MINISTERUL EDUCAȚIEI FEDERAȚIEI RUSE

UNIVERSITATEA AEROSPACULUI STAT SIBERIAN

numit după academicianul M.F. Reshetneva

Departamentul de fizică tehnică

Lucrări de laborator nr. 8

METODA CU PATRU SONDA PENTRU MĂSURAREA REZISTENȚEI SEMICONDUCTORULUI

Orientări de laborator la cursul „Electronică în stare solidă”

Compilat de Parshin A.S.

Krasnoyarsk 2003

Lucrări de laborator nr. 8 Metoda cu patru sonde pentru măsurarea rezistenței semiconductorilor1

Teoria metodelor . 1

Setare experimentala . 3

Comandă de lucru .. 5

Cerințe de proiectare a raportului . 7

testează întrebări .. 7

Literatură . 7

Lucrări de laborator nr. 8 Patru sondă  metoda de măsurare a rezistenței semiconductorilor

Scopul muncii:  studiul dependenței de temperatură a specificului rezistență electrică  metoda cu patru sonde semiconductor, determinând golul de bandă al unui semiconductor.

Teoria metodelor

Patru sondă  Cea mai frecventă metodă de măsurare a rezistivității semiconductorilor. Avantajul acestei metode este că pentru aplicarea sa nu este necesară crearea de contacte ohmice pentru eșantion, este posibilă măsurarea rezistivității probelor cu cele mai diverse forme și dimensiuni. Condiția pentru aplicarea sa din punct de vedere al formei eșantionului este prezența unei suprafețe plane ale căror dimensiuni liniare depășesc dimensiunile liniare ale sistemului de sondă.

Metoda cu patru sonde pentru măsurarea rezistenței este prezentată în Fig. 1. Patru sonde metalice cu o suprafață de contact mică sunt așezate pe o suprafață plană a eșantionului de-a lungul unei linii drepte. Distanțele dintre sonde s 1 , s 2   și s 3 . Prin sonde externe 1   și 4   trece curent electric I 14 pe sonde interne 2   și 3   măsurați diferența de potențial U 23 . Prin valori măsurate I 14   și U 23   este posibil să se determine rezistivitatea unui semiconductor.

Pentru a găsi formula de calcul a rezistivității, considerăm mai întâi problema distribuției potențialului în jurul unei sonde punctuale individuale (Fig. 2). Pentru a rezolva această problemă, este necesar să scrieți ecuația Laplace într-un sistem de coordonate sferice, deoarece distribuția potențială are simetrie sferică:

.(1)

Soluția ecuației (1) cu condiția ca potențialul pentru r \u003d 0   pozitiv, tinde spre zero, la nivel foarte mare r    are următoarea formă

Constanta de integrare CU    poate fi calculat din condiția pentru câmpul electric E   la o oarecare distanță de sondă r \u003d r 0 :

.

Deoarece densitatea curentului care curge printr-o emisferă de rază r 0 , j \u003deu/(2πr 0  2) și în conformitate cu legea lui Ohm j \u003dE/ρ apoi E(r 0)=Eu ρ / (2π r 0 2).

În acest fel

Dacă raza de contact r 1 apoi potențialul vârfului său

Evident, potențialul pe eșantion la punctul de contact al acestuia cu sonda are aceeași valoare. Conform formulei (3), rezultă că căderea de tensiune principală are loc în regiunea de contact și, prin urmare, curentul care trece prin eșantion este determinat de rezistența regiunii de contact. Mărimea acestei regiuni este mai mică, cu atât raza sondei este mai mică.

Potențialul electric în orice punct al eșantionului poate fi găsit ca sumă algebrică a potențialelor create în acest moment de curentul fiecărei sonde. Pentru curentul care curge în eșantion, potențialul este pozitiv, iar pentru curentul care curge din eșantion, este negativ. Pentru sistemul de sondă prezentat în Fig. 1, potențialele sondelor de măsurare 2   și 3

;

.

Diferența de potențial între contactele de măsurare 2   și 3

De aici rezistența probei

.(5)

Dacă distanțele dintre sonde sunt aceleași, adică s 1 \u003d s 2 \u003d s 3 \u003d s apoi

Astfel, pentru a măsura specific rezistență electrică  folosind o metodă cu patru sonde, este suficient să măsurați distanța dintre sonde s   , cadere de tensiune U 23   la sondele de măsurare și curentul care curge prin eșantion I 14 .

Setare experimentala

Instalația de măsurare este implementată pe baza unui suport universal de laborator. În această lucrare de laborator, sunt utilizate următoarele instrumente și echipamente:

1. Camera de căldură cu un eșantion și un cap de măsurare;

2. sursa de curent continuu TEC-41;

3. Sursa de tensiune continuă B5-47;

4. voltmetre digitale universale V7-21A;

5. Conectarea firelor.

Diagrama bloc a configurației experimentale este prezentată în Fig. 3.

