alimentare și demontați circuitul.

Clătiți și uscați catodul.

Calculați puterea curentă medie I cf.

Măsurați masa catodului t 2 .

Calculați masa de cupru depusă pe catod: m \u003d m 1 - m 2.

Determinați după formula (1) magnitudinea încărcării electronilor.

1. Observarea efectului unui câmp magnetic asupra curentului

Scopul muncii: determină experimental dependența acțiunii unui câmp magnetic de un conductor cu curent de forța și direcția curentului în el.

Echipament: alimentare, bobină-bobină, rezistor variabil, cheie, magnet bandă, trepied cu ambreiaj și picior, fire de conectare.

Lucrarea investighează interacțiunea unei bobine de sârmă-bobină suspendată pe un trepied cu un magnet permanent, montată și pe acest trepied lângă bobină. În serie cu bobina include rezistență variabilă, ceea ce vă permite să modificați în timpul experimentului puterea curentă din ea. Circuitul electric al instalației este prezentat în figura 1.

Progresul muncii.

După schimbarea conexiunii conducătorilor de conectare la sursa de alimentare, setați modul în care acțiunea câmpului magnetic asupra bobinei depinde de direcția curentului din ea.

Inversați poziția polilor magnetului și repetați pașii în etapele 3, 4 și 5.

Pentru fiecare etapă a experimentului, realizați desene schematice care reflectă schimbările în interacțiunea magnetului și a bobinei atunci când schimbați modurile de operare ale instalației.

Indicați în figuri direcțiile câmpului magnetic al magnetului, curentul în bobină și câmpul magnetic al bobinei.

Explicați rezultatele observației.

Echipament: trepied cu ambreiaj și picior, sursa de alimentare, bobină de sârmă, magnet arcuat, cheie, fire de conectare.

Instrucțiuni de lucru

1. Asamblați instalația prezentată în figura 144, b. Ținând un magnet la bobina de fir, închideți lanțul. Acordați atenție naturii interacțiunii magnetice a bobinei și magnetului.

2. Aduceți magnetul în bobină cu celălalt pol. Cum s-a schimbat natura interacțiunii skeinului și a magnetului?

3. Repetați experimentele plasând magnetul pe cealaltă parte a bobinei.

4. Poziționați bobina de sârmă între poli ai magnetului, așa cum se arată în figura 144, a. Închiderea circuitului, observați fenomenul. Desenați concluzii.

În lucrarea nr. 4, considerăm interacțiunea unui solenoid cu un magnet. După cum se știe, un câmp magnetic apare într-un solenoid sub curent, care va interacționa cu un magnet permanent. Vom efectua o serie de patru experimente cu aranjarea diferită a bobinei și a magnetului. Trebuie să ne așteptăm ca interacțiunea lor să fie și ea diferită (atracție sau repulsie).

Progresul aproximativ al muncii:

Observăm următoarele fenomene care sunt convenabil reprezentate sub formă de desene:

1. SCOPUL MUNCII.Observarea efectului unui câmp magnetic pe o bobină cu curent, pe un conductor rectiliniu cu curent.

2. DISPOZITIVE ȘI ACCESORII.  Bobină de sârmă, trepied, sursă de curent continuu, cheie, magnet bandă, magnet în formă de arc, conductor rectiliniu.

SCURTĂ TEORIE

Enumerăm principalele proprietăți ale câmpului magnetic care trebuie observate experimental și întrebările pe care trebuie să le aibă un student atunci când începe să efectueze această lucrare de laborator.

1. Câmpul magnetic acționează asupra conductorului cu curent.

2. - Inducerea câmpului magnetic, o cantitate fizică vectorială, este o forță caracteristică unui câmp magnetic.

3. Câmpul magnetic poate fi afișat grafic folosind linii de forță. Tangenta la linia de forță are o direcție care coincide cu direcția vectorului.

4. Figura 1 prezintă câmpurile magnetice ale unui magnet cu bandă, inele cu curent, bobine cu curent și un magnet în formă de arc folosind linii de câmp. N este polul magnetic nord, S este polul magnetic sud.

5. Odată cu interacțiunea surselor de câmp magnetic, cum ar fi poli, se resping reciproc, poli opuși se atrag reciproc.

6. Forța care acționează pe un fir cu un curent într-un câmp magnetic (legea lui Ampere):

F a = euB l sina, (1)

unde eu - putere curent în conductor;B  - inducerea câmpului magnetic;l – lungimea conductorului; a este unghiul dintre conductor și vector. Direcția vectorului de forță F adeterminat de regula mâinii stângi.

Sarcina MUNCII

Observarea acțiunii câmpului magnetic al unui magnet cu bandă pe o bobină cu curent.

