1 наблюдение на ефекта на магнитно поле върху ток. Наблюдение на ефекта на магнитното поле върху тока. Наблюдение на непрекъснати и линейни спектри

Наблюдение на ефекта на магнитното поле върху тока

Изследване на явлението електромагнитна индукция

Определяне на ускорението на свободното падане с помощта на махало

Измерване на индекса на пречупване на стъкло

Определяне на оптичната сила и фокусното разстояние на събирателна леща.

Цел на работата:уверете се, че равномерното магнитно поле има ориентиращ ефект върху тоководещата рамка.

Оборудване:макара, статив, източник на постоянен ток, реостат, ключ, свързващи проводници, дъгообразен или лентов магнит.

Забележка.Преди работа се уверете, че двигателят на реостата е настроен на максимално съпротивление.

През 1820 г. Х. Ерстед открива ефекта електрически токна _____ През 1820 г. А. Ампер установява, че два успоредни проводника с ток _____ Може да се създаде магнитно поле: а) _____ б) _____ в) _____ Каква е основната характеристика магнитно поле? В какви единици SI се измерва? Посоката на вектора на магнитната индукция B в мястото, където се намира рамката с ток, се приема за _____ Каква е особеността на линиите на магнитна индукция? Правилото на гимлета позволява _____ Формулата за силата на Ампер е: F= _____ Формулирайте правилото на лявата ръка. Максималният въртящ момент M, действащ върху рамката с ток от магнитното поле, зависи от _____

Напредък в работата

Сглобете веригата според чертежа, като я окачите на гъвкави проводници

мотовилка.

Поставете дъговидния магнит под някакъв остър предмет

ъгъл α (например 45°) спрямо равнината на макарата и затваряйки ключа, наблюдавайте движението на макарата.

Повторете опита, като първо смените полюсите на магнита и след това посоката на електрическия ток. Начертайте намотка и магнит, като посочите посоката на магнитното поле, посоката на електрическия ток и естеството на движението на намотката. Обяснете поведението на намотка с ток в еднородно магнитно поле. Поставете дъговидния магнит в равнината на бобината (α=0°). Повторете стъпките, посочени в стъпки 2-5. Поставете дъговидния магнит перпендикулярно на равнината на бобината (α=90°). Повторете стъпките, посочени в стъпки 2-5.

Заключение: _____

Допълнителна задача

Променяйки силата на тока с реостат, наблюдавайте дали естеството на движението на намотката с ток в магнитно поле се променя?

Лабораторна работа №2

Цел на работата:проучете явлението електромагнитна индукция, проверете правилото на Ленц.

Оборудване:милиамперметър, източник на захранване, бобини с ядра, дъгообразен или лентов магнит, реостат, ключ, свързващи проводници, магнитна стрелка.

Тренировъчни задачии въпроси

28 август 1831 г. М. Фарадей _____ Какво е явлението електромагнитна индукция? Магнитният поток Ф през повърхност с площ S се нарича _____ В какви единици SI се измерват?

а) индукция на магнитно поле [B]= _____

б) магнитен поток[F]= _____

5. Правилото на Ленц ни позволява да определим _____

6. Запишете формулата на закона за електромагнитната индукция.

7. Какво е това? физически смисълзакон на електромагнитната индукция?

8. Защо откриването на явлението електромагнитна индукция се класифицира като най-големите откритияв областта на физиката?

Напредък в работата

Свържете бобината към клемите на милиамперметъра Следвайте тези стъпки:

а) поставете северния (N) полюс на магнита в намотката;

б) спрете магнита за няколко секунди;

в) извадете магнита от бобината (скоростният модул на магнита е приблизително същият).

3. Запишете дали в бобината е възникнал индуциран ток и какви са неговите характеристики във всеки случай: a) _____ b) _____ c) _____

4. Повторете стъпки 2 с южния (S) полюс на магнита и направете съответните заключения: a) _____ b) _____ c) _____

5. Формулирайте при какво условие в бобината се е появил индуциран ток.

6. Обяснете разликата в посоката на индуцирания ток по отношение на правилото на Ленц

7. Начертайте схема на експеримента.

8. Начертайте верига, състояща се от източник на ток, включен две намотки общо ядро, ключ, реостат и милиамперметър (свържете първата намотка към милиамперметъра, свържете втората намотка през реостата към източника на ток).

9. Събирайте се електрическа веригапо тази схема.

10. Чрез затваряне и отваряне на ключа проверете дали в първата намотка възниква индукционен ток.

11. Проверете правилото на Ленц.

12. Проверете дали възниква индуциран ток при промяна на тока на реостата.

Лабораторна работа №3

Цел на работата:изчисляване на ускорението свободно паданеи оценете точността на получения резултат.

Оборудване:часовник със секундарник, рулетка, топче с дупка, конец, статив с втулка и халка.

Практически задачи и въпроси

Свободните трептения се наричат _____ При какви условия може да се счита за математическо махалото с нишка? Периодът на трептене е _____ В какви единици SI се измерват:

а) период [T]= _____

б) честота [ν]= _____

в) циклична честота [ω] = _____

г) фаза на трептене[ϕ]= _____

5. Запишете формулата за периода на трептене математическо махало, получен от Г. Хюйгенс.

6. Напишете уравнението трептящо движениев диференциална форма и нейното решение.

7. Цикличната честота на трептенията на махалото е 2,5π rad/s. Намерете периода и честотата на трептенията на махалото.

8. Уравнението на движението на махалото има формата x=0,08 sin 0,4πt. Определете амплитудата, периода и честотата на трептенията.

