- •СОДЕРЖАНИЕ
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Подготовка к работе
- •Задание 2. Определение коэффициента трения скольжения
- •Задание 2. Определение коэффициента трения скольжения
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа №5
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа № 7
- •УПРУГИЙ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ УДАР ШАРОВ
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Задание 1. Определение времени соударения шаров
- •ПРОТОКОЛ
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Нагрузка
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Цель работы: определить молярную газовую постоянную.
- •Приборы и принадлежности: сосуд с зажимом, насос Комовского, вакуумметр, аналитические весы, разновесы.
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа № 19
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
- •Выполнение работы
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Лабораторная работа № 46
- •Цель работы – исследовать зависимость электрического сопротивления металлов от температуры, определить температурный коэффициент сопротивления исследуемых материалов.
- •Общие положения
- •2. Защита работы
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Подставив (9) в (8), получим
- •2. Защита работы
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •ПРОТОКОЛ
- •Лабораторная работа № 58
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Примечание
- •Лабораторная работа №59
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •ПРОТОКОЛ
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •ПРОТОКОЛ
- •ЗНАКОМСТВО С РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Задание 2. Определение чувствительности осциллографа
- •ПРОТОКОЛ
- •ЗНАКОМСТВО С РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА. СЛОЖЕНИЕ ВЗАИМНО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ КОЛЕБАНИЙ
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Описание лабораторной установки и методики эксперимента
- •Выполнение работы
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа № 69
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки и методики эксперимента
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •2. Защита работы
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Описание установки и методики эксперимента
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •Задание 1. Определение силы света электрической лампочки
- •Задание 2. Исследование светового поля электрической лампочки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Оформление отчета
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Общие положения
- •Описание установки и методики эксперимента
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Лабораторная работа №85
- •Общие положения
- •Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Таблица 3
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Приборы и принадлежности: газовый интерферометр, насос, водяной манометр, стеклянный баллон.
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Длина волны света в средней части видимого спектра λ = ________
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •ПРОТОКОЛ
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Отсчет по барабану,
- •Выполнение работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Задание 1
- •Лабораторная работа № 97
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •Общие положения
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Отсчет
- •Описание экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Задание 1
- •Лабораторная работа № 105
- •ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ
- •Цель работы – исследовать зависимость сопротивления полупроводников от температуры, определить ширину запрещенной зоны и температурный коэффициент сопротивления исследуемых материалов.
- •ПРОТОКОЛ
- •Термистор 1
- •Термистор 2
- •ПРОТОКОЛ
- •Германиевый диод
- •Упражнение 1
- •Упражнение 2
- •Лазер
- •Красный светодиод
- •ПРОТОКОЛ
- •Упражнение 1
- •Упражнение 2
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •ПРОТОКОЛ
- •ПРОТОКОЛ
- •О множителях в заголовках столбцов
- •Наименование
- •Обозначение
- •Температура
- •Алюминий
- •Бензол
- •Вода
- •3.3.15. Шкала электромагнитных волн
- •Примерный диапазон длин волн
- •Обозначение
- •Цвет
- •Красная
- •Кафедра физики
- •Преподаватель кафедры физики
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Расчетная часть
- •Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
Описания лабораторных работ |
|
|
|
|
Волновая оптика |
|||||
Из прямоугольного треугольника ABC (см. рис. 1) можно найти разность |
||||||||||
хода лучей: |
|
|
|
= d sin ϕ. |
|
|
|
|
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Приравняв выражения (1) и (2), получим условие главных максимумов для ди- |
||||||||||
фракционной решетки: |
|
d sin ϕ = mλ. |
|
|
|
|
|
(4) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Дифракционную картину получают на экране, который располагают в фокаль- |
||||||||||
|
|
|
|
|
ной |
плоскости собираю- |
||||
|
2λ λ |
|
|
|
щей линзы (рис. 2). Ди- |
|||||
|
|
|
|
фракционная картина бу- |
||||||
|
|
|
|
|
дет иметь вид узких свет- |
|||||
|
|
|
|
|
лых |
полос, разделенных |
||||
|
|
|
|
|
темными |
промежутками. |
||||
|
|
|
|
|
Центральный |
максимум |
||||
|
|
|
|
|
(m=0) имеет наибольшую |
|||||
|
|
|
|
|
интенсивность. Все дру- |
|||||
|
|
|
|
|
гие |
располагаются |
сим- |
|||
-2-й макс. |
-1-й макс. |
0-й макс. |
1-й макс. |
2-й макс. |
метрично |
относительно |
||||
центрального |
максимума |
|||||||||
|
|
|
|
|
справа и слева. По мере |
|||||
|
|
|
|
|
удаления |
от |
центра |
их |
||
|
|
|
|
|
интенсивность |
уменьша- |
||||
m = -2 |
m = -1 |
m = 0 |
m = 1 |
m = 2 |
ется. |
Зная период решет- |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Рисунок 2 |
|
ки d, угол дифракции ϕ и |
|||||||
симума, можно по уравнению (3) найти длину волны: |
порядковый номер m мак- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
λ = d sin ϕ . |
|
|
|
|
|
(5) |
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
Описание установки и методики эксперимента |
|
|
|
|
Оптическая скамья представляет собой линейку с делениями. На этой линейке помещается осветитель со шкалой. В корпусе осветителя прорезана щель, перед которой крепится светофильтр. Светофильтр из широкого диапазона длин волн, образующих белый свет, выделяет узкий интервал длин волн, поэтому выделенный свет можно считать монохроматическим. Дифракционная решетка устанавливается на переднем торце линейки.