Proba este plasată pe masa de măsurare a camerei de căldură. Capul de măsurare este presat de mecanismul arcului manipulator pe suprafața lustruită plană a probei. În tabelul de măsurare se află un încălzitor, a cărui putere este furnizată de la o sursă de curent constant TEC-41, care funcționează în modul de stabilizare curent. Temperatura probei este controlată folosind un termopar sau rezistenta termica. Pentru a accelera procesul de măsurare, puteți utiliza curbele clasificate prezentate în anexă, care vă permit să determinați temperatura probei în funcție de curentul încălzitorului. Curentul de încălzire este măsurat printr-un ampermetru încorporat în sursa de curent.

Curent prin contacte 1   și 4   creat cu ajutorul unei surse reglabile de curent constant stabilizat B7-47 și controlat de un dispozitiv digital universal V7-21A, inclus în modul amperometru.  Tensiunea care apare între sondele de măsurare 2 și 3 este înregistrată de un voltmetru digital de înaltă rezistență V7-21A. Măsurătorile trebuie efectuate la cel mai mic curent prin eșantion, determinate de capacitatea de a măsura tensiuni mici. La curenți mari, este posibilă încălzirea eșantionului, ceea ce denaturează rezultatele măsurării. O scădere a curentului de lucru reduce simultan modularea conductivității eșantionului cauzată de injecția purtătorilor de încărcare în timpul fluxului de curent.

Principala problemă la măsurare rezistență electrică  metoda sondei este problema de contact. Pentru eșantioanele cu vid ridicat, uneori este necesar să se efectueze modelarea electrică a contactelor pentru a obține rezistențe de contact mici. Formarea contactelor sondei de măsurare se realizează printr-o alimentare pe termen scurt de câteva zeci sau chiar sute de volți sondei de măsurare de tensiune constantă.

Comandă de lucru

1. Familiarizați-vă cu descrierea instrumentelor necesare pentru finalizarea activității. Asamblați diagrama de configurare a măsurătorilor conform fig. 3. Când conectați voltmetrele universale V7-21A, acordați atenție faptului că unul ar trebui să funcționeze în modul de măsurare a tensiunii, celălalt - măsurarea curentului. În diagrama sunt indicate de " U "   și " Eu "   respectiv. Verificați dacă modul de pornire a acestor dispozitive este instalat corect.

2. După verificarea montajului corect al instalației de măsurare de către profesor sau inginer, porniți voltmetrele și sursa de tensiune B7-47.

3. Setați tensiunea sursei B7-47 la 5V. Dacă tensiunea și puterea curentului pe eșantion se modifică cu timpul, atunci efectuați formarea electrică a contactelor sondei de măsurare cu ajutorul profesorilor sau inginerilor.

4. Măsurați căderea de tensiune U  + 23 și U  - 23 la diferite direcții curente I 14 . Valorile tensiunii obținute sunt făcute în medie pentru a exclude în acest fel termoremenajul longitudinal care rezultă pe eșantion datorită gradientului de temperatură. Datele experimentale și calculele valorilor de stres sunt enumerate în tabelul 1.

Tabelul 1 Formular

	Încărc, A	TK	I 14 mA	U + 23 , AT	U – 23 , AT

5. Repetați măsurătorile la o temperatură diferită a eșantionului. Pentru a face acest lucru, este necesar să setați curentul de încălzire al camerei de căldură eu   căldură\u003d 0,5 A, așteptați 5-10 minute pentru ca temperatura probei să se stabilizeze și înregistrați citirile din tabelul 1. Determinați temperatura eșantionului din curba de calibrare prezentată în apendice.

6. În mod similar, efectuați măsurători în serie pentru valori curente de încălzire de 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A. Rezultatele tuturor măsurătorilor sunt enumerate în tabelul 1.

7. Procesați rezultatele experimentale obținute. Pentru a face acest lucru, utilizând rezultatele prezentate în tabelul 1, calculați 10 3 / T specific rezistență electrică  proba la fiecare temperatura ρ   conform formulei (6), conductivitatea electrică

jurnal natural de conductivitate ln σ . Toate rezultatele calculului sunt enumerate în tabelul 2.

Formularul 2 al tabelului

	T, K	, K -1	ρ, Ohm	σ, (Ohmm) -1	este σ

8. Construiți un grafic de dependență. Analizați cursul curbelor, marcați regiunile de impuritate și conductivități intrinseci. o scurtă descriere a sarcinii prezentate în lucrare;

· diagrama de configurare a măsurătorilor;

· rezultatele măsurării și calculului;

· diagramă de dependență;

· analiza rezultatelor;

· concluzii asupra lucrării.

testează întrebări

1. Semiconductori proprii și impurități. Structura de bandă a semiconductorilor intrinseci și a impurității. Lățimea zonei interzise. Energia de activare a impurității.

