العمل المختبري № 1

ملاحظة تأثير المجال المغناطيسي على التيار

الهدف من العمل:تأكد من أن المجال المغناطيسي الموحد له تأثير توجيهي على الإطار الحامل للتيار.

معدات:بكرة بكرة، حامل ثلاثي الأرجل، مصدر تيار مباشر، مقاومة متغيرة، مفتاح، أسلاك توصيل، مغناطيس على شكل قوس أو شريط.

ملحوظة.قبل العمل، تأكد من ضبط محرك المقاومة المتغيرة على أقصى قدر من المقاومة.

في عام 1820، اكتشف H. أورستد التأثير التيار الكهربائيفي _____ في عام 1820، أثبت أ. أمبير أن موصلين متوازيين مع التيار _____ يمكن إنشاء مجال مغناطيسي: أ) _____ ب) _____ ج) _____ ما هي الخاصية الرئيسية حقل مغناطيسي؟ في أي وحدات SI يتم قياسه؟ يعتبر اتجاه ناقل الحث المغناطيسي B في المكان الذي يوجد فيه الإطار الذي به تيار هو _____ ما هي خصوصية خطوط الحث المغناطيسي؟ تسمح قاعدة الثقب بـ _____ صيغة قوة الأمبير هي: F= _____ صياغة قاعدة اليد اليسرى. يعتمد الحد الأقصى لعزم الدوران M الذي يعمل على الإطار الحامل للتيار من المجال المغناطيسي على _____

تقدم

قم بتجميع الدائرة حسب الرسم وتعليقها على أسلاك مرنة

بكرة خصلة شعر.

ضع المغناطيس على شكل قوس تحت بعض الأدوات الحادة

زاوية α (على سبيل المثال 45 درجة) لمستوى البكرة، وأغلق المفتاح، ولاحظ حركة البكرة.

كرر التجربة، مع تغيير أقطاب المغناطيس أولاً ثم اتجاه التيار الكهربائي. رسم ملف ومغناطيس يوضح اتجاه المجال المغناطيسي واتجاه التيار الكهربائي وطبيعة حركة الملف.اشرح سلوك الملف مع التيار في مجال مغناطيسي منتظم. ضع المغناطيس على شكل قوس في مستوى الملف (α=0°). كرر الخطوات الموضحة في الخطوات 2-5. ضع المغناطيس على شكل قوس بشكل عمودي على مستوى بكرة الملف (α=90°). كرر الخطوات الموضحة في الخطوات 2-5.

خاتمة: _____

مهمة إضافية

من خلال تغيير شدة التيار بالمقاومة المتغيرة، لاحظ هل تتغير طبيعة حركة الملف مع التيار في المجال المغناطيسي؟

العمل المختبري رقم 2

دراسة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

الهدف من العمل:دراسة الظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، تحقق من قاعدة لينز.

معدات:ملليمتر، مصدر الطاقة، ملفات ذات قلوب، مغناطيس على شكل قوس أو شريط، مقاومة متغيرة، مفتاح، أسلاك توصيل، إبرة مغناطيسية.

مهام التدريبوالأسئلة

28 أغسطس 1831 م. فاراداي _____ ما هي ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي؟ يُسمى التدفق المغناطيسي Ф عبر سطح مساحته S _____ ما هي وحدات النظام الدولي التي يُقاس بها؟

أ) تحريض المجال المغناطيسي [B]= _____

ب) الفيض المغناطيسي[و]= _____

5. تسمح لنا قاعدة لينز بتحديد _____

6. اكتب صيغة قانون الحث الكهرومغناطيسي.

7. ما هو؟ المعنى الجسديقانون الحث الكهرومغناطيسي؟

8. لماذا تم تصنيف اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي على أنها أعظم الاكتشافاتفي مجال الفيزياء؟

تقدم

قم بتوصيل الملف بأطراف الملليمتر، اتبع الخطوات التالية:

أ) أدخل القطب الشمالي (N) للمغناطيس في الملف؛

ب) أوقف المغناطيس لبضع ثوان؛

ج) قم بإزالة المغناطيس من الملف (وحدة سرعة المغناطيس هي نفسها تقريبًا).

3. اكتب ما إذا كان هناك تيار مستحث قد نشأ في الملف وما هي خصائصه في كل حالة: أ) _____ ب) _____ ج) _____

4. كرر الخطوات 2 مع القطب الجنوبي (S) للمغناطيس واستخلص النتائج المناسبة: أ) _____ ب) _____ ج) _____

5. قم بصياغة الحالة التي ظهر فيها تيار مستحث في الملف.

6. اشرح الفرق في اتجاه التيار المستحث بدلالة قاعدة لينز

7. ارسم مخططًا للتجربة.

8. ارسم دائرة تتكون من مصدر تيار، وملفين جوهر مشترك، المفتاح، المتغير المتغير والملليمتر (قم بتوصيل الملف الأول بالملليمتر، قم بتوصيل الملف الثاني عبر المتغير بالمصدر الحالي).

9. اجمع دائرة كهربائيةوفقا لهذا المخطط.

10. عن طريق إغلاق وفتح المفتاح، تحقق مما إذا كان هناك تيار تحريضي في الملف الأول.

11. تحقق من قاعدة لينز.

12. تحقق مما إذا كان التيار المستحث يحدث عندما يتغير تيار المقاومة المتغيرة.

العمل المختبري رقم 3

تحديد تسارع السقوط الحر باستخدام البندول

الهدف من العمل:حساب التسارع السقوط الحروتقييم دقة النتيجة التي تم الحصول عليها.

معدات:ساعة بعقرب ثانٍ، وشريط قياس، وكرة بها ثقب، وخيط، وحامل ثلاثي القوائم بكم وخاتم.

ممارسة المهام والأسئلة

تُسمى التذبذبات الحرة _____ تحت أي ظروف يمكن اعتبار البندول الخيطي رياضيًا؟ فترة التذبذب هي _____ بوحدات SI التي يتم قياسها:

أ) الفترة [T]= _____

ب) التردد [ν]= _____

ج) التردد الدوري[ω]= _____

د) مرحلة التذبذب [ϕ]= _____

5. اكتب صيغة فترة التذبذب البندول الرياضي، حصل عليها ج. هيجنز.

6. اكتب المعادلة حركة متذبذبةفي شكل تفاضلي وحلها.

7. التردد الدوري لاهتزازات البندول هو 2.5π rad/s. أوجد زمن وتكرار اهتزازات البندول.

8. معادلة حركة البندول لها الصيغة x=0.08 sin 0.4πt. تحديد سعة ومدة وتكرار الاهتزازات.

تقدم

ضع حاملًا ثلاثي الأرجل على حافة الطاولة، ثم ثبت حلقة في نهايته العلوية باستخدام أداة التوصيل وقم بتعليق كرة منه على خيط. يجب أن تتدلى الكرة على مسافة 2-5 سم من الأرض. قم بقياس طول البندول بشريط: ℓ= _____ انحرف البندول عن موضع التوازن بمقدار 5-8 سم ثم حرره. قم بقياس زمن 30-50 ذبذبة كاملة (على سبيل المثال N=40). t₁ = _____ كرر التجربة 4 مرات أخرى (عدد التذبذبات هو نفسه في جميع التجارب).

t= _____ thttps://pandia.ru/text/78/010/images/image004_143.gif" width = "11" height = "23">.gif" width = "140" height = "41">،

ر https://pandia.ru/text/78/010/images/image009_84.gif" width="65" height="44"> ________ .

