Ţintă– să determine momentul de inerţie al corpului prin metoda vibraţiilor de torsiune.

Dispozitive și materiale: instalatie de masura, set corpuri, cronometru.

Descrierea instalării și a metodei de măsurare

Dispozitivul de măsurare este un disc rotund suspendat pe o sârmă elastică de oțel și conceput pentru a găzdui corpuri, al căror moment de inerție trebuie determinat (Fig. 8.1).

Orez. 8.1

Dispozitivul este centrat folosind două greutăți mobile fixate pe disc. Întorcând discul dispozitivului la un anumit unghi în jurul axei verticale, suspensia de oțel este răsucită.

Când corpul se rotește printr-un unghi , firul se răsucește și apare un moment de forță M căutând să readucă corpul într-o poziţie de echilibru. Experimentul arată că într-o gamă destul de largă momentul forțelor M proporțional cu unghiul de răsucire  , adică
(comparați: forță elastică
). Discul este eliberat, permițându-i să efectueze vibrații de torsiune. Perioada vibrațiilor de torsiune este determinată de expresie
, Unde f– modulul de torsiune; J este momentul de inerție al sistemului oscilant.

Pentru instrument
. (8.1)

Egalitatea (8.1) conține două mărimi necunoscute fȘi J etc. Prin urmare, este necesar să se repete experimentul, după așezarea unui corp de referință cu un moment de inerție cunoscut pe discul de configurare. Un cilindru solid este luat ca standard, al cărui moment de inerție este J acest .

După ce am determinat noua perioadă de oscilație a dispozitivului cu standardul, compunem o ecuație similară cu ecuația (8.1):

. (8.2)

Rezolvând sistemul de ecuații (8.1) și (8.2), determinăm modulul de torsiune fși momentul de inerție al dispozitivului J etc cu această poziţie de încărcare. (Derivarea formulelor de calcul pentru fȘi J etc fă-o singur în pregătirea lucrărilor de laborator și include-l în raport). După îndepărtarea standardului, pe discul dispozitivului este plasat un corp, al cărui moment de inerție în raport cu axa dispozitivului trebuie determinat. Se centra instalatia si se determina din nou perioada vibratiilor de torsiune T 2 , care în acest caz poate fi scris ca

. (8.3)

știind Și f, se calculează momentul de inerție al corpului față de axa dispozitivului pe baza formulei (8.3).

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

Tabelul 8.1

Mărimi măsurate și calculate pentru determinarea momentului de inerție prin metoda vibrației 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 unui dispozitiv, un dispozitiv cu un standard, un dispozitiv cu un corp

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

2. Repetați experimentul de 5 ori și determinați < T etc > .

3. Așezați un standard pe discul dispozitivului și determinați în mod similar < T 1 >.

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

Înregistrați rezultatele măsurătorilor în tabel. 8.1

MINISTERUL EDUCAȚIEI AL FEDERĂȚIA RUSĂ

UNIVERSITATEA AEROSPAȚIALĂ DE STAT SIBERIAN

numit după academicianul M.F. Reșetnev

Departamentul de Fizică Tehnică

Laboratorul #8

METODA PENTRU PATRU PROBE PENTRU MĂSURAREA REZISTENTĂ A SEMICONDUCTORILOR

Ghid pentru efectuarea lucrărilor de laborator la cursul „Electronica în stare solidă”

Alcătuit de: Parshin A.S.

Krasnoyarsk 2003

Lucrări de laborator №8. Metoda cu patru sonde pentru măsurarea rezistenței semiconductorilor1

Teoria metodei . 1

Setare experimentala . 3

Comandă de lucru .. 5

Cerințe de formatare a raportului . 7

întrebări de testare .. 7

Literatură . 7

Lucrări de laborator №8. Cu patru sondemetoda de masurare a rezistentei semiconductoarelor

Obiectiv: studiul dependenței de temperatură a specificului rezistență electrică semiconductor prin metoda cu patru sonde, determinarea benzii interzise a unui semiconductor.

Teoria metodei

Cu patru sonde metoda de măsurare a rezistivității semiconductorilor este cea mai comună. Avantajul acestei metode este că aplicarea sa nu necesită crearea de contacte ohmice la probă; este posibil să se măsoare rezistivitatea probelor de cele mai diverse forme și dimensiuni. Condiția pentru utilizarea sa în ceea ce privește forma probei este prezența unei suprafețe plane, ale cărei dimensiuni liniare depășesc dimensiunile liniare ale sistemului de sondă.

Circuitul de măsurare a rezistenței prin metoda cu patru sonde este prezentat în fig. 1. Patru sonde metalice cu o zonă mică de contact sunt plasate de-a lungul unei linii drepte pe suprafața plană a probei. Distanțele dintre sonde s 1 , s2 Și s3 . Prin sonde externe 1 Și 4 trece curent electric eu 14 , pe sondele interne 2 Și 3 măsurați diferența de potențial U 23 . Prin valorile măsurate eu 14 Și U 23 poate fi definit rezistivitate semiconductor.