Напредък в работата

Поставете статив на ръба на масата, закрепете пръстен в горния му край с помощта на съединител и закачете топка за него на конец. Топката трябва да виси на разстояние 2-5 см от пода. Измерете дължината на махалото с лента: ℓ= _____ Отклонете махалото от равновесното положение с 5-8 cm и го пуснете. Измерете времето на 30-50 пълни трептения (например N=40). t₁ = _____ Повторете експеримента още 4 пъти (броят на трептенията е еднакъв във всички експерименти).

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

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

Въведете резултатите от изчисленията и измерванията в таблицата.

Изчислете ускорението, дължащо се на гравитацията, като използвате формулата: q.

р р__________

Изчислете абсолютните грешки в измерването на времето във всеки експеримент.

∆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"> = = _______

Изчислете относителна грешкаизмерване на q по формулата:

, където = 0,75 cm

Изчислете абсолютната грешка на измерване q.

https://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25 ">± ∆q. q = _____ q = _____ Сравнете резултата със стойността от 9,8 m /s².

Лабораторна работа №4

Цел на работата:Изчислете коефициента на пречупване на стъклото спрямо въздуха.

Оборудване:стъклена пластина във формата на трапец, източник на ток, ключ, електрическа крушка, свързващи проводници, метален екран с прорез.

Практически задачи и въпроси

Пречупването на светлината е явление _____ Защо пръстите, потопени във вода, изглеждат къси? Защо светлината преминава от терпентин към глицерин без пречупване? Какво е физическото значение на индекса на пречупване? Каква е разликата между относителния индекс на пречупване и абсолютния индекс на пречупване? Запишете формулата за закона за пречупване на светлината. В какъв случай ъгълът на пречупване е равен на ъгъла на падане? Под какъв ъгъл на падане α отразеният лъч е перпендикулярен на пречупения? (n е относителният индекс на пречупване на двете среди)

Напредък в работата

Свържете електрическата крушка през превключвателя към източник на захранване. С помощта на екран с прорез вземете тънък лъч светлина. Поставете плочата така, че светлинният лъч да пада върху нея в точка В под определено остър ъгъл. Поставете две точки по дължината на светлинния лъч, падащ върху плочата и излизащ от нея. Изключете електрическата крушка и извадете чинията, като очертаете очертанията й. През точка B на границата въздух-стъкло, начертайте перпендикуляр на границата, падащия и пречупения лъч и маркирайте ъглите на падане α и пречупване β. Начертайте окръжност с център в точка B и маркирайте пресечните точки на окръжността с падащия и отразения лъч (съответно точки A и C). Измерете разстоянието от точка А до перпендикуляра на интерфейса. α= ____ Измерете разстоянието от точка C до перпендикуляра на интерфейса. b= _____ Изчислете индекса на пречупване на стъклото, като използвате формулата.

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

Изчислете относителната грешка при измерване на индекса на пречупване, като използвате формулата:

Където ∆α = ∆b = 0,15 cm ______ = _____.

11. Изчислете абсолютната грешка на измерване n.

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

13. Въведете резултатите от изчисленията и измерванията в таблицата.

14. Повторете измерванията и изчисленията при различен ъгъл на падане.

15. Сравнете резултатите от индекса на пречупване на стъклото с таблицата.

Допълнителна задача

Измерете ъглите α и β с транспортир. Търсене по греховна масаα=_____, sin β= _____. Изчислете индекса на пречупване на стъклото n= n= _____ Оценете резултата.

Лабораторна работа № 5

D, диоптри

D, диоптър

Цел на работата:определяне на фокусното разстояние и оптичната сила на събирателна леща.

Оборудване:линийка, две правоъгълен триъгълник, дългофокусна събирателна леща, електрическа крушка на стойка с капачка, съдържаща буква, източник на ток, ключ, свързващи проводници, екран, направляваща релса.

Практически задачи и въпроси

Лещата се нарича _____ Тънката леща е _____ Покажете пътя на лъчите след пречупване в събирателна леща.

Запишете формулата за тънка леща. Оптичната сила на лещата е _____ D= ______ Как ще се промени фокусното разстояние на лещата, ако нейната температура се повиши? При какво условие изображението на обект, получено с помощта на събирателна леща, е виртуално? Източникът на светлина е поставен в двойния фокус на събирателна леща, чието фокусно разстояние е F = 2 m. На какво разстояние от лещата е нейният образ? Конструирайте изображение в събирателна леща.

Опишете полученото изображение.

Напредък в работата

1 Сглобете електрическа верига, като свържете електрическа крушка към източник на захранване чрез превключвател.

2. Поставете електрическата крушка на единия ръб на масата и екрана на другия ръб. Поставете събирателна леща между тях.

3. Включете електрическата крушка и преместете лещата по пръта, докато на екрана се получи рязко, намалено изображение на светещата буква на капачката на електрическата крушка.

4. Измерете разстоянието от екрана до обектива в mm. d=

5. Измерете разстоянието от лещата до изображението в mm. f

6. С непроменено d, повторете експеримента още 2 пъти, като всеки път отново получавате рязко изображение. f , е

7. Изчислете средното разстояние от изображението до лещата.

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

8. Изчислете оптичната сила на лещата D D

9. Изчислете фокусното разстояние на лещата. F F=

Оборудване:дифракционна решетка с период от mm или mm, триножник, линийка с държач за решетката и черен екран с прорез в средата, който може да се движи по линийката, .

Практически задачи и въпроси

Дисперсията на светлината се нарича _____ Интерференцията на светлинните вълни е _____ Формулирайте принципа на Хюйгенс-Френел. Дифракционната решетка е _____ Максимумите на дифракционната решетка възникват при условие _____ At дифракционна решеткас период d=2 μm монохроматична светлинна вълна пада нормално. Определете дължината на вълната, ако k=4. Защо частици по-малки от 0,3 микрона не се виждат в оптичен микроскоп? Положението на максимумите на осветеност, създадени от дифракционна решетка, зависи от броя на процепите? Изчислете разликата в пътя на монохроматичните светлинни вълни (λ=6·10 m), падащи върху дифракционната решетка и образуващи максимум от втори ред.