أدخل نتائج الحسابات والقياسات في الجدول.

احسب تسارع الجاذبية باستخدام الصيغة: q.

س ف__________

احسب الأخطاء المطلقة في قياس الزمن في كل تجربة.

∆t₁=|t₁−thttps://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25 src=">|=| |=

∆t₃=|t₃−thttps://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25 src=">|=| |=

∆t₅=|t₅−thttps://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25"> = = _______

احسب خطأ القياس النسبي q باستخدام الصيغة:

حيث = 0.75 سم

احسب الخطأ المطلقالقياسات س.

https://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25">± ∆q.q = _____ q = _____ قارن النتيجة بقيمة 9.8 م /ث².

العمل المختبري رقم 4

قياس معامل انكسار الزجاج

الهدف من العمل:احسب معامل انكسار الزجاج بالنسبة للهواء.

معدات:لوحة زجاجية على شكل شبه منحرف، مصدر تيار، مفتاح، لمبة، أسلاك توصيل، شاشة معدنية ذات فتحة.

ممارسة المهام والأسئلة

انكسار الضوء ظاهرة _____ لماذا تبدو الأصابع المغموسة في الماء قصيرة؟ لماذا يمر الضوء من زيت التربنتين إلى الجلسرين دون انكسار؟ ما هو المعنى المادي لمؤشر الانكسار؟ ما الفرق بين معامل الانكسار النسبي ومعامل الانكسار المطلق؟ اكتب صيغة قانون انكسار الضوء. في أي الحالات تكون زاوية الانكسار مساوية لزاوية السقوط؟ عند أي زاوية سقوط α يكون الشعاع المنعكس عموديًا على الشعاع المنكسر؟ (n هو معامل الانكسار النسبي للوسائط)

تقدم

قم بتوصيل المصباح الكهربائي من خلال المفتاح بمصدر الطاقة. باستخدام شاشة ذات شق، احصل على شعاع رقيق من الضوء. ضع اللوحة بحيث يسقط شعاع الضوء عليها عند النقطة B تحت مستوى معين زاوية حادة. ضع نقطتين على طول شعاع الضوء الساقط على اللوحة والخارجة منه. قم بإيقاف تشغيل المصباح الكهربائي وإزالة اللوحة، وتتبع الخطوط العريضة لها. من خلال النقطة B من السطح البيني للهواء والزجاج، ارسم خطًا متعامدًا على الحد والأشعة الساقطة والمنكسرة وحدد زوايا السقوط α والانكسار β. ارسم دائرة مركزها عند النقطة B وحدد نقاط تقاطع الدائرة مع الأشعة الساقطة والمنعكسة (النقطتان A و C، على التوالي). قم بقياس المسافة من النقطة A إلى الخط العمودي على الواجهة. α= ____ قم بقياس المسافة من النقطة C إلى الخط العمودي على الواجهة. ب= _____ احسب معامل انكسار الزجاج باستخدام الصيغة.

https://pandia.ru/text/78/010/images/image025_24.gif" width = "67" height = "44 src = "> n= n= _____

احسب الخطأ النسبي لقياس معامل الانكسار باستخدام الصيغة:

حيث ∆α = ∆b = 0.15 سم ______ = _____

11. احسب خطأ القياس المطلق ن.

∆n = n · εhttps://pandia.ru/text/78/010/images/image031_22.gif" width="16" height="24 src=">= n ± ∆n.n= _____

13. أدخل نتائج الحسابات والقياسات في الجدول.

14. كرر القياسات والحسابات بزاوية سقوط مختلفة.

15. قارن نتائج معامل انكسار الزجاج بالجدول.

مهمة إضافية

قياس الزوايا α و β باستخدام المنقلة. أوجد sin α=______، sin β= _____ من الجدول. احسب معامل انكسار الزجاج n= n= _____ قيم النتيجة.

العمل المختبري رقم 5

تحديد القوة البصرية والبعد البؤري للعدسة المجمعة.

الهدف من العمل:تحديد الطول البؤري والقدرة البصرية للعدسة المجمعة.

معدات:الحاكم، اثنان مثلث قائم، عدسة متقاربة طويلة التركيز، لمبة إضاءة على حامل بغطاء يحتوي على حرف، مصدر طاقة، مفتاح، أسلاك توصيل، شاشة، سكة توجيه.

ممارسة المهام والأسئلة

تسمى العدسة _____ العدسة الرقيقة هي _____ تبين مسار الأشعة بعد الانكسار في العدسة المجمعة.

اكتب الصيغة الخاصة بالعدسة الرقيقة. القوة البصرية للعدسة هي _____ D= ______ كيف يتغير البعد البؤري للعدسة إذا زادت درجة حرارتها؟ في أي حالة تكون صورة الجسم التي يتم الحصول عليها باستخدام العدسة المجمعة افتراضية؟ يقع مصدر الضوء عند البؤرة المزدوجة لعدسة مجمعة البعد البؤري لها F = 2 m، على أي مسافة من العدسة تقع صورتها؟ بناء صورة في عدسة مجمعة.

وصف الصورة الناتجة.

تقدم

1 قم بتجميع دائرة كهربائية عن طريق توصيل المصباح الكهربائي بمصدر الطاقة من خلال مفتاح.

2. ضع المصباح الكهربائي على إحدى حواف الطاولة والشاشة على الحافة الأخرى. ضع عدسة مجمعة بينهما.

3. قم بتشغيل المصباح الكهربائي وحرك العدسة على طول القضيب حتى يتم الحصول على صورة حادة ومصغرة للحرف المتوهج لغطاء المصباح الكهربائي على الشاشة.

4. قم بقياس المسافة من الشاشة إلى العدسة بالملليمتر. د=

5. قم بقياس المسافة من العدسة إلى الصورة بالملليمتر. F

6. مع عدم تغيير d، كرر التجربة مرتين أخريين، وفي كل مرة يتم إعادة الحصول على صورة واضحة. F ، F

7. احسب متوسط ​​المسافة من الصورة إلى العدسة.

fhttps://pandia.ru/text/78/010/images/image041_14.gif" width="117" height="41"> f= _______

8. احسب القوة الضوئية للعدسة D D

9. احسب البعد البؤري للعدسة. ف و=

معدات:شبكة حيود بفترة مم أو مم، وحامل ثلاثي الأرجل، ومسطرة مع حامل للشبكة، وشاشة سوداء بها شق في المنتصف يمكن تحريكها على طول المسطرة.

ممارسة المهام والأسئلة

يسمى تشتت الضوء _____ تداخل موجات الضوء هو _____ صياغة مبدأ هيجنز-فريسنل. محزوز الحيود هو _____ الحد الأقصى لمصريف الحيود يحدث تحت الشرط _____ عند صريف الحيودمع الفترة d=2 μm، تسقط موجة الضوء أحادية اللون بشكل طبيعي. حدد الطول الموجي إذا كان k=4. لماذا لا يمكن رؤية الجسيمات الأصغر من 0.3 ميكرون بالمجهر الضوئي؟ هل يعتمد موضع الحد الأقصى للإضاءة الناتج عن محزوز الحيود على عدد الشقوق؟ احسب الفرق في مسار الموجات الضوئية أحادية اللون (×=6·10 م) الواقعة على محزوز الحيود وتشكل قيمة عظمى من الدرجة الثانية.