4.1.1. Agățați bobina de sârmă pe un trepied, conectați capetele sârmei printr-o cheie la o sursă de alimentare.

4.1.2. Aduceți magnetul cu bandă pe bobina agățată și, închizând cheia, observați mișcarea bobinei.

4.1.3. Desenați locația relativă a skeinului și a magnetului.

4.1.4. Introduceți rezultatele observației în tabelul 1.

Tabelul 1

Efectul unui câmp magnetic asupra unui conductor rectiliniu cu curent.

4.2.1. Poziționează conductorul de agățare între poli ai magnetului în formă de arc.

4.2.2. Desenați poziția relativă a magnetului arcuat și a conductorului rectiliniu.

4.2.3. Închideți cheia circuitului electric și observați mișcarea conductorului.

4.2.4. Schimbați polaritatea conexiunii sursei de curent (curentul invers va curge prin conductor) și observați mișcarea conductorului.

4.2.5. Rezultatele observației sunt enumerate în tabelul 2.

Tabelul 2

CONCLUZIE

În concluzie, analizați rezultatele experimentale și răspundeți la următoarele întrebări.

1. Un câmp magnetic acționează asupra unui conductor cu curent, asupra unui conductor fără curent?

2. Confirmați rezultatele misiunii 4.1 paragraful 5 al secțiunii " SCURTĂ TEORIE»?

3. Confirmați rezultatele misiunii 4.2   paragraful 6 al secțiunii " SCURTĂ TEORIE»?

ÎNTREBĂRI DE CONTROL

6.1. Care este efectul unui câmp magnetic?

6.2. Ce cantitate fizică este caracteristica forței unui câmp magnetic, cum este utilizată?

6.3. Pentru ce este folosită linia de câmp magnetic, la ce se folosesc liniile de forță?

6.4. Desenați câmpul magnetic al magnetului cu bandă folosind liniile de forță. Indicați polii magnetici nord și sud ai magnetului.

6.5. Cum interacționează polii magnetici cu același nume, spre deosebire de poli magnetici?

6.6. Cum se determină mărimea și direcția forței care acționează pe un fir cu curent într-un câmp magnetic?

  "Numai bucătarul adaugă sare la ochi,

iar fizicienii trebuie să conteze totul ”

PL Kapitsa

În acest subiect, vom vorbi despre efectul unui câmp magnetic asupra unui conductor cu curent. La sfârșitul lecției, pentru a consolida cunoștințele dobândite, se vor efectua lucrări de laborator pentru a observa efectul câmpului magnetic asupra curentului.

Câmp magnetic  - Acesta este un tip special de materie prin care se realizează interacțiunea dintre particulele în mișcare încărcate electric. Câmp magnetic generate de  electric curent electric  și este detectat  prin acțiunea electrică curent. Pentru a cuantifica câmpul magnetic, se introduce o cantitate fizică numită.

Inducție magnetică  este o cantitate fizică vectorială, care este o forță caracteristică unui câmp magnetic, egal numeric cu cuplul maxim care acționează pe un circuit cu un singur moment magnetic și direcționat de-a lungul normalului pozitiv către circuit.

Câmp magnetic  este asta câmp vortex, adică linii de câmp magnetic închis. Închiderea liniilor ne spune că nu există sarcini magnetice în natură, sursa câmpului magnetic sunt taxe de mutare  și alternând câmpuri electrice.

Experimentele lui Ampere au arătat că două conductoarele sunt atrase sau respinse în funcție de direcția curentului din ele. Acest lucru se datorează faptului că forța experimentată de fiecare dintre conductori se datorează câmpului magnetic creat de curentul celuilalt conductor.

Câmpul magnetic acționează cu o anumită forță asupra oricărui conductor de curent situat în acest câmp.

Într-adevăr, aranjăm conductorul cu curent, astfel încât o singură porțiune rectilinie a acestuia să apară într-un câmp magnetic puternic (de exemplu, între poli ai unui magnet în formă de potcoavă), iar părțile rămase ale circuitului sunt în zone de spațiu în care câmpul magnetic este slab și efectul său asupra acestor părți ale circuitului poate fi neglijat. .

După cum arată numeroase experimente, conductorul se poate deplasa spre stânga sau spre dreapta, în sus sau în jos, în funcție de direcția curentului și de locația polilor magnetului. Dar dacă conductorul este plasat de-a lungul direcției câmpului magnetic, atunci nu va acționa forțe asupra acestuia.

Legea care definește forța care acționează pe o secțiune mică separată a unui conductor cu un curent într-un câmp magnetic a fost înființată în 1820 de fizicianul francez Andre-Marie Ampère, de aceea această forță se numește forță ampere.

Ce determină puterea lui Ampere?

Luați un conductor orizontal suspendat și așezați-l în câmpul unui magnet permanent de potcoavă. Câmpul unui astfel de magnet este concentrat în principal între poli, astfel încât forța magnetică acționează numai pe partea conductorului situat direct între poli.

