Cél– a test tehetetlenségi nyomatékának meghatározása torziós rezgések módszerével.

Eszközök és anyagok: mérőberendezés, karosszéria készlet, stopper.

Beépítési és mérési módszer leírása

A mérési elrendezés egy rugalmas acélhuzalra felfüggesztett kerek korong, amelyet testek befogadására terveztek, amelyek tehetetlenségi nyomatékát meg kell határozni (8.1. ábra).

Rizs. 8.1

A készülék középre a lemezre rögzített két mozgatható súly segítségével történik. Az eszköz tárcsáját a függőleges tengely körül bizonyos szögben elforgatva az acél felfüggesztés megcsavarodik.

Amikor a test egy  szögben elfordul, a huzal megcsavarodik, és erőnyomaték lép fel M arra törekszik, hogy a testet visszaállítsa az egyensúlyi helyzetbe. A kísérlet azt mutatja, hogy az erők nyomatéka meglehetősen széles tartományban M arányos a csavarás szögével  , azaz
(hasonlítsa össze: rugalmas erő
). A lemez felszabadul, lehetővé téve torziós rezgések végrehajtását. A torziós rezgések periódusát a kifejezés határozza meg
, ahol f– torziós modulus; J az oszcilláló rendszer tehetetlenségi nyomatéka.

Hangszerhez
. (8.1)

A (8.1) egyenlőség két ismeretlen mennyiséget tartalmaz fés J stb.. Ezért a kísérletet meg kell ismételni, miután egy ismert tehetetlenségi nyomatékú referenciatestet helyezünk a telepítőlemezre. Szabványnak egy tömör hengert veszünk, amelynek tehetetlenségi nyomatéka a J ez .

Miután meghatároztuk az eszköz új rezgési periódusát a standarddal, a (8.1) egyenlethez hasonló egyenletet állítunk össze:

. (8.2)

A (8.1) és (8.2) egyenletrendszer megoldásával meghatározzuk a torziós modulust fés a készülék tehetetlenségi nyomatéka J stb. ezzel a terhelési pozícióval. (Számítási képletek származtatása a fés J stb. végezze el saját maga a laboratóriumi munkára való felkészülés során, és foglalja bele a jegyzőkönyvbe). A szabvány eltávolítása után a készülék korongjára egy testet helyeznek, amelynek a készülék tengelyéhez viszonyított tehetetlenségi nyomatékát meg kell határozni. A beépítést középre állítjuk, és ismét meghatározzuk a torziós rezgések periódusát T 2 , amely ebben az esetben úgy írható fel

. (8.3)

Tudva és f, számítsa ki a test tehetetlenségi nyomatékát az eszköz tengelyéhez képest a (8.3) képlet alapján.

Az összes mérés és számítás adatait a táblázat tartalmazza. 8.1.

8.1. táblázat

Mért és számított mennyiségek a tehetetlenségi nyomaték meghatározásához torziós rezgés módszerrel

	t stb.	T stb.	t 1	T 1	t 2	T 2
		< T stb. >=	< T 1 >= < ¦ >= < J stb. >=	< T 2 >= < J t >

Feladat 1. Készülék, szabványos eszköz, testes eszköz torziós rezgésének periódusainak meghatározása

1. Mérje meg az időt stopperrel t stb. 20-30 teljes rezgést a készüléken és határozzuk meg
.

2. Ismételje meg a kísérletet 5 alkalommal, és határozza meg < T stb. > .

3. Helyezzen egy szabványt a készülék lemezére, és hasonló módon határozza meg < T 1 >.

4. Helyezze a testet a készülék lemezére, helyezze középre a telepítést, határozza meg < T 2 > .

A mérési eredményeket rögzítse a táblázatban! 8.1

AZ OROSZ Föderáció OKTATÁSI MINISZTÉRIUMA

SZIBÉRIAI ÁLLAMI REPÜLÉSI EGYETEM

akadémikus, M.F. Reshetnev

Műszaki Fizika Tanszék

8. labor

NÉGY SZONDÁS MÓDSZER FÉLVEZETŐK ELLENÁLLÁSÁNAK MÉRÉSÉRE

Útmutató a laboratóriumi munkák elvégzéséhez a "Szilárdtest-elektronika" tanfolyamon

Összeállította: Parshin A.S.

Krasznojarszk 2003

Laboratóriumi munka №8. Négyszondás módszer a félvezetők ellenállásának mérésére1

Módszerelmélet . 1

Kísérleti elrendezés . 3

Munkarend .. 5

A jelentés formázási követelményei . 7

tesztkérdések .. 7

Irodalom . 7

Laboratóriumi munka №8. Négyszondásfélvezető ellenállás mérési módszer

Célkitűzés: a fajlagos hőmérsékletfüggésének vizsgálata elektromos ellenállás félvezető négyszondás módszerrel, félvezető sávszélességének meghatározása.

Módszerelmélet

Négyszondás a félvezetők fajlagos ellenállásának mérési módszere a legelterjedtebb. A módszer előnye, hogy alkalmazása nem igényel ohmos érintkezők létrehozását a mintával, a legkülönfélébb formájú és méretű minták ellenállása mérhető. Használatának feltétele a minta alakja szempontjából egy sík felület megléte, amelynek lineáris méretei meghaladják a szondarendszer lineáris méreteit.

A négyszondás módszerrel végzett ellenállásmérés áramköre a 2. ábrán látható. 1. Négy kis érintkezési felületű fémszondát helyezünk el egyenes vonal mentén a minta sík felületén. A szondák közötti távolságok s 1 , s2 és s3 . Külső szondákon keresztül 1 és 4 átengedi az elektromos áramot én 14 , belső szondákon 2 és 3 mérje meg a potenciálkülönbséget U 23 . Mért értékek szerint én 14 és U 23 meghatározható ellenállás félvezető.