2. Mecanismul conductivității electrice a semiconductorilor intrinseci și a impurității.

3. Dependența de temperatură a conductivității electrice a semiconductorilor proprii.

4. Dependența de temperatură a conductivității electrice a semiconductorilor de impuritate.

5. Determinarea golului de bandă și energia de activare a impurității de dependența de temperatură a conductivității electrice.

6. Patru sondă  Metoda de măsurare rezistență electrică  Semiconductori: domeniul de aplicare, avantajele și dezavantajele acestuia.

7. Problema distribuției potențialului câmpului electric în apropierea sondei.

8. Încheierea formulei de calcul (6).

9. Schema și principiul funcționării configurației experimentale.

10. Explicați graficul de dependență obținut experimental, cum a fost determinată diferența de bandă din acest grafic?

Literatură

1. Pavlov L.P. Metode de măsurare a parametrilor materialelor cu semiconductor: manual pentru universități. - M .: Mai mare. școală., 1987.- 239 p.

2. Lysov V.F. Atelier de fizică semiconductor. –M .: Iluminism, 1976.- 207 p.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Electronică Solid State: Ubab. pentru studenții universitari. - M .: Mai mare. școală., 1986.- 304 s.

4. Kittel C. Introducere în fizica stării solide. - M .: Nauka, 1978.- 792 p.

5. Shalimova K.V. Fizica semiconductorului: un manual pentru licee. - M.: Energie, 1971.- 312 p.

6. Friedrich S.A., Movnin S.M. Bazele fizice ale tehnologiei electronice: manual pentru universități. - M .: Mai mare. școală., 1982.- 608 s.

Lecția 47. Lucrări de laborator 8

Măsurarea inegală a vitezei de mișcare

Echipa __________________

__________________

Echipament:  un dispozitiv pentru studierea mișcării rectilinii, un trepied.

Scopul muncii:  dovediți că un corp care se mișcă rectiliniu pe un plan înclinat se mișcă uniform accelerat și găsește valoarea accelerației.

În lecția din timpul experimentului demonstrativ, ne-am asigurat că, dacă corpul nu atinge planul înclinat de-a lungul căruia se mișcă (levitație magnetică), atunci mișcarea sa este uniform accelerată. Sarcina noastră este să înțelegem cum se va mișca corpul când alunecă de-a lungul unui plan înclinat, adică. între suprafață și corp există o forță de frecare care împiedică mișcarea.

Să prezentăm ipoteza conform căreia corpul alunecă de-a lungul unui plan înclinat, este la fel de uniform accelerat și îl vom testa experimental, reprezentând viteza mișcării față de timp. Cu o mișcare accelerată uniform, acest grafic este o linie dreaptă care se extinde de la origine. Dacă graficul pe care l-am construit, exact în limita erorii de măsurare, poate fi considerat drept o linie dreaptă, atunci mișcarea pe segmentul studiat al căii poate fi considerată uniform accelerată. În caz contrar, este o mișcare neregulată mai complexă.

Pentru a determina viteza în cadrul ipotezei noastre, vom folosi formulele de mișcare uniform variabile. Dacă mișcarea începe de la o stare de repaus, atunci V = la (1) unde și  - accelerare t  - timpul de mișcare, Vviteza corpului la un moment dat t. Pentru mișcare accelerată uniform fără o viteză inițială, relația s = la 2 /2 , unde s  - calea parcursă de corp în timpul mișcării t. Din această formulă a =2 s / t 2 (2). Înlocuirea (2) în (1), obținem: (3). Deci, pentru a determina viteza unui corp într-un punct dat al traiectoriei, este suficient să-i măsurăm mișcarea din punctul de plecare până în acest moment și timpul mișcării.

Calcularea marjelor de eroare.  Viteza se găsește din experiment prin măsurători indirecte. Prin măsurători directe, găsim calea și timpul, apoi, după formula (3), viteza. Formula pentru a determina limita erorii de viteză în acest caz are forma: (4).

Evaluarea rezultatelor. Datorită faptului că există erori în măsurătorile distanței și a timpului, valorile vitezei V nu vor fi exact pe o linie dreaptă (Fig. 1, linie neagra) Pentru a răspunde la întrebarea dacă mișcarea studiată poate fi considerată accelerată uniform, este necesar să se calculeze marjele de eroare ale schimbării vitezei, să amâne aceste greșeli pe grafic pentru fiecare viteză modificată (bare roșii) și să construiți coridorul (linii punctate),