Forța este măsurată folosind cântare speciale conectate la conductor cu două tije. Ea va fi direcționate orizontal perpendicular pe conductor și liniile de inducție magnetică.

dacă crește curentul de 2 ori, puteți vedea că acționează asupra conductorului putere  de asemenea va crește de 2 ori. În cazul în care, cu toate acestea, adăuga  încă unul o astfel de aceeași magnet, atunci dimensiunea regiunii câmpului magnetic existent va crește de 2 ori și, astfel, lungimea acelei părți a conductorului pe care va acționa acest câmp va crește de 2 ori. putere  în timp ce de asemenea va crește de 2 ori.

Ca orice altă forță, forța Ampere va depinde de unghiul format de vectorul de inducție magnetic cu conductorul.

Astfel, forța maximă care acționează pe un segment de conductor cu curent este direct proporțională cu produsul rezistenței curentului cu lungimea secțiunii conductorului:

Acest fapt experimental poate fi utilizat pentru a determina amploarea vectorului magnetic de inducție.  Într-adevăr, întrucât forța este direct proporțională cu produsul puterii curente și lungimea secțiunii de conductor, raportul acestora nu va depinde nici de puterea curentă din conductor, nici de lungimea secțiunii de conductor afectate de câmpul magnetic. De aceea, acest raport poate fi luat ca caracteristică a câmpului magnetic în locul în care se află porțiunea conductorului pe care acționează acest câmp magnetic. Anume, Andrei Marie Ampère și Dominic Francois Jean Arago au ajuns la această concluzie independent unul de celălalt la începutul secolului al XIX-lea.

În acest fel modul de vector cu inducție magnetică  este determinat de raportul dintre forța maximă care acționează de la partea câmpului magnetic la lungimea conductorului cu curentul la produsul curentului cu lungimea acestei lungimi.

Vectorul magnetic de inducție caracterizează complet câmpul magnetic. În fiecare punct al câmpului magnetic, se poate determina direcția și modulul său.

Forța care acționează asupra unui conductor cu un curent într-un câmp magnetic se numește forță ampere.

Forța ampere este egală  produsul modulului curent, modulul vectorului de inducție magnetică, lungimea conductorului și sinusul unghiului dintre direcțiile vectorului magnetic de inducție și curent.

Această expresie se mai numește legea ampere . Poate fi utilizat numai atunci când lungimea conductorului este astfel încât inducția în toate punctele conductorului poate fi considerată la feldar dacă câmpul magnetic este uniform, atunci lungimea conductorului poate fi oricaredar în același timp întregul conductor trebuie să se afle într-un câmp magnetic.

Ampere Direction  poate fi determinată folosind stânga stăpâni: brațul este poziționat astfel încât componenta normală a inducției magnetice să intre în palmă, patru degete întinse sunt direcționate de-a lungul curentului; apoi degetul mare îndoit cu 90 0 va indica direcția forței Ampere care acționează asupra conductorului.

Forțele care acționează asupra unui conductor cu un curent într-un câmp magnetic sunt utilizate pe scară largă în tehnologie. Motoare și generatoare electrice, telefoane și microfoane - toate acestea și multe alte dispozitive folosesc interacțiunea curenților, curenților și magneților etc.

Ne vom ocupa de principiul difuzorului, care este una dintre cele mai cunoscute invenții ale secolului XX. Apariția lui (împreună cu microfonul) a oferit oportunitatea dezvoltării sistemelor de înregistrare și reproducere a sunetului. În prezent, difuzoarele sunt printre cele mai populare tipuri de echipamente de sunet (conform estimărilor brute, producția lor industrială ajunge la 500 de milioane de unități pe an). Calitatea sunetului în sistemele de consolidare, difuzare, televiziune, înregistrare de sunet și redare acasă depinde în mare măsură de calitatea sunetului boxelor. De aceea, zeci de universități și centre de cercetare sunt implicate în studiul proceselor fizice de conversie a sunetului în difuzoare, crearea modelelor și algoritmilor matematici și a produselor software pentru calculul și proiectarea lor, iar sute de firme majore sunt angajate în producție.

vorbitor  - Acesta este un dispozitiv care servește la excitarea undelor sonore sub acțiunea unui curent electric alternativ, schimbându-se cu frecvența sunetului. Cu alte cuvinte un difuzor este folosit pentru a converti vibrațiile electrice în cele sonore.

Istoria unui dispozitiv care transformă energia unui semnal electric în energie a unui câmp sonor a început la sfârșitul secolului 19, cu mult înainte de apariția amplificatoarelor de putere. În 1849, la Cuba, un inventator de origine italiană Antonio Meucci a construit, după cum spunea el, "Talking Telegraph". totuși el nu a putut breveta acest dispozitiv din cauza sărăciei suficiente.

26 octombrie 1861 profesor de fizică la Institutul Friedrichsdorf Johann Philippe Reis  a demonstrat un dispozitiv de casă care a sunat „Telefon muzical”. Dar invenția sa nu a fost suficient de sensibilă: doar sunetele puternice ale instrumentelor muzicale au fost bine transmise, dar vorbirea umană a fost auzită prost. Celebrul Thomas Edison, și apoi încă puțin cunoscutul Alexander Bell, s-au interesat de invenția lui Reis.