Pentru a găsi formula de calcul pentru rezistivitate, să luăm mai întâi în considerare problema distribuției potențialului în jurul unei sonde punctuale separate (Fig. 2). Pentru a rezolva această problemă, este necesar să scrieți ecuația Laplace în sistem sferic coordonate, deoarece distribuția potențialului are simetrie sferică:

.(1)

Soluția ecuației (1) prevedea ca potențialul la r=0 pozitiv, tinde spre zero, la foarte mare r are următoarea formă

Constanta de integrare DIN poate fi calculată din condiția pentru intensitatea câmpului electric E la oarecare distanță de sondă r=r0 :

.

Deoarece densitatea curentului care curge printr-o emisferă cu o rază r0 , j =eu/(2πr0 2), și în conformitate cu legea lui Ohm j =E/ρ , apoi E(r0)=eu ρ / (2π r0 2).

În acest fel

Dacă raza de contact r1 , apoi potențialul vârfului său

Este evident că potențialul de pe eșantion în punctul de contact cu sonda are aceeași valoare. Conform formulei (3), rezultă că căderea de tensiune principală are loc în regiunea aproape de contact și, prin urmare, valoarea curentului care curge prin eșantion este determinată de rezistența regiunii de aproape contact. Lungimea acestei regiuni este cu atât mai mică, cu atât raza sondei este mai mică.

Potențialul electric în orice punct al probei poate fi găsit ca suma algebrică a potențialelor create în acel punct 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 rezistivitatea probei

.(5)

Dacă distanțele dintre sonde sunt aceleași, de ex. s 1 =s 2 =s 3 =s , apoi

Astfel, pentru a măsura specificul rezistență electrică probă folosind metoda cu patru sonde, este suficient să măsurați distanța dintre sonde s , cadere de tensiune U 23 pe sondele de măsurare şi curentul care circulă prin eşantion eu 14 .

Setare experimentala

Configurația de măsurare este implementată pe baza unui stand de laborator universal. Următoarele dispozitive și echipamente sunt utilizate în acest lucru de laborator:

1. Camera de incalzire cu proba si cap de masurare;

2. Sursa DC TES-41;

3. Sursa de tensiune DC B5-47;

4. Voltmetre digitale universale V7-21A;

5. Fire de conectare.

Schema bloc a configurației experimentale este prezentată în fig. 3.

Proba este plasată pe treapta de măsurare a camerei de căldură. Capul de măsurare este presat de mecanismul cu arc al manipulatorului pe suprafața plată lustruită a probei. În interiorul mesei de măsurare există un încălzitor, care este alimentat de o sursă de curent continuu stabilizat TES-41, care funcționează în modul de stabilizare a curentului. Temperatura probei este controlată de un termocuplu sau rezistenta termica. Pentru a accelera procesul de măsurare, puteți utiliza curbele gradate prezentate în anexă, care vă permit să determinați temperatura probei din curentul de încălzire. Valoarea curentului de încălzire este măsurată de un ampermetru încorporat în sursa de curent.

Actual prin contacte 1 Și 4 este creat folosind o sursă DC stabilizată reglabilă B7-47 și controlată de un dispozitiv digital universal V7-21A, pornit în modul ampermetru. 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, determinat de posibilitatea de măsurare a tensiunilor joase. La curenți mari, este posibilă încălzirea probei, ceea ce distorsionează rezultatele măsurătorii. Reducerea curentului de operare simultan reduce modularea conductivității probei cauzată de injectarea purtătorilor de sarcină în timpul fluxului de curent.

Problema principală în măsurare rezistență electrică metodele de sondare este problema contactelor. Pentru probele de vid înalt, uneori este necesar să se efectueze formarea electrică a contactelor pentru a obține rezistențe de contact scăzute. Formarea contactelor sondei de măsurare se realizează prin aplicarea pe scurt a unei tensiuni constante de câteva zeci sau chiar sute de volți sondei de măsurare.

Comandă de lucru

1. Familiarizați-vă cu descrierea dispozitivelor necesare executării lucrării. Asamblați schema setării de măsurare conform fig. 3. Când conectați voltmetre universale V7-21A, acordați atenție că unul trebuie să funcționeze în modul de măsurare a tensiunii, celălalt - în măsurarea curentului. În diagramă, acestea sunt indicate prin pictograme. " U" Și " eu" respectiv. Verificați setarea corectă a comutatoarelor de mod pe aceste dispozitive.

2. Dupa verificarea corectitudinii montajului instalatiei de masura de catre profesor sau inginer, porniti voltmetrele si sursa de tensiune B7-47.

3. Setați tensiunea sursei B7-47 la 5V. Dacă tensiunea și curentul de pe eșantion se modifică în timp, atunci cu ajutorul profesorilor sau a unui inginer, turnarea electrică a contactelor sondei de măsurare.

4. Efectuați măsurători ale căderii de tensiune U+ 23 și U– 23 pentru diferite direcții de curent eu 14 . Valorile tensiunii obținute sunt mediate pentru th, pentru a exclude în acest fel termo-EMF longitudinală apărută pe probă din cauza gradientului de temperatură. Introduceți datele experimentului și calculele valorilor tensiunii în tabelul 1.