Если смотреть на освещенную монохроматическим светом щель через дифракционную решетку, то кроме изображения щели на шкале можно увидеть симметрично расположенные максимумы (рис. 3). Каждый максимум находится на определенном расстоянии l от центрального максимума. Это расстояние измеряется по шкале AB. Расстояние ОК от решетки до шкалы обозначим через
L: L=ОК.
238
Волновая оптика Описания лабораторных работ
Угол дифракции можно определить, измерив расстояния L и l. Так как угол ϕ
|
|
|
|
|
S |
|
мал, то: |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
||||
A |
|
|
|
|
|
|
F |
|
B |
sin ϕ ≈ tg ϕ = |
. |
(6) |
||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
lлев. |
lправ. |
|
|
|
|
L |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
Сделав замену в (3), получим формулу для |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расчета длины волны: |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l d |
|
|||
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
λ = |
|
. |
(7) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mL |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подготовка к работе |
|
||||
|
|
|
|
|
ϕ |
|
|
(ответы представить в письмен- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном виде) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Какова цель работы? |
|
||||
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Какие величины Вы будете изме- |
|||||||
|
|
|
|
K |
|
|
рять непосредственно? |
|
||||||||
|
|
|
Рисунок 3 |
|
3. Запишите формулу, по которой Вы |
|||||||||||
|
|
|
|
|
будете рассчитывать длину |
волны, |
Поясните смысл обозначений.
Выполнение работы
1.Подключить осветитель к источнику питания. Установить светофильтр перед осветителем.
2.Записать значение постоянной решетки, указанное на решетке. Значение дано в мм. Закрепить дифракционную решетку в держателе на переднем торце линейки.
3.Перемещая осветитель с экраном вдоль линейки, получить четкое изображение дифракционной картины. Измерить расстояние от решетки до экрана L.
4.Измерить расстояние от центрального максимума до первого левого l’ и первого правого l’’ дифракционных максимумов (см. рис. 3).
5.Выполнить измерения для 2-го и 3-го максимумов.
6.Изменить расстояние между решеткой и экраном. Повторить измерения согласно п. 3, 4, 5.
7.Заменить светофильтр. Провести измерения для второго светофильтра согласно п. 3-5.
Оформление отчета
1.Расчеты
1.Рассчитать среднее значение l = l'+2l'' для каждого максимума.
2.Рассчитать длину волны по формуле (7) для каждого максимума.
3.Найти среднее значение длины волны для каждого светофильтра.
239
Описания лабораторных работ |
Волновая оптика |
4.Рассчитать абсолютную погрешность как для прямых измерений для каждой длины волны.
5.Найти относительную погрешность измерений. Результаты представить в стандартном виде:
λ = λср ± λ
2. Защита работы
(ответы представить в письменном виде)
1.Какое явление изучалось в данной работе? В чем оно заключается?
2.Какой прибор Вы использовали для наблюдения этого явления? Что он собой представляет?
3.Нарисуйте ход лучей через дифракционную решетку. Укажите на рисунке период решетки, угол дифракции, оптическую разность хода лучей. Запишите условие, при выполнении которого будут наблюдаться главные максимумы.
4.Какой вид будет иметь дифракционная картина, если решетку освещать белым светом?
5.Сравните полученные экспериментально значения длин волн с табличными значениями и сделайте вывод.
240
Волновая оптика |
Описания лабораторных работ |
ПРОТОКОЛ измерений к лабораторной работе № 84
Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
Постоянная дифракционной решетки d = ______________
Цвет светофильтра _______________________ |
|
|
Таблица 1 |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Номер m |
L, |
l’, |
l’’, |
l, |
λ, |
п/п |
максимума |
см |
мм |
мм |
мм |
нм |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
Цвет светофильтра _______________________ |
|
|
Таблица 2 |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Номер m |
L, |
l’, |
l’’, |
l, |
λ, |
п/п |
максимума |
см |
мм |
мм |
мм |
нм |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
Дата________ |
Подпись преподавателя___________________ |
241