Напредък в работата

Включете източника на светлина. Гледайки през дифракционната решетка и процепа на екрана към източника на светлина и премествайки решетката в държача, монтирайте го така, че дифракционните спектри да са успоредни на скалата на екрана. Поставете екрана на приблизително 50 см от решетката. Измерете разстоянието от дифракционната решетка до екрана. α= _____ Измерете разстоянието от прореза на екрана до червената линия от първи ред отляво и отдясно на прореза.

Вляво: b = _____ Вдясно: b=_____

Изчислете дължината на вълната на червената светлина вляво от процепа на екрана.

Изчислете дължината на вълната на червената светлина вдясно от процепа на екрана.

Изчислете средната дължина на червената вълна.

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

Местоположение

Вдясно от

виолетово

Вдясно от

Повторете измерванията и изчисленията за лилаво.

Лабораторна работа по физика за 11 клас.

Лабораторна работа №1

НАБЛЮДЕНИЕ НА ВЛИЯНИЕТО НА МАГНИТНОТО ПОЛЕ ВЪРХУ ТОК

Оборудване: намотка от тел, статив, източник на постоянен ток, реостат, ключ, свързващи проводници, дъгообразен магнит.

Закачете намотка от тел от статива, свържете я към източника на ток последователно с реостата и ключа. Ключът първо трябва да бъде отворен и плъзгачът на реостата трябва да бъде настроен на максимално съпротивление.

Провеждане на експеримент

1. Поставете магнит върху висящото чиле и, затваряйки ключа, наблюдавайте движението на чилето.

2. Изберете няколко характерни опции за взаимното разположение на чилето и магнита и ги скицирайте, като посочите посоката на магнитното поле, посоката на тока и очакваното движение на чилето спрямо магнита.

3. Проверете експериментално правилността на предположенията за характера и посоката на движение на чилето.

Лабораторна работа №2

ИЗУЧАВАНЕ НА ЯВЛЕНИЯТА НА ЕЛЕКТРОМАГНИТНАТА ИНДУКЦИЯ

Оборудване : милиамперметър, захранване, бобини с ядра, дъгообразен магнит, бутонен превключвател, свързващи проводници, магнитна стрелка (компас), реостат.

Подготовка за работа

1. Поставете желязна сърцевина в една от намотките, като я закрепите с гайка. Свържете тази бобина през милиамперметър, реостат и превключете към източник на захранване. Затворете ключа и използвайте магнитна стрелка (компас), за да определите местоположението магнитни полюсинамотки с ток. Запишете в каква посока се отклонява стрелката на милиамперметъра. В бъдеще при извършване на работа ще бъде възможно да се прецени местоположението на магнитните полюси на намотката с ток в посоката на отклонение на иглата на милиамперметъра.

2. Изключете реостата и ключа от веригата, свържете милиамперметъра към бобината, като запазите реда на свързване на клемите им.

Провеждане на експеримент

1. Поставете сърцевината срещу един от полюсите на дъговидния магнит и я плъзнете вътре в бобината, като същевременно наблюдавате стрелката на милиамперметъра.
2. Повторете наблюдението, като извадите сърцевината от намотката и също така промените полюсите на магнита.
3. Начертайте схема на експеримента и проверете изпълнението на правилото на Ленц във всеки случай.
4. Поставете втората намотка до първата, така че осите им да съвпадат.
5. Поставете железни сърцевини в двете намотки и свържете втората намотка през превключвателя към източника на захранване.
6. Докато затваряте и отваряте ключа, наблюдавайте отклонението на стрелката на милиамперметъра.
7. Начертайте схема на експеримента и проверете изпълнението на правилото на Ленц.

Лабораторна работа №3

ОПРЕДЕЛЯНЕ НА УСКОРЕНИЕТО НА СВОБОДНОТО ПАДАНИЕ С МАХАЛО

Оборудване: часовник със секундарник, рулетка с грешка L = 0,5 см, топче с дупка, конец, статив с куплунг и халка.

Подготовка за работа

За измерване на ускорението на гравитацията се използват различни гравиметри, по-специално устройства с махало. С тяхна помощ е възможно да се измери ускорението на гравитацията с абсолютна грешка от порядъка на 10 -5 m/s 2 .

В работата се използва най-простото махало - топка на връв. За малки размери на топката в сравнение с дължината на нишката и малки отклонения от равновесното положение, периодът на трептене равен на периодатрептения на математическо махало. За да увеличите точността на измерване на периода, трябва да измервате достатъчно време t голям брой N общи трептения на махалото. Тогава периодът T = , а ускорението на свободното падане може да бъде
изчислено по формулата

Провеждане на експеримент

1. Поставете статив на ръба на масата. В горния му край укрепете пръстена с помощта на съединител и закачете топката за него на конец. Топката трябва да виси на разстояние 1-2 см от пода.

2. Измерете дължината на махало I с лента (дължината на махалото трябва да бъде най-малко 50 cm).

3. Възбудете махалото да трепти, като наклоните топката настрани с 5-8 см и я отпуснете.

4. Измерете времето t на 50 трептения на махалото в няколко експеримента и изчислете

където n е броят на експериментите за измерване на времето.

5. Изчислете средната абсолютна грешка на измерване на времето

6. Изчислете ускорението на свободното падане по формулата

7. Определете относителната грешка при измерване на времето t.

8. Определете относителната грешка при измерване на дължината на махалото. Стойността l е сумата от грешката на измервателната лента и грешката при броенето, равна на половината от стойността на делене на лентата:

l = l l + l баща.

