1 مشاهده اثر میدان مغناطیسی بر جریان. مشاهده تأثیر میدان مغناطیسی بر جریان. مشاهده طیف پیوسته و خطی

مشاهده تأثیر میدان مغناطیسی بر جریان

بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی

تعیین شتاب سقوط آزاد با استفاده از آونگ

اندازه گیری ضریب شکست شیشه

تعیین توان نوری و فاصله کانونی یک لنز جمع کننده

هدف کار:اطمینان حاصل کنید که یک میدان مغناطیسی یکنواخت اثر جهت یابی بر قاب حامل جریان دارد.

تجهیزات:قرقره، سه پایه، منبع جریان مستقیم، رئوستات، کلید، سیم های اتصال، آهنربای قوس یا نواری.

توجه داشته باشید.قبل از کار، مطمئن شوید که موتور رئوستات روی حداکثر مقاومت تنظیم شده است.

در سال 1820، H. Oersted این اثر را کشف کرد جریان الکتریسیتهدر _____ در سال 1820، A. Ampere ثابت کرد که دو رسانای موازی با جریان _____ می توان میدان مغناطیسی ایجاد کرد: الف) _____ ب) _____ ج) _____ مشخصه اصلی چیست؟ میدان مغناطیسی? با چه واحدهای SI اندازه گیری می شود؟ جهت بردار القای مغناطیسی B در محلی که قاب دارای جریان قرار دارد _____ خطوط القای مغناطیسی چه ویژگی هایی دارند؟ قانون gimlet اجازه می دهد _____ فرمول نیروی آمپر این است: F= _____ قانون سمت چپ را فرموله کنید. حداکثر گشتاور چرخشی M که بر روی قاب حامل جریان از میدان مغناطیسی تأثیر می گذارد به _____ بستگی دارد.

پیش رفتن

مدار را مطابق نقشه جمع کنید و آن را روی سیم های انعطاف پذیر آویزان کنید

اسکین قرقره

آهنربای قوسی شکل را زیر مقداری تیز قرار دهید

زاویه α (به عنوان مثال 45 درجه) نسبت به صفحه قرقره و با بستن کلید، حرکت قرقره را مشاهده کنید.

آزمایش را تکرار کنید، ابتدا قطب های آهنربا و سپس جهت جریان الکتریکی را تغییر دهید. یک سیم پیچ و یک آهنربا بکشید که جهت میدان مغناطیسی، جهت جریان الکتریکی و ماهیت حرکت سیم پیچ را نشان می دهد، رفتار یک سیم پیچ با جریان در میدان مغناطیسی یکنواخت را توضیح دهید. آهنربای قوسی شکل را در صفحه سیم پیچ (α=0°) قرار دهید. مراحل مشخص شده در مراحل 2-5 را تکرار کنید. آهنربای قوسی شکل را عمود بر صفحه قرقره سیم پیچ (α=90 درجه) قرار دهید. مراحل مشخص شده در مراحل 2-5 را تکرار کنید.

نتیجه: _____

کار اضافی

با تغییر قدرت جریان با رئوستات، مشاهده کنید که آیا ماهیت حرکت سیم پیچ با جریان در میدان مغناطیسی تغییر می کند؟

کار آزمایشگاهی شماره 2

هدف کار:مطالعه پدیده القای الکترومغناطیسی، قانون لنز را بررسی کنید.

تجهیزات:میلی‌متر، منبع تغذیه، سیم‌پیچ‌هایی با هسته، آهن‌ربای قوس‌دار یا نواری، رئوستات، کلید، سیم‌های اتصال، سوزن مغناطیسی.

وظایف آموزشیو سوالات

28 اوت 1831 M. Faraday _____ پدیده القای الکترومغناطیسی چیست؟ شار مغناطیسی Ф که از سطحی به مساحت S می گذرد _____ با چه واحدهای SI اندازه گیری می شود؟

الف) القای میدان مغناطیسی [B]= _____

ب) شار مغناطیسی[F]= _____

5. قانون لنز به ما امکان می دهد _____ را تعیین کنیم

6. فرمول قانون القای الکترومغناطیسی را بنویسید.

7. چیست؟ معنای فیزیکیقانون القای الکترومغناطیسی؟

8. چرا کشف پدیده القای الکترومغناطیسی به عنوان طبقه بندی می شود بزرگترین اکتشافاتدر رشته فیزیک؟

پیش رفتن

سیم پیچ را به پایانه های میلی متری وصل کنید مراحل زیر را دنبال کنید:

الف) قطب شمال (N) آهنربا را داخل سیم پیچ قرار دهید.