Az ellenállás számítási képletének megtalálásához először vizsgáljuk meg a potenciáleloszlás problémáját egy különálló pontszonda körül (2. ábra). A probléma megoldásához be kell írni a Laplace-egyenletet gömb alakú rendszer koordináták, mert a potenciáleloszlás gömbszimmetriájú:

.(1)

Az (1) egyenlet megoldása feltéve, hogy a potenciál at r=0 pozitív, nullára hajlik, nagyon nagy r a következő formája van

Integrációs állandó Val vel az elektromos térerősség feltételéből számítható ki E bizonyos távolságra a szondától r=r0 :

.

Mivel a sugarú félgömbön átfolyó áram sűrűsége r0 , j =én/(2πr0 2) és Ohm törvényének megfelelően j =E/ρ , azután E(r0)=I ρ / (2π r0 2).

És így

Ha az érintkezési sugár r1 , akkor a csúcsának lehetőségeit

Nyilvánvaló, hogy a mintán a szondával való érintkezési pontján lévő potenciál azonos értékű. A (3) képlet szerint ebből az következik, hogy a fő feszültségesés a közeli érintkezési tartományban következik be, és ezért a mintán átfolyó áram értékét a közeli érintkezési tartomány ellenállása határozza meg. Minél kisebb ennek a tartománynak a hossza, annál kisebb a szonda sugara.

Az elektromos potenciál a minta bármely pontjában megtalálható az egyes szondák árama által az adott pontban létrehozott potenciálok algebrai összegeként. A mintába befolyó áramnál a potenciál pozitív, a mintából kilépő áramnál pedig negatív. ábrán látható szondarendszerhez. 1, a mérőszondák potenciáljai 2 és 3

;

.

Potenciális különbség a mérőérintkezők között 2 és 3

Ebből adódik a minta ellenállása

.(5)

Ha a szondák közötti távolságok azonosak, pl. s 1 = s 2 = s 3 = s , azután

Így mérni a konkrét elektromos ellenállás mintát a négyszondás módszerrel, elegendő megmérni a szondák közötti távolságot s , feszültségesés U 23 a mérőszondákon és a mintán átfolyó áramon én 14 .

Kísérleti elrendezés

A mérési elrendezés egy univerzális laboratóriumi állvány alapján történik. Ebben a laboratóriumi munkában a következő eszközöket és berendezéseket használják:

1. Hőkamra mintával és mérőfejjel;

2. DC forrás TES-41;

3. DC feszültségforrás B5-47;

4. Univerzális digitális voltmérők V7-21A;

5. Csatlakozó vezetékek.

A kísérleti elrendezés blokkdiagramja a 2. ábrán látható. 3.

A mintát a hőkamra mérőfokozatára helyezzük. A mérőfejet a manipulátor rugós mechanizmusa a minta sík polírozott felületére nyomja. A mérőasztalon belül egy fűtőtest található, amelyet egy TES-41 stabilizált egyenáramforrás táplál, áramstabilizáló üzemmódban működik. A minta hőmérsékletét termoelemmel, ill hőálló. A mérési folyamat felgyorsítására használhatja a mellékletben bemutatott fokozatos görbéket, amelyek segítségével a fűtőáramból meghatározható a minta hőmérséklete. A fűtőáram értékét az áramforrásba épített ampermérő méri.

Aktuális elérhetőségeken keresztül 1 és 4 B7-47 állítható stabilizált DC forrás segítségével jön létre, és egy univerzális V7-21A digitális eszköz vezérli, ampermérő módban bekapcsolva. A 2. és 3. mérőszondák között fellépő feszültséget egy V7-21A nagy ellenállású digitális voltmérő rögzíti. A méréseket a mintán áthaladó legalacsonyabb áramerősséggel kell elvégezni, amelyet az alacsony feszültségek mérésének lehetősége határoz meg. Nagy áramerősség esetén a minta felmelegedése lehetséges, ami torzítja a mérési eredményeket. Az üzemi áram csökkentése egyidejűleg csökkenti a minta vezetőképességének modulációját, amelyet a töltéshordozók befecskendezése okoz az áram áramlása során.

A fő probléma a méréssel elektromos ellenállás szonda módszerek az érintkezők problémája. Nagy vákuumú minták esetén időnként szükség van az érintkezők elektromos alakítására az alacsony érintkezési ellenállás elérése érdekében. A mérőszonda érintkezőinek kialakítása úgy történik, hogy a mérőszondára rövid ideig több tíz vagy akár több száz voltos állandó feszültséget kapcsolunk.

Munkarend

1. Ismerkedjen meg a munkavégzéshez szükséges eszközök leírásával. Állítsa össze a mérési elrendezés sémáját az ábra szerint. 3. A V7-21A univerzális voltmérők csatlakoztatásakor ügyeljen arra, hogy az egyiknek feszültségmérési módban, a másiknak az árammérésben kell működnie. Az ábrán ezeket ikonok jelzik. " U" és " ÉN" illetőleg. Ellenőrizze az üzemmódkapcsolók helyes beállítását ezeken az eszközökön.

2. Miután a tanár vagy a mérnök ellenőrizte a mérőberendezés összeszerelésének helyességét, kapcsolja be a voltmérőket és a B7-47 feszültségforrást.

3. Állítsa a B7-47 forrás feszültségét 5 V-ra. Ha a mintán a feszültség és áram idővel változik, akkor tanári vagy mérnöki segítséggel a mérőszonda érintkezőinek elektromos öntése.

4. Végezzen feszültségesés méréseket U+ 23 és U– 23 különböző áramirányokhoz én 14 . A kapott feszültségértékeket th-re átlagoljuk, hogy így kizárjuk a mintán a hőmérsékleti gradiens miatt fellépő hosszirányú termo-EMF-et. Adja meg a kísérlet adatait és a feszültségértékek számításait az 1. táblázatban.