9. Изчислете относителната грешка на измерване g по формулата

като се има предвид, че грешката на закръгляване l може да бъде пренебрегната, ако = 3,14; l може също да бъде пренебрегнато, ако е 4 пъти (или повече) по-малко от 2 t.

10. Определете g = q g cp и запишете резултата от измерването във формуляра

Уверете се, че измерванията са правилни и проверете аксесоарите известна стойност g полученият интервал.

Лабораторна работа №4

ИЗМЕРВАНЕ НА ПОКАЗАТЕЛЯ НА ПРЕКРЪПЛЕНИЕ НА СТЪКЛО

Оборудване, необходими измервания. Работата измерва индекса на пречупване на стъклена плоча с форма на трапец. Тесен светлинен лъч се насочва косо към една от успоредните страни на плочата. Преминавайки през плочата, този лъч светлина изпитва двойно пречупване. Източникът на светлина е електрическа крушка, свързана чрез ключ към някакъв източник на ток. Светлинният лъч се създава с помощта на метален екран с процеп. В този случай ширината на лъча може да се промени чрез промяна на разстоянието между екрана и електрическата крушка.

Коефициентът на пречупване на стъклото спрямо въздуха се определя по формулата

където е ъгълът на падане на светлинния лъч върху ръба на плочата (от въздух към стъкло); - ъгъл на пречупване на светлинния лъч в стъкло.

За да определите съотношението от дясната страна на формулата, продължете както следва. Преди да насочите светлинен лъч върху плочата, тя се поставя на масата върху лист милиметрова хартия (или лист карирана хартия), така че един от успоредните й ръбове да съвпада с предварително маркирана линия на хартията. Тази линия ще покаже интерфейса между въздух и стъкло. С помощта на фино подострен молив начертайте линия по втория паралелен ръб. Тази линия изобразява интерфейса между стъкло и въздух. След това, без да се измества плочата, тесен светлинен лъч се насочва към първата й успоредна повърхност под произволен ъгъл спрямо лицето. По дължината на светлинните лъчи, падащи върху плочата и излизащи от нея, с фино подострен молив се поставят точки 1, 2, 3 и 4 (фиг. 18.p. След това светлината се изключва, плочата се отстранява и входящите, изходящите и пречупените лъчи се изчертават с помощта на линийка (фиг. 18.2) През точка В на границата на раздела въздух-стъкло, маркирайте ъглите на падане и пречупване, след което с пергел начертайте a окръжност с център в точка B и построяване на правоъгълни триъгълници ABE и CBD.

Дължините на отсечките AE и DC се измерват с милиметрова хартия или линийка. И в двата случая инструменталната грешка може да се счита за равна на 1 mm. Грешката при броене също трябва да се приеме равна на 1 mm, за да се вземе предвид неточността в местоположението на линийката спрямо ръба на светлинния лъч.

Максималната относителна грешка при измерване на индекса на пречупване се определя по формулата

Определя се максималната абсолютна грешка по формулата

(Тук n r е приблизителната стойност на индекса на пречупване, определена по формула (18.1).)

Крайният резултат от измерването на индекса на пречупване се записва, както следва:

Подготовка за работа

2. Свържете електрическата крушка през превключвателя към източника на захранване. С помощта на екран с прорез вземете тънък лъч светлина.

1. Измерете индекса на пречупване на стъклото спрямо въздуха при някакъв ъгъл на падане. Запишете резултата от измерването, като вземете предвид изчислените грешки.

2. Повторете същото под различен ъгъл на падане.

3. Сравнете резултатите, получени от формулите

4. Направете заключение за зависимостта (или независимостта) на показателя на пречупване от ъгъла на падане. (Методът за сравняване на резултатите от измерванията е описан във въведението към лабораторните упражнения в учебника по физика за X клас.)

Защитен въпрос

За да се определи коефициентът на пречупване на стъклото, е достатъчно да се измерят ъглите с транспортир и да се изчисли съотношението на техните синуси. Кой метод за определяне на индекса на пречупване е за предпочитане: този или този, използван в работата?

Лабораторна работа № 5

ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ОПТИЧНАТА МОЩНОСТ И ФОКУСНА ЛЕЩА НА КОНВЕРСИОНЕН ОБЕКТИВ

Оборудване : линийка, два правоъгълни триъгълника, дългофокусна събирателна леща, електрическа крушка на стойка с капачка, източник на захранване, ключ, свързващи проводници, екран, направляваща релса.

Подготовка за работа

Най-простият начин за измерване на оптичната сила и фокусното разстояние на леща се основава на формулата на лещата

Използваният обект е буква, светеща с дифузна светлина в капачката на осветителя. Действителното изображение на тази буква се получава на екрана.

Провеждане на експеримент

1. Сглобете електрическа верига, като свържете електрическа крушка към източник на захранване чрез ключ.

2. Поставете електрическата крушка на ръба на масата и екрана на другия ръб. Поставете леща между тях, включете електрическата крушка и преместете лещата по релсата, докато на екрана се получи рязко изображение на светеща буква.

За да се намали грешката при измерване, свързана с рязкостта, е препоръчително да се получи по-малко (и следователно по-ярко) изображение.

3. Измерете разстоянията d и f, като обърнете внимание на необходимостта от внимателно измерване на разстоянията.

С непроменено d повторете експеримента няколко пъти, като всеки път получавате отново рязко изображение. Изчислете f ср., D ср., F ср. Въведете резултатите от измерванията на разстояние (в милиметри) в таблицата.

4. Абсолютната грешка D при измерване на оптичната мощност на леща може да се изчисли по формулата, където 1 и 2 са абсолютните грешки при измерването на d и f.

При определяне на 1 и 2 трябва да се има предвид, че измерването на разстояния d и f не може да се извърши с грешка, по-малка от половината от дебелината на лещата h.