تقدم

قم بتشغيل مصدر الضوء. من خلال النظر من خلال صريف الحيود والشق الموجود في الشاشة عند مصدر الضوء وتحريك الشبكة الموجودة في الحامل، قم بتثبيتها بحيث تكون أطياف الحيود متوازية مع مقياس الشاشة. ضع الشاشة على بعد حوالي 50 سم من الشبكة. قياس المسافة من صريف الحيود إلى الشاشة. α= _____ قم بقياس المسافة من شق الشاشة إلى الخط الأحمر من الدرجة الأولى إلى يسار ويمين الشق.

اليسار: ب = _____ اليمين: ب=______

احسب الطول الموجي للضوء الأحمر الموجود على يسار الشق في الشاشة.

احسب الطول الموجي للضوء الأحمر الموجود على يمين الشق في الشاشة.

احسب متوسط ​​الطول الموجي للون الأحمر.

https://pandia.ru/text/78/010/images/image058_7.gif" width = "117" height = "45 src = ">0 " style = "border-collapse:collapse;border:none">

موقع

إلى يمين

البنفسجي

إلى يمين

كرر القياسات والحسابات ل أرجواني.

العمل المخبري في الفيزياء للصف الحادي عشر.

العمل المختبري رقم 1

ملاحظة تأثير المجال المغناطيسي على التيار

معدات: ملف من الأسلاك، حامل ثلاثي الأرجل، مصدر طاقة التيار المستمر، مقاومة متغيرة، مفتاح، أسلاك توصيل، مغناطيس على شكل قوس.

قم بتعليق ملف من الأسلاك من الحامل ثلاثي الأرجل، وقم بتوصيله بالمصدر الحالي على التوالي باستخدام المتغير المتغير والمفتاح. يجب أن يكون المفتاح مفتوحًا أولاً ويجب ضبط شريط تمرير المقاومة المتغيرة على أقصى قدر من المقاومة.

إجراء تجربة

1. ضع مغناطيسًا على الخصلة المعلقة، وأغلق المفتاح، ولاحظ حركة الخصلة.

2. حدد عدة خيارات مميزة للموقع النسبي للخصلة والمغناطيس وارسمها، مع الإشارة إلى اتجاه المجال المغناطيسي واتجاه التيار والحركة المتوقعة للخصلة بالنسبة للمغناطيس.

3. اختبر تجريبياً صحة الفرضيات المتعلقة بطبيعة واتجاه حركة الخصلة.

العمل المختبري رقم 2

دراسة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

معدات : ملليمتر، مزود الطاقة، ملفات ذات قلوب، مغناطيس على شكل قوس، مفتاح ضغط، أسلاك التوصيل، إبرة مغناطيسية (بوصلة)، مقاومة متغيرة.

التحضير للعمل

1. أدخل قلبًا حديديًا في أحد الملفات، ثم ثبته بالصامولة. قم بتوصيل هذا الملف من خلال الملليمتر والمقاوم والتحول إلى مصدر الطاقة. أغلق المفتاح واستخدم إبرة مغناطيسية (بوصلة) لتحديد الموقع أقطاب مغناطيسيةلفائف مع التيار. سجل الاتجاه الذي تنحرف فيه إبرة الملليمتر. في المستقبل، عند أداء العمل، سيكون من الممكن الحكم على موقع الأقطاب المغناطيسية للملف مع التيار في اتجاه انحراف إبرة الملليمتر.

2. افصل المتغير والمفتاح عن الدائرة، وقم بتوصيل الملليمتر بالملف، مع الحفاظ على ترتيب توصيل أطرافهما.

إجراء تجربة

1. ضع القلب على أحد أقطاب المغناطيس على شكل قوس وقم بتحريكه داخل الملف، مع مراقبة إبرة المليمتر في نفس الوقت.
2. كرر الملاحظة عن طريق تحريك القلب خارج الملف وكذلك تغيير أقطاب المغناطيس.
3. ارسم مخططًا للتجربة وتحقق من تحقيق قاعدة لينز في كل حالة.
4. ضع الملف الثاني بجانب الأول بحيث تتطابق محاورهما.
5. أدخل النوى الحديدية في كلا الملفين وقم بتوصيل الملف الثاني من خلال المفتاح بمصدر الطاقة.
6. أثناء إغلاق المفتاح وفتحه، لاحظ انحراف إبرة المليمتر.
7. ارسم مخططًا للتجربة وتحقق من تحقيق قاعدة لينز.

العمل المختبري رقم 3

تحديد تسارع السقوط الحر باستخدام البندول

معدات: ساعة بعقرب ثانٍ، وشريط قياس بخطأ L = 0.5 سم، وكرة بها ثقب، وخيط، وحامل ثلاثي القوائم مع أداة توصيل وحلقة.

التحضير للعمل

لقياس تسارع الجاذبية، يتم استخدام مجموعة متنوعة من أجهزة قياس الجاذبية، وخاصة أجهزة البندول. وبمساعدتهم، من الممكن قياس تسارع الجاذبية بخطأ مطلق قدره 10 -5 م/ث 2 .

يستخدم العمل أبسط البندول - كرة على خيط. عندما يكون حجم الكرة صغيرا مقارنة بطول الخيط وانحرافات صغيرة عن موضع التوازن فإن فترة التذبذب تساوي فترة تذبذب البندول الرياضي. لزيادة دقة قياس الدورة الشهرية، تحتاج إلى قياس الوقت بشكل كافٍ عدد كبير N الاهتزازات الكلية للبندول. ثم الفترة T = ويمكن أن يكون تسارع السقوط الحر
محسوبة باستخدام الصيغة

إجراء تجربة

1. ضع حامل ثلاثي الأرجل على حافة الطاولة. في نهايتها العلوية، قم بتقوية الحلقة باستخدام أداة التوصيل وقم بتعليق الكرة منها على خيط. يجب أن تتدلى الكرة على مسافة 1-2 سم من الأرض.

2. قم بقياس طول البندول I بشريط (يجب أن لا يقل طول البندول عن 50 سم).

3. حفز البندول على التأرجح بإمالة الكرة إلى الجانب بمقدار 5-8 سم ثم إطلاقها.

4. قم بقياس الزمن t لـ 50 ذبذبة للبندول في عدة تجارب واحسبها

حيث n هو عدد التجارب لقياس الوقت.

5. حساب متوسط ​​الخطأ المطلق لقياس الوقت

6. احسب تسارع السقوط الحر باستخدام الصيغة

7. تحديد الخطأ النسبي في قياس الزمن t.

8. تحديد الخطأ النسبي في قياس طول البندول. القيمة l هي مجموع خطأ شريط القياس وخطأ العد يساوي نصف قيمة تقسيم الشريط:

ل = ل ل + ل الأب.

9. احسب خطأ القياس النسبي g باستخدام الصيغة

مع الأخذ في الاعتبار أنه يمكن إهمال خطأ التقريب l إذا كان = 3.14؛ يمكن أيضًا إهمالها إذا كانت 4 مرات (أو أكثر) أقل من 2 طن.