1. táblázat űrlap

	betöltöm, A	T,K	I 14, mA	U + 23 , NÁL NÉL	U – 23 , NÁL NÉL

5. Ismételje meg a mérést egy másik minta hőmérsékleten. Ehhez be kell állítani a hőkamra fűtőjének áramát én Betöltés,= 0,5 A, várjon 5-10 percet, amíg a minta hőmérséklete stabilizálódni kezd, és rögzítse a műszer leolvasásait az 1. táblázatban. Határozza meg a minta hőmérsékletét a Függelékben bemutatott kalibrációs görbe segítségével.

6. Hasonlóképpen, egymás után végezzen méréseket a 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A fűtőáram értékeknél. Az összes mérés eredményét rögzítse az 1. táblázatban.

7. A kapott kísérleti eredmények feldolgozása! Ehhez az 1. táblázatban bemutatott eredmények felhasználásával számítsa ki 10 3 /T , konkrét elektromos ellenállás mintát minden hőmérsékleten ρ a (6) képlet szerint elektromos vezetőképesség

az elektromos vezetőképesség természetes logaritmusa ln σ . Az összes számítási eredményt rögzítse a 2. táblázatban.

2. táblázat űrlap

	T, K	, K-1	ρ, Ohm m	σ, (Ohmm) -1	log σ

8. Készítsen függőségi gráfot. Elemezze a görbék lefutását, jelölje meg a szennyeződések és a belső vezetőképességek területeit. a műben kitűzött feladat rövid leírása;

· mérési beállítási diagram;

· mérések és számítások eredményei;

· függőségi gráf;

· a kapott eredmények elemzése;

· munka következtetései.

tesztkérdések

1. Belső és külső félvezetők. Belső és szennyező félvezetők sávszerkezete. sávszélesség. Szennyeződés aktiválási energia.

2. Belső és külső félvezetők elektromos vezetőképességének mechanizmusa.

3. A belső félvezetők elektromos vezetőképességének hőmérsékletfüggése.

4. Szennyeződéses félvezetők elektromos vezetőképességének hőmérsékletfüggése.

5. Egy szennyeződés sávszélességének és aktiválási energiájának meghatározása az elektromos vezetőképesség hőmérséklet-függéséből.

6. Négyszondás Mérés módja elektromos ellenállás félvezetők: terjedelem, előnyei és hátrányai.

7. Az elektromos tér potenciáleloszlásának problémája a szonda közelében.

8. A számítási képlet (6) levezetése.

9. A kísérleti elrendezés vázlata és működési elve.

10. Magyarázza meg a kísérletileg kapott függőségi gráfot, hogyan határozták meg ebből a grafikonból a sávszélességet?

Irodalom

1. Pavlov L.P. A félvezető anyagok paramétereinek mérési módszerei: Tankönyv egyetemek számára. - M .: Magasabb. iskola., 1987.- 239 p.

2. Lysov V.F. Workshop a félvezető fizikáról. –M .: Felvilágosodás, 1976.- 207 p.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Szilárdtest-elektronika: oktatóanyag. egyetemisták számára. - M .: Magasabb. iskola., 1986.- 304 p.

4. Kittel C. Bevezetés a fizikába szilárd test. - M.: Nauka, 1978. - 792 p.

5. Shalimova K.V. Félvezető fizika: Tankönyv középiskolák számára. - M .: Energia, 1971. - 312 p.

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. Az elektronikus technológia fizikai alapjai: Tankönyv egyetemek számára. - M .: Magasabb. iskola ., 1982.- 608 p.

Egy fizikaóra vázlata a 8. osztályban

Téma: Laboratóriumi munka "Az áram teljesítményének és működésének mérése elektromos lámpában."Az óra céljai : 1. A tanulók gyakorlati készségeinek kialakítása a munkavégzés során elektromos áramkörök. 2. Kognitív folyamatok fejlesztése: memória, logikus gondolkodás- a következtetések felépítésén, a figyelemen keresztül - az elemzési, következtetési, összegzési képességen keresztül a gyakorlati munka során és a problémamegoldás során. 3. Adjon lehetőséget minden tanulónak, hogy érezze a benne rejlő lehetőségeket.

AZ ÓRÁK ALATT

ÉN. Tudásfrissítés, cél kitűzése. Tűzzünk ki egy célt hogy e lecke utánkönnyen bárki mérhetién, ésU, számítsa ki a munkát és a teljesítményt elektromos áram .A mai napon az elektromos áram munkáját és teljesítményét meghatározzuk. Mindenki a saját tempójában fog dolgozni, így van, aki kevesebbet, van, aki többet, de a labor mindenkinek kötelező.Az előrehaladási jelentést kiértékelik. Ismétlés, laboratóriumi munkára való felkészítés.

1. Mi az elektromos áram munkája? Hogyan lehet kiszámolni? Milyen mértékegységekben mérik? Mit elektromos energia? Hogyan lehet kiszámolni? Milyen mértékegységekben mérik? Milyen mérési módszereket ismer fizikai mennyiségek? Hogyan javasolnád az áram és a feszültség mérését? Hogyan lehet árammérőt és voltmérőt csatlakoztatni egy áramkörhöz?

Tehát vázoljunk fel egy tervet a munka végrehajtására. Becsült tanulói válasz: - Rajzolja meg az elektromos áramkör diagramját! - Szerelje össze az elektromos áramkört a diagramnak megfelelően. – Mérje meg az áramot és a feszültséget. - Számítsa ki a munka és az áramerősség képleteit. - Számítsa ki a teljesítményt a villanykörte alján található értékek alapján. – Hasonlítsa össze a számításokat két esetben.

