Labor arbeit № 1
Beobachtung der Wirkung eines Magnetfeldes auf den Strom
Zielsetzung: Achten Sie darauf, dass ein gleichmäßiges Magnetfeld orientierend auf die stromdurchflossene Schleife wirkt.
Ausrüstung: Spule-Spule, Stativ, Gleichstromquelle, Rheostat, Schlüssel, Verbindungsdrähte, Bogen- oder Streifenmagnet.
Notiz. Stellen Sie vor der Arbeit sicher, dass der Rheostat-Schieber auf maximalen Widerstand eingestellt ist.
1820 entdeckte H. Oersted die Wirkung elektrischer Strom am _____ 1820 stellte A. Ampere fest, dass zwei parallele Leiter mit einem Strom _____ ein Magnetfeld erzeugen können: a) _____ b) _____ c) _____ Was ist die Haupteigenschaft Magnetfeld? Was sind die Einheiten im SI-System? Für die Richtung des magnetischen Induktionsvektors B an der Stelle, an der sich der Rahmen mit dem Strom befindet, nehmen sie _____ Was ist die Besonderheit der magnetischen Induktionslinien? Die Gimlet-Regel erlaubt _____ Die Ampère-Kraft-Formel sieht so aus: F= _____ Formulieren Sie die Regel der linken Hand. Das bei Strom aus dem Magnetfeld auf den Rahmen wirkende maximale Drehmoment M hängt ab von _____
Arbeitsprozess
Montieren Sie die Kette gemäß der Zeichnung und hängen Sie sie an flexiblen Drähten auf
Spule.
Positionieren Sie den bogenförmigen Magneten unter etwas Scharfem
Winkel α (z. B. 45 °) zur Ebene der Spule-Spule und beim Schließen des Schlüssels die Bewegung der Spule-Spule beobachten.
Wiederholen Sie das Experiment, indem Sie zuerst die Pole des Magneten und dann die Richtung des elektrischen Stroms ändern. Zeichnen Sie eine Spule-Spule und einen Magneten, die die Richtung des Magnetfelds, die Richtung des elektrischen Stroms und die Art der Bewegung der Spule-Spule angeben. Erklären Sie das Verhalten der Spule-Spule mit Strom in einem einheitlichen Magneten Bereich. Positionieren Sie den bogenförmigen Magneten in der Ebene der Spule (α=0°). Wiederholen Sie die Schritte in den Schritten 2-5. Positionieren Sie den bogenförmigen Magneten senkrecht zur Ebene der Spule (α=90°). Wiederholen Sie die Schritte in den Schritten 2-5.
Ausgabe: _____
Zusätzliche Aufgabe
Beobachten Sie durch Ändern der Stromstärke mit einem Rheostat, ob sich die Art der Bewegung der Spule-Spule mit Strom in einem Magnetfeld ändert?
Labor Nr. 2
Untersuchung des Phänomens der elektromagnetischen Induktion
Zielsetzung: Studieren Sie das Phänomen Elektromagnetische Induktion, überprüfen Sie die Regel von Lenz.
Ausrüstung: Milliamperemeter, Netzteil, Spulen mit Kernen, Bogen- oder Streifenmagnet, Rheostat, Schlüssel, Verbindungsdrähte, Magnetnadel.
Ausbildungsaufgaben und Fragen
28. August 1831 M. Faraday _____ Was ist das Phänomen der elektromagnetischen Induktion? Der magnetische Fluss Ф durch eine Oberfläche mit einer Fläche S heißt _____ In welchen Einheiten im SI-System gemessen werdena) Magnetfeldinduktion [B]= _____
B) magnetischer Fluss[F]= _____
5. Mit der Regel von Lenz können Sie _____ bestimmen
6. Schreiben Sie die Formel für das Gesetz der elektromagnetischen Induktion auf.
7. Was ist physikalische Bedeutung Gesetz der elektromagnetischen Induktion?
8. Warum wird die Entdeckung des Phänomens der elektromagnetischen Induktion als klassifiziert? größten Entdeckungen in Physik?
Arbeitsprozess
Verbinden Sie die Spule mit den Klemmen des Milliamperemeters. Gehen Sie wie folgt vor:
a) Führen Sie den Nordpol (N) des Magneten in die Spule ein;
b) Halten Sie den Magneten für einige Sekunden an;
c) Entfernen Sie den Magneten von der Spule (der Geschwindigkeitsmodul des Magneten ist ungefähr gleich).
3. Schreibe auf, ob in der Spule ein Induktionsstrom aufgetreten ist und welche Eigenschaften er jeweils hat: a) _____ b) _____ c) _____
4. Wiederholen Sie Schritt 2 mit dem Südpol (S) des Magneten und ziehen Sie die entsprechenden Schlussfolgerungen: a) _____ b) _____ c) _____
5. Formulieren Sie, unter welchen Bedingungen ein Induktionsstrom in der Spule auftrat.
6. Erklären Sie den Unterschied in der Richtung des induzierten Stroms in Bezug auf die Lenzsche Regel
7. Zeichnen Sie ein Diagramm der Erfahrung.
8. Zeichnen Sie eine Schaltung bestehend aus einer Stromquelle, zwei Spulen auf gemeinsamen Kern, Schlüssel, Rheostat und Milliamperemeter (verbinden Sie die erste Spule mit dem Milliamperemeter, verbinden Sie die zweite Spule durch den Rheostat mit der Stromquelle).
9. Sammeln elektrische Schaltung nach diesem Schema.
10. Schließen und öffnen Sie den Schlüssel und prüfen Sie, ob in der ersten Spule ein Induktionsstrom fließt.
11. Überprüfen Sie die Implementierung der Lenz-Regel.
12. Prüfen Sie, ob ein Induktionsstrom auftritt, wenn sich der Rheostatstrom ändert.
Labor Nr. 3
Bestimmung der Beschleunigung des freien Falls mit einem Pendel
Zielsetzung: Berechnen Sie die Erdbeschleunigung und bewerten Sie die Genauigkeit des Ergebnisses.
Ausrüstung: Uhr mit Sekundenzeiger, Maßband, Kugel mit Loch, Gewinde, Stativ mit Kupplung und Ring.
Trainingsaufgaben und Fragen
Freie Schwingungen nennt man _____ Unter welchen Bedingungen kann ein Fadenpendel als mathematisch betrachtet werden? Die Schwingungsdauer ist _____ In welchen Einheiten im SI-System gemessen wird:
a) Zeitraum [T]= _____
b) Frequenz [ν]= _____
c) zyklische Frequenz[ω]= _____
d) Schwingungsphase[ϕ]= _____
5. Schreiben Sie die Formel für die Schwingungsdauer auf mathematisches Pendel erhalten von G. Huygens.
6. Schreiben Sie die Gleichung auf oszillierende Bewegung in Differentialform und ihre Lösung.
7. Die zyklische Schwingungsfrequenz des Pendels beträgt 2,5π rad/s. Finden Sie die Periode und Frequenz des Pendels.
8. Die Bewegungsgleichung des Pendels hat die Form x=0,08 sin 0,4πt. Bestimmen Sie Amplitude, Periode und Frequenz von Schwingungen.