10. حدد g = q g cp واكتب نتيجة القياس في النموذج

تأكد من صحة القياسات وتحقق من الملحقات قيمة معروفةز الفاصل الزمني الناتج.

العمل المختبري رقم 4

قياس معامل الانكسار للزجاج

المعدات والقياسات اللازمة. يقيس العمل معامل الانكسار للوحة زجاجية على شكل شبه منحرف. يتم توجيه شعاع ضوء ضيق بشكل غير مباشر نحو أحد الوجوه المتوازية للوحة. يمر شعاع الضوء هذا عبر اللوحة، ويواجه انكسارًا مزدوجًا. مصدر الضوء عبارة عن مصباح كهربائي متصل عبر مفتاح بمصدر تيار ما. يتم إنشاء شعاع الضوء باستخدام شاشة معدنية ذات شق. في هذه الحالة، يمكن أن يتغير عرض الشعاع عن طريق تغيير المسافة بين الشاشة والمصباح الكهربائي.

يتم تحديد معامل انكسار الزجاج بالنسبة للهواء بواسطة الصيغة

أين هي زاوية سقوط شعاع الضوء على حافة اللوحة (من الهواء إلى الزجاج)؛ - زاوية انكسار شعاع الضوء في الزجاج.

لتحديد النسبة على الجانب الأيمن من الصيغة، اتبع ما يلي. قبل توجيه شعاع الضوء على اللوحة، يتم وضعه على الطاولة على ورقة من ورق الرسم البياني (أو ورقة من الورق المربع) بحيث تتزامن إحدى حوافها المتوازية مع خط محدد مسبقًا على الورقة. سيشير هذا الخط إلى الواجهة بين الهواء والزجاج. باستخدام قلم رصاص حاد، ارسم خطًا على طول الحافة الموازية الثانية. يصور هذا الخط الواجهة بين الزجاج والهواء. بعد ذلك، دون إزاحة اللوحة، يتم توجيه شعاع ضوئي ضيق إلى وجهها الموازي الأول بأي زاوية من الوجه. على طول أشعة الضوء الساقطة على اللوحة والخارجة منها، يتم وضع النقاط 1 و 2 و 3 و 4 بقلم رصاص مشحذ جيدًا (الشكل 18.ص. بعد ذلك، يتم إطفاء الضوء وإزالة اللوحة ووضع الضوء في مكانها). يتم رسم الأشعة الواردة والصادرة والمنكسرة باستخدام مسطرة (الشكل 18.2) من خلال النقطة B من الواجهة الزجاجية الهوائية، ارسم خطًا عموديًا على الحدود، وحدد زوايا الإصابة والانكسار... ثم ارسم باستخدام البوصلة دائرة مركزها النقطة B وقم ببناء المثلثين القائمين ABE وCBD.

يتم قياس أطوال القطع AE وDC باستخدام ورق الرسم البياني أو المسطرة. وفي كلتا الحالتين، يمكن اعتبار الخطأ الآلي مساوياً لـ 1 مم. كما يجب أن يؤخذ خطأ العد مساويا لـ 1 مم لمراعاة عدم الدقة في موقع المسطرة بالنسبة لحافة شعاع الضوء.

يتم تحديد الحد الأقصى للخطأ النسبي في قياس معامل الانكسار بواسطة الصيغة

يتم تحديد الحد الأقصى للخطأ المطلق وفقًا للصيغة

(هنا n r هي القيمة التقريبية لمعامل الانكسار، والتي تحددها الصيغة (18.1).)

تتم كتابة النتيجة النهائية لقياس معامل الانكسار على النحو التالي:

التحضير للعمل

2. قم بتوصيل المصباح الكهربائي من خلال المفتاح بمصدر الطاقة. باستخدام شاشة ذات شق، احصل على شعاع رقيق من الضوء.

1. قم بقياس معامل انكسار الزجاج بالنسبة للهواء عند زاوية سقوط معينة. اكتب نتيجة القياس مع مراعاة الأخطاء المحسوبة.

2. كرر الأمر نفسه بزاوية سقوط مختلفة.

3. قارن النتائج التي تم الحصول عليها من الصيغ

4. استنتج حول اعتماد (أو استقلال) معامل الانكسار على زاوية السقوط. (تم وصف طريقة مقارنة نتائج القياس في مقدمة العمل المخبري في كتاب الفيزياء المدرسي للصف العاشر.)

.مسألة أمان

لتحديد معامل انكسار الزجاج، يكفي قياس الزوايا بالمنقلة وحساب نسبة جيوبها. ما هي الطريقة الأفضل لتحديد معامل الانكسار: هذه الطريقة أم تلك المستخدمة في العمل؟

العمل المختبري رقم 5

تحديد القوة البصرية والعدسة البؤرية للعدسة المحولة

معدات : مسطرة، مثلثان قائما الزاوية، عدسة متقاربة طويلة البؤرة، مصباح كهربائي على حامل بغطاء، مصدر طاقة، مفتاح، أسلاك توصيل، شاشة، سكة توجيه.

التحضير للعمل

إن أبسط طريقة لقياس القوة البصرية والبعد البؤري للعدسة تعتمد على صيغة العدسة

الكائن المستخدم هو حرف متوهج بضوء منتشر في غطاء المصباح. يتم الحصول على الصورة الفعلية لهذه الرسالة على الشاشة.

إجراء تجربة

1. قم بتجميع دائرة كهربائية عن طريق توصيل المصباح الكهربائي بمصدر الطاقة من خلال مفتاح.

2. ضع المصباح الكهربائي على حافة الطاولة والشاشة على الحافة الأخرى. ضع عدسة بينهما، وقم بتشغيل المصباح الكهربائي وحرك العدسة على طول السكة حتى يتم الحصول على صورة حادة لحرف مضيء على الشاشة.

لتقليل خطأ القياس المرتبط بزيادة الوضوح، يُنصح بالحصول على صورة أصغر (وبالتالي أكثر سطوعًا).

3. قم بقياس المسافتين d وf، مع الانتباه إلى ضرورة قياس المسافات بعناية.

مع عدم تغيير d، كرر التجربة عدة مرات، وفي كل مرة يتم إعادة الحصول على صورة حادة. حساب متوسط ​​f، متوسط ​​D، متوسط ​​F. أدخل نتائج قياسات المسافة (بالملليمترات) في الجدول.

4. يمكن حساب الخطأ المطلق D في قياس القوة الضوئية للعدسة باستخدام الصيغة، حيث 1 و2 هما الخطأان المطلقان في قياس d وf.

عند تحديد 1 و 2، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قياس المسافات d و f لا يمكن إجراؤه بخطأ أقل من نصف سمك العدسة h.