II. Megismételjük a magatartási szabályokat laboratóriumi óra ezt követi egy aláírás a biztonsági naplóban.

I N S T R U K T I A

biztonságban a fizika tanteremben

Legyen óvatos és fegyelmezett, pontosan kövesse a tanár utasításait.

Ne kezdjen el dolgozni a tanár engedélye nélkül.

Az eszközöket, anyagokat, berendezéseket úgy helyezze el munkahelyén, hogy ne essenek le, ne boruljanak fel.

A munka elvégzése előtt alaposan tanulmányoznia kell annak tartalmát és előrehaladását.

A kísérlet közbeni leesés elkerülése érdekében rögzítse az üvegedényeket az állvány lábába.

Kísérletek végzésekor ne engedje meg a mérőműszerek maximális terhelését. Különös elővigyázatossággal járjon el, ha üvegáruval dolgozik. Ne távolítsa el a hőmérőket a megszilárdult kémcsövekből.

ellenőrizze az összes rögzítőelem használhatóságát az eszközökben és a lámpatestekben. Ne érintse meg és ne hajoljon a gép forgó részeire.

A kísérleti összeállítások összeállításakor használjon erős szigetelésű vezetékeket, látható sérülések nélkül.

Az elektromos áramkör összeszerelésekor kerülni kell a vezetékek keresztezését, tilos kopott szigetelésű vezetékek és nyitott típusú kapcsolók használata.

Utoljára csatlakoztassa az áramforrást az elektromos áramkörbe. Az összeállított áramkört csak ellenőrzés után és a tanár engedélyével kapcsolja be.

Ne érintse meg az áramkörök feszültség alatt álló részeit, amelyek nem szigetelnek. Ne csatlakoztassa újra az áramköröket és ne cserélje ki a biztosítékokat mindaddig, amíg a tápfeszültséget le nem választja.

Ügyeljen arra, hogy működés közben ne érintse meg véletlenül az elektromos gépek forgó alkatrészeit. Ne végezzen újracsatlakoztatást a gépek elektromos áramköreiben, amíg a gép armatúrája vagy forgórésze teljesen le nem áll

III. A képernyőn - lehetséges változata feladatlapok, amelyeket a tanulók használhatnak.

7. labor

"Az áram teljesítményének és működésének mérése elektromos lámpában"

Célkitűzés: megtanulják, hogyan határozzák meg a teljesítményt és az áramerősséget egy lámpában ampermérő, voltmérő és óra segítségével . Eszközök és anyagok: tápegység, alacsony feszültségű lámpa állványon, voltmérő, ampermérő, kulcs, csatlakozó vezetékek, óra másodpercmutatóval. Munkaképletek: P = U xén A = P xt .
A munka befejezése1 .A láncot a séma szerint állítom össze:
2. Voltmérővel mérem a feszültséget a lámpán : U = B3. Az áramerősséget ampermérővel mérem: én = A4. Kiszámolom a lámpa áramának teljesítményét: P = W. 5. Megjegyzem a lámpa be- és kikapcsolásának idejét: t = 60 c . Az égés és a teljesítmény idejére határozza meg a lámpa áramának működését : A = J. 6. Megnézem, hogy a vett teljesítményérték megegyezik-e a lámpán jelzett teljesítménnyel. A lámpa teljesítményénP = U xén = kedd A kísérletben = kedd Következtetés: a lámpa teljesítménye W, az áram által végzett munka percenként \u003d J. A lámpán feltüntetett teljesítmény és a kísérletben kapott teljesítmény nem egyezik, mert
IV. Problémamegoldás (aki korábban meg tudja oldani):
1. A huzal húzógépen történő áthúzása következtében a hossza 3-szorosára nőtt (ugyanolyan térfogat mellett). Hányszor változott ebben az esetben a vezeték keresztmetszete és ellenállása? Válasz: A terület 3-szorosára csökkent, az ellenállás pedig 9-szeresére nőtt.
2. Két azonos hosszúságú rézhuzal van. Az első vezeték keresztmetszete 1,5-szer nagyobb, mint a másodiké. Melyik vezetékben lesz nagyobb az áramerősség és hányszoros azonos feszültség mellett? Válasz : NÁL NÉL 1 vezeték, az áramerősség 1,5-szer nagyobb lesz, mert. ennek a vezetéknek az ellenállása kisebb.
3. Két vezeték - alumínium és réz - azonos keresztmetszettel és ellenállással rendelkezik. Melyik vezeték hosszabb és mennyivel? (a réz fajlagos ellenállása 0,017 ohm mm 2 /m, az alumíniumé pedig 0,028 ohm mm 2 /m) Válasz: A rézhuzal 1,6-szor hosszabb, mivel a réz ellenállása 1,6-szor kisebb, mint az alumíniumé.

Összegezve a tanulságot:

1. Mi volt a személyes célod? Sikerült elérni? Értékelje a munkáját az órán.

47. lecke

Egyenetlen mozgás sebességének mérése

Brigád __________________

__________________

Felszerelés: tanulmányi eszköz egyenes vonalú mozgás, állvány.

Célkitűzés: bizonyítsuk be, hogy egy ferde síkon egyenes vonalban mozgó test egyenletes gyorsulással mozog, és határozzuk meg a gyorsulás értékét.

A leckében egy demonstrációs kísérlet során ügyeltünk arra, hogy ha a test nem érinti azt a ferde síkot, amely mentén mozog (mágneses levitáció), akkor a mozgása egyenletesen gyorsul. Azzal a feladattal állunk szemben, hogy megértsük, hogyan fog a test mozogni abban az esetben, ha egy ferde síkban csúszik, pl. a felület és a test között súrlódási erő van, amely megakadályozza a mozgást.