Nu dincolo de granițele erorilor. Dacă acest lucru este posibil, atunci o astfel de mișcare cu o eroare de măsură dată poate fi considerată accelerată uniform. O linie dreaptă (albastră) care se extinde de la origine, situată complet în acest coridor și care trece cât mai aproape de valorile măsurate ale vitezei este dependența căutată a vitezei în timp: V \u003d at. Pentru a determina accelerația, trebuie să luați un punct arbitrar pe grafic și să împărțiți viteza în acest punct V 0 la ora t 0 din ea: a \u003dV 0 / t 0 (5).

progres:

1. Asamblam instalația pentru determinarea vitezei. Fixăm șina de ghidare la o înălțime de 18-20 cm. Plasăm trăsura în partea de sus a șinei și poziționăm senzorul astfel încât cronometrul să se pornească atunci când carul începe să se miște. Al doilea senzor este localizat secvențial la distanțe aproximativ: 10, 20, 30, 40 cm pentru 4 experimente. Datele sunt introduse în tabel.

2. Realizăm 6 porniri ale trăsurii pentru fiecare poziție a celui de-al doilea senzor, de fiecare dată intrând în citirile cronometrului în tabel.   Masa

Viteză		Viteză		Viteză		Viteză

3. Calculăm valoarea medie a timpului în care transportul se deplasează între senzori - t cf.

4. Substituind valorile lui s și t cf în formula (3) determinăm viteza în punctele în care este instalat al doilea senzor. Datele sunt introduse în tabel.

5. Concentrăm dependența vitezei transportului la timp.

6

Precizia măsurării căii și a timpului:

∆s \u003d 0,002 m, ∆t \u003d 0,01 s.

7. Folosind formula (4), găsim ∆V pentru fiecare valoare a vitezei. În acest caz, timpul t în formulă este t cf.

8. Setați valorile găsite ale ∆V pe grafic pentru fiecare punct trasat.

. Construim coridorul de eroare și vedem dacă vitezele calculate V intră în el.

10. Desenăm o linie dreaptă V \u003d at în coridorul de eroare de la originea coordonate și determinăm valoarea de accelerație din grafic șidupă formula (5): a \u003d

Concluzie:__________________________________________________________________________________________________________________________________________

Lucrări de laborator nr. 5

Lucrări de laborator nr. 5

Determinarea puterii optice și a distanței focale a unui obiectiv de colectare.

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

Partea teoretică:

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

d - distanța de la subiect la obiectiv

f - distanța de la obiectiv la imagine

F - distanța focală

Puterea optică a unui obiectiv se numește mărimea

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

Imagine mărită inversată valabilă:

Imagine imaginară mărită directă:

Progresul aproximativ:

F \u003d 8 cm \u003d 0,08 m

F \u003d 7 cm \u003d 0,07 m

F \u003d 9 cm \u003d 0,09 m

Lucrări de laborator în fizică nr. 3

Lucrări de laborator în fizică nr. 3

elevi de clasa a 11-a „B”

Alekseeva Mary

Determinarea accelerației gravitației cu ajutorul unui pendul.

Echipament:

Partea teoretică:

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 dispozitiv cu 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

Pentru a crește precizia de măsurare a perioadei, este necesar să se măsoare timpul t al unui număr rezidual mare N de oscilații totale ale pendulului. Apoi perioada

Și accelerația gravitațională poate fi calculată după formulă

Experimentul:

Montați un trepied pe marginea mesei.

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

Măsurați cu o bandă lungimea l a pendulului.

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

În mai multe experimente, măsurați timpul t 50 al oscilațiilor pendulului și calculați t cf:

Calculați eroarea medie absolută de măsurare a timpului și introduceți rezultatele în tabel.

Calculați accelerația gravitației după formulă

Determinați eroarea relativă de măsurare a timpului.

Determinați eroarea relativă la măsurarea lungimii pendulului

Calculați eroarea de măsurare relativă g după formulă

Concluzie: Se dovedește că accelerația gravitațională măsurată cu un pendul este aproximativ egală cu accelerația gravitațională tabulară (g \u003d 9,81 m / s 2) cu lungimea firului de 1 metru.

Alekseeva Maria, elevă a clasei a 11-a „B” gimnaziul numărul 201, Moscova

Profesor de fizică al gimnaziului nr. 201 Lvovsky MB

Lucrări de laborator nr. 4

Lucrări de laborator nr. 4

Măsurarea indicelui de refracție din sticlă

eleve de clasa a 11-a „B” Maria Alekseeva.

Scopul muncii:măsurarea indicelui de refracție al unei plăci de sticlă în formă de trapez.

Partea teoretică: indicele de refracție al sticlei în raport cu aerul este determinat de formula:

Tabel de calcul:

calcule:

npr1 \u003d Ae1 / DC1 \u003d 34mm / 22mm \u003d 1,5

npr2 \u003d Ae2 / DC2 \u003d 22mm / 14mm \u003d 1,55

Concluzie: După ce a determinat indicele de refracție al sticlei, se poate dovedi că această valoare nu depinde de unghiul de incidență.