În 1874, inginerul german Ernst Werner von Siemens, fondatorul Siemens, a descris un dispozitiv magnetoelectric în care o bobină rotundă cu fir de rană se află într-un câmp magnetic radial cu suport special pentru a permite deplasarea verticală. El a indicat atunci că acest mecanism motor ar putea fi folosit pentru a produce sunet, dar nu a demonstrat acest lucru în practică.

În 1876, savantul american Alexander Bell a brevetat un telefon  și și-a demonstrat sunetul folosind un tip de traductor foarte similar.

Când, în 1876, ziarele americane au raportat invenția telefonului de către Alexander Bell, Meucci bănuia că tocmai fusese furat dintr-o idee și a dat în judecată Western Union. După ani de litigii, el a câștigat încă procesul. Dar până la acel moment, brevetul invenției expirase deja, iar italianul nu putea primi decât satisfacții morale. Abia pe 11 iunie 2002, Congresul SUA a decis ce anume Meucci, nu Bell, este inventatorul telefonului.

În anii 1915-1918. Inginerii de la Bella au continuat aceste dezvoltări și în curând au apărut pe străzi primele boxe cu claxon.

Dar domeniul de frecvență al acestor dispozitive a fost foarte restrâns. Americanii au găsit o cale de ieșire: Chester Reis și Edward Kellogg de la General Electric. În 1924, au construit un emițător electrodinamic în care diafragma ar putea opera în intervalul peste frecvența sa rezonantă. Doi ani mai târziu, acest dispozitiv a apărut în difuzoarele industriale ale Radiola Model 104, precum și în radioul Radiola 28. În 1927, a apărut un magnet permanent în proiectarea capului difuzorului, care îmbunătățea calitatea sunetului.

Este interesant de menționat că, aproape simultan, s-au efectuat lucrări la crearea de boxe electrodinamice în Rusia. În 1923, la Petrograd a fost creat Laboratorul Radio Central, mai târziu redenumit Institutul de Recepție și Acustică al Radiodifuziunii. Încă din primele zile de la crearea sa, difuzoarele au fost dezvoltate la IRPA. În 1926, a fost creat difuzorul electromagnetic Record și difuzorul electromagnetic al cornului TM, care a început să fie produs la uzina numită după Kulakov. Deja în 1930-32, primele difuzoare puternice au fost create pentru amplificarea sunetului în Piața Roșie din Moscova (cu o capacitate de 100 de wați). De atunci vorbitorii au suferit multe schimbări, dar principiul activității lor rămâne același.

Dispozitiv de difuzor.   Difuzorul are părți mobile și fixe, care formează sistemul său funcțional.

Partea mobilă, închisă cu un capac de praf, este numită difuzor. Creează vibrații mecanice - vibrația aerului, pe care o percepem ca sunet și cu cât zona de contact a părții în mișcare cu aerul este mai mare, cu atât semnalul sonor emis este mai puternic.

În spatele difuzorului șaibă de centrarecare este situat bobină electromagnetică. Afectează puterea sunetului și calitatea acestuia. Cadrul unei astfel de bobine este confecționat din hârtie groasă sau cupru sau folie de aluminiu și atașat la difuzor din spate. Cablurile bobinei sunt conectate la stadiul de ieșire al amplificatorului audio.

Această bobină (numită și sunet) are un joc gratuit pe o tijă de metal situată într-un câmp magnetic puternic formă permanentă a inelului magnetuluide care este atașat coșul. Când un semnal sonor amplificat trece prin înfășurarea bobinei vocale, se creează un câmp electromagnetic alternativ, care se însumează prin rotiri de sârmă înfășurate în jurul cadrului și interacționează cu câmpul magnetic al magnetului permanent.

În funcție de forță  furnizat la înfășurarea unui semnal electric, o bobină ferm fixată pe difuzor conduce difuzorul în mișcări oscilatorii, care excită aerul din jur, formând o undă sonoră direcționată.

Difuzoarele de înaltă calitate reproduc vibrațiile sonore în intervalul 20 - 20.000 Hertz. Dar astfel de dispozitive sunt destul de complexe. Mai des, sunt utilizate sisteme de la mai multe difuzoare cu intervale de reproducere a sunetului împărțite. Aceasta îmbunătățește calitatea sunetului și redistribuie tensiunea electrică și mecanică între difuzoare, crescând volumul general de redare. pentru acasă  condițiile pot fi destul de mari 1-5 wați electrici. pentru petrecere  - cam 20–100 wați. mic sala de adunări  sau discotecă – 300-500 wați. Și mai departe. Un dezavantaj comun al tuturor boxelor este micul Eficiență - 1-3%. Dar chiar și aceste procente în practică sunt suficiente pentru a asculta muzică, vorbire și alte sunete ale lumii din jurul nostru.