ب) آهنربا را برای چند ثانیه متوقف کنید.

ج) آهنربا را از سیم پیچ جدا کنید (ماژول سرعت آهنربا تقریباً یکسان است).

3. بنویسید که آیا جریان القایی در سیم پیچ ایجاد شده است یا خیر و ویژگی های آن در هر مورد چیست: الف) _____ ب) _____ ج) _____

4. مراحل 2 را با قطب جنوب (S) آهنربا تکرار کنید و نتایج مناسب را بگیرید: الف) _____ ب) _____ ج) _____

5. فرمول بندی کنید تحت چه شرایطی جریان القایی در سیم پیچ ظاهر شده است.

6. تفاوت جهت جریان القایی را بر اساس قانون لنز توضیح دهید

7. نمودار آزمایش را رسم کنید.

8. مداری متشکل از یک منبع جریان، دو سیم پیچ را رسم کنید هسته مشترک، کلید، رئوستات و میلی‌آمتر (کویل اول را به میلی‌متر وصل کنید، سیم‌پیچ دوم را از طریق رئوستات به منبع جریان متصل کنید).

9. جمع آوری کنید مدار الکتریکیطبق این طرح

10. با بستن و باز کردن کلید، بررسی کنید که آیا جریان القایی در سیم پیچ اول وجود دارد یا خیر.

11. قانون لنز را بررسی کنید.

12. بررسی کنید که آیا هنگام تغییر جریان رئوستات، جریان القایی ایجاد می شود یا خیر.

کار آزمایشگاهی شماره 3

هدف کار:شتاب را محاسبه کنید سقوط آزادو صحت نتیجه به دست آمده را ارزیابی کنید.

تجهیزات:یک ساعت با عقربه دوم، یک نوار اندازه گیری، یک توپ سوراخ دار، یک نخ، یک سه پایه آستین دار و یک حلقه.

وظایف و سوالات را تمرین کنید

به نوسانات آزاد _____ می گویند در چه شرایطی آونگ ریسمان را می توان ریاضی دانست؟ دوره نوسان _____ در واحدهای SI اندازه گیری می شود:

الف) دوره [T]= _____

ب) فرکانس [ν]= _____

ج) فرکانس چرخه ای[ω]= _____

د) فاز نوسان[φ]= _____

5. فرمول دوره نوسان را بنویسید آونگ ریاضی، بدست آمده توسط G. Huygens.

6. معادله را بنویسید حرکت نوسانیبه شکل دیفرانسیل و حل آن

7. فرکانس چرخه ای نوسانات آونگ 2.5πrad/s است. دوره و فرکانس نوسانات آونگ را پیدا کنید.

8. معادله حرکت آونگ به صورت x=0.08 sin 0.4πt است. دامنه، دوره و فرکانس نوسانات را تعیین کنید.

پیش رفتن

یک سه پایه را روی لبه میز قرار دهید، یک حلقه را در انتهای بالایی آن با استفاده از کوپلینگ محکم کنید و یک توپ را از آن روی یک نخ آویزان کنید. توپ باید در فاصله 2-5 سانتی متری از زمین آویزان شود. طول آونگ را با نوار اندازه گیری کنید: ℓ= _____ آونگ را از حالت تعادل 5-8 سانتی متر منحرف کرده و رها کنید. زمان 30-50 نوسان کامل را اندازه گیری کنید (به عنوان مثال N=40). t1 = _____ آزمایش را 4 بار دیگر تکرار کنید (تعداد نوسانات در همه آزمایش ها یکسان است).

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

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

نتایج محاسبات و اندازه گیری ها را در جدول وارد کنید.

شتاب گرانش را با استفاده از فرمول q محاسبه کنید.

q q__________

خطاهای مطلق در اندازه گیری زمان در هر آزمایش را محاسبه کنید.

∆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"> = = _______

خطای نسبی اندازه گیری q را با استفاده از فرمول محاسبه کنید:

، جایی که = 0.75 سانتی متر است

محاسبه خطای مطلقاندازه گیری q.

https://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25 ">± ∆q. q = _____ q = _____ نتیجه را با مقدار 9.8 متر مقایسه کنید /s².

کار آزمایشگاهی شماره 4

هدف کار:ضریب شکست شیشه را نسبت به هوا محاسبه کنید.

تجهیزات:یک صفحه شیشه ای به شکل ذوزنقه، یک منبع جریان، یک کلید، یک لامپ، سیم های اتصال، یک صفحه فلزی با یک شکاف.