Arbeitsprozess
Stellen Sie ein Stativ auf die Tischkante, befestigen Sie den Ring an seinem oberen Ende mit einer Kupplung und hängen Sie die Kugel an das Gewinde dazu. Der Ball sollte in einem Abstand von 2-5 cm vom Boden hängen. Messen Sie die Länge des Pendels mit einem Maßband: ℓ= _____ Bewegen Sie das Pendel um 5-8 cm aus der Gleichgewichtsposition und lassen Sie es los. Messen Sie die Zeit von 30-50 vollständigen Schwingungen (z. B. N=40). t₁ = _____ Wiederhole den Versuch noch 4 Mal (die Anzahl der Schwingungen ist bei allen Versuchen gleich).
t= _____ t
T 
https://pandia.ru/text/78/010/images/image009_84.gif" width="65" height="44"> 
________ .
Tragen Sie die Ergebnisse der Berechnungen und Messungen in die Tabelle ein.
Q 
Q__________
Berechnen Sie die absoluten Zeitmessfehler in jedem Experiment.
∆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"> = 
= _______
Berechnung relativer Fehler Messungen q nach der Formel:
, wo = 0,75 cm 
Berechnen Sie den absoluten Messfehler q.
https://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25">± ∆q.q = _____ q = _____ Vergleichen Sie das Ergebnis mit dem Wert von 9,8 m /s².
Labor Nr. 4
Messung des Brechungsindex von Glas
Zielsetzung: Berechnen Sie den Brechungsindex von Glas relativ zu Luft.
Ausrüstung: eine trapezförmige Glasplatte, eine Stromquelle, ein Schlüssel, eine Glühbirne, Verbindungsdrähte, ein Metallschirm mit Schlitz.
Trainingsaufgaben und Fragen
Die Lichtbrechung ist ein Phänomen _____ Warum erscheinen in Wasser getauchte Finger kurz? Warum geht Licht ohne Brechung von Terpentin zu Glycerin? Was ist die physikalische Bedeutung des Brechungsindex? Was ist der Unterschied zwischen einem relativen und einem absoluten Brechungsindex? Schreiben Sie die Formel für das Lichtbrechungsgesetz auf. Wann ist der Brechungswinkel gleich dem Einfallswinkel? Bei welchem Einfallswinkel α steht der reflektierte Strahl senkrecht zum gebrochenen Strahl? (n ist der relative Brechungsindex der beiden Medien)
Arbeitsprozess
Verbinden Sie die Glühbirne über den Schalter mit der Stromquelle. Verwenden Sie einen Bildschirm mit Schlitz, um einen dünnen Lichtstrahl zu erhalten. Positionieren Sie die Platte so, dass der Lichtstrahl an Punkt B darunter fällt spitzer Winkel. Setzen Sie zwei Punkte entlang des Lichtstrahls, der auf die Platte fällt und aus ihr herauskommt. Schalten Sie die Glühbirne aus und entfernen Sie die Platte, indem Sie ihre Umrisse skizzieren. Zeichnen Sie den einfallenden und gebrochenen Strahl durch den Punkt B der Luft-Glas-Grenzfläche und markieren Sie die Einfallswinkel α und Brechung β. Zeichnen Sie einen Kreis mit Mittelpunkt B und markieren Sie die Schnittpunkte des Kreises mit den einfallenden und reflektierten Strahlen (Punkte A bzw. C). Messen Sie den Abstand von Punkt A zur Senkrechten zur Grenzfläche. α= ____ Messen Sie den Abstand von Punkt C zur Senkrechten zur Grenzfläche. b= _____ Berechnen Sie den Brechungsindex von Glas mit der Formel.
https://pandia.ru/text/78/010/images/image025_24.gif" width="67" height="44 src="> n= n= _____
Berechnen Sie den relativen Fehler bei der Messung des Brechungsindex mit der Formel:
Wobei ∆α = ∆b = 0,15 cm _____ = _____
11. Berechnen Sie den absoluten Messfehler n.
∆n = n εhttps://pandia.ru/text/78/010/images/image031_22.gif" width="16" height="24 src=">= n ± ∆n. n= _____
13. Tragen Sie die Ergebnisse der Berechnungen und Messungen in die Tabelle ein.
14. Wiederholen Sie die Messungen und Berechnungen mit einem anderen Einfallswinkel.
15. Vergleichen Sie die erhaltenen Ergebnisse des Brechungsindex von Glas mit der Tabelle.
Zusätzliche Aufgabe
Messen Sie die Winkel α und β mit einem Winkelmesser. Finde aus der Tabelle sin α=_____, sin β= _____. Berechnen Sie den Brechungsindex von Glas n= n= _____ Bewerten Sie das Ergebnis.
Labor Nr. 5
Bestimmung der Brechkraft und Brennweite einer Sammellinse.
Zielsetzung: Brennweite und Brechkraft einer Sammellinse bestimmen.
Ausrüstung: Herrscher, zwei rechtwinkliges Dreieck, eine Sammellinse mit langer Brennweite, eine Glühbirne auf einem Ständer mit einer Kappe, die einen Buchstaben enthält, eine Stromquelle, ein Schlüssel, Verbindungsdrähte, ein Bildschirm, eine Führungsschiene.
Trainingsaufgaben und Fragen
Eine Linse heißt _____ Eine dünne Linse ist _____ Zeigen Sie den Strahlengang nach der Brechung in einer Sammellinse.
Schreiben Sie die Formel für eine dünne Linse auf. Die Brechkraft der Linse ist _____ D= _____ Wie ändert sich die Brennweite der Linse, wenn ihre Temperatur ansteigt? Unter welcher Bedingung ist das mit einer Sammellinse erhaltene Bild eines Objekts imaginär? Die Lichtquelle befindet sich im Doppelfokus einer Sammellinse, deren Brennweite F = 2 m beträgt, in welcher Entfernung befindet sich ihr Bild von der Linse? Konstruieren Sie ein Bild in einer Sammellinse.
Beschreiben Sie das resultierende Bild.
Arbeitsprozess
1 Bauen Sie den Stromkreis zusammen, indem Sie die Glühbirne über einen Schalter an eine Stromquelle anschließen.
2. Platzieren Sie die Glühbirne an einem Ende des Tisches und den Bildschirm am anderen Ende. Legen Sie eine Sammellinse dazwischen.
3. Schalten Sie die Glühbirne ein und bewegen Sie die Linse entlang des Stabs, bis ein scharfes, verkleinertes Bild des Leuchtbuchstabens des Lampensockels auf dem Bildschirm erhalten wird.
4. Messen Sie den Abstand vom Bildschirm zum Objektiv in mm. d=
5. Messen Sie den Abstand vom Objektiv zum Bild in mm. F
6. Wiederholen Sie den Versuch bei unverändertem d noch 2 Mal, wobei Sie jedes Mal wieder ein scharfes Bild erhalten. F 
, F 
7. Berechnen Sie den durchschnittlichen Abstand vom Bild zum Objektiv.
fhttps://pandia.ru/text/78/010/images/image041_14.gif" width="117" height="41"> f= _______
8. Berechnen Sie die Brechkraft der Linse D D
9. Berechnen Sie die Brennweite zum Objektiv. F F=
Ausrüstung: ein Beugungsgitter mit einer Periode von mm oder mm, ein Stativ, ein Lineal mit einer Halterung für das Gitter und eine schwarze Blende mit einem Schlitz in der Mitte, die entlang des Lineals verschoben werden kann, .
Trainingsaufgaben und Fragen
Die Lichtstreuung heißt _____ Die Interferenz von Lichtwellen heißt _____ Formulieren Sie das Huygens-Fresnel-Prinzip. Das Beugungsgitter ist _____ Die Maxima des Beugungsgitters treten unter der Bedingung _____ auf Gitter bei einer Periode d = 2 µm fällt eine monochromatische Lichtwelle normal ein. Bestimmen Sie die Wellenlänge, wenn k=4. Warum sind Partikel kleiner als 0,3 Mikrometer im Lichtmikroskop nicht sichtbar? Hängt die Lage der von einem Beugungsgitter erzeugten Beleuchtungsmaxima von der Anzahl der Spalte ab? Berechnen Sie den Gangunterschied monochromatischer Lichtwellen (λ=6·10 m), die auf das Beugungsgitter einfallen und ein Maximum zweiter Ordnung bilden.