Lucrări de laborator nr. 1 Observarea efectului unui câmp magnetic asupra curentului.

Scopul muncii:observarea acțiunii unui câmp magnetic asupra unui conductor cu curent.

Echipament:  un trepied cu un ambreiaj și un picior, un reostat, o cheie, o sursă de curent continuu, care conectează fire, un magnet în formă de arc și, bineînțeles, o bobină de sârmă.

progres:

1. Este necesar să suspendați bobina de sârmă pe trepied, după ce o atașați la sursa curentă în serie cu un reostat și o cheie. Anterior, cheia trebuie să fie deschisă, iar motorul reostatului trebuie să fie setat la rezistență maximă. Desenați o diagramă.

2. Închideți circuitul și așezați săgeata magnetică sub bobină, determinați polaritatea câmpului magnetic al bobinei.

3. Aduceți magnetul la bobina agățată și, închizând cheia, observați mișcarea bobinei. Faceți un desen.

4. Răspundeți la întrebări:

Care este direcția curentă în bobină?

Care este direcția câmpului magnetic al schitei?

Și care este direcția câmpului magnetic al magnetului?

5. Schimbați direcția curentului în bobină și observați din nou mișcarea acestuia. Realizați desenul corespunzător și răspundeți la întrebările din paragraful anterior.

Faceți propriile concluzii pe acest subiect.

Lucrări de laborator în fizică pentru clasa a 11-a.

Lucrări de laborator nr. 1

MONITORIZAREA ACȚIUNII UNUI CÂMP MAGNETIC PE UN ACTUAL

Echipament:   bobină de sârmă, trepied, sursă de curent continuu, reostat, cheie, fire de conectare, magnet arcuat.

Agățați bobina de sârmă pe trepied, conectați-o la sursa de alimentare în serie cu reostat și cheie. Anterior, cheia trebuie să fie deschisă, motorul reostatului este setat la rezistență maximă.

Realizarea experimentului

1. Aduceți magnetul la bobina agățată și, închizând cheia, observați mișcarea bobinei.

2. Selectați mai multe opțiuni caracteristice pentru locația relativă a bobinei și magnetului și trageți-le, indicând direcția câmpului magnetic, direcția curentului și mișcarea preconizată a bobinei în raport cu magnetul.

3. Verificați din experiență ipotezele corecte cu privire la natura și direcția de mișcare a skeinului.

Lucrări de laborator nr. 2

STUDIUL FENOMENULUI DE INDUCȚIE ELECTROMAGNETICĂ

echipament : milimetru, alimentare, bobine cu miezuri, magnet în formă de arc, comutator cu buton apăsat, fire de conectare, ac magnetic (busolă), reostat.

Pregătirea lucrării

1. Introduceți miezul de fier într-una dintre bobine, fixându-l cu o piuliță. Conectați această bobină printr-un milimetru, un reostat și o cheie la o sursă de alimentare. Blocați cheia și utilizați săgeata magnetică (busola) pentru a determina locația polilor magnetici ai bobinei cu curent. Fixează în ce direcție se abate săgeata miliametrului. În viitor, la efectuarea lucrărilor, va fi posibilă aprecierea locației polilor magnetici ai bobinei cu curent în direcția de deviere a săgeții miliametrului.

2. Deconectați reostatul și cheia de la circuit, închideți milimetrul de bobină, păstrând ordinea de conectare a bornelor lor.

  Realizarea experimentului

1. Atașați miezul la unul dintre poli ai magnetului în formă de arc și glisați-l în bobină în timp ce observați săgeata miliametrului.
2. Repetați observația trăgând miezul din bobină, precum și schimbând poli ai magnetului.
3. Desenați o diagramă a experienței și verificați implementarea regulii Lenz în fiecare caz.
4. Poziționează a doua bobină lângă prima, astfel încât axele lor să coincidă.
5. Introduceți miezurile de fier în ambele bobine și conectați a doua bobină prin comutator la sursa de alimentare.
6. Blocarea și deblocarea cheii, respectați abaterea săgeții milimetrice.
7. Desenați o diagramă a experienței și verificați punerea în aplicare a regulii Lenz.

Lucrări de laborator nr. 3

DETERMINAREA ACCELERĂRII DROPULUI GRATUIT DE PENDUL

Echipament:   un ceas cu mâna a doua, o bandă de măsurare cu o eroare de L \u003d 0,5 cm, o bilă cu o gaură, un fir, un trepied cu un ambreiaj și un inel.

Pregătirea lucrării

O varietate de gravimetre, în special dispozitivele cu pendul, sunt utilizate pentru a măsura accelerația gravitației. Cu ajutorul lor, este posibilă măsurarea accelerației gravitației cu o eroare absolută de ordinul de 10 -5 m / s 2.