Tegyünk fel egy hipotézist, miszerint a test egy ferde síkban csúszik, szintén egyenletesen gyorsítva, és ezt kísérletileg ellenőrizzük a mozgási sebesség időfüggésének ábrázolásával. Egyenletesen gyorsított mozgásnál ez a grafikon az origóból kilépő egyenes. Ha az általunk megszerkesztett grafikon a mérési hibáig egyenesnek tekinthető, akkor a vizsgált pályaszakaszon a mozgás egyenletesen gyorsultnak tekinthető. Ellenkező esetben ez egy bonyolultabb nem egységes mozgás.

A sebesség meghatározásához hipotézisünk keretein belül a képleteket használjuk egyenletes mozgás. Ha a mozgás nyugalomból indul, akkor V = nál nél (1), hol a- gyorsulás, t- utazási idő V- a test sebessége egy időben t. Egyenletesen gyorsított, kezdeti sebesség nélküli mozgáshoz az összefüggés s = nál nél 2 /2 , ahol s- a test által a mozgás során megtett út t. Ebből a képletből a =2 s / t 2 (2) Ha behelyettesítjük a (2)-et az (1)-be, a következőt kapjuk: (3). Tehát egy test sebességének meghatározásához a pálya adott pontjában elegendő megmérni a mozgását a kiindulási ponttól ebbe a pontba és a mozgás idejét.

Hibahatárok számítása. A sebességet a kísérletből közvetett mérésekkel határozzuk meg. Közvetlen mérésekkel megtaláljuk az utat és az időt, majd a (3) képlet szerint a sebességet. A sebesség hibahatár meghatározásának képlete ebben az esetben: (4).

A kapott eredmények értékelése. Tekintettel arra, hogy a távolság és az idő mérésében hibák vannak, a V sebesség értékei nem pontosan egy egyenesen fekszenek (1. ábra, fekete vonal). Annak a kérdésnek a megválaszolásához, hogy a vizsgált mozgás egyenletesen gyorsultnak tekinthető-e, ki kell számítani a sebességváltozás hibahatárait, ezeket a hibákat a grafikonon minden megváltozott sebességhez ábrázolni (piros sávok), folyosót kell rajzolni (szaggatott vonalak) ,

Túl a hibahatáron. Ha ez lehetséges, akkor egy ilyen mozgás adott mérési hibával egyenletesen gyorsítottnak tekinthető. A koordináták origójából származó egyenes (kék), amely teljesen ebben a folyosóban helyezkedik el és a lehető legközelebb halad el a sebességek mért értékéhez, a sebesség kívánt időfüggése: V = at. A gyorsulás meghatározásához fel kell venni egy tetszőleges pontot a grafikonon, és el kell osztani a sebesség értékét ebben a V 0 pontban a t 0 időpontban: a=V 0 / t 0 (5).

Munkafolyamat:

1. Összeállítjuk a sebesség meghatározására szolgáló berendezést. A vezetősínt 18-20 cm magasságban rögzítjük.A kocsit a sín legtetejére helyezzük és az érzékelőt úgy helyezzük el, hogy a stopper abban a pillanatban kapcsoljon be, amikor a kocsi elindul. A második érzékelőt egymás után körülbelül 10, 20, 30, 40 cm távolságra kell elhelyezni 4 kísérlethez. Az adatok egy táblázatba kerülnek.

2. A második érzékelő minden pozíciójához 6 alkalommal indítjuk el a kocsit, minden alkalommal beírva a stopperóra állásait a táblázatba. asztal

Sebesség		Sebesség		Sebesség		Sebesség

3. Kiszámoljuk az érzékelők közötti kocsi mozgási idő átlagos értékét - t vö.

4. Az s és t cf értékét behelyettesítve a (3) képletbe, meghatározzuk a sebességeket azokon a pontokon, ahol a második érzékelő fel van szerelve. Az adatok egy táblázatba kerülnek.

5. Készítsünk egy grafikont a kocsi sebességének időtől való függésére.

6

Út- és időmérési hiba:

∆s= 0,002 m, ∆t=0,01 s.

7. A (4) képlet segítségével minden sebességértékhez ∆V-t találunk. Ebben az esetben a képletben szereplő t idő t vö.

8. A ∆V talált értékeit minden ábrázolt ponthoz ábrázoljuk a grafikonon.

. Felépítünk egy hibafolyosót, és megnézzük, hogy beleesnek-e a számított V sebességek.

10. A koordináták origójából húzunk egy V=at egyenest a hibák folyosójába, és a grafikonból határozzuk meg a gyorsulás értékét. a az (5) képlet szerint: a=

Következtetés:__________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. labor

5. labor

Konvergáló lencse optikai teljesítményének és gyújtótávolságának meghatározása.

Felszerelés: vonalzó, kettő derékszögű háromszög, hosszú fókuszú konvergáló lencse, villanykörte kupakkal ellátott állványon, tápforrás, kapcsoló, csatlakozó vezetékek, képernyő, vezetősín.

Elméleti rész:

A lencse törőerejének és gyújtótávolságának mérésének legegyszerűbb módja a lencseképlet

d a tárgy és a lencse közötti távolság

f a lencse és a kép közötti távolság

F - gyújtótávolság

A lencse optikai teljesítményét értéknek nevezzük

Tárgyként a megvilágító kupakjában szórt fénnyel izzó betűt használnak. A levél tényleges képe a képernyőn jelenik meg.

A kép valódi fordított, nagyított:

A kép képzeletbeli közvetlen kinagyítás:

A munka hozzávetőleges előrehaladása:

F=8cm=0,08m

F=7cm=0,07m

F=9cm=0,09m

Fizikai laboratóriumi munka 3. sz

Fizikai laboratóriumi munka 3. sz

11. osztályos tanulók "B"

Alekszejeva Mária

A gyorsulás definíciója szabadesés inga segítségével.