Arbeitsprozess
Schalten Sie die Lichtquelle ein. Blicken Sie durch das Beugungsgitter und den Schlitz im Schirm auf die Lichtquelle und verschieben Sie das Gitter in der Halterung, stellen Sie ihn so ein, dass die Beugungsspektren parallel zur Schirmskala sind. Montieren Sie den Bildschirm etwa 50 cm vom Gitter entfernt. Messen Sie den Abstand vom Gitter zum Bildschirm. α= _____ Messen Sie den Abstand vom Bildschirmschlitz bis zur roten Linie erster Ordnung links und rechts vom Schlitz.
Links: b = _____ Rechts: b=_____
Berechnen Sie die rote Wellenlänge links vom Schlitz im Schirm.
Berechnen Sie die rote Wellenlänge rechts vom Schlitz im Schirm.
Berechnen Sie den Mittelwert der roten Wellenlänge.
https://pandia.ru/text/78/010/images/image058_7.gif" width="117" height="45 src=">0" style="border-collapse:collapse;border:none">
Standort
rechts von
Violett
rechts von
Laborarbeit in Physik für den Kurs der 11. Klasse.
Labor Nr. 1
BEOBACHTUNG DER WIRKUNG DES MAGNETFELDS AUF DEN STROM
Ausrüstung: Drahtspule, Stativ, Gleichstromquelle, Rheostat, Schlüssel, Verbindungsdrähte, Bogenmagnet.
Hängen Sie die Drahtspule an ein Stativ und schließen Sie sie an eine Stromquelle in Reihe mit dem Rheostat und dem Schlüssel an. Zuerst muss der Schlüssel geöffnet, der Rheostatmotor auf maximalen Widerstand eingestellt werden.
Durchführung eines Experiments
1. Bringen Sie einen Magneten zum hängenden Strang und beobachten Sie die Bewegung des Strangs, indem Sie den Schlüssel schließen.
2. Wählen Sie mehrere charakteristische Optionen für die relative Position der Spule und des Magneten und skizzieren Sie sie, indem Sie die Richtung des Magnetfelds, die Richtung des Stroms und die erwartete Bewegung der Spule relativ zum Magneten angeben.
3. Überprüfen Sie durch Erfahrung die Richtigkeit der Annahmen über Art und Bewegungsrichtung des Strangs.
Labor Nr. 2
UNTERSUCHUNG DES PHÄNOMENS DER ELEKTROMAGNETISCHEN INDUKTION
Ausrüstung : Milliamperemeter, Netzteil, Spulen mit Kernen, Bogenmagnet, Druckknopfschalter, Anschlussdrähte, Magnetnadel (Kompass), Rheostat.
Vorbereitung auf die Arbeit
1. Setzen Sie einen Eisenkern in eine der Spulen ein und sichern Sie ihn mit einer Mutter. Verbinden Sie diese Spule über ein Milliamperemeter, einen Rheostat und einen Schlüssel mit einer Stromquelle. Schließen Sie den Schlüssel und verwenden Sie eine Magnetnadel (Kompass), um die Position der Magnetpole der Stromspule zu bestimmen. Bestimmen Sie, in welche Richtung der Pfeil des Milliamperemeters abweicht. In Zukunft wird es möglich sein, bei der Durchführung von Arbeiten die Position der Magnetpole der Spule mit Strom in Richtung der Abweichung des Pfeils des Milliamperemeters zu beurteilen.
2. Trennen Sie den Rheostat und den Schlüssel vom Stromkreis, schließen Sie das Milliamperemeter an die Spule und halten Sie die Reihenfolge der Anschlüsse ein.
Durchführung eines Experiments
1. Befestigen Sie den Kern an einem der Pole des bogenförmigen Magneten und schieben Sie ihn in die Spule, während Sie gleichzeitig die Milliamperemeter-Nadel beobachten.
2. Wiederholen Sie die Beobachtung, indem Sie den Kern aus der Spule herausbewegen und auch die Pole des Magneten ändern.
3. Zeichnen Sie ein Diagramm des Versuchs und überprüfen Sie jeweils die Umsetzung der Lenzschen Regel.
4. Positionieren Sie die zweite Spule neben der ersten, sodass ihre Achsen übereinstimmen.
5. Eisenkerne in beide Spulen einsetzen und die zweite Spule über den Schalter mit der Stromquelle verbinden.
6. Schließen und öffnen Sie den Schlüssel und beobachten Sie die Abweichung der Milliamperemeter-Nadel.
7. Zeichnen Sie ein Diagramm des Experiments und überprüfen Sie die Umsetzung der Lenzschen Regel.
Labor Nr. 3
BESTIMMUNG DER BESCHLEUNIGUNG IM FREIEN FALL MITHILFE EINES PENDELS
Ausrüstung:
Uhr mit Sekundenzeiger, Maßband mit einem Fehler von L = 0,5 cm, eine Kugel mit einem Loch, ein Gewinde, ein Stativ mit einer Hülse und einem Ring.
Vorbereitung auf die Arbeit
Zur Messung der Beschleunigung des freien Falls werden verschiedene Gravimeter, insbesondere Pendelgeräte, verwendet. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, die Beschleunigung des freien Falls mit einem absoluten Fehler in der Größenordnung von 10 -5 m/s 2 zu messen.
Die Arbeit verwendet das einfachste Pendel - eine Kugel an einem Faden. Bei kleinen Kugelgrößen im Vergleich zur Fadenlänge und kleinen Abweichungen von der Gleichgewichtslage ist die Schwingungsdauer gleich der Schwingungsdauer eines mathematischen Pendels. Um die Genauigkeit der Periodendauermessung zu erhöhen, ist es notwendig, die Zeit t ausreichend zu messen eine große Anzahl N vollständige Schwingungen des Pendels. Dann kann die Periode T = , und die Beschleunigung des freien Falls sein
nach der Formel berechnet
Durchführung eines Experiments
1. Stellen Sie ein Stativ auf die Tischkante. Verstärken Sie den Ring an seinem oberen Ende mit einer Kupplung und hängen Sie die Kugel an den Faden dazu. Der Ball sollte in einem Abstand von 1-2 cm vom Boden hängen.
2. Messen Sie die Länge I des Pendels mit einem Maßband (die Länge des Pendels muss mindestens 50 cm betragen).
3. Schwingen des Pendels anregen, indem die Kugel 5-8 cm zur Seite ausgelenkt und losgelassen wird.
4. Zeit t 50 der Schwingung des Pendels in mehreren Versuchen messen und berechnen
wobei n die Anzahl der Zeitmessungen ist.
5. Berechnen Sie den mittleren absoluten Zeitmessfehler
6. Berechnen Sie die Freifallbeschleunigung mit der Formel
7. Bestimmen Sie den relativen Fehler der Zeitmessung t.
8. Bestimmen Sie den relativen Fehler bei der Längenmessung des Pendels. Der Wert l ist die Summe des Maßbandfehlers und des Ablesefehlers, gleich dem halben Teilungswert des Maßbandes:
l \u003d l l + l väterlicherseits.
9. Berechnen Sie den relativen Messfehler g mit der Formel
da der Rundungsfehler l vernachlässigt werden kann, wenn = 3,14; l kann auch vernachlässigt werden, wenn es 4 mal (oder mehr) kleiner als 2 t ist.