Formularul de tabel 1

	Încarc, A	T,K	I 14, mA	U + 23 , IN	U – 23 , IN

5. Repetați măsurătorile la o temperatură diferită a probei. Pentru a face acest lucru, trebuie să setați curentul încălzitorului camerei termice eu sarcină,= 0,5 A, așteptați 5-10 minute pentru ca temperatura probei să se stabilească și înregistrați citirile instrumentului în Tabelul 1. Determinați temperatura probei utilizând curba de calibrare prezentată în Anexă.

6. În mod similar, efectuați măsurători succesiv pentru valorile curentului de încălzire de 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A. Înregistrați rezultatele tuturor măsurătorilor în tabelul 1.

7. Prelucrați rezultatele experimentale obținute. Pentru a face acest lucru, folosind rezultatele prezentate în tabelul 1, calculați 10 3 /T , specific rezistență electrică probă la fiecare temperatură ρ conform formulei (6), conductivitate electrică

logaritmul natural al conductivității electrice ln σ . Înregistrați toate rezultatele calculelor în tabelul 2.

Formularul de tabel 2

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

8. Construiți un grafic de dependență. Analizați cursul curbelor, marcați zonele de impurități și conductivități intrinseci. o scurtă descriere a sarcinii stabilite în lucrare;

· diagrama de configurare a măsurătorilor;

· rezultatele măsurătorilor și calculelor;

· grafic de dependență;

· analiza rezultatelor obtinute;

· concluziile de lucru.

întrebări de testare

1. Semiconductori intrinseci și extrinseci. Structura de bandă a semiconductorilor intrinseci și de impurități. lățime bandgap. Energia de activare a impurităților.

2. Mecanismul conductivității electrice a semiconductorilor intrinseci și extrinseci.

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

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

5. Determinarea benzii interzise și a energiei de activare a unei impurități din dependența de temperatură a conductibilității electrice.

6. Cu patru sonde Metoda de măsurare rezistență electrică semiconductori: domeniul de aplicare, avantajele și dezavantajele sale.

7. Problema distribuţiei potenţialului câmpului electric în apropierea sondei.

8. Derivarea formulei de calcul (6).

9. Schema și principiul de funcționare a instalației experimentale.

10. Explicați graficul de dependență obținut experimental, cum s-a determinat band gap din acest grafic?

Literatură

1. Pavlov L.P. Metode de măsurare a parametrilor materialelor semiconductoare: un manual pentru universități. - M .: Mai sus. şcoală., 1987.- 239 p.

2. Lysov V.F. Atelier de fizica semiconductorilor. –M .: Iluminismul, 1976.- 207 p.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Electronică cu stare solidă: tutorial. pentru studentii universitari. - M .: Mai sus. şcoală., 1986.- 304 p.

4. Kittel C. Introducere în fizică corp solid. - M.: Nauka, 1978. - 792 p.

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

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. Fundamentele fizice ale tehnologiei electronice: un manual pentru universități. - M .: Mai sus. scoala ., 1982.- 608 p.

Schița unei lecții de fizică în clasa a VIII-a

Tema: Lucrări de laborator „Măsurarea puterii și a lucrului curentului într-o lampă electrică”.Obiectivele lecției : 1. Să formeze abilități practice ale elevilor în lucrul cu circuite electrice. 2. Dezvoltarea proceselor cognitive: memorie, gandire logica- prin construirea concluziilor, atenţie - prin capacitatea de a analiza, de a trage concluzii, de a rezuma în cadrul lucrărilor practice şi în rezolvarea problemelor. 3. Oferă fiecărui elev ocazia de a-și simți potențialul.

ÎN CURILE CURĂRILOR

eu. Actualizarea cunoștințelor, stabilirea obiectivelor. Să ne stabilim un obiectiv astfel încât după această lecțieuşor oricine poate măsuraeu, ȘiU, calculează munca și puterea curent electric .Astăzi vom face munca pentru a determina munca și puterea curentului electric. Fiecare va lucra în ritmul său, așa că unii vor putea face mai puțin, alții mai mult, dar laboratorul este o necesitate pentru toată lumea.Se evaluează raportul de progres. Repetare, pregătire pentru lucrul de laborator.

1. Care este munca curentului electric? Cum se poate calcula? In ce unitati se masoara? Ce s-a întâmplat energie electrică? Cum se poate calcula? In ce unitati se masoara? Ce metode de măsurare cunoașteți mărimi fizice? Cum ați sugera să măsurați curentul și tensiunea? Cum conectezi un ampermetru și un voltmetru la un circuit?

Deci, să schițăm un plan de execuție a lucrării. Răspuns estimativ al elevului: - Desenează o schemă a unui circuit electric. - Montați circuitul electric conform schemei. - Măsurați curentul și tensiunea. - Calculați formulele de lucru și puterea curentă. - Calculați puterea din citirile de pe baza becului. – Comparați calculele în două cazuri.