Lucrări de laborator nr. 6

Lucrări de laborator nr. 6

Măsurarea undelor ușoare

Echipament: grătar de difracție cu o perioadă de 1/100 mm sau 1/50 mm.

Schema de instalare:

1. Holder.

2. Ecran negru.

   Decalaj vertical îngust.

Obiectiv: determinarea experimentală a unei unde de lumină folosind o grilă de difracție.

Partea teoretică:

Grătarul de difracție este o combinație a unui număr mare de fante foarte înguste, separate prin spații opace.

Sursă

Lungimea de undă este determinată de formula:

Unde d este perioada de zăbrele

k este ordinea spectrului

Unghiul la care se observă lumina maximă

Ecuația de grătare de difracție:

Deoarece unghiurile la care se observă maximele ordinelor 1 și 2 nu depășesc 5, putem folosi tangențele lor în locul sinelor unghiurilor.

Prin urmare,

Distanţă și  contați pe o riglă de la o rețea la ecran, distanță b  - pe scara ecranului de la fanta 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 din cauza unor incertitudini în alegerea mijlocului spectrului.

Progresul aproximativ:

b \u003d 8 cm, a \u003d 1 m; k este 1; d \u003d 10 -5 m

(Culoare rosie)

d este perioada de zăbrele

Concluzie: După ce am măsurat experimental lungimea de undă a luminii roșii folosind o grătare de difracție, am ajuns la concluzia că permite măsurarea foarte precisă a lungimilor de undă ale luminii.

Lecția 43

Lecția 43. Lucrări de laborator 7

Măsurarea accelerației corporale

Echipa ____________________

____________________

Scopul studiului:  măsurați accelerația barei de-a lungul unei caneluri înclinate drept.

Dispozitive și materiale:trepied, șină de ghidare, trăsură, greutăți, senzori de timp, cronometru electronic, suport din spumă.

Fundamentarea teoretică a lucrării:

Vom determina accelerația corpului conform formulei: unde v 1 și v 2 sunt viteza instantanee a corpului la punctele 1 și 2, măsurate la instantele de timp t 1 și respectiv t 2. Pentru axa X, alegem o riglă situată de-a lungul șinei de ghidare.

progres:

1. Selectăm pe riglă două puncte x 1 și x 2 la care vom măsura viteza instantanee și vom introduce coordonatele lor în tabelul 1.

Tabelul 1.

Puncte cu axa X pentru măsurarea vitezei instantanee		Δx 1 \u003d x ”1 - x 1 Ax 1 =   cm				Δx 2 \u003d x ”2 - x 2 Ax 2 =   cm
Definiția intervalelor de timp	Δt 1 \u003d t ”1 - t 1 Δ t 1   \u003d c			Δt 2 \u003d t ”2 - t 2 Δ t 2   \u003d c
Detectarea instantanee a vitezei	v 1 \u003d Δx 1 / Δt 1 v 1 =   Domnișoară		v 2 \u003d Δx 2 / Δt 2 v 2 = domnișoară		Δ v \u003ddomnișoară
Determinarea intervalului de timp între punctele de măsurare a vitezei	Δ t   \u003d s
Determinarea accelerației carului

2. Pe riglă, selectați punctele x „1 și x” 2 punctele finale ale intervalelor pentru măsurarea vitezei instantanee și calculați lungimile segmentelor Ax 1   și Δx 2 .

3. Instalați mai întâi senzorii de timp în punctele x 1 și x ”1, porniți și transportați și înregistrați intervalul de timp măsurat al trecerii carului între senzori Δ t 1   la masă.

4. Repetați măsurarea pentru interval. Δ t 2 ,    timpul necesar pentru ca trăsura să treacă între punctele x 2 și x ”2, setând senzorii în aceste puncte și pornind caruta. Datele sunt listate și în tabel.

5. Determinați viteza instantanee v 1 șiv 2   la punctele 1 și x 2, precum și o schimbare a vitezei între puncte Δ v, introducem datele din tabel.

6. Determinați intervalul de timp Δ t  \u003d t 2 - t 1, pe care carul o va cheltui la trecerea segmentului între punctele x 1 și x 2. Pentru a face acest lucru, așezați senzorii în punctele x 1 și x 2 și porniți trăsura. Ora afișată de cronometru este introdusă în tabel.

7. Calculați accelerația transportului și  conform formulei. Rezultatul va fi introdus în ultimul rând al tabelului.

8. Concluzionăm cu ce fel de mișcare avem de-a face.

Concluzie: ___________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Demontați cu atenție instalația, predați lucrarea și cu sentimente de împlinire și respect de sine părăsiți clasa.

Lucrări de laborator în fizică nr. 7

Elevi de clasa a 11-a „B” Sadykova Maria

Observarea spectrelor continue și linii.

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, o placă de sticlă cu marginile teșite.