10. Bestimmen Sie g = q g cp und schreiben Sie das Ergebnis der Messung als
Stellen Sie sicher, dass die Messungen gültig sind, und überprüfen Sie, ob der bekannte Wert von g zum erhaltenen Intervall gehört.
Labor Nr. 4
MESSUNG DES BRECHINDEX VON GLAS
Ausrüstung erforderliche Messungen. Das Papier misst den Brechungsindex einer trapezförmigen Glasplatte. Ein schmaler Lichtstrahl wird schräg auf eine der parallelen Flächen der Platte gerichtet. Beim Durchgang durch die Platte erfährt dieser Lichtstrahl eine Doppelbrechung. Die Lichtquelle ist eine Glühbirne, die über einen Schlüssel mit einer Stromquelle verbunden ist. Der Lichtstrahl wird durch einen Metallschirm mit Schlitz erzeugt. In diesem Fall kann die Breite des Lichtkegels verändert werden, indem der Abstand zwischen Schirm und Glühbirne verändert wird.
Der Brechungsindex von Glas gegenüber Luft wird durch die Formel bestimmt
wo ist der Einfallswinkel des Lichtstrahls am Rand der Platte (von Luft zu Glas); - der Brechungswinkel des Lichtstrahls im Glas.
Um das Verhältnis auf der rechten Seite der Formel zu ermitteln, gehen Sie wie folgt vor. Bevor ein Lichtstrahl auf die Platte gerichtet wird, wird sie auf einem Tisch auf einem Blatt Millimeterpapier (oder einem Blatt Papier in einem Käfig) so platziert, dass eine ihrer parallelen Flächen mit der zuvor markierten Linie auf dem Papier zusammenfällt. Diese Linie zeigt die Luft-Glas-Grenzfläche an. Zeichnen Sie mit einem fein gespitzten Bleistift eine Linie entlang der zweiten parallelen Kante. Diese Linie repräsentiert die Glas-Luft-Grenzfläche. Danach wird, ohne die Platte zu verschieben, ein schmaler Lichtstrahl auf ihre erste parallele Fläche in einem gewissen Winkel zur Fläche gerichtet. Die Punkte 1, 2, 3 und 4 werden entlang der Lichtstrahlen platziert, die auf die Platte fallen und mit einem fein gespitzten Bleistift aus ihr austreten (Abb. 18.r. Danach wird das Licht ausgeschaltet, die Platte entfernt und die ankommende , ausgehende und gebrochene Strahlen werden mit einem Lineal gezeichnet (Abb. 18.2) Durch Punkt B der Luft-Glas-Grenzfläche eine Senkrechte auf die Grenze ziehen, Einfalls- und Brechungswinkel markieren ... Dann mit einem Zirkel a zeichnen Kreis um Punkt B zentriert und rechtwinklige Dreiecke ABE und CBD bilden.
Die Längen der Segmente AE und DC werden auf Millimeterpapier oder mit einem Lineal gemessen. In beiden Fällen kann der Instrumentenfehler mit 1 mm angenommen werden. Der Lesefehler muss ebenfalls mit 1 mm angenommen werden, um die Ungenauigkeit in der Position des Lineals relativ zum Rand des Lichtstrahls zu berücksichtigen.
Der maximale relative Fehler bei der Messung des Brechungsindex wird durch die Formel bestimmt
Der maximale absolute Fehler gemäß der Formel wird ermittelt
(Hierbei ist n pr der ungefähre Wert des Brechungsindex, bestimmt durch Formel (18.1).)
Das Endergebnis der Messung des Brechungsindex wird wie folgt geschrieben:
Vorbereitung auf die Arbeit
2. Verbinden Sie die Glühbirne über den Schalter mit der Stromquelle. Verwenden Sie einen Bildschirm mit Schlitz, um einen dünnen Lichtstrahl zu erhalten.
1. Messen Sie den Brechungsindex von Glas relativ zu Luft bei einem bestimmten Einfallswinkel. Notieren Sie das Messergebnis unter Berücksichtigung der berechneten Fehler.
2. Wiederholen Sie dasselbe mit einem anderen Einfallswinkel.
3. Vergleichen Sie die Ergebnisse der Formeln
4. Machen Sie eine Schlussfolgerung über die Abhängigkeit (oder Unabhängigkeit) des Brechungsindex vom Einfallswinkel. (Die Methode zum Vergleich von Messergebnissen ist in der Einführung in die Laborarbeit in einem Physiklehrbuch für die X. Klasse beschrieben.)
Sicherheitsfrage
Um den Brechungsindex von Glas zu bestimmen, reicht es aus, die Winkel zu messen und mit einem Winkelmesser das Verhältnis ihrer Sinus zu berechnen. Welche der Methoden zur Bestimmung des Brechungsindex ist vorzuziehen: diese oder die in der Arbeit verwendete?
Labor Nr. 5
BESTIMMUNG DER OPTISCHEN STÄRKE UND DER BRENNWEITE EINER KONVERSIONSLINSE
Ausrüstung
: Lineal, zwei rechtwinklige Dreiecke, Sammellinse mit langer Brennweite, Glühbirne auf einem Sockel mit Sockel, Stromquelle, Schalter, Anschlussdrähte, Schirm, Führungsschiene.
Vorbereitung auf die Arbeit
Der einfachste Weg, die Brechkraft und Brennweite einer Linse zu messen, ist die Verwendung der Linsenformel
Als Objekt wird ein mit diffusem Licht leuchtender Buchstabe in der Kappe des Illuminators verwendet. Das tatsächliche Bild dieses Buchstabens wird auf dem Bildschirm erhalten.
Durchführung eines Experiments
1. Bauen Sie den Stromkreis zusammen, indem Sie die Glühbirne über einen Schalter an eine Stromquelle anschließen.
2. Stellen Sie die Glühbirne auf die Tischkante und den Bildschirm auf die andere Kante. Legen Sie eine Linse dazwischen, schalten Sie die Lampe ein und bewegen Sie die Linse entlang der Schiene, bis ein scharfes Bild eines leuchtenden Buchstabens auf dem Bildschirm erhalten wird.
Um den mit der Fokussierung verbundenen Messfehler zu reduzieren, ist es ratsam, ein kleineres (und damit helleres) Bild zu erhalten.
3. Messen Sie die Abstände d und f und achten Sie dabei auf das sorgfältige Ablesen der Abstände.
Wiederholen Sie den Versuch bei unverändertem d mehrmals, wobei Sie jedes Mal wieder ein scharfes Bild erhalten. Berechne f cf, D cf, F cf. Tragen Sie die Ergebnisse der Abstandsmessungen (in Millimetern) in die Tabelle ein.
4. Der absolute Fehler D der Messung der Brechkraft der Linse kann mit der Formel berechnet werden, wobei 1 und 2 die absoluten Fehler bei der Messung von d und f sind.
Bei der Bestimmung von 1 und 2 ist zu beachten, dass die Messung der Abstände d und f nicht mit einem Fehler kleiner als der halben Linsendicke h durchgeführt werden kann.