بما أن التجارب يتم تنفيذها عند الثابت d، فإن 1 =. سيكون خطأ القياس f أكبر بسبب عدم دقة ضبط الحدة بمقدار آخر تقريبًا. لهذا

5. قم بقياس سمك العدسة h (الشكل 18.3) واحسب D باستخدام الصيغة

6. اكتب النتيجة في النموذج

العمل المختبري رقم 6

قياس الطول الموجي للضوء

المعدات والقياسات اللازمة. في هذا العمل، لتحديد الطول الموجي للضوء، يتم استخدام محزوز الحيود بفترة مم أو - مم (يتم الإشارة إلى الفترة على المحزوز). إنه الجزء الرئيسي من إعداد القياس الموضح في الشكل 18.4. يتم تثبيت الشبكة 1 في حامل 2، وهو متصل بنهاية المسطرة 3. يوجد على المسطرة شاشة سوداء 4 مع فتحة رأسية ضيقة 5 في المنتصف. يمكن أن تتحرك الشاشة على طول المسطرة، مما يسمح لك بتغيير المسافة بينها وبين محزوز الحيود. هناك مقاييس ملليمتر على الشاشة والمسطرة. يتم تثبيت التثبيت بالكامل على حامل ثلاثي الأرجل 6.

إذا نظرت من خلال الشبكة والشق إلى مصدر ضوء (مصباح وهاج أو شمعة)، فيمكنك على الخلفية السوداء للشاشة ملاحظة أطياف الحيود للأوامر الأولى والثانية وما إلى ذلك على جانبي الشق.

يتم تحديد الطول الموجي بواسطة الصيغة

حيث d هي فترة الصريف؛ ك - ترتيب الطيف؛ - الزاوية التي يتم فيها ملاحظة الحد الأقصى لضوء اللون المقابل.

نظرًا لأن الزوايا التي يتم ملاحظة الحد الأقصى الأول والثاني فيها لا تتجاوز 5 درجات، فيمكن استخدام مماساتها بدلاً من جيب الزوايا. من الشكل 18.5 يمكن ملاحظة ذلك

يتم قياس المسافة a على طول المسطرة من الشبكة إلى الشاشة، ويتم قياس المسافة b على طول مقياس الشاشة من الشق إلى خط الطيف المحدد.

الصيغة النهائية لتحديد الطول الموجي هي

في هذا العمل، لم يتم تقدير خطأ قياس الأطوال الموجية بسبب بعض عدم اليقين في اختيار الجزء الأوسط من الطيف للون معين.

التحضير للعمل

1. إعداد نموذج تقرير يتضمن جدولاً لتسجيل نتائج القياسات والحسابات.
2. قم بتجميع إعدادات القياس، وقم بتثبيت الشاشة على مسافة 50 سم من الشبكة.
3. بالنظر من خلال محزوز الحيود والشق الموجود في الشاشة عند مصدر الضوء وتحريك المحزوز الموجود في الحامل، قم بتثبيته بحيث يكون أطياف الحيود موازية لمقياس الشاشة.

إجراء تجربة ومعالجة نتائج القياس

1. احسب الطول الموجي الأحمر في الطيف الأول على يمين ويسار الشق في الشاشة، وحدد القيمة المتوسطة لنتائج القياس.
2. افعل نفس الشيء بالنسبة للون الأصفر.
3. قارن نتائجك مع الأطوال الموجية الحمراء والبنفسجية في الشكل. V، 1 إدراج اللون.

العمل المختبري رقم 7

مراقبة التداخل والحيود والاستقطاب للضوء

موضوعي:الملاحظة التجريبية لظاهرة تداخل وحيود الضوء.

الجزء النظري: تداخل موجات الضوء هو إضافة موجتين، ونتيجة لذلك يتم ملاحظة نمط ثابت زمنيًا لتضخيم أو إضعاف اهتزازات الضوء الناتجة في نقاط مختلفة في الفضاء. وتعتمد نتيجة التداخل على زاوية السقوط على الفيلم وسمكه وطول موجته. يكسب سيحدث الضوءفي حالة تخلف المنكسر عن المنكسر بعدد صحيح من الأطوال الموجية. إذا تأخرت الموجة الثانية عن الأولى بنصف طول موجي أو بعدد فردي من أنصاف الأطوال الموجية، فإن الضوء سوف يضعف. الحيود هو انحناء الموجات حول حواف العوائق.

معدات:ألواح زجاجية - قطعتان، أغطية من النايلون أو الكامبريك، فيلم فوتوغرافي مكشوف بفتحة مصنوعة من شفرة حلاقة، أسطوانة جرامافون، فرجار، مصباح بخيط مستقيم.

الاستنتاج من العمل المنجز:

1. تدخل الضوء

وبعد إجراء تجربة لرصد تداخل الضوء باستخدام لوحين، لاحظنا أنه مع تغير الضغط يتغير شكل وموقع أهداب التداخل. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه عندما يتغير سمك الفيلم، يتغير اختلاف مسار الموجة. تتغير الارتفاعات إلى أدنى مستوياتها والعكس صحيح. مع الضوء المنقول، لا يمكن ملاحظة نمط التداخل، لأن هذا يتطلب موجات متسقة لها نفس الأطوال وفرق طور ثابت. من المستحيل الحصول على نمط تداخل باستخدام مصدرين ضوئيين مستقلين. يؤدي تشغيل مصباح كهربائي آخر إلى زيادة الإضاءة فقط، ولكنه لا يؤدي إلى إنشاء تناوب بين الحد الأدنى والحد الأقصى للإضاءة.

2. الحيود

وباستخدام طرق مختلفة، لاحظنا ظاهرة حيود الضوء، وهو تغير في أطياف الحيود. هذا العملهو تأكيد تجريبي لنظرية حيود الضوء.

راقب السماء الزرقاء من خلال بولارويد، موجهًا شعاع الرؤية نحو زوايا قائمة تقريبًا لاتجاه الشمس (الضوء المنتشر بزوايا قائمة في اتجاه الضوء الساقط يكون شديد الاستقطاب). قم بتدوير بولارويد بسلاسة وشاهد تغير السطوع الواضح السماء الزرقاء. يكون التغيير في السطوع الناجم عن استقطاب الضوء المبعثر ملحوظًا بشكل خاص إذا ظهرت سحب بيضاء في مجال الرؤية على خلفية سماء زرقاء، ولا يتغير سطوعها عند تدوير بولارويد.

العمل المختبري رقم 8

مراقبة الأطياف المستمرة والخطية

معدات: أجهزة عرض، أنابيب طيفية تحتوي على الهيدروجين أو النيون أو الهيليوم، مغو عالي الجهد، مصدر طاقة، حامل ثلاثي الأرجل، أسلاك توصيل (هذه الأجهزة شائعة في الفصل بأكمله)، لوحة زجاجية ذات حواف مشطوفة (تُصدر للجميع).

إجراء تجربة

1. ضع اللوحة بشكل أفقي أمام العين. من خلال الحواف التي تشكل زاوية قدرها 45 درجة، لاحظ شريطًا رأسيًا خفيفًا على الشاشة - صورة للشق المنزلق لجهاز العرض.

2. حدد الألوان الأساسية للطيف المستمر الناتج واكتبها بالتسلسل الملحوظ.

3. كرر التجربة، مع عرض الشريط من خلال الوجوه لتشكل زاوية قدرها 60 درجة. تسجيل الاختلافات كأطياف.

4. راقب أطياف خط الهيدروجين أو الهيليوم أو النيون من خلال عرض الأنابيب الطيفية المضيئة من خلال حواف لوح زجاجي. سجل ألمع الخطوط في الأطياف.