Тъй като експериментите се провеждат при константа d, тогава 1 =. Грешката на измерване f ще бъде по-голяма поради неточността на настройката на рязкостта приблизително с друга. Ето защо

5. Измерете дебелината на лещата h (фиг. 18.3) и изчислете D по формулата

6. Запишете резултата във формата

Лабораторна работа № 6

ИЗМЕРВАНЕ НА ДЪЛЖИНА НА СВЕТЛИННАТА ВЪЛНА

Оборудване, необходими измервания. В тази работа за определяне на дължината на светлинната вълна се използва дифракционна решетка с период mm или - mm (периодът е посочен върху решетката). Това е основната част от измервателната настройка, показана на Фигура 18.4. Решетката 1 е монтирана в държач 2, който е прикрепен към края на линийката 3. На линийката има черен екран 4 с тесен вертикален прорез 5 в средата. Екранът може да се движи по линийката, което ви позволява да променяте разстоянието между него и дифракционната решетка. На екрана и линийката има милиметрови скали. Цялата инсталация е монтирана на статив 6.

Ако погледнете през решетката и процепа към източник на светлина (лампа с нажежаема жичка или свещ), тогава на черния фон на екрана можете да наблюдавате дифракционни спектри от 1-ви, 2-ри и т.н. Поръчки от двете страни на прореза.

Дължината на вълната се определя по формулата

където d е периодът на решетка; k - ред на спектъра; - ъгълът, под който се наблюдава максималната светлина от съответния цвят.

Тъй като ъглите, при които се наблюдават максимумите от 1-ви и 2-ри ред, не надвишават 5°, техните тангенси могат да се използват вместо синусите на ъглите. От фигура 18.5 се вижда, че

Разстояние a се измерва по линийка от решетката до екрана, разстояние b се измерва по скалата на екрана от процепа до избраната спектрална линия.

Крайната формула за определяне на дължината на вълната е

В тази работа грешката при измерване на дължините на вълните не се оценява поради известна несигурност при избора на средната част от спектъра на даден цвят.

Подготовка за работа

1. Подгответе формуляр за отчет с таблица за записване на резултатите от измерванията и изчисленията.
2. Сглобете измервателната система, монтирайте екрана на разстояние 50 cm от решетката.
3. Гледайки през дифракционната решетка и процепа на екрана към източника на светлина и премествайки решетката в държача, монтирайте го така, че дифракционните спектри да са успоредни на скалата на екрана.

Провеждане на експеримент, обработка на резултатите от измерванията

1. Изчислете червената дължина на вълната в спектър от 1-ви ред отдясно и отляво на процепа на екрана, определете средната стойност на резултатите от измерването.
2. Направете същото за жълтия цвят.
3. Сравнете вашите резултати с червената и виолетовата дължина на вълната на фиг. V, 1 цветна вложка.

Лабораторна работа №7

Наблюдение на интерференция, дифракция и поляризация на светлината

цел на работа:експериментално наблюдение на явлението интерференция и дифракция на светлината.

теоретична част: интерференция на светлинни вълни е събирането на две вълни, в резултат на което се наблюдава стабилен във времето модел на усилване или отслабване на получените светлинни вибрации в различни точки в пространството. резултатът от интерференцията зависи от ъгъла на падане върху филма, неговата дебелина и дължина на вълната. Усилване на светлината ще настъпи, ако пречупената светлина изостава от отразената светлина с цял брой дължини на вълната. Ако втората вълна изостава от първата с половин дължина на вълната или нечетен брой половин дължини на вълната, тогава светлината ще отслабне. дифракцията е огъването на вълните около ръбовете на препятствията.

оборудване:стъклени плочи - 2 бр., капачета от найлон или камбрик, експониран фотолента с прорез с бръснарско ножче, грамофонна плоча, шублер, лампа с права нажежаема жичка.

заключение от свършената работа:

1. светлинна интерференция

След като проведохме експеримент за наблюдение на интерференцията на светлината с помощта на две плочи, забелязахме, че с промяна в налягането формата и местоположението на интерферентните ивици се променят. Това се дължи на факта, че когато дебелината на филма се промени, разликата в пътя на вълната се променя. Високите се променят с ниски и обратно. При предаваната светлина не може да се наблюдава моделът на интерференция, тъй като това изисква последователни вълни с еднакви дължини и постоянна фазова разлика. Невъзможно е да се получи интерференчен модел, като се използват два независими източника на светлина. включването на друга крушка само увеличава осветеността, но не създава редуване на минимална и максимална осветеност.

2. дифракция

Използвайки различни методи, ние наблюдавахме явлението дифракция на светлината, промяна в дифракционните спектри. тази работае експериментално потвърждение на теорията за дифракцията на светлината.

Наблюдавайте синьото небе през полароид, като насочите зрителния лъч приблизително под прав ъгъл спрямо посоката на Слънцето (светлината, разпръсната под прав ъгъл спрямо посоката на падащата светлина, е най-поляризирана). Плавно завъртете Polaroid и наблюдавайте промяната на видимата яркост синьо небе. Промяната в яркостта, причинена от поляризацията на разсеяната светлина, е особено забележима, ако на фона на синьо небе в зрителното поле се появят бели облаци, чиято яркост не се променя при завъртане на Polaroid.

Лабораторна работа № 8

НАБЛЮДЕНИЕ НА НЕПРЕКЪСНАТИ И ЛИНИЕВИ СПЕКТРИ

Оборудване: прожекционен апарат, спектрални тръби с водород, неон или хелий, индуктор за високо напрежение, захранване, статив, свързващи проводници (тези устройства са общи за целия клас), стъклена плоча със скосени ръбове (издава се на всички).

Провеждане на експеримент

1. Поставете пластината хоризонтално пред окото. През ръбовете, образуващи ъгъл 45°, наблюдавайте светла вертикална ивица на екрана - изображение на плъзгащия се прорез на прожекционния апарат.