Da die Versuche bei konstantem d durchgeführt werden, gilt 1 =. Der Messfehler f wird durch die Ungenauigkeit des Schärfens um etwa ein weiteres größer. Deshalb
5. Messen Sie die Dicke der Linse h (Abb. 18.3) und berechnen Sie D mit der Formel
6. Tragen Sie das Ergebnis in das Formular ein
Labor Nr. 6
MESSUNG DER LICHTWELLENLÄNGE
Ausrüstung erforderliche Messungen. In dieser Arbeit wird zur Bestimmung der Länge einer Lichtwelle ein Beugungsgitter mit einer Periode von mm oder - mm verwendet (die Periode ist auf dem Gitter angegeben). Es ist der Hauptteil des in Abbildung 18.4 gezeigten Messaufbaus. Der Rost 1 ist in der Halterung 2 installiert, die am Ende der Leitung 3 befestigt ist. Auf der Leitung befindet sich ein schwarzer Schirm 4 mit einem schmalen vertikalen Schlitz 5 in der Mitte. Der Bildschirm kann sich entlang des Lineals bewegen, wodurch Sie den Abstand zwischen ihm und dem Beugungsgitter ändern können. Auf dem Bildschirm und Lineal befinden sich Millimeterskalen. Der gesamte Aufbau ist auf einem Stativ 6 montiert.
Wenn Sie durch das Gitter und den Schlitz auf die Lichtquelle (Glühlampe oder Kerze) blicken, dann können Sie auf dem schwarzen Hintergrund des Schirms Beugungsspektren der 1., 2. usw. Ordnung auf beiden Seiten des Schlitzes beobachten .
Die Wellenlänge wird durch die Formel bestimmt
wobei d die Gitterperiode ist; k ist die Ordnung des Spektrums; - der Winkel, in dem das maximale Licht der entsprechenden Farbe beobachtet wird.
Da die Winkel, bei denen die Maxima der 1. und 2. Ordnung beobachtet werden, 5° nicht überschreiten, kann man statt der Sinus der Winkel auch deren Tangenten verwenden. Abbildung 18.5 zeigt das
Der Abstand a wird entlang des Lineals vom Gitter zum Schirm gemessen, der Abstand b wird entlang der Schirmskala vom Spalt zur gewählten Spektrallinie gemessen.
Die endgültige Formel zur Bestimmung der Wellenlänge lautet
In dieser Arbeit wird der Messfehler von Wellenlängen aufgrund einiger Unsicherheiten bei der Wahl des mittleren Teils des Spektrums einer bestimmten Farbe nicht geschätzt.
Vorbereitung auf die Arbeit
1. Bereiten Sie ein Berichtsformular mit einer Tabelle vor, um die Ergebnisse von Messungen und Berechnungen festzuhalten.
2. Messaufbau aufbauen, Sieb in 50 cm Abstand zum Raster montieren.
3. Blicken Sie durch das Beugungsgitter und den Schlitz im Schirm auf die Lichtquelle und verschieben Sie das Gitter in der Halterung, stellen Sie ihn so ein, dass die Beugungsspektren parallel zur Schirmskala sind.
Experiment durchführen, Messergebnisse verarbeiten
1. Berechnen Sie die Wellenlänge der roten Farbe im Spektrum 1. Ordnung rechts und links des Schlitzes im Schirm, bestimmen Sie den Mittelwert der Messergebnisse.
2. Machen Sie dasselbe für die Feldfarbe.
3. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit den roten und violetten Wellenlängen in Abb. V, 1 Farbeinlage.
Labor Nr. 7
Beobachtung von Interferenz, Beugung und Polarisation von Licht
Zweck der Arbeit: experimentelle Beobachtung des Phänomens der Interferenz und Beugung von Licht.
theoretischer Teil: Interferenz von Lichtwellen - die Addition von zwei Wellen, wodurch ein stabiles Verstärkungs- oder Abschwächungsmuster der resultierenden Lichtschwingungen an verschiedenen Punkten im Raum zeitlich beobachtet wird. das Ergebnis der Interferenz hängt vom Einfallswinkel auf den Film, seiner Dicke und Wellenlänge ab. gewinnen Licht wird passieren für den Fall, dass der gebrochene dem reflektierten um eine ganze Zahl von Wellenlängen nacheilt. Wenn die zweite Welle der ersten um eine halbe Wellenlänge oder um eine ungerade Anzahl von Halbwellen nacheilt, wird das Licht gedämpft. Beugung ist das Biegen von Wellen um die Kanten von Hindernissen.
Ausrüstung: Glasplatten - 2 Stück, Nylon- oder Cambric-Patches, beleuchteter Film mit einem Schlitz aus einer Rasierklinge, Schallplatte, Bremssattel, Lampe mit geradem Glühfaden.
Fazit der geleisteten Arbeit:
1. Lichtinterferenz
Bei einem Experiment zur Beobachtung der Interferenz von Licht mit Hilfe von zwei Platten stellten wir fest, dass sich bei einer Druckänderung die Form und Anordnung der Interferenzstreifen ändert. Dies liegt an der Tatsache, dass sich die Wellengangdifferenz ändert, wenn sich die Filmdicke ändert. Höhen wechseln zu Tiefen und umgekehrt. bei Durchlicht kann das Interferenzmuster nicht beobachtet werden, da dazu angepasste Wellen gleicher Länge und konstanter Phasendifferenz benötigt werden. Es ist unmöglich, mit zwei unabhängigen Lichtquellen ein Interferenzmuster zu erhalten. Das Einschalten einer weiteren Glühbirne erhöht nur die Beleuchtung, erzeugt jedoch keinen Wechsel von minimaler und maximaler Beleuchtung.
2. Beugung
mit verschiedenen methoden beobachteten wir das phänomen der lichtbeugung, die änderung der beugungsspektren. diese Arbeit ist eine experimentelle Bestätigung der Theorie der Lichtbeugung.
Betrachten Sie den blauen Himmel durch ein Polaroid mit Blickrichtung etwa quer zur Sonnenrichtung (quer zur Einfallsrichtung gestreutes Licht ist am stärksten polarisiert). Drehen Sie das Polaroid vorsichtig und beobachten Sie die Änderung der scheinbaren Helligkeit blauer Himmel. Die Helligkeitsänderung durch die Polarisation von Streulicht macht sich besonders bemerkbar, wenn vor blauem Himmel weiße Wolken im Sichtfeld erscheinen, deren Helligkeit sich beim Drehen des Polaroids nicht ändert.
Labor Nr. 8
BEOBACHTUNG VON KONTINUIERLICHEN UND LINIENSPEKTRA
Ausrüstung:
Projektor, Spektralröhren mit Wasserstoff, Neon oder Helium, Hochspannungsinduktor, Netzteil, Stativ, Verbindungskabel (diese Geräte sind der ganzen Klasse gemeinsam), eine Glasplatte mit abgeschrägten Kanten (jeweils vorhanden).
Durchführung eines Experiments
1. Platzieren Sie die Platte waagerecht vor dem Auge. Durch die Kanten, die einen Winkel von 45° bilden, beobachten Sie einen hellen vertikalen Streifen auf der Leinwand – ein Bild eines Schiebeschlitzes des Projektionsapparats.
2. Wählen Sie die Primärfarben des resultierenden kontinuierlichen Spektrums aus und notieren Sie sie in der beobachteten Reihenfolge.
3. Wiederholen Sie das Experiment, indem Sie den Streifen durch die Flächen untersuchen, die einen Winkel von 60° bilden. Nehmen Sie die Unterschiede als Spektren auf.
4. Beobachten Sie die Linienspektren von Wasserstoff, Helium oder Neon, indem Sie die leuchtenden Spektralröhren durch die Kanten einer Glasplatte betrachten. Nehmen Sie die hellsten Linien der Spektren auf.
Sicherheitsfrage
Was ist der Unterschied zwischen einem Beugungsspektrum und einem Dispersionsspektrum?