Scopul muncii:  folosind echipamentul necesar pentru a observa (experimental) un spectru continuu, neon, heliu sau hidrogen.

progres:

Așezați placa orizontal în fața ochiului. Prin margini observăm pe ecran imaginea fantei glisante a aparatului de proiecție. Vedem principalele culori ale spectrului continuu obținut în următoarea ordine: violet, albastru, cian, verde, galben, portocaliu, roșu.

Acest spectru este continuu. Aceasta înseamnă că spectrul conține valuri de toate lungimile. Astfel, am constatat că spectrele continue dau corpuri în stare solidă sau lichidă, precum și gaze puternic comprimate.

Vedem multe linii colorate separate prin dungi largi și întunecate. Prezența unui spectru liniar înseamnă că o substanță nu emite lumină decât o lungime de undă foarte specifică.

Spectrul hidrogenului: violet, albastru, verde, portocaliu.

Cea mai strălucitoare este linia portocalie a spectrului.

Spectru de heliu: albastru, verde, galben, roșu.

Cea mai strălucitoare este linia galbenă.

Pe baza experienței noastre, putem concluziona că spectrele de linie dau toate substanțele în stare gazoasă. În acest caz, atomii emit lumină, care practic nu interacționează între ei. Atomii izolați emit lungimi de undă strict definite.

Lecția 37

Lecţie42 . Lucrări de laborator nr. 5

Dependența rezistenței electromagnetului de curent

Brigadă ___________________

___________________

Scopul muncii:Pentru a stabili relația dintre curentul care circulă prin bobina electromagnetului și forța cu care electromagnetul atrage obiecte metalice.

Dispozitive și materiale:bobină de miez, amperometru, rezistență variabilă (reostat), dinamometru, alimentare, cuie, fire de conectare, cheie, trepied cu suport, suport metalic pentru piese magnetice.

X lucru neregulat:

1. Asamblați instalarea prezentată în figură. Atașați piciorul de susținere pe vârful trepiedului. Țineți partea superioară a dinamometrului în suport, după cum se arată. Legați un fir de unghie, astfel încât să cadă în adâncimea de la capătul ascuțit al unghiei și să nu se desprindă de ea. Pe partea opusă a firului, buclați și agățați unghia de cârligul dinamometrului.

Înregistrați citirile dinamometrului. Aceasta este greutatea unghiei, veți avea nevoie de ea atunci când măsurați rezistența magnetului:

3. Asamblați circuitul electric prezentat în figură. Nu porniți puterea până când profesorul nu verifică ansamblul corect.

4. Închideți cheia și, rotind reostatul de la stânga maximă la poziția maximă dreapta, determinați intervalul de variație a curentului circuitului.

Curentul variază de la ___ A la ____ A.

5. Selectați trei valori curente, maxim și două mai mici și introduceți

Se află în a doua coloană a tabelului. Veți efectua trei experimente cu fiecare valoare curentă.

6. Închideți circuitul și setați prima valoare curentă selectată pe ampermetru folosind un reostat.

7. Atingeți miezul bobinei spre capul unghiei atârnate de dinamometru. Unghia lipită de miez. Coborâți bobina vertical în jos și urmați dinamometrul. Rețineți citirile dinamometrului atunci când bobina este ruptă și introduceți-o în coloana F 1.

8. Repetați experimentul încă de două ori cu acest amperaj. Valorile de forță ale dinamometrului în momentul ruperii unghiei sunt înscrise în coloanele F 2 și F 3. Acestea pot diferi ușor de primele din cauza inexactității măsurării. Găsiți media forței magnetice a bobinei conform formulei F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 și introduceți coloana "Forța medie".

9. Dinamometrul a arătat o valoare a forței egală cu suma greutății unghiei și forța magnetică a bobinei: F \u003d P + F M. Prin urmare, forța bobinei este F M \u003d F - P. Trageți greutatea unghiei P de la F cp și scrieți rezultatul în coloana „Forța magnetică”.

cameră	Amperaj I, A	Citiri ale dinamometrului F, N			Forța medie F cp, N	Forța magnetică F M, N

10. Repetați experimentele de două ori cu alți curenți și completați celulele rămase ale tabelului.

I, A 1. Construiți un grafic al forței magnetice F M  prin curent eu.

viteză echipament ... laboratormuncă  Nou laboratorloc de munca  Tema 4 Laboratorloc de munca №6. Măsurare  natural ...

Introducere cercetare ecologică Avdeeva

Rezumat de disertație

Note viteză  curgerea apei măsurareviteză  curenți de apă echipament: ... atelier de pe lecții  gradul de geografie 7 as laboratormuncă  „Studiul auto ... este semnificativ neuniformitate  în spațiu și timp ...

scop  - determină momentul inerției corpului prin metoda vibrațiilor torsionale.

Aparate și materiale: instalație de măsurare, set de corpuri, cronometru.