2. Изберете основните цветове от получения непрекъснат спектър и ги запишете в наблюдаваната последователност.

3. Повторете експеримента, като гледате лентата през лицата, образуващи ъгъл от 60°. Запишете разликите като спектри.

4. Наблюдавайте линейните спектри на водород, хелий или неон, като гледате светлинните спектрални тръби през ръбовете на стъклена пластина. Запишете най-ярките линии в спектрите.

Защитен въпрос

Как се различава дифракционният спектър от дисперсионния спектър?

Лабораторна работа №9

Изучаване на следи от заредени частици с помощта на готови снимки

Ход на лабораторния експеримент:

цел на работа:Работата изисква идентифициране на заредена частица чрез сравняване на следата й с траекторията на протон в облачна камера, поставена в магнитно поле.
оборудване:завършена снимка на две следи от заредени частици. i track е протон, ii е частица, която трябва да бъде идентифицирана.

заключение от свършената работа:След като идентифицирахме заредена частица чрез сравняване на нейната следа с следата на протон, ние установихме, че тази частица е ... (получения резултат).

Цел на работата:

Оборудване:

Забележка.

Напредък в работата

мотовилка.

Заключение: _____

Допълнителна задача

Лабораторна работа №2

Изследване на явлението електромагнитна индукция

Цел на работата:изучавайте явлението електромагнитна индукция, проверете правилото на Ленц.

Практически задачи и въпроси

28 август 1831 г. М. Фарадей _____
Какво е явлението електромагнитна индукция?
Магнитният поток F през повърхност с площ S се нарича _____
В какви единици SI се измерват?

а) индукция на магнитно поле [B]= _____

б) магнитен поток [F]= _____

5. Правилото на Ленц ни позволява да определим _____

6. Запишете формулата на закона за електромагнитната индукция.

7. Какъв е физическият смисъл на закона за електромагнитната индукция?

8. Защо откриването на явлението електромагнитна индукция се смята за едно от най-големите открития в областта на физиката?

Напредък в работата

Свържете намотката към клемите на милиамперметъра.
Следвайте тези стъпки:

а) поставете северния (N) полюс на магнита в намотката;

б) спрете магнита за няколко секунди;

в) извадете магнита от бобината (скоростният модул на магнита е приблизително същият).

4. Повторете стъпки 2 с южния (S) полюс на магнита и направете съответните заключения: a) _____ b) _____ c) _____

5. Формулирайте при какво условие в бобината се е появил индуциран ток.

6. Обяснете разликата в посоката на индуцирания ток по отношение на правилото на Ленц

7. Начертайте схема на експеримента.

8. Начертайте верига, състояща се от източник на ток, две намотки на обща сърцевина, превключвател, реостат и милиамперметър (свържете първата намотка към милиамперметър, свържете втората намотка през реостат към източника на ток).

9. Сглобете електрическа верига по тази схема.

10. Чрез затваряне и отваряне на ключа проверете дали в първата намотка възниква индукционен ток.

11. Проверете правилото на Ленц.

12. Проверете дали възниква индуциран ток при промяна на тока на реостата.

Лабораторна работа №3

Напредък в работата

Поставете статив на ръба на масата, закрепете пръстен в горния му край с помощта на съединител и закачете топка за него на конец. Топката трябва да виси на разстояние 2-5 см от пода.
Измерете дължината на махалото с лента: ℓ= _____
Отклонете махалото от равновесното положение с 5-8 см и го пуснете.
Измерете времето на 30-50 пълни трептения (например N=40). t₁ = _____
Повторете опита още 4 пъти (броят на трептенията е еднакъв във всички опити).

t = _____ t = _____ t = _____ t = _____

Изчислете средното време на трептене.

t ,

t t__________.

Изчислете средната стойност на периода на колебание.

________ .

Въведете резултатите от изчисленията и измерванията в таблицата.

р р__________

Изчислете абсолютните грешки в измерването на времето във всеки експеримент.

∆t₁=|t₁−t |=| |=

∆t₂=|t₂−t |=| |=

∆t₃=|t3−t |=| |=

∆t₄=|t₄−t |=| |=

∆t₅=|t₅−t |=| |=

Изчислете средната абсолютна грешка на измерванията на времето.

∆t = = _______

Изчислете относителната грешка на измерване q, като използвате формулата:

, където = 0,75 cm

Изчислете абсолютната грешка на измерване q.

∆q = _____ ∆q = _____

Лабораторна работа №4

Напредък в работата

Свържете електрическата крушка през превключвателя към източник на захранване. С помощта на екран с прорез вземете тънък лъч светлина.
Поставете плочата така, че светлинният лъч да пада върху нея в точка В под определен остър ъгъл.
Поставете две точки по дължината на светлинния лъч, падащ върху плочата и излизащ от нея.
Изключете електрическата крушка и извадете чинията, като очертаете очертанията й.
През точка B на границата въздух-стъкло, начертайте перпендикуляр на границата, падащия и пречупения лъч и маркирайте ъглите на падане α и пречупване β.
Начертайте окръжност с център в точка B и маркирайте пресечните точки на окръжността с падащия и отразения лъч (съответно точки A и C).
Измерете разстоянието от точка А до перпендикуляра на интерфейса. α= ____
Измерете разстоянието от точка С до перпендикуляра на интерфейса. b= _____
Изчислете индекса на пречупване на стъклото, като използвате формулата.

защото n= n= _____

Изчислете относителната грешка при измерване на индекса на пречупване, като използвате формулата:

Където ∆α = ∆b = 0,15 cm ______ = _____.

11. Изчислете абсолютната грешка на измерване n.

∆n = n ε ∆n = ______ ∆n = _____

12. Запишете резултата като n = n ± ∆n. n = _____

13. Въведете резултатите от изчисленията и измерванията в таблицата.