وظایف و سوالات را تمرین کنید

شکست نور یک پدیده است _____ چرا انگشتان فرو رفته در آب کوتاه به نظر می رسند؟ چرا نور بدون شکست از سقز به گلیسیرین می رسد؟ معنای فیزیکی ضریب شکست چیست؟ تفاوت بین ضریب شکست نسبی و ضریب شکست مطلق چیست؟ فرمول قانون شکست نور را بنویسید. در چه صورت زاویه شکست برابر با زاویه تابش است؟ پرتو منعکس شده در چه زاویه تابش α بر پرتو شکست عمود است؟ (n ضریب شکست نسبی دو محیط است)

پیش رفتن

لامپ را از طریق سوئیچ به منبع برق وصل کنید. با استفاده از صفحه نمایش با شکاف، یک پرتو نازک نور دریافت کنید. صفحه را طوری قرار دهید که پرتو نور در نقطه B تحت یک مقدار مشخص روی آن بیفتد زاویه حاد. دو نقطه در امتداد پرتو نوری که روی صفحه فرو می‌رود و از آن خارج می‌شود قرار دهید. لامپ را خاموش کنید و صفحه را بردارید و طرح کلی آن را دنبال کنید. از طریق نقطه B رابط هوا-شیشه، عمود بر مرز، پرتوهای فرود و شکست رسم کنید و زوایای فرود α و β شکست را علامت بزنید. دایره ای با مرکز در نقطه B رسم کنید و نقاط تلاقی دایره را با پرتوهای فرود و منعکس شده (به ترتیب نقاط A و C) مشخص کنید. فاصله نقطه A تا عمود بر سطح مشترک را اندازه بگیرید. α= ____ فاصله نقطه C تا عمود بر سطح مشترک را اندازه بگیرید. b= _____ ضریب شکست شیشه را با استفاده از فرمول محاسبه کنید.

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

خطای نسبی اندازه گیری ضریب شکست را با استفاده از فرمول محاسبه کنید:

جایی که ∆α = ∆b = 0.15 سانتی متر. ______ = _____

11. خطای مطلق اندازه گیری n را محاسبه کنید.

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

13. نتایج محاسبات و اندازه گیری ها را در جدول وارد کنید.

14. اندازه گیری ها و محاسبات را در زاویه های مختلف تکرار کنید.

15. نتایج ضریب شکست شیشه را با جدول مقایسه کنید.

کار اضافی

زوایای α و β را با نقاله اندازه گیری کنید. sin α=_____، sin β= _____ را از جدول بیابید. ضریب شکست شیشه را محاسبه کنید n= n= _____ نتیجه را ارزیابی کنید.

کار آزمایشگاهی شماره 5

تجربه شماره

دی، دیوپتر

دی، دیوپتر

هدف کار:فاصله کانونی و قدرت نوری یک لنز همگرا را تعیین کنید.

تجهیزات:خط کش، دو راست گوشه، لنز همگرا با فوکوس بلند، لامپ روی پایه با درپوش حاوی حرف، منبع تغذیه، کلید، سیم های اتصال، صفحه نمایش، ریل راهنما.

وظایف و سوالات را تمرین کنید

عدسی نامیده می شود _____ عدسی نازک است _____ نشان دادن مسیر پرتوها پس از شکست در یک عدسی همگرا.

فرمول یک لنز نازک را بنویسید. قدرت نوری یک لنز _____ D= ______ اگر دمای آن افزایش یابد فاصله کانونی عدسی چگونه تغییر می کند؟ در چه شرایطی تصویر یک جسم با استفاده از عدسی همگرا مجازی به دست می آید؟ منبع نور در فوکوس مضاعف یک عدسی همگرا قرار می گیرد که فاصله کانونی آن F = 2 متر است.تصویر آن در چه فاصله ای از عدسی قرار دارد؟ یک تصویر در یک عدسی همگرا بسازید.

تصویر حاصل را شرح دهید.

پیش رفتن

1 یک مدار الکتریکی را با اتصال یک لامپ به منبع برق از طریق یک کلید جمع کنید.

2. لامپ را در یک لبه میز و صفحه نمایش را در لبه دیگر قرار دهید. بین آنها یک عدسی همگرا قرار دهید.

3. لامپ را روشن کنید و لنز را در امتداد میله حرکت دهید تا یک تصویر واضح و کاهش یافته از حرف درخشان کلاهک لامپ روی صفحه نمایش به دست آید.