II. Repetăm ​​regulile de conduită pt lectie de laborator urmată de o semnătură într-un jurnal de siguranță.

I N S T R U K T I A

în siguranță pentru clasa de fizică

Fii atent și disciplinat, urmează întocmai instrucțiunile profesorului.

Nu începeți munca fără permisiunea profesorului.

Așezați dispozitivele, materialele, echipamentele la locul dvs. de muncă astfel încât să preveniți căderea sau răsturnarea acestora.

Înainte de a efectua lucrarea, este necesar să se studieze cu atenție conținutul și progresul acesteia.

Pentru a preveni căderea în timpul experimentelor, fixați sticlă la picioarele trepiedului.

Când efectuați experimente, nu permiteți încărcările maxime ale instrumentelor de măsură. Aveți grijă deosebită când lucrați cu articole din sticlă. Nu scoateți termometrele din eprubete solidificate.

verificați funcționarea tuturor elementelor de fixare din dispozitive și dispozitive de fixare. Nu atingeți și nu vă aplecați peste piesele rotative ale mașinii.

Când asamblați configurații experimentale, utilizați fire cu izolație puternică, fără deteriorare vizibilă.

La asamblarea unui circuit electric, evitați încrucișarea firelor, este interzisă utilizarea conductorilor cu izolație uzată și întrerupătoare de tip deschis.

Conectați ultima sursa de curent în circuitul electric. Porniți circuitul asamblat numai după verificare și cu permisiunea profesorului.

Nu atingeți părțile sub tensiune ale circuitelor care nu au izolație. Nu reconectați circuitele și nu schimbați siguranțele până când sursa de alimentare nu a fost deconectată.

Aveți grijă să nu atingeți accidental părțile rotative ale mașinilor electrice în timpul funcționării. Nu efectuați reconectări în circuitele electrice ale mașinilor până când armătura sau rotorul mașinii nu s-au oprit complet

III. Pe ecran - varianta posibila fișe de lucru pe care elevii le pot folosi.

Laboratorul #7

„Măsurarea puterii și a lucrului curentului într-o lampă electrică”

Obiectiv: Aflați cum să determinați puterea și curentul de lucru într-o lampă folosind un ampermetru, un voltmetru și un ceas . Dispozitive și materiale: sursă de alimentare, lampă de joasă tensiune pe suport, voltmetru, ampermetru, cheie, fire de conectare, ceas cu a doua mână. Formule de lucru: P = U Xeu A = P Xt .
Finalizarea lucrării1 .Montez lantul dupa schema:
2. Măsurez tensiunea la lampă cu un voltmetru : U = B3. Măsurez curentul cu un ampermetru: eu = A4. Eu calculez puterea curentului în lampă: P = W. 5. Observ timpul de aprindere și stingere a lămpii: t = 60 c . Până la momentul arderii și al puterii sale, determinați funcționarea curentului în lampă : A = J. 6. Verific dacă valoarea puterii primite se potrivește cu puterea indicată pe lampă. Pe puterea lămpiiP = U Xeu = mar În experiment = mar Ieșire: puterea lămpii este W, munca efectuată de curentul pe minut \u003d J. Puterea indicată pe lampă și puterea obținută în experiment nu se potrivesc deoarece
IV. Rezolvarea problemelor (pentru cei care se pot descurca mai devreme):
1. Ca urmare a tragerii firului prin mașina de desenat, lungimea sa a crescut de 3 ori (cu același volum). De câte ori s-au schimbat aria secțiunii transversale și rezistența firului în acest caz? Răspuns: Suprafața a scăzut de 3 ori, iar rezistența a crescut de 9 ori.
2. Există două fire de cupru de aceeași lungime. Aria secțiunii transversale a primului fir este de 1,5 ori mai mare decât a celui de-al doilea. În ce fire va fi puterea curentului mai mare și de câte ori cu aceeași tensiune pe ele? Răspuns : ÎN 1 fir, puterea curentului va fi de 1,5 ori mai mare, deoarece. rezistența acestui fir este mai mică.
3. Două fire - aluminiu și cupru - au aceeași secțiune transversală și rezistență. Care fir este mai lung și cu cât? (rezistivitatea cuprului este de 0,017 ohm mm 2 /m, iar aluminiul este de 0,028 ohm mm 2 /m) Răspuns: Firul de cupru este de 1,6 ori mai lung, deoarece rezistivitatea cuprului este de 1,6 ori mai mică decât cea a aluminiului.

Rezumând lecția:

1. Care a fost scopul tău personal? S-a realizat? Evaluează-ți munca la clasă.

Lecția 47

Măsurarea vitezei de mișcare neuniformă

brigada __________________

__________________

Echipament: dispozitiv de studiu mișcare rectilinie, trepied.

Obiectiv: demonstrați că un corp care se mișcă în linie dreaptă pe un plan înclinat se mișcă cu accelerație uniformă și găsiți valoarea accelerației.

În lecție, în timpul unui experiment 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. Ne confruntăm cu sarcina de a înțelege cum se va mișca corpul în cazul în care alunecă de-a lungul unui plan înclinat, adică. intre suprafata si corp exista o forta de frecare care impiedica miscarea.