Felszerelés:

Elméleti rész:

Különféle gravimétereket, különösen ingaeszközöket használnak a szabadesés gyorsulásának mérésére. Segítségükkel 10 -5 m/s 2 nagyságrendű abszolút hibával mérhető a szabadesés gyorsulása.

A munka a legegyszerűbb ingaeszközt használja - egy golyót a szálon. A menet hosszához képest kis méretű golyók és az egyensúlyi helyzettől való kis eltérések esetén az oszcillációs periódus egyenlő

A periódusmérés pontosságának növelése érdekében szükséges a t idő maradék mérése egy nagy szám Az inga N teljes oszcillációja. Aztán az időszak

A szabadesés gyorsulása pedig a képlettel számolható

Kísérlet lefolytatása:

Helyezzen állványt az asztal szélére.

A felső végén erősítse meg a gyűrűt egy tengelykapcsolóval, és akasszon rá egy golyót egy cérnára. A labdának 1-2 cm távolságra kell lógnia a padlótól.

Mérjük meg szalaggal az inga l hosszát.

Az inga kilengéseit úgy gerjesztjük, hogy a labdát 5-8 cm-rel oldalra tereljük és elengedjük.

Mérjük meg több kísérletben az inga lengésének t 50 idejét, és számítsuk ki t vö.

Számítsa ki az időmérés átlagos abszolút hibáját, és írja be az eredményeket egy táblázatba!

Számítsa ki a szabadesés gyorsulását a képlet segítségével

Határozza meg relatív hiba időmérések.

Határozza meg az inga hosszának mérésének relatív hibáját!

Számítsa ki a g relatív mérési hibát a képlet segítségével!

Következtetés: Kiderül, hogy a szabadesés ingával mért gyorsulása megközelítőleg megegyezik a szabadesés táblázatos gyorsulásával (g \u003d 9,81 m / s 2) 1 méteres menethosszúsággal.

Alekseeva Maria, a 11. „B” osztály tanulója tornaterem 201. sz, Moszkva

A 201. számú gimnázium fizikatanára Lvovsky M.B.

4. labor

4. labor

Üveg törésmutatójának mérése

Alekseeva Maria "B" 11. osztályos tanulók.

Célkitűzés: trapéz alakú üveglap törésmutatójának mérése.

Elméleti rész: az üveg levegőhöz viszonyított törésmutatóját a következő képlet határozza meg:

Számítási táblázat:

Számítások:

n pr1= AE1 / DC1 =34mm/22mm=1,5

n pr2= AE2 / DC2 =22mm/14mm=1,55

Következtetés: Az üveg törésmutatójának meghatározása után bebizonyíthatjuk, hogy ez az érték nem függ a beesési szögtől.

6. labor

Laboratóriumi munka №6.

Fényhullám mérése.

Felszerelés: diffrakciós rács 1/100 mm vagy 1/50 mm periódussal.

Beépítési diagram:

1. Tartó.

2. Fekete képernyő.

   Keskeny függőleges rés.

Munka célja: fényhullám kísérleti meghatározása diffrakciós rács segítségével.

Elméleti rész:

A diffrakciós rács nagyszámú nagyon keskeny rés gyűjteménye, amelyeket átlátszatlan terek választanak el egymástól.

Forrás

A hullámhosszt a következő képlet határozza meg:

Ahol d a rácsozási periódus

k a spektrum sorrendje

Az a szög, amelyben a maximális fényt észleljük

Diffrakciós rács egyenlet:

Mivel az 1. és 2. rendű maximumok szögei nem haladják meg az 5 -ot, a szögek szinuszai helyett ezek érintőit is használhatjuk.

Ennélfogva,

Távolság a a vonalzó mentén a rácstól a képernyőig számolva a távolságot b– a képernyő skálán a réstől a spektrum kiválasztott vonaláig.

A hullámhossz meghatározásának végső képlete a

Ebben a munkában a hullámhossz mérési hibáját nem becsüljük meg a spektrum középső részének megválasztásában tapasztalható bizonytalanság miatt.

A munka hozzávetőleges előrehaladása:

b = 8 cm, a = 1 m; k=1; d=10-5 m

(Piros szín)

d a rácsozási periódus

Következtetés: Miután kísérletileg megmértük a vörös fény hullámhosszát diffrakciós ráccsal, arra a következtetésre jutottunk, hogy ez lehetővé teszi a fényhullámok hullámhosszának nagyon pontos mérését.

43. lecke

43. lecke

Testgyorsulás mérése

Brigád ____________________

____________________

A tanulmány célja: mérje meg a rúd gyorsulását egy egyenes ferde csúszda mentén.

Eszközök és anyagok:állvány, vezetősín, kocsi, súlyok, időérzékelők, elektronikus stopper, habpárna.

A munka elméleti indoklása:

A test gyorsulását a következő képlet szerint határozzuk meg: , ahol v 1 és v 2 pillanatnyi sebességek testek az 1. és 2. pontban, t 1 és t 2 időpontokban mérve. Az X tengelyhez válassza ki a vezetősín mentén található vonalzót.

Munkafolyamat:

1. A vonalzón kijelölünk két x 1 és x 2 pontot, melyekben pillanatnyi sebességeket mérünk és ezek koordinátáit beírjuk az 1. táblázatba.

Asztal 1.

Pontok az X-tengelyen a pillanatnyi sebesség mérésére		Δx 1 \u003d x ’ 1 - x 1 Δх 1 = cm				Δx 2 \u003d x ’ 2 - x 2 Δх 2 = cm
Időintervallumok meghatározása	Δt 1 \u003d t ’ 1 - t 1 Δ t 1 = c			Δt 2 \u003d t ’ 2 - t 2 Δ t 2 = c
A pillanatnyi sebesség meghatározása	v 1 \u003d Δx 1 / Δt 1 v 1 = Kisasszony		v 2 \u003d Δx 2 / Δt 2 v 2 = Kisasszony		Δ v= Kisasszony
A sebességmérési pontok közötti időintervallum meghatározása	Δ t= -val
A kocsigyorsulás meghatározása

2. Válassza ki az x ’ 1 és x ’ 2 vonalzóponton a pillanatnyi sebesség mérési intervallumok végpontjait és számítsa ki a szakaszok hosszát Δх 1 és Δх 2 .