Lucrarea folosește cel mai simplu pendul - o bilă pe un fir. Pentru dimensiuni mici ale bilei în comparație cu lungimea firului și mici abateri de la poziția de echilibru, perioada de oscilație este egală cu perioada de oscilație a pendulului matematic. Pentru a crește precizia măsurării perioadei, este necesar să se măsoare timpul t a unui număr suficient de mare N de oscilații totale ale pendulului. Atunci perioada T \u003d și accelerația gravitației poate fi
calculat după formulă

  Realizarea experimentului

1. Montați un trepied pe marginea mesei. În capătul său superior, fixați inelul cu o mânecă și agățați o bilă pe el de fir. Mingea ar trebui să stea la o distanță de 1-2 cm de podea.

2. Măsurați lungimea pendulului I cu o bandă (lungimea pendulului trebuie să fie de cel puțin 50 cm).

3. Excitați oscilațiile pendulului prin devierea mingii în lateral cu 5-8 cm și eliberând-o.

4. În mai multe experimente, măsurați timpul t 50 al oscilațiilor pendulului și calculați

unde n este numărul de experimente pe măsurarea timpului.

5. Calculați eroarea medie absolută de măsurare a timpului

6. Calculați accelerația gravitației conform formulei

7. Determinați eroarea relativă de măsurare a timpului t.

8. Determinați eroarea relativă la măsurarea lungimii pendulului. Valoarea l constă în eroarea benzii de măsurare și eroarea de referință egală cu jumătate din prețul de divizare a benzii:

l \u003d l l + l edem.

9. Calculați eroarea de măsurare relativă g după formulă

considerând că eroarea de rotunjire l poate fi neglijată dacă \u003d 3.14; De asemenea, pot fi neglijate dacă este de 4 ori (sau mai mult) sub 2 t.

10. Determinați g \u003d q g cp și scrieți rezultatul măsurării în formular

Verificați exactitatea măsurătorilor și verificați dacă valoarea cunoscută a lui g aparține intervalului obținut.

Lucrări de laborator nr. 4

MĂSURAREA REFRACȚIEI DE STICLA

Echipamentele necesită măsurători.   Indicele de refracție al unei plăci de sticlă în formă de trapez este măsurat în această lucrare. Un fascicul de lumină îngust este îndreptat în mod oblic spre una dintre fețele paralele ale plăcii. Trecând prin placă, acest fascicul de lumină experimentează o refracție dublă. Sursa de lumină este un bec electric conectat printr-o cheie la orice sursă de curent. Fasciculul luminos este creat folosind un ecran metalic cu o fanta. În acest caz, lățimea fasciculului poate varia din cauza modificărilor distanței dintre ecran și bec.

Indicele de refracție al sticlei în raport cu aerul este determinat de formulă

unde este unghiul de incidență al fasciculului de lumină de pe marginea plăcii (de la aer la sticlă); - unghiul de refracție al fasciculului de lumină din sticlă.

Pentru a determina relația din partea dreaptă a formulei, procedați după cum urmează. Înainte de a direcționa fasciculul de lumină pe placă, acesta este așezat pe o masă pe o foaie de hârtie grafică (sau o foaie de hârtie într-o cușcă), astfel încât una dintre fețele sale paralele să coincidă cu linia marcată anterior pe hârtie. Această linie indică interfața aer - sticlă. Un creion subțire desenat o linie de-a lungul celei de-a doua fețe paralele. Această linie prezintă interfața dintre sticlă și aer. După aceea, fără a mișca placa, un fascicul îngust de lumină este îndreptat către prima sa față paralelă, în unghi față. De-a lungul fasciculelor ușoare incidente pe placă și care ies din ea, punctele 1, 2, 3 și 4 sunt așezate cu un creion subțire (Fig. 18). 18.2). Prin punctul B al interfeței aer-sticlă, desenați o perpendiculară pe margine, marcați unghiurile de incidență și de refracție.Apoi, folosiți o busolă pentru a desena un cerc centrat în punctul B și a desena triunghiuri rectangulare ABE și CBD.

Lungimile segmentelor AE și DC sunt măsurate pe hârtie grafică sau folosind o riglă. Mai mult, în ambele cazuri, eroarea instrumentală poate fi considerată egală cu 1 mm. De asemenea, eroarea de referință ar trebui să fie luată egală cu 1 mm pentru a ține seama de inexactități în locația riglei în raport cu marginea fasciculului de lumină.

Eroarea relativă maximă în măsurarea indicelui de refracție este determinată de formulă

Eroarea absolută maximă este determinată de formulă

(Aici n CR este valoarea aproximativă a indicelui de refracție, determinată de formula (18.1).)

Rezultatul final al măsurării indicelui de refracție este scris după cum urmează:

  Pregătirea lucrării

2. Conectați becul prin comutator la o sursă de alimentare. Folosind un ecran cu fanta, obțineți un fascicul de lumină subțire.

1. Măsurați indicele de refracție al sticlei în raport cu aerul în orice unghi de incidență. Înregistrați rezultatul măsurării luând în considerare erorile calculate.

