Проведение эксперимента, обработка результатов

1. Измерьте длину l₁ стеклянной трубки и температу­ру воды в цилиндрическом сосуде.

2. Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом рассказано выше. Измерьте длину 1₂ воздушно­го столба в трубке и температуру окружающего воздуха Т₂.

3. Вычислите отношения l₁/l₂ и T₁/T₂, относительные (ε₁ и ε₂₎ и абсолютные (Δ₁ и Δ₂) погрешности измерений этих отношений по формулам

4. Сравните отношения l₁/l₂ и T₁/T₂.

5. Сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.

5. Задача на применение понятий об электрическом поле.

По проводнику, к концам которого приложено напряжение 12В, за 2 мин прошел заряд 12 Кл. Найти сопротивление проводника.

 

Задача на использование законов постоянного тока.

Найти общее сопротивление участка цепи, если резисторы имеют сопротивления  R₁ = 1 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 3 Ом, R₄ = 4 Ом.

 

Задача на применение понятий об электромагнитных колебаниях.

Найти период Т и частоту ν колебангий в контуре, емкость конденсатора С в котором 5,81 * 10^-7 Ф, индуктивность катушки L 0,161 Гн.

Задача на применение понятий о магнитном поле.

С какой силой действует магнитное поле индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1 м? Линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.

Задача на применение понятий о механических колебаниях и волнах.

Длина океанической волны составляет 270 метров, период составляет 13,5 секунды. Определите скорость распространения волн.

Лабораторная работа. Определение показателя преломления стекла.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА.

Цель работы: измерить показатель преломления стекла, сравнить его с табличным значением;

формировать экспериментальные навыки студентов, воспитывать аккуратность при проведении экспериментов, умение оценивать погрешность эксперимента, развивать логическое мышление и умение делать выводы из эксперимента.

Оборудование: стеклянная пластина в форме трапеции, лампа накаливания, ключ, источник питания, экран со щелью.

Теоретическая часть

В работе измеряется показатель преломления стеклянной пластины, имеющей форму трапеции. На одну из параллельных граней пластины наклонно к ней направляют узкий световой пучок. Проходя через пластину, этот пучок света испытывает двукратное преломление. Источником света служит электрическая лампочка, подключенная через ключ к какому-либо источнику тока. Световой пучок создается с помощью металлического экрана с щелью. При этом ширина пучка может меняться за счет изменения расстояния между экраном и лампочкой.

Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется по формуле n = sin(α)/sin(β),где α - угол падения пучка света на грань пластины (из воздуха в стекло); β - угол преломления светового пучка в стекле.

Для определения отношения, стоящего в правой части формулы, поступают следующим образом. Перед тем как направить на пластину световой пучок, ее располагают на столе на листе миллиметровой бумаги (или листе бумаги в клетку) так, чтобы одна из ее параллельных граней совпала с предварительно отмеченной линией на бумаге. Эта линия укажет границу раздела сред воздух - стекло. Тонко очинённым карандашом проводят линию вдоль второй параллельной грани. Эта линия изображает границу раздела сред стекло - воздух. После этого, не смещая пластины, на ее первую параллельную грань направляют узкий световой пучок под каким-либо углом к грани. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков тонко очинённым карандашом ставят точки 1, 2, 3 и 4 (рисунок). После этого лампочку выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий, выходящий и преломленный лучи (рисунок). Через точку В границы раздела сред воздух - стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения α и преломления β. Далее с помощью циркуля проводят окружность с центром в точке В и строят прямоугольные треугольники ABE и CBD.

Так как sin(α) = АЕ/АВ, sin(β) = CD/BC и АВ = ВС, то формула для определения показателя преломления стекла примет вид n_пр = AE/DC

Длины отрезков АЕ и DC измеряют по миллиметровой бумаге или с помощью линейки. При этом в обоих случаях инструментальную погрешность можно считать равной 1 мм. Погрешность отсчета надо взять также равной 1 мм для учета неточности в расположении линейки относительно края светового пучка.

Максимальную относительную погрешность е измерения показателя преломления определяют по формуле е = ΔAE/AE + ΔDC/DC

Максимальная абсолютная погрешность определяется по формуле Δn = n_прe (Здесь n_пр - приближенное значение показателя преломления, определяемое по формуле n_пр = AE/DC).

Окончательный результат измерения показателя пре-ломления записывается так: n = n_пр ± Δn

Указания к работе

1. Подготовьте бланк отчета с таблицей для записи результатов измерений и вычислений.

Измерено		Вычислено
AE, мм	DC, мм	nпр	ΔAE, мм	ΔDC, мм	e, %	Δn
знач
знач

2. Подключите лампочку через выключатель к источнику тока. С помощью экрана с щелью получите тонкий световой пучок.

3. Измерьте показатель преломления стекла относительно воздуха при каком-нибудь угле падения. Результат измерения запишите с учетом вычисленных погрешностей.

4. Повторите то же при другом угле падения.

5. Сравните результаты, полученные по формулам

n_1пр - Δn₁ < n₁ < n_1пр + Δn₁

n_2пр - Δn₂ < n₂ < n_2пр + Δn₂

6. Сделайте вывод о зависимости (или независимости) показателя преломления от угла падения.

11. Задача на применение понятий кинематики. Автомобиль проехал первую половину пути по шоссе со скоростью 90 км/ч, а вторую половину – по грунтовой дороге со скоростью 30 км/ч. Найти среднюю скорость движения автомобиля.