книги / Общая физика. Электричество и магнетизм

ОСНОВНЫ Е П Р А В И Л А РАБ ОТЫ В Л А Б О Р А Т О Р И Я Х КАФ ЕД РЫ ПРИКЛ АД Н ОЙ Ф ИЗИКИ

1 . На каждое лабораторное занятие необходимо приноси

с собой:

а) лабораторный журнал (тетрадь в клетку не менее 48 листов); б) несколько листов миллиметровой бумаги формата А4; в) клей для вклеивания графиков;

г) калькулятор для инженерных расчетов (можно один на несколь­ ко человек);

Д) ручку, карандаш и ластик; е) линейку длиной 25-30 см.

2.Студенты должны быть подготовленными к выполнению ка­ ждой лабораторной работы:

а) необходимо знать тему и название выполняемой работы, изу­ чить теоретический материал по теме выполняемой работы и пони­ мать физическую сущность изучаемого явления;

б) подготовить лабораторный журнал к выполнению лаборатор­ ной работы.

3.Оформление лабораторного журнала:

а) на новой (правой) странице журнала должны быть написаны но­ мер и название лабораторной работы, перечень приборов и принад­ лежностей, цель работы и дата проведения работы;

б) далее следует изложить краткую теорию лабораторной работы, включая вывод основной рабочей формулы и формулы для оценки погрешностей результатов эксперимента.

4. Все записи в журнале выполняют аккуратно ручкой (не каран­ дашом) на правой странице лабораторного журнала (левая предназна­ чена для выполнения расчетов);

а) отчет о лабораторной работе должен сопровождаться схемой экспериментальной установки;

б) таблицы вычерчивают карандашом по линейке. Желательный размер клетки 1,5x2,5 см. Таблица выполняется в полном объеме для соответствующего количества измерений. В пособии к лабораторной

и относительной погреш ностей, вы численных по м етоду Стьюдента, и надеж ности изм ерений. А бсолю тная погреш ность измерения ок­ ругляется д о первой значащ ей цифры или д о первых двух, если пер­ вая значащая цифра - единица.

Правила построения графиков

Результаты измерений и вычислений во многих случаях удобно представлять в графическом виде. Графики строятся на миллимет­ ровой бумаге карандашом. Размер графикане менее половины страницы лабораторного журнала. На лист наносят координатные оси. Независимая величина (аргумент) откладывается, как правило, по горизонтали. На концах осей указывают обозначения физических величин и их размерности. Затем на оси наносят масштабные деления с удобным для прочтения интервалом. Порядок масштаба (¡О*") выно­ сится на конец оси. Точка пересечения осей не обязательно должна соответствовать нулю по одной или обеим осям.

Начало отсчета по осям и масштабы следует выбирать так, чтобы: а) линия графика заняла все поле графика; б) наклон линии был близок к 45°.

После выбора начала отсчета и масштаба по осям на лист нано­ сятся экспериментальные точки. Их обозначают маленькими кружка­ ми, крестиками, треугольниками и т.п., размеры которых могут соот­ ветствовать погрешности измерений в масштабе графика. После этого строится собственно график, т.е. проводится плавная кривая так, что­ бы она проходила как можно ближе к нанесенным точкам. График сопровождается подписью и вклеивается в лабораторный журнал.

Если известно из теории, что экспериментальная зависимость должна быть линейная, то по экспериментальным точкам проводится прямая, параметры которой определяются по методу наименьших квадратов (прил. 1).

Лабораторная работа № 1 И З УЧ ЕН И Е Э Л ЕК ТР О Н Н О ГО О СЦ ИЛ Л ОГРАФ А

Цель работы: изучение принципа действия осциллографа. Приборы и принадлежности: электронный осциллограф, гене­

ратор звуковой частоты, вольтметр, модуль МО-3.

Назначение, общая характеристика и описание электронного осциллографа

Электронный осциллограф применяется для следующих целей:

-для визуального наблюдения зависимости напряжения от времени (развертка сигнала);

-дл я измерения напряжения, интервалов времени, периода, частоты

исдвига фаз периодических процессов;

-визуального наблюдения сложения взаимно перпендикулярных колебаний (фигуры Лиссажу).

Электронно-лучевая трубка

Основным элементом электронного осциллографа является электронно-лучевая трубка (рис. 1). Она представляет собой ваку­ умный баллон, внутри которого находятся электронная пушка, вер­ тикально и горизонтально отклоняющие пластины (6, 7), люминесцирующий экран (8).

Электронная пушка состоит из нагреваемого катода (1 ,2 ), моду­ лятора (3), первого и второго анодов (4 и 5). Все эти элементы соз­ дают и формируют пучок электронов, который, попадая на экран (8), вызывает его свечение.

На рис. 2 показано, что при отсутствии электрического поля ме­ жду отклоняющими пластинами пучок электронов вызывает свече­

ние в центре экрана (я). При подаче постоянного напряжения на вер­ тикально отклоняющие пластины (б) светящееся пятно смещается вверх или вниз, причем в электрическом поле пластин электроны летят по параболической траектории, а на выходе из него движутся по инерции прямолинейно.

Если на вертикально отклоняющие пластины подать переменное напряжение, то светящаяся точка будет совершать колебательное движение в вертикальном направлении и на экране будет видна сплошная линия {в).

Рис. 2. а- напряжение на пластины не подано; б - подано постоянное напряжение; в - подано переменное напряжение

На горизонтально отклоняющие пластины обычно подается пи­ лообразное напряжение (рис. 3) от генератора развертки, которое заставляет светящуюся точку на экране двигаться по горизонтали.

Рис. 3. Напряжение развертки

Рис. 4. Развертка синусоидального сигнала

Одновременное действие электрического поля обеих пар пластин на электронный луч позволяет наблюдать на экране форму исследуе­ мого сигнала во времени (рис. 4). Для наблюдения устойчивого изо­ бражения необходимым условием является кратность частот входного и развертывающего напряжения. В этом случае на экране наблюдает­ ся один или несколько периодов исследуемого напряжения.