Să propunem o ipoteză că corpul alunecă de-a lungul unui plan înclinat, de asemenea uniform accelerat, și să o verificăm experimental prin reprezentarea grafică a dependenței vitezei de mișcare în timp. Cu o mișcare uniform accelerată, acest grafic este o linie dreaptă care iese din origine. Dacă graficul pe care l-am construit, până la eroarea de măsurare, poate fi considerat drept o linie dreaptă, atunci deplasarea pe segmentul studiat al traseului poate fi considerată uniform accelerată. Altfel, este o mișcare neuniformă mai complexă.

Pentru a determina viteza în cadrul ipotezei noastre, folosim formulele mișcare uniformă. Dacă mișcarea începe din repaus, atunci V = la (1), unde dar-accelerare, t- timp de calatorie V- viteza corpului la un moment dat t. Pentru mișcarea uniform accelerată fără viteza inițială, relația s = la 2 /2 , Unde s- traseul parcurs de corp în timpul mișcării t. Din această formulă A =2 s / t 2 (2). Înlocuind (2) în (1), obținem: (3). Deci, pentru a determina viteza corpului într-un punct dat al traiectoriei, este suficient să se măsoare mișcarea acestuia de la punctul de plecare până la acest punct și timpul de mișcare.

Calculul limitelor de eroare. Viteza se găsește din experiment prin măsurători indirecte. Prin măsurători directe găsim calea și timpul, iar apoi după formula (3) viteza. Formula pentru determinarea limitei de eroare de viteză în acest caz este: (4).

Evaluarea rezultatelor obtinute. Datorită faptului că există erori în măsurătorile distanței și timpului, valorile vitezei V nu cad 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 limitele de eroare ale schimbării vitezei, să se traseze aceste erori pe grafic pentru fiecare viteză modificată (bare roșii), să se deseneze un coridor (linii întrerupte) ,

În afara limitelor de eroare. Dacă acest lucru este posibil, atunci o astfel de mișcare cu o anumită eroare de măsurare poate fi considerată accelerată uniform. Linia dreaptă (albastru) venită de la originea coordonatelor, situată complet în acest coridor și care trece cât mai aproape de valorile măsurate ale vitezelor este dependența dorită a vitezei de timp: V = at. Pentru a determina accelerația, trebuie să luați un punct arbitrar pe grafic și să împărțiți valoarea vitezei în acest punct V 0 la timpul la t 0: a=V 0 / t 0 (5).

Proces de lucru:

1. Montam instalatia pentru determinarea vitezei. Fixăm șina de ghidare la o înălțime de 18-20 cm.Așezăm căruciorul chiar în vârful șinei și poziționăm senzorul astfel încât cronometrul să pornească în momentul în care căruciorul începe să se miște. Al doilea senzor va fi plasat secvenţial aproximativ la distante: 10, 20, 30, 40 cm pentru 4 experimente. Datele sunt introduse într-un tabel.

2. Efectuăm 6 porniri ale căruciorului pentru fiecare poziție a celui de-al doilea senzor, introducând de fiecare dată citirile cronometrului în Tabel. masa

Viteză		Viteză		Viteză		Viteză

3. Calculăm valoarea medie a timpului de mișcare a căruciorului între senzori - t cf.

4. Înlocuind valorile lui s și t cf în formula (3), determinăm vitezele în punctele în care este instalat al doilea senzor. Datele sunt introduse într-un tabel.

5. Construim un grafic al dependenței vitezei transportului de timp.

6

Eroare de măsurare a căii și timpului:

∆s= 0,002 m, ∆t=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. Valorile găsite ale ∆V sunt reprezentate pe grafic pentru fiecare punct reprezentat.

. Construim un coridor de erori și vedem dacă vitezele calculate V cad în el.

10. Tragem o linie dreaptă V=at în coridorul erorilor de la originea coordonatelor și determinăm valoarea accelerației din grafic dar conform formulei (5): a=

Ieșire:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Laboratorul #5

Laboratorul #5

Determinarea puterii optice și a distanței focale a unei lentile convergente.

Echipament: riglă, două triunghi dreptunghic, lentilă convergentă cu focală lungă, bec pe un suport cu capac, sursă de alimentare, întrerupător, fire de legătură, ecran, șină de ghidare.

Partea teoretica:

Cel mai simplu mod de a măsura puterea de refracție și distanța focală a unui obiectiv este să folosești formula lentilei

d este distanța de la obiect la lentilă

f este distanța de la obiectiv la imagine

F - distanta focala

Puterea optică a lentilei se numește valoare

Ca obiect, se folosește o literă strălucitoare cu lumină difuză în capacul iluminatorului. Imaginea reală a acestei litere este obținută pe ecran.

Imaginea este reală inversată mărită:

Imaginea este mărită direct imaginar:

Progresul aproximativ al lucrărilor:

F=8cm=0,08m

F=7cm=0,07m

F=9cm=0,09m

Lucrări de laborator în fizică Nr. 3

Lucrări de laborator în fizică Nr. 3

Elevii din clasa a XI-a „B”

Alekseeva Maria

Definiţia acceleration cădere liberă folosind un pendul.