Labor Nr. 9
Untersuchung der Spuren geladener Teilchen anhand von fertigen Fotografien
| Der Verlauf des Laborversuchs: Zweck der Arbeit: In dieser Arbeit ist es erforderlich, die Identifizierung eines geladenen Teilchens basierend auf den Ergebnissen des Vergleichs seiner Spur mit der Protonenspur in einer in einem Magnetfeld platzierten Nebelkammer durchzuführen. |
Zielsetzung:
Ausrüstung:
Notiz.
Arbeitsprozess
Spule.
Ausgabe: _____
Zusätzliche Aufgabe
Labor Nr. 2
Untersuchung des Phänomens der elektromagnetischen Induktion
Zielsetzung: Untersuchen Sie das Phänomen der elektromagnetischen Induktion, überprüfen Sie die Lenz-Regel.
Ausrüstung: Milliamperemeter, Netzteil, Spulen mit Kernen, Bogen- oder Streifenmagnet, Rheostat, Schlüssel, Verbindungsdrähte, Magnetnadel.
Trainingsaufgaben und Fragen
- 28. August 1831 M. Faraday _____
- Was ist das Phänomen der elektromagnetischen Induktion?
- Der magnetische Fluss Ф durch eine Fläche mit der Fläche S heißt _____
- Welche Einheiten werden im SI-System verwendet?
a) Magnetfeldinduktion [B]= _____
b) magnetischer Fluss [F] = _____
5. Mit der Regel von Lenz können Sie _____ bestimmen
6. Schreiben Sie die Formel für das Gesetz der elektromagnetischen Induktion auf.
7. Was ist die physikalische Bedeutung des Gesetzes der elektromagnetischen Induktion?
8. Warum wird die Entdeckung des Phänomens der elektromagnetischen Induktion als eine der größten Entdeckungen auf dem Gebiet der Physik eingestuft?
Arbeitsprozess
- Schließen Sie die Spule an die Klemmen des Milliamperemeters an.
- Mach Folgendes:
a) Führen Sie den Nordpol (N) des Magneten in die Spule ein;
b) Halten Sie den Magneten für einige Sekunden an;
c) Entfernen Sie den Magneten von der Spule (der Geschwindigkeitsmodul des Magneten ist ungefähr gleich).
3. Schreibe auf, ob in der Spule ein Induktionsstrom aufgetreten ist und welche Eigenschaften er jeweils hat: a) _____ b) _____ c) _____
4. Wiederholen Sie Schritt 2 mit dem Südpol (S) des Magneten und ziehen Sie die entsprechenden Schlussfolgerungen: a) _____ b) _____ c) _____
5. Formulieren Sie, unter welchen Bedingungen ein Induktionsstrom in der Spule auftrat.
6. Erklären Sie den Unterschied in der Richtung des induzierten Stroms in Bezug auf die Lenzsche Regel
7. Zeichnen Sie ein Diagramm der Erfahrung.
8. Zeichnen Sie einen Stromkreis, der aus einer Stromquelle, zwei Spulen auf einem gemeinsamen Kern, einem Schlüssel, einem Rheostat und einem Milliamperemeter besteht (verbinden Sie die erste Spule mit dem Milliamperemeter, verbinden Sie die zweite Spule durch den Rheostat mit der Stromquelle).
9. Bauen Sie den Stromkreis nach diesem Schema zusammen.
10. Schließen und öffnen Sie den Schlüssel und prüfen Sie, ob in der ersten Spule ein Induktionsstrom fließt.
11. Überprüfen Sie die Implementierung der Lenz-Regel.
12. Prüfen Sie, ob ein Induktionsstrom auftritt, wenn sich der Rheostatstrom ändert.
Labor Nr. 3
Arbeitsprozess
- Stellen Sie ein Stativ auf die Tischkante, befestigen Sie den Ring an seinem oberen Ende mit einer Kupplung und hängen Sie die Kugel an das Gewinde dazu. Der Ball sollte in einem Abstand von 2-5 cm vom Boden hängen.
- Messen Sie die Länge des Pendels mit einem Maßband: ℓ= _____
- Pendel um 5-8 cm aus der Gleichgewichtslage bringen und loslassen.
- Messen Sie die Zeit von 30-50 vollständigen Schwingungen (z. B. N=40). t₁ = _____
- Wiederhole den Versuch noch 4 Mal (die Anzahl der Schwingungen ist bei allen Versuchen gleich).
t = _____ t = _____ t = _____ t = _____
- Berechnen Sie den Mittelwert der Oszillationszeit.
T 
,
T 
T__________ .
- Berechnen Sie den Mittelwert der Schwingungsdauer.
________ .
- Tragen Sie die Ergebnisse der Berechnungen und Messungen in die Tabelle ein.
Q 
Q __________
- Berechnen Sie die absoluten Zeitmessfehler in jedem Experiment.
∆t₁=|t₁−t |=| |=
∆t₂=|t₂−t |=| |=
∆t₃=|t₃−t |=| |=
∆t₄=|t₄−t |=| |=
∆t₅=|t₅−t |=| |=
- Berechnen Sie den mittleren absoluten Fehler von Zeitmessungen.
∆t = 
= _______
- Berechnen Sie den relativen Messfehler q mit der Formel:
, wo = 0,75 cm 
- Berechnen Sie den absoluten Messfehler q.
∆q = _____ ∆q = _____
Labor Nr. 4
Arbeitsprozess
- Verbinden Sie die Glühbirne über den Schalter mit der Stromquelle. Verwenden Sie einen Bildschirm mit Schlitz, um einen dünnen Lichtstrahl zu erhalten.
- Positionieren Sie die Platte so, dass der Lichtstrahl an Punkt B in einem spitzen Winkel darauf fällt.
- Setzen Sie zwei Punkte entlang des Lichtstrahls, der auf die Platte fällt und aus ihr herauskommt.
- Schalten Sie die Glühbirne aus und entfernen Sie die Platte, indem Sie ihre Umrisse skizzieren.
- Zeichnen Sie den einfallenden und gebrochenen Strahl durch den Punkt B der Luft-Glas-Grenzfläche und markieren Sie die Einfallswinkel α und Brechung β.
- Zeichnen Sie einen Kreis mit Mittelpunkt B und markieren Sie die Schnittpunkte des Kreises mit den einfallenden und reflektierten Strahlen (Punkte A bzw. C).
- Messen Sie den Abstand von Punkt A zur Senkrechten zur Grenzfläche. α=____
- Messen Sie den Abstand von Punkt C zur Senkrechten zur Grenzfläche. b= _____
- Berechnen Sie den Brechungsindex von Glas mit der Formel.
Weil n= n= _____
- Berechnen Sie den relativen Fehler bei der Messung des Brechungsindex mit der Formel:
Wobei ∆α = ∆b = 0,15 cm _____ = _____
11. Berechnen Sie den absoluten Messfehler n.
∆n = n ε ∆n = ______ ∆n = _____
12. Schreiben Sie das Ergebnis als n = n ± ∆n. n = _____
13. Tragen Sie die Ergebnisse der Berechnungen und Messungen in die Tabelle ein.
| Erfahrungsnummer | a, cm | Bcm | n | ∆α, cm | ∆b, cm | ε | ∆n |
14. Wiederholen Sie die Messungen und Berechnungen mit einem anderen Einfallswinkel.
15. Vergleichen Sie die erhaltenen Ergebnisse des Brechungsindex von Glas mit der Tabelle.
Zusätzliche Aufgabe
Labor Nr. 5
Arbeitsprozess
1 Bauen Sie den Stromkreis zusammen, indem Sie die Glühbirne über einen Schalter an eine Stromquelle anschließen.
2. Platzieren Sie die Glühbirne an einem Ende des Tisches und den Bildschirm am anderen Ende. Legen Sie eine Sammellinse dazwischen.