Descrierea instalării și a metodei de măsurare

Instalația de măsurare este un disc rotund suspendat pe un fir de oțel elastic și proiectat pentru a găzdui corpurile al căror moment de inerție trebuie determinat (Fig. 8.1).

Fig. 8.1

Dispozitivul este centrat folosind două greutăți mobile montate pe un disc. Rotind discul dispozitivului un anumit unghi în jurul axei verticale, răsuciți suspensia de oțel.

Când corpul se rotește printr-un unghi , firul se răsucește și apare un moment de forțe M, căutând să readucă corpul într-o poziție de echilibru. Experimentul arată că, peste limite destul de largi, momentul forțelor M  proporțional cu unghiul de răsucire  adică
(comparați: forța elastică
) Ei lansează discul, oferindu-i posibilitatea de a produce vibrații torsionale. Perioada vibrațiilor de torsiune este determinată de expresie
Unde f  - modul de torsiune; J  - moment de inerție a sistemului oscilant.

Pentru aparat
. (8.1)

Egalitatea (8.1) conține două cantități necunoscute f  și J etc  . Prin urmare, este necesar să repetați experimentul punând mai întâi un corp de referință cu un moment de inerție cunoscut pe discul de instalare. Un cilindru solid este luat ca referință, al cărui moment de inerție J podea .

După ce am stabilit o nouă perioadă de oscilații a dispozitivului cu standardul, compunem o ecuație similară cu ecuația (8.1):

. (8.2)

Rezolvând sistemul ecuațiilor (8.1) și (8.2), determinăm modulul de torsiune f  și moment de inerție a dispozitivului J etc  într-o poziție dată de bunuri. (Derivarea formulelor de calcul pentru f  și J etc  fă-o singur în pregătirea lucrărilor de laborator și dă-l în raport). După îndepărtarea standardului, un corp este plasat pe discul instrumentului, al cărui moment de inerție în raport cu axa dispozitivului trebuie determinat. Instalarea este centrată, iar perioada vibrațiilor de torsiune este din nou determinată. T 2   , care în acest caz este scris ca

. (8.3)

Cunoașterea și f, calculați momentul inerției corpului în raport cu axa dispozitivului pe baza formulei (8.3).

Datele tuturor măsurătorilor și calculelor sunt introduse în tabel. 8.1.

Tabelul 8.1

Valorile măsurate și calculate pentru determinarea momentului de inerție prin metoda vibrațiilor de torsiune

	t etc	T etc	t 1	T 1	t 2	T 2
		< T etc >=	< T 1 >= < ¦ >= < J etc >=	< T 2 >= < J t >

Sarcina 1. Determinarea perioadelor de vibrații de torsiune ale dispozitivului, dispozitivul cu standard, dispozitivul cu corpul

1. Măsurați timpul cu un cronometru t etc  20-30 oscilații complete ale dispozitivului și determinați
.

2. Experiența de a repeta de 5 ori și de a determina < T etc > .

3. Așezați standardul pe discul instrumentului și determinați în mod similar < T 1 >.

4. Așezați corpul pe discul dispozitivului, centrați instalarea, determinați < T 2 > .

Rezultatele măsurării sunt enumerate în tabel. 8.1

Planul de lecție de fizică în clasa a 8-a

Subiect: Lucrare de laborator "Măsurarea puterii și a curentului într-o lampă electrică."Obiectivele lecției :   1. Să formeze abilități practice de lucru cu elevii circuite electrice. 2. Dezvoltarea proceselor cognitive: memorie, gândire logică - prin construirea concluziilor, atenția - prin capacitatea de a analiza, a trage concluzii, a face bilanț în timpul lucrului practic și în rezolvarea problemelor. 3. Oferă fiecărui student posibilitatea de a-și simți potențialul.

DURĂ CLASELE

I. Actualizarea cunoștințelor, stabilirea obiectivelor.  Ne-am stabilit un obiectiv deci după această lecțieuşor   toată lumea putea măsuraeu  , șiU  , calculați munca și puterea curentului electricAstăzi vom face treaba pentru a determina munca și puterea curentului electric. Fiecare va lucra în ritmul său, astfel încât cineva va putea face mai puțin, altcineva va face mai mult, dar munca de laborator este obligatorie pentru toată lumea.Raportul asupra rezultatelor lucrării este evaluat. Repetare, pregătire pentru lucrări de laborator.

1. Care este munca curentului electric? Cum poate fi calculat? În ce unități se măsoară? Ce este energia electrică? Cum poate fi calculat? În ce unități se măsoară? Ce metode de măsurare a cantităților fizice vă sunt cunoscute? Cum ați sugera măsurarea curentului și a tensiunii? Cum să includeți un ampermetru și un voltmetru în circuit?