3. Először szerelje fel az időmérő érzékelőket az x 1 és x ' 1 pontokra, indítsa el a kocsit, és rögzítse a kocsi érzékelők közötti áthaladásának mért időintervallumát. Δ t 1 az asztalhoz.

4. Ismételje meg a mérést az intervallumra Δ t 2 , az az idő, ameddig a kocsi áthalad az x 2 és x ’ 2 pontok között, beállítja az érzékelőket ezekre a pontokra és elindítja a kocsit. Az adatok egy táblázatba is bekerülnek.

5. Határozza meg a pillanatnyi sebességeket v 1 ésv 2 x 1 és x 2 pontokban, valamint a pontok közötti sebesség változása Δ v, az adatok táblázatba kerülnek.

6. Adja meg az időintervallumot Δ t\u003d t 2 - t 1, amelyet a kocsi az x 1 és x 2 pontok közötti szakasz áthaladására fordít. Ehhez az érzékelőket az x 1 és x 2 pontokban helyezzük el, és elindítjuk a kocsit. A stopperóra által mutatott idő beírásra kerül a táblázatba.

7. Számítsa ki a kocsi gyorsulását! a képlet szerint. Az eredményt a táblázat utolsó sorába tesszük.

8. Megállapítjuk, hogy milyen mozgással van dolgunk.

Következtetés: _______________________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Óvatosan szétszedjük az installációt, átadjuk a munkát, sikerélménnyel és méltósággal távozunk az osztályról.

Fizikai laboratóriumi munka №7

A "B" 11. osztály tanulói Sadykova Maria

Folytonos és vonalas spektrumok megfigyelése.

Felszerelés: projektor, spektrumcsövek hidrogénnel, neonnal vagy héliummal, nagyfeszültségű induktor, tápegység, állvány, összekötő vezetékek, ferde élű üveglap.

Célkitűzés: a szükséges felszereléssel figyelje meg (kísérletileg) a folytonos spektrumot, neont, héliumot vagy hidrogént.

Munkafolyamat:

A tányért vízszintesen a szem elé helyezzük. A széleken keresztül figyeljük a képernyőn a vetítőkészülék csúszó résének képét. A létrejövő folytonos spektrum elsődleges színeit a következő sorrendben látjuk: ibolya, kék, cián, zöld, sárga, narancs, piros.

Ez a spektrum folyamatos. Ez azt jelenti, hogy a spektrumban minden hullámhossz reprezentálva van. Így azt találtuk, hogy a folytonos spektrumok olyan testeket adnak, amelyek szilárd, ill folyékony halmazállapotés erősen sűrített gázok.

Sok színes vonalat látunk, amelyeket széles sötét csíkok választanak el egymástól. A vonalspektrum jelenléte azt jelenti, hogy az anyag csak egy bizonyos hullámhosszú fényt bocsát ki.

Hidrogén spektrum: ibolya, kék, zöld, narancs.

A legfényesebb a spektrum narancssárga vonala.

Hélium spektrum: kék, zöld, sárga, piros.

A legfényesebb a sárga vonal.

Tapasztalataink alapján azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a vonalspektrumok minden anyagot gáz halmazállapotban adnak meg. Ebben az esetben a fényt olyan atomok bocsátják ki, amelyek gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Az izolált atomok szigorúan meghatározott hullámhosszokat bocsátanak ki.

37. lecke

Lecke42 . Laboratóriumi munka №5.

Az elektromágnes erősségének függése az áramerősségtől

brigád ___________________

___________________

Célkitűzés: Határozza meg a kapcsolatot az elektromágnes tekercsén átfolyó áram erőssége és az elektromágnes fémtárgyakat vonzó erő között.

Eszközök és anyagok: magtekercs, ampermérő, változtatható ellenállás (reosztát), dinamométer, tápegység, szög, összekötő vezetékek, csavarkulcs, állvány tartóval, fém állvány mágneses alkatrészekhez.

x munka od:

1. Szerelje össze az ábrán látható telepítést. Rögzítse a tartófület az állvány tetejére. Rögzítse a próbapad tetejét a tartóba az ábra szerint. Kössünk egy cérnát a körömre úgy, hogy az a köröm éles végén lévő mélyedésbe kerüljön és ne váljon le róla. A szál ellentétes oldalán készítsen hurkot, és akassza fel a szöget a dinamométer kampójára.

Jegyezze fel a próbapad leolvasásait. Ez a szög súlya, szüksége lesz rá a mágnes erősségének mérésekor:

3. Szerelje össze az ábrán látható elektromos áramkört. Ne kapcsolja be a tápfeszültséget, amíg a tanár nem ellenőrzi a megfelelő összeszerelést.

4. Zárja le a kulcsot, és a reosztát maximális balról a maximális jobbra forgatásával határozza meg az áramköri áramváltozás tartományát.

Az áramerősség ___A-ról ____A-ra változik.

5. Válasszon ki három aktuális értéket, a maximálisat és a két kisebbet, és írja be

Ezeket a táblázat második oszlopában. Három kísérletet fog végezni minden aktuális értékkel.

6. Zárja le az áramkört, és állítsa az ampermérőt reosztáttal az első választott áramértékre.

7. Érintse meg a tekercs magját a próbapadon lógó szög fejéhez. A köröm a magjához tapadt. Engedje le a tekercset függőlegesen lefelé, és kövesse a fékpad leolvasását. Jegyezze fel a fékpad leolvasását abban a pillanatban, amikor a tekercs leszakad, és írja be az F 1 oszlopba.