3. Schalten Sie die Glühbirne ein und bewegen Sie die Linse entlang des Stabs, bis ein scharfes, verkleinertes Bild des Leuchtbuchstabens des Lampensockels auf dem Bildschirm erhalten wird.
4. Messen Sie den Abstand vom Bildschirm zum Objektiv in mm. d=
5. Messen Sie den Abstand vom Objektiv zum Bild in mm. F
6. Wiederholen Sie den Versuch bei unverändertem d noch 2 Mal, wobei Sie jedes Mal wieder ein scharfes Bild erhalten. F 
, F
7. Berechnen Sie den durchschnittlichen Abstand vom Bild zum Objektiv.
F 
F 
f = _______
8. Berechnen Sie die Brechkraft der Linse D D
9. Berechnen Sie die Brennweite zum Objektiv. F F =
10. Tragen Sie die Ergebnisse der Berechnungen und Messungen in die Tabelle ein.
| Erfahrungsnummer | f 10¯³, m | f, m | d, m | D, Dioptrie | D, Dioptrie | F, m |
11. Linsendicke in mm messen. h=_____
12. Berechnen Sie den absoluten Fehler bei der Messung der optischen Leistung der Linse mit der Formel:
∆D = , ∆D = _____
13. Schreiben Sie das Ergebnis als D = D ± ∆D D = _____
Labor Nr. 6
Arbeitsprozess
- Schalten Sie die Lichtquelle ein.
- Blicken Sie durch das Beugungsgitter und den Schlitz im Schirm auf die Lichtquelle und verschieben Sie das Gitter in der Halterung, stellen Sie ihn so ein, dass die Beugungsspektren parallel zur Schirmskala sind.
- Montieren Sie den Bildschirm etwa 50 cm vom Gitter entfernt.
- Messen Sie den Abstand vom Gitter zum Bildschirm. α= _____
- Messen Sie den Abstand vom Bildschirmschlitz bis zur roten Linie erster Ordnung links und rechts vom Schlitz.
Links: b = _____ Rechts: b=_____
- Wiederholen Sie die Messungen und Berechnungen für Lila.
Beobachtung der Wirkung eines Magnetfeldes auf den Strom
Zielsetzung: Achten Sie darauf, dass ein gleichmäßiges Magnetfeld orientierend auf die stromdurchflossene Schleife wirkt.
Ausrüstung: Spule-Spule, Stativ, Gleichstromquelle, Rheostat, Schlüssel, Verbindungsdrähte, Bogen- oder Streifenmagnet.
Notiz. Stellen Sie vor der Arbeit sicher, dass der Rheostat-Schieber auf maximalen Widerstand eingestellt ist.
Trainingsaufgaben und Fragen
- 1820 entdeckte H. Oersted die Wirkung des elektrischen Stroms auf _____
- 1820 stellte A. Ampere fest, dass zwei parallele Leiter mit einem Strom _____
- Ein Magnetfeld kann erzeugt werden: a) _____ b) _____ c) _____
- Was ist die Haupteigenschaft eines Magnetfelds? Was sind die Einheiten im SI-System?
- Für die Richtung des magnetischen Induktionsvektors B an der Stelle, an der sich der Rahmen mit Strom befindet, nehmen Sie _____
- Was ist das Merkmal von magnetischen Induktionslinien?
- Die Gimlet-Regel erlaubt _____
- Die Kraftformel von Ampère lautet: F= _____
- Nennen Sie die Regel der linken Hand.
- Das bei Strom aus dem Magnetfeld auf den Rahmen wirkende maximale Drehmoment M hängt ab von _____
Arbeitsprozess
- Montieren Sie die Kette gemäß der Zeichnung und hängen Sie sie an flexiblen Drähten auf
Spule.
- Positionieren Sie den bogenförmigen Magneten unter etwas Scharfem
Winkel α (z. B. 45 °) zur Ebene der Spule-Spule und beim Schließen des Schlüssels die Bewegung der Spule-Spule beobachten.
- Wiederholen Sie das Experiment, indem Sie zuerst die Pole des Magneten und dann die Richtung des elektrischen Stroms ändern.
- Zeichne eine Spule und einen Magneten, die die Richtung des Magnetfelds, die Richtung des elektrischen Stroms und die Art der Bewegung der Spule angeben.
- Erklären Sie das Verhalten einer stromdurchflossenen Spule in einem homogenen Magnetfeld.
- Positionieren Sie den bogenförmigen Magneten in der Ebene der Spule (α=0°). Wiederholen Sie die Schritte in den Schritten 2-5.
- Positionieren Sie den bogenförmigen Magneten senkrecht zur Ebene der Spule (α=90°). Wiederholen Sie die Schritte in den Schritten 2-5.
Ausgabe: _____
Zusätzliche Aufgabe
- Beobachten Sie durch Ändern der Stromstärke mit einem Rheostat, ob sich die Art der Bewegung der Spule-Spule mit Strom in einem Magnetfeld ändert?
Labor Nr. 2
Ausstattung: Stativ mit Kupplung und Fuß, Stromquelle, Drahtspule, Bogenmagnet, Schlüssel, Verbindungsdrähte.
Arbeitsanweisung
1. Bauen Sie die in Abbildung 144, b gezeigte Installation zusammen. Schließen Sie den Stromkreis, indem Sie einen Magneten an die Drahtspule bringen. Achten Sie auf die Art der magnetischen Wechselwirkung von Spule und Magnet.
2. Bringen Sie den Magneten mit dem anderen Pol an den Strang. Wie hat sich die Art der Wechselwirkung zwischen Spule und Magnet verändert?
3. Wiederholen Sie die Experimente und platzieren Sie den Magneten auf der anderen Seite des Strangs.
4. Positionieren Sie die Drahtspule zwischen den Polen des Magneten, wie in Abbildung 144, a gezeigt. Beobachten Sie nach dem Schließen des Stromkreises das Phänomen. Ziehen Sie Ihre eigenen Schlüsse.
In Arbeit Nr. 4 betrachten wir die Wechselwirkung eines Solenoids mit einem Magneten. Wie Sie wissen, entsteht in einem Solenoid unter Strom ein Magnetfeld, das mit einem Permanentmagneten wechselwirkt. Wir werden eine Serie von vier Experimenten mit unterschiedlichen Anordnungen von Spule und Magnet durchführen. Es ist zu erwarten, dass auch ihre Interaktion unterschiedlich sein wird (Anziehung oder Abstoßung).
Ungefährer Arbeitsfortschritt:
Wir beobachten die folgenden Phänomene, die bequem in Form von Zahlen dargestellt werden:
Laborarbeit Nr. 11. Beobachtung des Phänomens der Interferenz und Beugung von Licht.
Der Zweck der Arbeit: das Phänomen der Interferenz und Beugung von Licht experimentell zu untersuchen, die Bedingungen für das Auftreten dieser Phänomene und die Art der Verteilung der Lichtenergie im Raum zu identifizieren.
Ausrüstung: eine elektrische Lampe mit einem geraden Glühfaden (eine pro Klasse), zwei Glasplatten, ein PVC-Rohr, ein Glas mit Seifenlösung, ein Drahtring mit einem Griff von 30 mm Durchmesser, eine Klinge, ein Papierstreifen ¼ von ein Laken, Nylongewebe 5x5 cm, ein Beugungsgitter, Lichtfilter .