2. Repetați pentru un unghi diferit de incidență.

3. Comparați rezultatele obținute prin formule

4. Faceți o concluzie despre dependența (sau independența) indicelui de refracție pe unghiul de incidență. (O metodă de comparare a rezultatelor măsurătorilor este descrisă în introducerea lucrărilor de laborator într-un manual de fizică pentru clasa a X-a).

  Întrebare de securitate

Pentru a determina indicele de refracție al sticlei, este suficient să se măsoare unghiurile cu un protractor și să se calculeze raportul dintre sinii lor. Care dintre metodele de determinare a indicelui de refracție este de preferat: aceasta sau folosită în lucrare?

Lucrări de laborator nr. 5

DETERMINAREA PUTERII OPTICE ȘI A DISTANȚEI FOCUSELOR LENTILOR DE COLECTARE

echipament : riglă, două triunghiuri în unghi drept, teleobiectiv, bec pe suport cu capac, sursă curentă, comutator, fire de conectare, ecran, șină de ghidare.

  Pregătirea lucrării

Cel mai simplu mod de a măsura puterea optică și distanța focală a unui obiectiv se bazează pe utilizarea formulei lentilei

Ca obiect, se folosește o literă care strălucește în lumină difuză în capacul iluminatorului. O imagine validă a acestei scrisori este primită pe ecran.

  Realizarea experimentului

1. Asamblați circuitul electric conectând un bec la o sursă de alimentare printr-un comutator.

2. Puneți becul pe marginea mesei și ecranul pe cealaltă margine. Așezați o lentilă între ele, porniți becul și mutați obiectivul de-a lungul personalului până când pe ecran apare o imagine ascuțită a unei scrisori luminoase.

Pentru a reduce eroarea de măsurare asociată cu ascuțirea, se recomandă obținerea unei imagini reduse (și, prin urmare, mai luminoase).

3. Măsurați distanțele d și f, acordând atenție necesității unei lecturi atente a distanțelor.

Cu d constantă, repetați experimentul de mai multe ori, obținând din nou o imagine ascuțită. Calculați f cf, D cf, F cf Introduceți rezultatele măsurătorilor de distanță (în milimetri) în tabel.

4. Eroarea absolută D a măsurării puterii optice a obiectivului poate fi calculată după formula, unde 1 și 2 sunt erorile absolute în măsurarea lui d și f.

Atunci când se determină 1 și 2, trebuie avut în vedere faptul că măsurarea distanțelor d și f nu poate fi efectuată cu o eroare mai mică de jumătate din grosimea obiectivului h.

Deoarece experimentele sunt efectuate la o constantă d, atunci 1 \u003d. Eroarea de măsurare f va fi mai mare datorită inexactității setării de claritate cu aproximativ alta. prin urmare

5. Măsurați grosimea obiectivului h (Fig. 18.3) și calculați D utilizând formula

6. Înregistrați rezultatul în formular

Lucrări de laborator nr. 6

MĂSURAREA LUPTULUI DE LUPTĂ A LUMINII

Echipamentele necesită măsurători. În această lucrare, pentru a determina lungimea de undă a luminii, se utilizează o grătare de difracție cu o perioadă de mm sau - mm (perioada este indicată pe grătar). Este partea principală a instalației de măsurare prezentată în figura 18.4. Grillul 1 este instalat în suportul 2, care este atașat la capătul riglei 3. Pe riglă este un ecran negru 4 cu un slot vertical 5 îngust în mijloc. Ecranul poate fi mutat de-a lungul riglei, ceea ce vă permite să modificați distanța dintre acesta și grătarul de difracție. Există cântare milimetrice pe ecran și riglă. Întreaga instalație este montată pe un trepied 6.

Dacă priviți prin grătarul și fanta de la sursa de lumină (lampă sau lumânare incandescentă), atunci pe un fundal negru al ecranului puteți observa spectre de difracție a ordinelor 1, 2, etc. de pe ambele părți ale fantei.

Lungimea de undă este determinată de formulă

unde d este perioada de zăbrele; k este ordinea spectrului; - unghiul la care se observă maximul de lumină al culorii corespunzătoare.

Deoarece unghiurile la care se observă maximele ordinelor 1 și 2 nu depășesc 5 °, tangentele lor pot fi utilizate în locul sinelor unghiurilor. Figura 18.5 arată că

Distanța a este măsurată pe o riglă de la grătarul la ecran, distanța b se măsoară pe scara ecranului de la decalajul la linia selectată a spectrului.

Formula finală pentru determinarea lungimii de undă este

În această lucrare, eroarea de măsurare a lungimilor de undă nu este estimată datorită unor incertitudini în alegerea părții de mijloc a spectrului unei culori date.

  Pregătirea lucrării

1. Pregătiți un formular de raport cu un tabel pentru a înregistra rezultatele măsurătorilor și calculelor.
2. Asamblați instalația de măsurare, instalați ecranul la o distanță de 50 cm de grătar.
3. Privind grătarul de difracție și fanta din ecran la sursa de lumină și mutând grătarul în suport, setați-l astfel încât spectrele de difracție să fie paralele cu scara ecranului.