.مسألة أمان

كيف يختلف طيف الحيود عن طيف التشتت؟

العمل المختبري رقم 9

دراسة مسارات الجسيمات المشحونة باستخدام الصور الفوتوغرافية الجاهزة

تقدم التجربة المعملية: موضوعي:يتطلب العمل التعرف على الجسيم المشحون من خلال مقارنة مساره بمسار البروتون في غرفة سحابية موضوعة في مجال مغناطيسي. معدات:صورة نهائية لمسارين من الجسيمات المشحونة. أنا أتتبع هو بروتون، والثاني هو جسيم يجب تحديده. الاستنتاج من العمل المنجز:وبعد تحديد الجسيم المشحون من خلال مقارنة مساره بمسار البروتون، قررنا أن هذا الجسيم هو ... (تم الحصول على النتيجة).

الهدف من العمل:

معدات:

ملحوظة.

تقدم

بكرة خصلة شعر.

خاتمة: _____

مهمة إضافية

العمل المختبري رقم 2

دراسة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

الهدف من العمل:دراسة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، والتحقق من قاعدة لينز.

معدات:ملليمتر، مصدر الطاقة، ملفات ذات قلوب، مغناطيس على شكل قوس أو شريط، مقاومة متغيرة، مفتاح، أسلاك توصيل، إبرة مغناطيسية.

ممارسة المهام والأسئلة

1. 28 أغسطس 1831 م. فاراداي _____
2. ما هي ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي؟
3. التدفق المغناطيسي F خلال سطح مساحته S يسمى _____
4. في أي وحدات SI يتم قياسها؟

أ) تحريض المجال المغناطيسي [B]= _____

ب) التدفق المغناطيسي [F]= _____

5. تسمح لنا قاعدة لينز بتحديد _____

6. اكتب صيغة قانون الحث الكهرومغناطيسي.

7. ما هو المعنى الفيزيائي لقانون الحث الكهرومغناطيسي؟

8. لماذا يعتبر اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي من أعظم الاكتشافات في مجال الفيزياء؟

تقدم

1. قم بتوصيل الملف بمشابك المليمتر.
2. اتبع الخطوات التالية:

أ) أدخل القطب الشمالي (N) للمغناطيس في الملف؛

ب) أوقف المغناطيس لبضع ثوان؛

ج) قم بإزالة المغناطيس من الملف (وحدة سرعة المغناطيس هي نفسها تقريبًا).

3. اكتب ما إذا كان هناك تيار مستحث قد نشأ في الملف وما هي خصائصه في كل حالة: أ) _____ ب) _____ ج) _____

4. كرر الخطوات 2 مع القطب الجنوبي (S) للمغناطيس واستخلص النتائج المناسبة: أ) _____ ب) _____ ج) _____

5. قم بصياغة الحالة التي ظهر فيها تيار مستحث في الملف.

6. اشرح الفرق في اتجاه التيار المستحث بدلالة قاعدة لينز

7. ارسم مخططًا للتجربة.

8. ارسم دائرة تتكون من مصدر تيار، وملفين على قلب مشترك، ومفتاح، ومتغير متغير، ومليمتر (قم بتوصيل الملف الأول بالمليمتر، وقم بتوصيل الملف الثاني من خلال مقاومة متغيرة بالمصدر الحالي).

9. قم بتجميع الدائرة الكهربائية حسب هذا المخطط.

10. عن طريق إغلاق وفتح المفتاح، تحقق مما إذا كان هناك تيار تحريضي في الملف الأول.

11. تحقق من قاعدة لينز.

12. تحقق مما إذا كان التيار المستحث يحدث عندما يتغير تيار المقاومة المتغيرة.

العمل المختبري رقم 3

تقدم

1. ضع حاملًا ثلاثي الأرجل على حافة الطاولة، ثم ثبت حلقة في نهايته العلوية باستخدام أداة التوصيل وقم بتعليق كرة منه على خيط. يجب أن تتدلى الكرة على مسافة 2-5 سم من الأرض.
2. قياس طول البندول بشريط: ℓ= _____
3. انحرف البندول عن موضع التوازن بمقدار 5-8 سم ثم حرره.
4. قم بقياس زمن 30-50 ذبذبة كاملة (على سبيل المثال N=40). ر₁ = _____
5. كرر التجربة 4 مرات أخرى (عدد التذبذبات هو نفسه في جميع التجارب).

ر = _____ ر = _____ ر = _____ ر = _____

1. احسب متوسط ​​زمن التذبذب.

ر ,

ر ر__________.

1. احسب متوسط ​​قيمة فترة التذبذب.

________ .

1. أدخل نتائج الحسابات والقياسات في الجدول.

س ف__________

1. احسب الأخطاء المطلقة في قياس الزمن في كل تجربة.

∆t₁=|t₁−t |=| |=

∆t₂=|t₂−t |=| |=

∆t₃=|t₃−t |=| |=

∆t₄=|t₄−t |=| |=

∆t₅=|t₅−t |=| |=

1. حساب متوسط ​​الخطأ المطلق لقياسات الوقت.

∆ت = = _______

1. احسب خطأ القياس النسبي q باستخدام الصيغة:

حيث = 0.75 سم

1. احسب خطأ القياس المطلق ف.

∆ف = _____ ∆ف = _____

العمل المختبري رقم 4

تقدم

1. قم بتوصيل المصباح الكهربائي من خلال المفتاح بمصدر الطاقة. باستخدام شاشة ذات شق، احصل على شعاع رقيق من الضوء.
2. ضع اللوحة بحيث يسقط شعاع الضوء عليها عند النقطة B بزاوية حادة معينة.
3. ضع نقطتين على طول شعاع الضوء الساقط على اللوحة والخارجة منه.
4. قم بإيقاف تشغيل المصباح الكهربائي وإزالة اللوحة، وتتبع الخطوط العريضة لها.
5. من خلال النقطة B من السطح البيني للهواء والزجاج، ارسم خطًا متعامدًا على الحد والأشعة الساقطة والمنكسرة وحدد زوايا السقوط α والانكسار β.
6. ارسم دائرة مركزها عند النقطة B وحدد نقاط تقاطع الدائرة مع الأشعة الساقطة والمنعكسة (النقطتان A و C، على التوالي).
7. قم بقياس المسافة من النقطة A إلى الخط العمودي على الواجهة. α= ____
8. قياس المسافة من النقطة C إلى العمودي على الواجهة. ب= _____
9. احسب معامل انكسار الزجاج باستخدام الصيغة.

لأن ن = ن = _____

1. احسب الخطأ النسبي لقياس معامل الانكسار باستخدام الصيغة:

حيث ∆α = ∆b = 0.15 سم ______ = _____

11. احسب خطأ القياس المطلق ن.

∆ن = ن ε ∆ن = ______ ∆ن = _____

12. اكتب النتيجة بالشكل n = n ± ∆n. ن = _____

13. أدخل نتائج الحسابات والقياسات في الجدول.

تجربة لا.	ألفا، سم	ب، سم	ن	∆α، سم	∆ب، سم	ε	∆ن

14. كرر القياسات والحسابات بزاوية سقوط مختلفة.

15. قارن نتائج معامل انكسار الزجاج بالجدول.