Kurze Theorie
Interferenz und Beugung sind Phänomene, die für Wellen jeglicher Art charakteristisch sind: mechanisch, elektromagnetisch. Welleninterferenz ist die Addition von zwei (oder mehreren) Wellen im Raum, bei der an ihren verschiedenen Stellen eine Verstärkung oder Abschwächung der resultierenden Welle erzielt wird. Interferenzen werden beobachtet, wenn sich Wellen überlagern, die von der gleichen Lichtquelle emittiert werden, die zum Vorschein gekommen ist gegebener Punkt verschiedene Wege. Um ein stabiles Interferenzmuster zu bilden, werden kohärente Wellen benötigt – Wellen, die die gleiche Frequenz und eine konstante Phasendifferenz haben. Kohärente Wellen erhält man auf dünnen Filmen aus Oxiden, Fett, auf einem Luftspalt zwischen zwei gegeneinander gepressten durchsichtigen Gläsern.
Die Amplitude der resultierenden Verschiebung am Punkt C hängt von der Wegdifferenz der Wellen im Abstand d2 – d1 ab.
[ Laden Sie die Datei herunter, um das Bild anzuzeigen ] Maximum-(Schwingungsverstärkung)-Bedingung: Die Differenz im Weg der Wellen ist gleich einer geraden Anzahl von Halbwellen
wobei k = 0; ± 1; ±2; ± 3;
[ Laden Sie die Datei herunter, um das Bild anzuzeigen ] Wellen von den Quellen A und B kommen in den gleichen Phasen zu Punkt C und „verstärken sich gegenseitig.
Wenn der Gangunterschied gleich einer ungeraden Anzahl von Halbwellen ist, schwächen sich die Wellen gegenseitig ab und es wird ein Minimum am Punkt ihres Zusammentreffens beobachtet.
[ Laden Sie die Datei herunter, um das Bild anzuzeigen ][ Laden Sie die Datei herunter, um das Bild anzuzeigen ]
Wenn Licht interferiert, kommt es zu einer räumlichen Umverteilung der Energie von Lichtwellen.
Beugung ist das Phänomen der Wellenabweichung von der geradlinigen Ausbreitung beim Durchgang durch kleine Löcher und Wellen um kleine Hindernisse herum.
Die Beugung wird durch das Huygens-Fresnel-Prinzip erklärt: Jeder Punkt des Hindernisses, der von der Welle erreicht wird, wird zu einer Quelle kohärenter Sekundärwellen, die sich über die Ränder des Hindernisses hinaus ausbreiten und sich gegenseitig stören und ein stabiles Interferenzmuster bilden - alternierende Beleuchtung Maxima und Minima, schillernd gefärbt im weißen Licht. Bedingung für die Manifestation der Beugung: Die Abmessungen der Hindernisse (Löcher) müssen kleiner oder gleich der Wellenlänge sein Beugung wird an dünnen Fäden, Kratzern auf Glas, an einem senkrechten Schnitt in einem Blatt Papier, an Wimpern beobachtet , auf Wassertropfen auf beschlagenem Glas, auf Eiskristallen in einer Wolke oder auf Glas, auf den Borsten der Chitinhülle von Insekten, auf Vogelfedern, auf CDs, Packpapier., Auf einem Beugungsgitter.,
Ein Beugungsgitter ist ein optisches Gerät, das eine periodische Struktur aus einer großen Anzahl regelmäßig angeordneter Elemente ist, an denen Licht gebeugt wird. Striche mit einem für ein gegebenes Beugungsgitter definierten und konstanten Profil werden über dasselbe Intervall d (Gitterperiode) wiederholt. Die Fähigkeit eines Beugungsgitters, einen darauf einfallenden Lichtstrahl in Wellenlängen zu zerlegen, ist seine Haupteigenschaft. Es gibt reflektierende und transparente Beugungsgitter. In modernen Geräten werden hauptsächlich reflektive Beugungsgitter verwendet.
Arbeitsprozess:
Aufgabe 1. A) Beobachtung der Interferenz an einem dünnen Film:
Erfahrung 1. Tauchen Sie den Drahtring in die Seifenlösung. Auf dem Drahtring bildet sich ein Seifenfilm.
Positionieren Sie es vertikal. Wir beobachten helle und dunkle horizontale Streifen, die sich in Breite und Farbe ändern, wenn sich die Filmdicke ändert. Untersuchen Sie das Bild durch einen Lichtfilter.
Schreiben Sie auf, wie viele Banden beobachtet werden und wie sich die Farben darin abwechseln?
Erfahrung 2. Blasen Sie mit einem PVC-Rohr eine Seifenblase und untersuchen Sie sie sorgfältig. Beobachten Sie bei Beleuchtung mit weißem Licht die Bildung von Interferenzflecken, die in Spektralfarben gemalt sind.Untersuchen Sie das Bild durch einen Lichtfilter.
Welche Farben sind in der Blase sichtbar und wie wechseln sie sich von oben nach unten ab?
B) Beobachtung von Interferenzen am Luftkeil:
Erlebnis 3. Zwei Glasplatten vorsichtig abwischen, zusammensetzen und mit den Fingern zusammendrücken. Aufgrund der nicht idealen Form der Kontaktflächen bilden sich zwischen den Platten die dünnsten Luftporen - dies sind Luftkeile, an denen Interferenzen auftreten. Ändert sich die Kraft, die die Platten zusammendrückt, ändert sich die Dicke des Luftkeils, was zu einer Änderung der Lage und Form der Interferenzmaxima und -minima führt Anschließend das Bild durch einen Lichtfilter untersuchen.
Zeichnen Sie, was Sie in weißem Licht sehen und was Sie durch einen Filter sehen.
Schlussfolgerung: Warum Interferenz auftritt, wie die Farbe der Maxima im Interferenzmuster zu erklären ist, die die Helligkeit und Farbe des Musters beeinflusst.
Aufgabe 2. Beobachtung der Lichtbeugung.
Erfahrung 4. Mit einer Klinge schneiden wir einen Schlitz in ein Blatt Papier, legen das Papier an unsere Augen und schauen durch den Schlitz auf die Lichtquelle-Lampe. Wir beobachten die Maxima und Minima der Beleuchtung und untersuchen dann das Bild durch einen Lichtfilter.
Skizzieren Sie das Beugungsmuster, das in weißem Licht und in monochromatischem Licht zu sehen ist.
Indem wir das Papier verformen, verringern wir die Breite des Schlitzes, wir beobachten Beugung.
Erfahrung 5. Betrachten Sie eine Lichtquelle-Lampe durch ein Beugungsgitter.
Wie hat sich das Beugungsmuster verändert?
Erleben Sie 6. Schauen Sie durch das Nylongewebe auf den Faden einer leuchtenden Lampe. Drehen Sie den Stoff um die Achse, erreichen Sie eine klare Beugungsmuster in Form von zwei rechtwinklig gekreuzten Beugungsbändern.
Skizzieren Sie das beobachtete Beugungskreuz. Erklären Sie dieses Phänomen.
Ziehen Sie eine Schlussfolgerung: warum Beugung auftritt, wie die Farbe der Maxima im Beugungsmuster zu erklären ist, was die Helligkeit und Farbe des Bildes beeinflusst.
Testfragen:
Was haben das Phänomen der Interferenz und das Phänomen der Beugung gemeinsam?
Welche Wellen können ein stabiles Interferenzmuster ergeben?
Warum gibt es auf dem Schülertisch kein Interferenzmuster von an der Decke hängenden Lampen im Klassenzimmer?
6. Wie sind die farbigen Kreise um den Mond zu erklären?
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