8. Ismételje meg a kísérletet még kétszer ezzel az áramerősséggel. Az F 2 és F 3 oszlopokba írja be a fékpadon a szög leszakadásának pillanatában érvényes erőértékeket. A mérési pontatlanság miatt kissé eltérhetnek az elsőtől. Keresse meg a tekercs átlagos mágneses erősségét az F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 képlettel, és írja be az „Átlagos erősség” oszlopot.

9. A dinamométer a szög súlyának és a tekercs mágneses erejének összegével megegyező erőértéket mutatott: F = P + F M . Ezért a tekercs szilárdsága F M \u003d F - P. Vonja le a P szög súlyát F cp-ből, és írja be az eredményt a "Mágneses erő" oszlopba.

Szám	Jelenlegi én, A	F, N fékpad leolvasása			Átlagos erő F cp , N	Mágneses erő F M , N

10. Ismételje meg a kísérleteket kétszer más árammal, és töltse ki a táblázat többi celláját!

I,A 1. Ábrázolja a mágneses erőt! F M jelenlegi erősségtől én.

sebesség Felszerelés ... laboratóriummunkaÚj laboratóriumMunka 4. téma laboratóriumMunka №6. Mérés természetes...

Avdeeva kutatómunka az ökológiai bevezetésről

Értekezés absztrakt

Értékelések sebesség a víz áramlását megtartani méréseksebesség vízáramlatok Felszerelés: ... műhely, on leckéket Földrajz 7. évfolyam as laboratóriummunka„A ... autók tanulmányozását egy jelentős szabálytalanság térben és időben...

Ebben a leckében megvizsgáljuk gyakorlati használat a szilárd test fajlagos hőkapacitásának mérésére szolgáló fizikai laboratóriumi munkavégzés példáján szerzett ismereteket. Megismerkedünk a kísérlet elvégzéséhez szükséges fő berendezésekkel, és megfontoljuk a végrehajtás technológiáját praktikus munka a fizikai mennyiségek méréséről.

1. Helyezzen egy fémhengert egy pohárba forró vízés hőmérővel mérje meg a hőmérsékletét. Ez egyenlő lesz a henger hőmérsékletével, mivel egy bizonyos idő elteltével a víz és a henger hőmérséklete kiegyenlítődik.

2. Ezután hideg vizet öntünk a kaloriméterbe és megmérjük a hőmérsékletét.

3. Ezt követően a menetre kötött hengert belehelyezzük a kaloriméterbe hideg vízés a benne lévő vizet hőmérővel keverve mérjük a hőcsere eredményeként kialakult hőmérsékletet (6. ábra).

Rizs. 6. Laboratóriumi folyamat

A kaloriméterben mért állandósult véghőmérséklet és egyéb adatok lehetővé teszik annak a fémnek a fajlagos hőkapacitását, amelyből a henger készül. A kívánt értéket az alapján fogjuk kiszámolni, hogy hűtéskor a henger pontosan ugyanannyi hőt ad le, mint amennyit a víz felmelegítve kap, ún. hőcsere történik (7. ábra).

Rizs. 7. Hőátadás

Ennek megfelelően a következő egyenleteket kapjuk. A víz felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség:

, ahol:

A víz fajlagos hőkapacitása (táblázati érték), ;

A víz tömege, amely mérleggel meghatározható, kg;

A víz és a palack végső hőmérséklete hőmérővel mérve, o ;

Kezdeti hőmérséklet hideg víz, hőmérővel mérve, o .

Amikor egy fémhenger lehűl, a felszabaduló hő mennyisége:

, ahol:

A fém fajlagos hőkapacitása, amelyből a henger készül (kívánt érték), ;

A henger tömege, amely mérleggel meghatározható, kg;

Hőfok forró vízés ennek megfelelően a henger kezdeti hőmérséklete, hőmérővel mérve, o ;

A víz és a palack végső hőmérséklete hőmérővel mérve, o.

Megjegyzés. Mindkét képletben a kisebb hőmérsékletet kivonjuk a nagyobb hőmérsékletből, hogy meghatározzuk a hőmennyiség pozitív értékét.

Mint korábban említettük, a hőátadás folyamatában a víz által kapott hőmennyiség megegyezik a fémhenger által leadott hőmennyiséggel:

Ezért a henger anyagának fajlagos hőkapacitása:

Kényelmes bármilyen laboratóriumi munka során kapott eredményeket táblázatban rögzíteni, és több mérést és számítást végezni az átlagolt, a lehető legpontosabban közelítő eredmény elérése érdekében. A mi esetünkben a táblázat valahogy így nézhet ki:

A víz tömege a kaloriméterben	A víz kezdeti hőmérséklete	Henger súlya	A henger kezdeti hőmérséklete	Végső hőmérséklet

Következtetés: a palack anyaga fajlagos hőkapacitásának számított értéke .

Ma áttekintettük a szilárd anyag fajhőjének mérésére vonatkozó laboratóriumi munka elvégzésének módszertanát. A következő leckében az üzemanyag elégetése során felszabaduló energiaról lesz szó.

Bibliográfia

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Szerk. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Túzok, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Felvilágosodás.

1. "5terka.com" internetes portál ()
2. "k2x2.info" internetes portál ()
3. "youtube.com" internetes portál ()

Házi feladat

1. A laboratóriumi munka melyik szakaszában várható a legnagyobb mérési hiba?
2. Milyen anyagból és milyen kialakítású legyen a kaloriméter a legpontosabb mérési eredmények eléréséhez?
3. * Javasoljon módszert a folyadék fajlagos hőkapacitásának mérésére.