Deci, să prezentăm un plan de lucru.  Răspunsul presupus al elevului: - Desenați o diagramă a circuitului. - Asamblați circuitul electric în funcție de circuit. - Măsurați curentul și tensiunea. - Calculați puterea de lucru și curentul utilizând formulele. - Calculați puterea citind pe baza becului. - Comparați calculele în două cazuri.

II. Repetăm \u200b\u200bregulile de conduită într-o lecție de laborator, urmată de o semnătură în jurnalul de siguranță.

I N S T R U K C I I

instrucțiuni de siguranță pentru cabinetul de fizică

Fii atent și disciplinat, urmează cu exactitate instrucțiunile profesorului.

Nu începeți munca fără permisiunea profesorului.

Așezați aparate, materiale, echipamente la locul de muncă astfel încât să le împiedicați să cadă sau să se răstoarne.

Înainte de a efectua munca, este necesar să studiați cu atenție conținutul și progresul acestuia.

Pentru a preveni căderea în timpul experimentelor, fixați sticlă pe piciorul trepiedului.

Atunci când efectuați experimente, nu permiteți încărcarea finală a instrumentelor de măsurare. Când lucrați cu aparate de sticlă, fiți atenți în special. Nu îndepărtați termometrele din tuburile întărite.

monitorizați funcționalitatea tuturor dispozitivelor și dispozitivelor. Nu atingeți și nu îndoiți părțile rotative ale mașinilor.

Atunci când asamblați instalații experimentale, utilizați fire cu izolație puternică, fără deteriorarea vizibilă.

Când asamblați circuitul electric, evitați traversarea firelor; nu folosiți conductoare cu izolație uzată sau întrerupătoare de circuit deschis.

Sursa de curent din circuitul electric este conectată ultima dată. Porniți circuitul asamblat numai după verificare și cu permisiunea profesorului.

Nu atingeți piese sub tensiune ale circuitelor izolate. Nu reconectați și nu schimbați siguranțele până când nu este deconectată sursa de alimentare.

Aveți grijă să nu atingeți accidental părțile rotative ale mașinilor electrice în timpul funcționării. Nu vă reconectați în circuitele mașinii până când armatura sau rotorul mașinii nu se oprește complet

III. Pe ecran este prezentat un posibil design pentru munca pe care elevii o pot folosi.

Lucrări de laborator nr. 7

"Măsurarea puterii și a curentului într-o lampă electrică"

Scopul muncii: învățați să determinați puterea și curentul din lampă folosind un ampermetru, voltmetru și ceas . Dispozitive și materiale: sursa de alimentare, lampa de joasa tensiune pe un stand, voltmetru, amperometru, cheie, fire de conectare, ceas cu o mana a doua. Formule de lucru: P = U xeu A = P xt .
Finalizarea lucrărilor1 Asamblați circuitul conform schemei:
2. Măsoresc tensiunea pe lampă cu un voltmetru : U = B3. Amperometrul măsoară amperajul: eu = A4. Calculez puterea curentă a lămpii: P \u003d W 5. Remarc momentul în care lampa este aprinsă și oprită: t = 60 c .   Din momentul arderii și al puterii, determinați curentul din lampă :   A \u003d J. 6. Verific dacă valoarea puterii obținute se potrivește cu puterea indicată pe lampă.   Puterea lămpiiP = U xeu = Marti   În experiment \u003d Marti Concluzie:puterea lămpii este W, lucrare realizată de curent pe minut \u003d J.  Puterea indicată pe lampă și puterea obținută în experiment nu se potrivesc de atunci
IV. Rezolvarea problemelor (pentru cei care vor face față mai devreme):
1. Ca urmare a tragerii sârmei prin mașina de desenat, lungimea acestuia a crescut de 3 ori (cu un volum constant). De câte ori s-a schimbat zona secțiunii transversale și rezistența cablurilor? Răspuns: Zona a scăzut de 3 ori, iar rezistența a crescut de 9 ori.
2. Există două fire de cupru de aceeași lungime. Zona de secțiune a primului fir este de 1,5 ori mai mare decât a doua. În ce fir va fi curentul mai mare și de câte ori cu aceeași tensiune pe ele? Răspuns :   LA 1 curentul de fir va fi de 1,5 ori mai mult, deoarece rezistența acestui fir este mai mică.
3. Două fire - aluminiu și cupru - au aceeași zonă transversală și rezistență. Ce fir este mai lung și de câte ori? (rezistența specifică a cuprului este de 0,017 Ohm mm 2 / m, iar cea a aluminiului este de 0,028 Ohm mm 2 / m) Răspuns: Firul de cupru este de 1,6 ori mai lung, deoarece rezistența specifică a cuprului este de 1,6 ori mai mică decât cea a aluminiului.

Rezumatul lecției:

1. Care este obiectivul dvs. personal? Este atins? Evaluează-ți munca în lecție.