مهمة إضافية

العمل المختبري رقم 5

تقدم

1 قم بتجميع دائرة كهربائية عن طريق توصيل المصباح الكهربائي بمصدر الطاقة من خلال مفتاح.

2. ضع المصباح الكهربائي على إحدى حواف الطاولة والشاشة على الحافة الأخرى. ضع عدسة مجمعة بينهما.

3. قم بتشغيل المصباح الكهربائي وحرك العدسة على طول القضيب حتى يتم الحصول على صورة حادة ومصغرة للحرف المتوهج لغطاء المصباح الكهربائي على الشاشة.

4. قم بقياس المسافة من الشاشة إلى العدسة بالملليمتر. د=

5. قم بقياس المسافة من العدسة إلى الصورة بالملليمتر. F

6. مع عدم تغيير d، كرر التجربة مرتين أخريين، وفي كل مرة يتم إعادة الحصول على صورة واضحة. F ، F

7. احسب متوسط ​​المسافة من الصورة إلى العدسة.

F F و = _______

8. احسب القوة الضوئية للعدسة D D

9. احسب البعد البؤري للعدسة. ف ف =

10. أدخل نتائج الحسابات والقياسات في الجدول.

تجربة لا.	و·10¯³، م	و، م	د، م	د- الديوبتر	د، الديوبتر	ف، م

11. قياس سمك العدسة بالملم. ح= _____

12. احسب الخطأ المطلق في قياس القوة الضوئية للعدسة باستخدام الصيغة:

∆د = ، ∆د = _____

13. اكتب النتيجة بالشكل D = D ± ∆D D = _____

العمل المختبري رقم 6

تقدم

1. قم بتشغيل مصدر الضوء.
2. من خلال النظر من خلال صريف الحيود والشق الموجود في الشاشة عند مصدر الضوء وتحريك الشبكة الموجودة في الحامل، قم بتثبيتها بحيث تكون أطياف الحيود متوازية مع مقياس الشاشة.
3. ضع الشاشة على بعد حوالي 50 سم من الشبكة.
4. قياس المسافة من صريف الحيود إلى الشاشة. α= _____
5. قم بقياس المسافة من شق الشاشة إلى خط الترتيب الأول الأحمر على يسار ويمين الشق.

اليسار: ب = _____ اليمين: ب=______

على يمين الفجوة البنفسجي على يسار الفجوة على يمين الفجوة

1. كرر القياسات والحسابات للون الأرجواني.

ملاحظة تأثير المجال المغناطيسي على التيار

الهدف من العمل:تأكد من أن المجال المغناطيسي الموحد له تأثير توجيهي على الإطار الحامل للتيار.

معدات:بكرة بكرة، حامل ثلاثي الأرجل، مصدر تيار مباشر، مقاومة متغيرة، مفتاح، أسلاك توصيل، مغناطيس على شكل قوس أو شريط.

ملحوظة.قبل العمل، تأكد من ضبط محرك المقاومة المتغيرة على أقصى قدر من المقاومة.

ممارسة المهام والأسئلة

1. في عام 1820، اكتشف هـ. أورستد تأثير التيار الكهربائي على _____
2. في عام 1820، أثبت أ. أمبير أن موصلين متوازيين مع التيار _____
3. يمكن إنشاء مجال مغناطيسي: أ) _____ ب) _____ ج) _____
4. ما هي الخاصية الرئيسية للمجال المغناطيسي؟ في أي وحدات SI يتم قياسه؟
5. يعتبر اتجاه ناقل الحث المغناطيسي B في المكان الذي يوجد به الإطار ذو التيار هو _____
6. ما هي خصوصية خطوط الحث المغناطيسي؟
7. تسمح قاعدة الثقب بـ _____
8. صيغة قوة الأمبير هي: F= _____
9. صياغة قاعدة اليد اليسرى.
10. يعتمد الحد الأقصى لعزم الدوران M الذي يعمل على الإطار الحامل للتيار من المجال المغناطيسي على _____

تقدم

1. قم بتجميع الدائرة حسب الرسم وتعليقها على أسلاك مرنة

بكرة خصلة شعر.

1. ضع المغناطيس على شكل قوس تحت بعض الأدوات الحادة

زاوية α (على سبيل المثال 45 درجة) لمستوى البكرة، وأغلق المفتاح، ولاحظ حركة البكرة.

1. كرر التجربة، مع تغيير أقطاب المغناطيس أولاً ثم اتجاه التيار الكهربائي.
2. رسم الملف والمغناطيس موضحاً فيه اتجاه المجال المغناطيسي واتجاه التيار الكهربائي وطبيعة حركة الملف.
3. اشرح سلوك ملف يحمل تيارا في مجال مغناطيسي منتظم.
4. ضع المغناطيس على شكل قوس في مستوى الملف (α=0°). كرر الخطوات الموضحة في الخطوات 2-5.
5. ضع المغناطيس على شكل قوس بشكل عمودي على مستوى بكرة الملف (α=90°). كرر الخطوات الموضحة في الخطوات 2-5.

خاتمة: _____

مهمة إضافية

1. من خلال تغيير شدة التيار بالمقاومة المتغيرة، لاحظ هل تتغير طبيعة حركة الملف مع التيار في المجال المغناطيسي؟

العمل المختبري رقم 2

المعدات: حامل ثلاثي القوائم مزود بوصلة ومخلب، ومصدر طاقة، وملف من الأسلاك، ومغناطيس على شكل قوس، ومفتاح، وأسلاك توصيل.

تعليمات لأداء العمل

1. قم بتجميع التثبيت الموضح في الشكل 144، ب. ضع مغناطيسًا على ملف السلك وأغلق الدائرة. انتبه إلى طبيعة التفاعل المغناطيسي بين الخصلة والمغناطيس.

2. أحضر المغناطيس إلى الملف مع القطب الآخر. كيف تغيرت طبيعة التفاعل بين الملف والمغناطيس؟

3. كرر التجارب، مع وضع المغناطيس على الجانب الآخر من الخصلة.

4. ضع ملفاً من السلك بين قطبي المغناطيس كما هو موضح في الشكل 144، أ. أغلق الدائرة ولاحظ الظاهرة. استخلاص النتائج.

في العمل رقم 4 سننظر في تفاعل الملف اللولبي مع المغناطيس. كما هو معروف، ينشأ مجال مغناطيسي في الملف اللولبي تحت التيار، والذي سوف يتفاعل مع المغناطيس الدائم. سنجري سلسلة من أربع تجارب بمواضع مختلفة للملف والمغناطيس. ومن المتوقع أن يكون تفاعلهم مختلفًا أيضًا (الجاذبية أو التنافر).

التقدم التقريبي للعمل:

نلاحظ الظواهر التالية، والتي يمكن تمثيلها بسهولة في شكل رسومات:

العمل المخبري رقم 11. رصد ظاهرة تداخل وحيود الضوء.
الغرض من العمل: دراسة ظاهرة تداخل وحيود الضوء بشكل تجريبي، والتعرف على ظروف حدوث هذه الظواهر وطبيعة توزيع الطاقة الضوئية في الفضاء.
المعدات: مصباح كهربائي بشعيرة مستقيمة (واحد لكل فئة)، لوحين زجاجيين، أنبوب PVC، كوب بمحلول صابون، حلقة سلكية بمقبض قطر 30 مم، شفرة، شريط من الورق ½ ورقة من نسيج النايلون 5 × 5 سم، شبكة الحيود، مرشحات الضوء.