Echipament:

Partea teoretica:

O varietate de gravimetre, în special dispozitive cu pendul, sunt utilizate pentru a măsura accelerația căderii libere. Cu ajutorul lor, se poate măsura accelerația căderii libere cu o eroare absolută de ordinul a 10 -5 m/s 2 .

Lucrarea folosește cel mai simplu dispozitiv pendul - o minge 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

Pentru a crește acuratețea măsurării perioadei, este necesar să se măsoare timpul t rezidual un numar mare N oscilații complete ale pendulului. Apoi perioada

Iar accelerația de cădere liberă poate fi calculată prin formula

Efectuarea unui experiment:

Așezați un trepied pe marginea mesei.

La capătul său superior, întărește inelul cu un cuplaj și atârnă o minge pe un fir de el. Mingea trebuie să atârne la o distanță de 1-2 cm de podea.

Măsurați lungimea l a pendulului cu o bandă.

Excitați oscilațiile pendulului deviind mingea în lateral cu 5-8 cm și eliberând-o.

Măsurați timpul t 50 al oscilațiilor pendulului în mai multe experimente și calculați t cf:

Calculați eroarea medie absolută a măsurării timpului și introduceți rezultatele într-un tabel.

Calculați accelerația de cădere liberă folosind formula

Defini eroare relativă măsurători de timp.

Determinați eroarea relativă la măsurarea lungimii pendulului

Calculați eroarea relativă de măsurare g folosind formula

Concluzie: Se dovedește că accelerația căderii libere, măsurată cu un pendul, este aproximativ egală cu accelerația tabelară a căderii libere (g \u003d 9,81 m / s 2) cu o lungime a firului de 1 metru.

Alekseeva Maria, elevă clasa a 11-a „B”. gimnaziul nr 201, orașul Moscova

Profesor de fizică la gimnaziul nr. 201 Lvovsky M.B.

Laboratorul #4

Laboratorul #4

Măsurarea indicelui de refracție al sticlei

elevii clasei a XI-a „B” Alekseeva Maria.

Obiectiv: 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:

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

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

Concluzie: După ce am determinat indicele de refracție al sticlei, putem demonstra că această valoare nu depinde de unghiul de incidență.

Laboratorul #6

Lucrări de laborator №6.

Măsurarea unei unde luminoase.

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

Schema de instalare:

1. Titularul.

2. Ecran negru.

   Decalaj vertical îngust.

Scopul lucrării: determinarea experimentală a unei unde luminoase cu ajutorul unui rețele de difracție.

Partea teoretica:

Un rețele de difracție este o colecție de un număr mare de fante foarte înguste separate de spații opace.

O sursă

Lungimea de undă este determinată de formula:

Unde d este perioada de grilaj

k este ordinul spectrului

Unghiul la care se observă lumina maximă

Ecuația rețelei de difracție:

Deoarece unghiurile la care se observă maximele ordinului 1 și 2 nu depășesc 5, se pot folosi tangentele lor în locul sinusurilor unghiurilor.

Prin urmare,

Distanţă dar numărat de-a lungul riglei de la grătar până la ecran, distanța b– pe scara ecranului de la fantă până 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 unei anumite incertitudini în alegerea părții de mijloc a spectrului.

Progresul aproximativ al lucrărilor:

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

(Culoare rosie)

d este perioada de grilaj

Concluzie: După ce am măsurat experimental lungimea de undă a luminii roșii folosind un rețele de difracție, am ajuns la concluzia că vă permite să măsurați foarte precis lungimile de undă ale undelor luminoase.

Lecția 43

Lecția 43

Măsurarea accelerației corpului

brigada ____________________

____________________

Scopul studiului: măsurați accelerația barei de-a lungul unei jgheaburi drepte înclinate.

Dispozitive și materiale: trepied, șină de ghidare, cărucior, greutăți, senzori de timp, cronometru electronic, tampon de spumă.

Justificarea teoretică a lucrării:

Vom determina accelerația corpului după formula: , unde v 1 și v 2 viteze instantanee corpuri în punctele 1 și 2, măsurate la momentele t 1 și, respectiv, t 2 . Pentru axa X, selectați rigla situată de-a lungul șinei de ghidare.

Proces de lucru:

1. Selectăm două puncte x 1 și x 2 de pe riglă, în care vom măsura viteze instantanee și vom introduce coordonatele lor în Tabelul 1.

Tabelul 1.

Puncte de pe axa X pentru măsurarea vitezei instantanee		Δx 1 \u003d x ’ 1 - x 1 Δх 1 = cm				Δx 2 \u003d x ’ 2 - x 2 Δх 2 = cm
Definirea intervalelor de timp	Δt 1 \u003d t ’ 1 - t 1 Δ t 1 = c			Δt 2 \u003d t ’ 2 - t 2 Δ t 2 = c
Determinarea vitezei instantanee	v 1 \u003d Δx 1 / Δt 1 v 1 = Domnișoară		v 2 \u003d Δx 2 / Δt 2 v 2 = Domnișoară		Δ v= Domnișoară
Determinarea intervalului de timp dintre punctele de măsurare a vitezei	Δ t= cu
Determinarea accelerației căruciorului

2. Selectați punctele x ’ 1 și x ’ 2 de pe riglă, punctele finale ale intervalelor pentru măsurarea vitezelor instantanee și calculați lungimile segmentelor Δх 1 și Δх 2 .