Опит №	α, cm	B, cm	п	∆α, cm	∆b, cm	ε	∆n

14. Повторете измерванията и изчисленията при различен ъгъл на падане.

15. Сравнете резултатите от индекса на пречупване на стъклото с таблицата.

Допълнителна задача

Лабораторна работа № 5

Напредък в работата

4. Измерете разстоянието от екрана до обектива в mm. d=

5. Измерете разстоянието от лещата до изображението в mm. f

6. С непроменено d, повторете експеримента още 2 пъти, като всеки път отново получавате рязко изображение. f , е

7. Изчислете средното разстояние от изображението до лещата.

f f е = _______

8. Изчислете оптичната сила на лещата D D

9. Изчислете фокусното разстояние на лещата. F F =

10. Въведете резултатите от изчисленията и измерванията в таблицата.

11. Измерете дебелината на лещата в mm. h= _____

12. Изчислете абсолютната грешка при измерване на оптичната мощност на лещата по формулата:

∆D = , ∆D = _____

13. Запишете резултата като D = D ± ∆D D = _____

Лабораторна работа № 6

Напредък в работата

Включете източника на светлина.
Гледайки през дифракционната решетка и процепа на екрана към източника на светлина и премествайки решетката в държача, монтирайте го така, че дифракционните спектри да са успоредни на скалата на екрана.
Поставете екрана на приблизително 50 см от решетката.
Измерете разстоянието от дифракционната решетка до екрана. α= _____
Измерете разстоянието от прореза на екрана до червената линия от първи ред отляво и отдясно на прореза.

Вляво: b = _____ Вдясно: b=_____

Вдясно от празнината виолетово Вляво от празнината Вдясно от празнината

Повторете измерванията и изчисленията за лилавия цвят.

Наблюдение на ефекта на магнитното поле върху тока

Цел на работата:уверете се, че равномерното магнитно поле има ориентиращ ефект върху тоководещата рамка.

Забележка.Преди работа се уверете, че двигателят на реостата е настроен на максимално съпротивление.

Практически задачи и въпроси

През 1820 г. Х. Ерстед открива ефекта на електрическия ток върху _____
През 1820 г. А. Ампер установява, че два паралелни проводника с ток _____
Магнитно поле може да се създаде: а) _____ б) _____ в) _____
Каква е основната характеристика на магнитното поле? В какви единици SI се измерва?
Посоката на вектора на магнитната индукция B в мястото, където се намира рамката с ток, се приема за _____
Каква е особеността на линиите на магнитна индукция?
Правилото на gimlet позволява _____
Формулата за силата на Ампер е: F= _____
Формулирайте правилото на лявата ръка.
Максималният въртящ момент M, действащ върху рамката с ток от магнитното поле, зависи от _____

Напредък в работата

Сглобете веригата според чертежа, като я окачите на гъвкави проводници

мотовилка.

Поставете дъговидния магнит под някакъв остър предмет

ъгъл α (например 45°) спрямо равнината на макарата и затваряйки ключа, наблюдавайте движението на макарата.

Повторете опита, като първо смените полюсите на магнита и след това посоката на електрическия ток.
Скицирайте намотката и магнита, като посочите посоката на магнитното поле, посоката на електрическия ток и характера на движение на намотката.
Обяснете поведението на намотка с ток, протичаща в еднородно магнитно поле.
Поставете дъговидния магнит в равнината на бобината (α=0°). Повторете стъпките, посочени в стъпки 2-5.
Поставете дъговидния магнит перпендикулярно на равнината на бобината (α=90°). Повторете стъпките, посочени в стъпки 2-5.

Заключение: _____

Допълнителна задача

Променяйки силата на тока с реостат, наблюдавайте дали естеството на движението на намотката с ток в магнитно поле се променя?

Лабораторна работа №2

Оборудване: статив със съединител и щипка, захранване, намотка от тел, дъгообразен магнит, ключ, свързващи проводници.

Инструкции за изпълнение на работата

1. Сглобете инсталацията, показана на Фигура 144, b. Приложете магнит към намотката на жицата и затворете веригата. Обърнете внимание на естеството на магнитното взаимодействие между чилето и магнита.

2. Приближете магнита към намотката с другия полюс. Как се е променил характерът на взаимодействието между намотката и магнита?

3. Повторете експериментите, като поставите магнита от другата страна на чилето.

4. Поставете намотка от тел между полюсите на магнита, както е показано на фигура 144, а. Затворете веригата и наблюдавайте явлението. Направете изводи.

В работа № 4 ще разгледаме взаимодействието на соленоид с магнит. Както е известно, в соленоид под ток възниква магнитно поле, което ще взаимодейства с постоянен магнит. Ще проведем серия от четири експеримента с различни позиции на намотката и магнита. Трябва да се очаква, че тяхното взаимодействие също ще бъде различно (привличане или отблъскване).

Приблизителен напредък на работата:

Наблюдаваме следните явления, които удобно могат да бъдат представени под формата на рисунки:

Лабораторна работа № 11. Наблюдение на явлението интерференция и дифракция на светлината.
Цел на работата: експериментално изследване на явлението интерференция и дифракция на светлината, идентифициране на условията за възникване на тези явления и естеството на разпределението на светлинната енергия в пространството.
Оборудване: електрическа лампа с права нажежаема жичка (по една за клас), две стъклени плочи, PVC тръба, чаша със сапунен разтвор, телеен пръстен с дръжка с диаметър 30 мм, острие, лента хартия ½ лист, найлонов плат 5х5 см, дифракционна решетка, светлинни филтри.