  Efectuarea unui experiment, procesarea rezultatelor măsurătorilor

1. Calculați lungimea de undă roșie în spectrul de ordinul 1 la dreapta și la stânga decalajului de pe ecran, determinați valoarea medie a rezultatelor măsurării.
2. Faceți același lucru pentru culoarea fluturașului.
3. Comparați rezultatele cu lungimile de undă de roșu și violet din Fig. Autocolante V, 1 culoare.

Lucrări de laborator nr. 7

Observarea interferenței, difracției și polarizării luminii

scopul muncii:  observarea experimentală a fenomenului de interferență și difracție a luminii.

partea teoretică: interferența undelor de lumină - adăugarea a două unde, datorită căreia există o imagine stabilă în timp a amplificării sau atenuării oscilațiilor luminoase rezultate în diferite puncte din spațiu. rezultatul interferenței depinde de unghiul de incidență al filmului, grosimea și lungimea de undă a acestuia. amplificarea luminii va avea loc dacă refractarea rămâne în spatele reflectată de un număr întreg de lungimi de undă. dacă a doua undă rămâne jumătate din lungimea de undă sau un număr impar de jumătăți de undă față de prima, lumina se va slăbi. difracție - valuri rotunjite ale marginilor obstacolelor.

echipament:  farfurii de sticlă - 2 buc, cârpe din nylon sau batiste, film fotografic iluminat cu un slot realizat de o lamă de ras, înregistrare fonografică, etrier, lampă cu un filament direct.

concluzie privind munca depusă:

1. interferențe de lumină

după efectuarea unui experiment privind observarea interferenței luminoase folosind două plăci, am observat că odată cu o schimbare a presiunii, forma și dispunerea franjurilor de interferență se schimbă. Acest lucru se datorează faptului că atunci când grosimea filmului se schimbă, diferența în calea undelor se schimbă. maximele se schimbă cu valori minime și invers. cu lumină transmisă, modelul de interferență nu poate fi observat, deoarece acest lucru necesită unde consistente cu aceleași lungimi și diferență constantă de fază. Este imposibil să obțineți un model de interferență folosind două surse de lumină independente. includerea încă un bec crește doar iluminarea, dar nu creează alternanța iluminării min și max.

2. difracție

folosind diferite metode, am observat fenomenul de difracție a luminii, o schimbare a spectrelor de difracție. Această lucrare este o confirmare experimentală a teoriei difracției de lumină.

Observați cerul albastru prin polaroid, direcționând linia vizuală aproximativ în unghi drept cu direcția către Soare (lumina împrăștiată în unghi drept cu direcția luminii incidente este cea mai polarizată). Rotiți ușor polaroidul și observați schimbarea luminozității vizibile a cerului albastru. Schimbarea luminozității cauzată de polarizarea luminii împrăștiate se observă mai ales dacă pe câmpul vizual apar nori albi împotriva cerului albastru, a cărui luminozitate nu se schimbă atunci când polaroidul este rotit.

Lucrări de laborator nr. 8

OBSERVAȚIA SPECTRAUU CONTINUAT ȘI LINEAR

Echipament:   aparat de proiecție, tuburi spectrale cu hidrogen, neon sau heliu, un inductor de înaltă tensiune, o sursă de alimentare, un trepied, fire de conectare (aceste dispozitive sunt comune pentru întreaga clasă), o placă de sticlă cu fețe teșite (emise tuturor).

  Realizarea experimentului

1. Așezați placa orizontal în fața ochiului. Prin marginile care alcătuiesc unghiul de 45 °, observați pe ecran o bandă verticală strălucitoare - imaginea fantei glisante a aparatului de proiecție.

2. Selectați culorile primare ale spectrului continuu obținut și scrieți-le în secvența respectată.

3. Repetați experimentul, uitându-vă la banda prin margini formând un unghi de 60 °. Înregistrați diferențele sub formă de spectre.

4. Respectați spectrele de linie de hidrogen, heliu sau neon, uitându-vă la tuburile spectrale luminoase prin marginile unei plăci de sticlă. Înregistrați cele mai strălucitoare linii ale spectrelor.

  Întrebare de securitate

Care este diferența dintre spectrul de difracție și spectrul de dispersie?

Lucrări de laborator nr. 9

Studierea pistelor de particule încărcate din fotografii terminate

Progresul testelor de laborator: scopul muncii:  lucrarea necesită identificarea unei particule încărcate prin compararea pistei sale cu pista unui proton dintr-o cameră Wilson plasată într-un câmp magnetic. echipament:fotografie terminată a două piese de particule încărcate. I track - proton, ii - particule care trebuie identificate. concluzie privind munca depusă:după identificarea unei particule încărcate, comparând pista ei cu pista unui proton, am stabilit că această particulă este ... (rezultatul obținut).