3. Instalați mai întâi senzorii de măsurare a timpului în punctele x 1 și x ’ 1, porniți căruciorul și înregistrați intervalul de timp măsurat pentru trecerea căruciorului între senzori Δ t 1 la masă.

4. Repetați măsurarea pentru interval Δ t 2 , timpul în care căruciorul trece între punctele x 2 și x ’ 2, punând senzorii în aceste puncte și pornind căruciorul. De asemenea, datele vor fi introduse într-un tabel.

5. Determinați vitezele instantanee v 1 Șiv 2 la punctele x 1 și x 2, precum și o schimbare a vitezei între puncte Δ v, datele sunt introduse într-un tabel.

6. Definiți intervalul de timp Δ t\u003d t 2 - t 1, pe care trăsura îl va cheltui pentru a trece segmentul dintre punctele x 1 și x 2. Pentru a face acest lucru, vom plasa senzorii în punctele x 1 și x 2 și vom porni căruciorul. Ora indicată de cronometru este introdusă în tabel.

7. Calculați accelerația căruciorului dar conform formulei. Punem rezultatul în ultimul rând al tabelului.

8. Tragem concluzia cu ce fel de mișcare avem de-a face.

Ieșire: ________________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Dezasamblam cu grijă instalația, predăm lucrarea și părăsim clasa cu un sentiment de realizare și demnitate.

Lucrări de laborator în fizică №7

Elevii clasei a XI-a „B” Sadykova Maria

Observarea spectrelor continue și de linii.

Echipament: proiector, tuburi spectrale cu hidrogen, neon sau heliu, inductor de înaltă tensiune, alimentare, trepied, fire de legătură, placă de sticlă cu margini teșite.

Obiectiv: cu echipamentul necesar se observa (experimental) spectrul continuu, neon, heliu sau hidrogen.

Proces de lucru:

Asezam farfuria orizontal in fata ochiului. Prin margini observam pe ecran imaginea fantei de alunecare a aparatului de proiectie. Vedem culorile primare ale spectrului continuu rezultat în următoarea ordine: violet, albastru, cyan, verde, galben, portocaliu, roșu.

Acest spectru este continuu. Aceasta înseamnă că toate lungimile de undă sunt reprezentate în spectru. Astfel, am aflat că spectrele continue dau corpuri care sunt solide sau stare lichidași gaze puternic comprimate.

Vedem multe linii colorate separate de dungi largi întunecate. Prezența unui spectru de linie înseamnă că substanța emite lumină de doar o anumită lungime de undă.

Spectrul hidrogenului: violet, albastru, verde, portocaliu.

Cea mai strălucitoare este linia portocalie a spectrului.

Spectru heliu: albastru, verde, galben, roșu.

Cea mai strălucitoare este linia galbenă.

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

Lecția 37

Lecţie42 . Lucrări de laborator №5.

Dependența puterii electromagnetului de puterea curentului

brigadă ___________________

___________________

Obiectiv: Determinați relația dintre puterea curentului care circulă prin bobina unui electromagnet și forța cu care electromagnetul atrage obiectele metalice.

Dispozitive și materiale: bobina miez, ampermetru, rezistenta variabila (reostat), dinamometru, alimentare, cui, fire de legatura, cheie, trepied cu suport, suport metalic pentru piese magnetice.

X lucru od:

1. Asamblați instalația prezentată în figură. Atașați urechea de suport în partea de sus a trepiedului. Prindeți partea superioară a dinamometrului în suport, așa cum se arată. Legați un fir de unghie, astfel încât să intre în locașul de la capătul ascuțit al unghiei și să nu se desprindă de el. Pe partea opusă a firului, faceți o buclă și agățați cuiul de cârligul dinamometrului.

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

3. Asamblați circuitul electric prezentat în figură. Nu porniți alimentarea până când profesorul nu verifică asamblarea corectă.

4. Închideți cheia și, prin rotirea reostatului de la poziția maximă din stânga la cea maximă din dreapta, determinați intervalul de schimbare a curentului circuitului.

Actualul se schimbă de la ___A la ____A.

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

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

6. Închideți circuitul și setați ampermetrul cu un reostat la prima valoare de curent pe care o alegeți.

7. Atingeți miezul bobinei de capul cuiului atârnat pe dinamometru. Cuia lipită de miez. Coborâți bobina vertical în jos și urmați citirile dinamometrului. Luați notă de citirea dinamometrului în momentul în care bobina se rupe și introduceți-o în coloana F 1 .

8. Repetați experimentul de încă două ori cu această putere curentă. Introduceți valorile forței pe dinamometru în momentul în care cuiul este rupt în coloanele F 2 și F 3. Acestea pot diferi ușor de primul din cauza inexactității măsurătorii. Găsiți puterea magnetică medie a bobinei folosind formula F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 și introduceți coloana „Puterea medie”.