Кратка теория
Интерференцията и дифракцията са явления, характерни за вълни от всякакво естество: механични, електромагнитни. Вълновата интерференция е събирането на две (или няколко) вълни в пространството, при което получената вълна се усилва или отслабва в различни точки. Интерференция се наблюдава, когато вълни, излъчвани от един и същ източник на светлина, се припокриват и достигат до тази точкапо различни начини. За да се образува стабилна интерферентна картина, са необходими кохерентни вълни - вълни, които имат еднаква честота и постоянна фазова разлика. Кохерентни вълни могат да се получат върху тънки слоеве от оксиди, мазнини или върху въздушна клинова междина между две прозрачни стъкла, притиснати едно към друго.
Амплитудата на полученото изместване в точка C зависи от разликата в траекториите на вълните на разстояние d2 – d1.
[Изтеглете файла, за да видите снимката] Максимално условие (усилване на трептенията): разликата във вълновите пътища е равна на четен брой полувълни
където k=0; ± 1; ± 2; ± 3;
[Изтеглете файла, за да видите снимката] Вълните от източници A и B ще пристигнат в точка C в едни и същи фази и ще се „подсилват една друга.
Ако разликата в пътя е равна на нечетен брой полувълни, тогава вълните ще се отслабват една друга и ще се наблюдава минимум в точката на срещата им.

[Изтеглете файла, за да видите снимката] [Изтеглете файла, за да видите снимката]
Когато светлината се намесва, възниква пространствено преразпределение на енергията на светлинните вълни.
Дифракцията е явлението на отклонение на вълната от праволинейно разпространение при преминаване през малки дупки и огъване около малки препятствия.
Дифракцията се обяснява с принципа на Хюйгенс-Френел: всяка точка от препятствието, до която светлината достига, се превръща в източник на вторични вълни, кохерентни, които се разпространяват отвъд ръбовете на препятствието и се намесват една в друга, образувайки стабилна интерференчна картина - редуващи се максимуми и минимуми на осветеност, оцветени в дъга в бяла светлина. Условие за проява на дифракция: Размерите на препятствията (дупките) трябва да са по-малки или съизмерими с дължината на вълната. Дифракцията се наблюдава върху тънки нишки, драскотини върху стъкло, върху вертикален прорез в лист хартия, върху мигли, върху капки вода. върху замъглено стъкло, върху ледени кристали в облак или върху стъкло, върху хитинови четинки на насекоми, върху птичи пера, върху компактдискове, опаковъчна хартия, върху дифракционна решетка.,
Дифракционната решетка е оптично устройство, което е периодична структураот голям брой правилно подредени елементи, върху които се получава дифракция на светлината. Штрихи с профил, който е специфичен и постоянен за дадена дифракционна решетка, се повтарят на същия интервал d (период на решетка). Способността на дифракционната решетка да разделя падащия върху нея светлинен лъч според дължините на вълната е нейното основно свойство. Има отразяващи и прозрачни дифракционни решетки. Съвременните устройства използват предимно отразяващи дифракционни решетки.

Напредък на работата:
Задача 1. А) Наблюдение на интерференция върху тънък филм:
Опит 1. Потопете теления пръстен в сапунения разтвор. Върху теления пръстен се образува сапунен филм.
Поставете го вертикално. Наблюдаваме светли и тъмни хоризонтални ивици, които променят ширината и цвета си с промяната на дебелината на филма. Погледнете снимката през филтър.
Запишете колко ивици се наблюдават и как се редуват цветовете в тях?
Опит 2. С помощта на PVC тръба издухайте сапунен мехур и го разгледайте внимателно. При осветяване с бяла светлина наблюдавайте образуването на интерферентни петна, оцветени в спектрални цветове. Разгледайте картината през светлинен филтър.
Какви цветове се виждат в балончето и как се редуват отгоре надолу?
B) Наблюдение на смущения върху въздушен клин:
Опит 3. Внимателно избършете две стъклени плочи, поставете ги една в друга и ги стиснете с пръсти. Поради неидеалната форма на контактните повърхности между плочите се образуват тънки въздушни кухини - това са въздушни клинове и върху тях възникват смущения. Когато силата на компресиране на плочите се променя, дебелината на въздушния клин се променя, което води до промяна в местоположението и формата на максимумите и минимумите на интерференцията. След това прегледайте картината през филтър.
Скицирайте това, което сте видели в бяла светлина и това, което сте видели през филтър.

Направете заключение: Защо възниква смущението, как да обясните цвета на максимумите в интерферентния модел, какво влияе върху яркостта и цвета на шаблона.

Задача 2. Наблюдение на дифракция на светлината.
Експеримент 4. Използвайте острие, за да изрежете прорез в лист хартия, приложете хартията към очите си и погледнете през процепа източника на светлина-лампа. Наблюдаваме максимумите и минимумите на осветеност След това погледнете картината през филтър.
Скицирайте дифракционната картина, наблюдавана в бяла светлина и в монохроматична светлина.
Чрез деформиране на хартията намаляваме ширината на процепа и наблюдаваме дифракция.
Експеримент 5. Погледнете източник на светлина - лампа през дифракционна решетка.
Как се е променила дифракционната картина?
Експеримент 6. Погледнете през найлоновия плат нишката на светещата лампа. Чрез завъртане на тъканта около оста й постигате изчистване дифракционна картинапод формата на две дифракционни ивици, кръстосани под прав ъгъл.
Скицирайте наблюдавания дифракционен кръст. Обяснете това явление.
Направете заключение: защо възниква дифракция, как да обясните цвета на максимумите в дифракционната картина, какво влияе върху яркостта и цвета на картината.
Въпроси за сигурност:
Какво е общото между явлението интерференция и явлението дифракция?
Какви вълни могат да произведат стабилен модел на смущение?
Защо на ученическото бюро няма смущения от лампите, окачени на тавана в класната стая?

6. Как да обясним цветните кръгове около Луната?

Прикачени файлове