نظرية مختصرة
يعد التداخل والحيود من الظواهر المميزة للموجات من أي طبيعة: ميكانيكية وكهرومغناطيسية. تداخل الموجات هو إضافة موجتين (أو عدة) في الفضاء، حيث يتم تقوية أو إضعاف الموجة الناتجة في نقاط مختلفة. ويلاحظ التداخل عندما تتداخل الموجات المنبعثة من نفس مصدر الضوء وتصل هذه النقطةبطرق مختلفة. لتشكيل نمط تداخل مستقر، هناك حاجة إلى موجات متماسكة - موجات لها نفس التردد وفرق طور ثابت. يمكن الحصول على موجات متماسكة على أغشية رقيقة من الأكاسيد أو الدهون أو على فجوة إسفينية هوائية بين زجاجين شفافين مضغوطين ضد بعضهما البعض.
يعتمد اتساع الإزاحة الناتجة عند النقطة C على الفرق في مسارات الموجة على مسافة d2 - d1.
[قم بتحميل الملف لرؤية الصورة]الشرط الأقصى (تضخيم التذبذبات): الفرق في مسارات الموجة يساوي عدد زوجي من أنصاف الموجات
حيث ك = 0؛ ± 1؛ ± 2؛ ± 3؛
[قم بتنزيل الملف لمشاهدة الصورة] ستصل الموجات من المصدرين A وB إلى النقطة C في نفس المراحل و"تعزز بعضها البعض".
إذا كان فرق المسار يساوي عدد فردي من أنصاف الموجات، فإن الموجات سوف تضعف بعضها البعض وسيتم ملاحظة الحد الأدنى عند نقطة التقاءها.

[قم بتنزيل الملف لمشاهدة الصورة] [قم بتنزيل الملف لمشاهدة الصورة]
عندما يتداخل الضوء، تحدث إعادة توزيع مكانية لطاقة موجات الضوء.
الحيود هو ظاهرة انحراف الموجة عن الانتشار المستقيم عند المرور عبر الثقوب الصغيرة والانحناء حول العوائق الصغيرة.
يتم تفسير الحيود بواسطة مبدأ هيجنز-فريسنل: كل نقطة من العائق يصل إليها الضوء تصبح مصدرًا لموجات ثانوية، متماسكة، تنتشر خارج حواف العائق وتتداخل مع بعضها البعض، وتشكل نمط تداخل مستقر - الحد الأقصى المتناوب والحد الأدنى من الإضاءة، بلون قوس قزح في الضوء الأبيض. شرط ظهور الحيود: يجب أن تكون أبعاد العوائق (الثقوب) أصغر أو متناسبة مع الطول الموجي، ويلاحظ الحيود على الخيوط الرفيعة، والخدوش على الزجاج، على شق رأسي في ورقة، على الرموش، على قطرات الماء على الزجاج الضبابي، على بلورات الجليد في السحابة أو على الزجاج، على شعيرات الحشرات الكيتينية، على ريش الطيور، على الأقراص المضغوطة، ورق التغليف.
محزوز الحيود هو جهاز بصري عبارة عن بنية دورية لعدد كبير من العناصر المنتظمة التي يحيد الضوء عليها. يتم تكرار الضربات ذات المظهر الجانبي المحدد والثابت لشبكة حيود معينة في نفس الفاصل الزمني d (فترة الشبكة). إن قدرة محزوز الحيود على فصل شعاع الضوء الساقط عليه وفقًا للأطوال الموجية هي الخاصية الرئيسية له. هناك شبكات حيود عاكسة وشفافة. تستخدم الأجهزة الحديثة بشكل أساسي شبكات الحيود العاكسة.

تقدم:
المهمة 1. أ) ملاحظة التداخل على طبقة رقيقة:
التجربة 1. اغمس الحلقة السلكية في محلول الصابون. يتم تشكيل فيلم الصابون على حلقة السلك.
ضعه عموديا. نلاحظ وجود خطوط أفقية فاتحة وداكنة تتغير في العرض واللون مع تغير سمك الفيلم. انظر إلى الصورة من خلال مرشح.
اكتب عدد الخطوط التي تمت ملاحظتها وكيف تتناوب الألوان فيها؟
التجربة 2. باستخدام أنبوب PVC، انفخ فقاعة صابون وافحصها بعناية. عند إضاءتها بالضوء الأبيض، لاحظ تكوين بقع تداخلية ملونة بألوان طيفية، وافحص الصورة من خلال مرشح الضوء.
ما هي الألوان المرئية في الفقاعة وكيف تتناوب من الأعلى إلى الأسفل؟
ب) ملاحظة التداخل على إسفين هوائي:
التجربة 3. امسح لوحين زجاجيين بعناية، ثم ضعهما معًا واضغط بأصابعك. بسبب الشكل غير المثالي للأسطح الملامسة، تتشكل فراغات هوائية رقيقة بين الصفائح - وهي عبارة عن إسفينات هوائية، ويحدث تداخل عليها. عندما تتغير القوة الضاغطة للصفائح يتغير سمك إسفين الهواء مما يؤدي إلى تغير في موقع وشكل حدود التداخل القصوى والصغرى، ثم قم بفحص الصورة من خلال مرشح.
ارسم ما رأيته في الضوء الأبيض وما رأيته من خلال مرشح.

استنتج: لماذا يحدث التداخل، وكيف نفسر لون الحد الأقصى في نمط التداخل، وما الذي يؤثر على سطوع النمط ولونه.

المهمة 2. مراقبة حيود الضوء.
التجربة 4. استخدم شفرة لقطع شق في ورقة، ثم ضع الورقة على عينيك وانظر من خلال الشق إلى مصدر الضوء. نلاحظ الحد الأقصى والحد الأدنى من الإضاءة، ثم ننظر إلى الصورة من خلال مرشح.
ارسم نمط الحيود الذي يظهر في الضوء الأبيض وفي الضوء أحادي اللون.
من خلال تشويه الورقة، نقوم بتقليل عرض الشق ونلاحظ الحيود.
التجربة 5. انظر إلى مصدر الضوء من خلال محزوز الحيود.
كيف تغير نمط الحيود؟
التجربة 6. انظر من خلال نسيج النايلون إلى خيوط المصباح المضيء. من خلال تحويل النسيج حول محوره، يمكنك تحقيق وضوح نمط الحيودعلى شكل خطين حيود متقاطعين بزوايا قائمة.
رسم تقاطع الحيود الملحوظ. وضح هذه الظاهرة .
استنتج: لماذا يحدث الحيود، وكيف نفسر لون الحد الأقصى في نمط الحيود، وما الذي يؤثر على سطوع النمط ولونه.
أسئلة التحكم:
ما القاسم المشترك بين ظاهرة التداخل وظاهرة الحيود؟
ما هي الموجات التي يمكن أن تنتج نمط تداخل مستقر؟
لماذا لا يوجد نمط تداخل على مكتب الطالب من المصابيح المعلقة من السقف في الفصل الدراسي؟

6. كيف نفسر الدوائر الملونة حول القمر؟

الملفات المرفقة