9. Dinamometrul a arătat o valoare a forței egală cu suma greutății cuiului și a forței magnetice a bobinei: F = P + F M . Prin urmare, puterea bobinei este F M \u003d F - P. Scădeți greutatea cuiului P din F cp și scrieți rezultatul în coloana „Forță magnetică”.

Număr	Actualul I, A	Citirile 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 din tabel.

I,A 1. Reprezentați grafic forța magnetică F M din puterea curentă eu.

viteză Echipamente ... laboratormuncă Nou laboratorLoc de munca Tema 4 laboratorLoc de munca №6. Măsurare natural...

Lucrarea de cercetare Avdeeva privind introducerea ecologiei

Rezumat disertație

Evaluări viteză flux de apă de reținut măsurătoriviteză curenti de apa Echipamente: ... atelier, pe lectii Geografie Clasa 7 ca laboratormuncă„Studiul... automobile se distinge printr-un aspect semnificativ neregularitate in spatiu si timp...

În această lecție, ne vom uita la uz practic cunoștințe dobândite cu privire la exemplul efectuării lucrărilor de laborator în fizică în vederea măsurării capacității termice specifice a unui corp solid. Ne vom familiariza cu echipamentul principal care va fi necesar pentru a efectua acest experiment și vom lua în considerare tehnologia de desfășurare munca practica privind măsurarea mărimilor fizice.

1. Puneți un cilindru metalic într-un pahar cu apa fierbinteși măsurați-i temperatura cu un termometru. Va fi egală cu temperatura cilindrului, deoarece după un anumit timp temperaturile apei și ale cilindrului se vor egaliza.

2. Apoi turnăm apă rece în calorimetru și îi măsurăm temperatura.

3. După aceea, punem cilindrul legat pe un fir în calorimetru cu apă rece si, amestecand apa din ea cu un termometru, masuram temperatura stabilita ca urmare a schimbului de caldura (Fig. 6).

Orez. 6. Progresul laboratorului

Temperatura finală în stare de echilibru măsurată în calorimetru și alte date ne vor permite să calculăm capacitatea termică specifică a metalului din care este fabricat cilindrul. Vom calcula valoarea dorită pe baza faptului că, la răcire, cilindrul degajă exact aceeași cantitate de căldură pe care o primește apa când este încălzită, are loc așa-numitul schimb de căldură (Fig. 7).

Orez. 7. Transfer de căldură

În consecință, obținem următoarele ecuații. Pentru a încălzi apa, cantitatea de căldură necesară este:

, Unde:

Capacitatea termică specifică a apei (valoarea tabelului), ;

Masa de apă, care poate fi determinată folosind cântare, kg;

Temperatura finală a apei și a cilindrului, măsurată cu un termometru, o ;

Temperatura initiala apă rece, măsurată cu un termometru, o .

Când un cilindru metalic se răcește, cantitatea de căldură eliberată este:

, Unde:

Capacitatea termică specifică a metalului din care este realizat cilindrul (valoarea dorită), ;

Masa cilindrului, care poate fi determinată folosind cântare, kg;

Temperatura apa fierbinteși, în consecință, temperatura inițială a cilindrului, măsurată cu un termometru, o ;

Temperatura finală a apei și a cilindrului, măsurată cu un termometru, o.

Cometariu.În ambele formule, scădem temperatura mai mică din temperatura mai mare pentru a determina valoarea pozitivă a cantității de căldură.

După cum am menționat mai devreme, în procesul de transfer de căldură, cantitatea de căldură primită de apă este egală cu cantitatea de căldură emisă de cilindrul metalic:

Prin urmare, capacitatea termică specifică a materialului cilindrului este:

Este convenabil să înregistrați într-un tabel rezultatele obținute în orice lucrare de laborator și să efectuați mai multe măsurători și calcule pentru a obține un rezultat mediu, cât mai precis posibil, aproximativ. În cazul nostru, tabelul ar putea arăta cam așa:

Masa de apă în calorimetru	Temperatura inițială a apei	Greutatea cilindrului	Temperatura inițială a cilindrului	Temperatura finală

Ieșire: valoarea calculată a capacităţii termice specifice a materialului cilindrului .

Astăzi am trecut în revistă metodologia pentru efectuarea lucrărilor de laborator privind măsurarea căldurii specifice a unui solid. În lecția următoare, vom vorbi despre eliberarea de energie în timpul arderii combustibilului.

Bibliografie

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizica 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Butard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizica 8. - M.: Iluminismul.

1. Portalul de internet „5terka.com” ()
2. Portalul de internet „k2x2.info” ()
3. Portalul de internet „youtube.com” ()

Teme pentru acasă

1. În ce etapă a lucrărilor de laborator este probabil să obțină cea mai mare eroare de măsurare?
2. Care ar trebui să fie materialele și designul calorimetrului pentru a obține cele mai precise rezultate de măsurare?
3. *Sugerați metoda dvs. de măsurare a capacității termice specifice a unui lichid.