4. فاصله صفحه نمایش تا لنز را بر حسب میلی متر اندازه گیری کنید. d=

5. فاصله لنز تا تصویر را بر حسب میلی متر اندازه گیری کنید. f

6. با d بدون تغییر، آزمایش را 2 بار دیگر تکرار کنید و هر بار دوباره تصویر واضحی به دست آورید. f ، اف

7. میانگین فاصله تصویر تا لنز را محاسبه کنید.

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

8. توان نوری عدسی D D را محاسبه کنید

9. فاصله کانونی لنز را محاسبه کنید. F F =

تجهیزات:یک توری پراش با پریود میلی متر یا میلی متر، یک سه پایه، یک خط کش با نگهدارنده برای توری و یک صفحه مشکی با شکاف در وسط که قابلیت حرکت در امتداد خط کش را دارد، .

وظایف و سوالات را تمرین کنید

پراکندگی نور نامیده می شود _____ تداخل امواج نور است _____ اصل هویگنز-فرنل را فرموله کنید. توری پراش _____ است حداکثر توری پراش در شرایط _____ در توری پراشبا پریود d=2 میکرومتر، یک موج تک رنگ نور به طور معمول سقوط می کند. اگر k=4 طول موج را تعیین کنید. چرا ذرات کوچکتر از 0.3 میکرون در میکروسکوپ نوری قابل مشاهده نیستند؟ آیا موقعیت حداکثر روشنایی ایجاد شده توسط یک توری پراش به تعداد شکاف ها بستگی دارد؟ تفاوت مسیر امواج نوری تک رنگ (λ=6·10 متر) را که روی توری پراش فرو می‌روند و حداکثر مرتبه دوم را تشکیل می‌دهند، محاسبه کنید.

پیش رفتن

منبع نور را روشن کنید. با نگاهی به توری پراش و شکاف صفحه در منبع نور و حرکت توری در نگهدارنده، آن را طوری نصب کنید که طیف های پراش با مقیاس صفحه موازی باشند. صفحه نمایش را تقریباً 50 سانتی متر از توری قرار دهید. فاصله توری پراش تا صفحه را اندازه بگیرید. α= _____ فاصله شکاف صفحه تا خط قرمز مرتبه اول در سمت چپ و راست شکاف را اندازه گیری کنید.

چپ: b = _____ راست: b=_____

طول موج نور قرمز در سمت چپ شکاف صفحه را محاسبه کنید.

طول موج نور قرمز در سمت راست شکاف صفحه را محاسبه کنید.

میانگین طول موج قرمز را محاسبه کنید.

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

محل

در سمت راست

بنفش

در سمت راست

تکرار اندازه گیری ها و محاسبات برای رنگ بنفش.

کار آزمایشگاهی فیزیک برای کلاس یازدهم.

کار آزمایشگاهی شماره 1

مشاهده اثر میدان مغناطیسی بر جریان

تجهیزات: سیم پیچ، سه پایه، منبع تغذیه DC، رئوستات، کلید، سیم های اتصال، آهنربای قوسی شکل.

یک سیم پیچ از سه پایه آویزان کنید، آن را به صورت سری با رئوستات و کلید به منبع جریان متصل کنید. ابتدا کلید باید باز باشد و لغزنده رئوستات باید روی حداکثر مقاومت تنظیم شود.

انجام آزمایش

1. یک آهنربا به اسکله آویزان زده و با بستن کلید، حرکت بند را مشاهده کنید.

2. چندین گزینه مشخصه برای محل نسبی چله و آهنربا انتخاب کنید و آنها را ترسیم کنید که جهت میدان مغناطیسی، جهت جریان و حرکت مورد انتظار اسکله نسبت به آهنربا را نشان می دهد.

3. صحت مفروضات مربوط به ماهیت و جهت حرکت چله را به صورت تجربی آزمایش کنید.

کار آزمایشگاهی شماره 2

مطالعه پدیده های القای الکترومغناطیسی

تجهیزات : میلی‌متر، منبع تغذیه، سیم‌پیچ‌های هسته‌ای، آهن‌ربای قوس‌دار، کلید دکمه‌ای، سیم‌های اتصال، سوزن مغناطیسی (قطب‌نما)، رئوستات.

آمادگی برای کار

1. یک هسته آهنی را در یکی از کویل ها قرار دهید و آن را با یک مهره محکم کنید. این سیم پیچ را از طریق یک میلی‌متر، رئوستات و سوئیچ به منبع تغذیه وصل کنید. کلید را ببندید و از یک سوزن مغناطیسی (قطب نما) برای تعیین محل استفاده کنید قطب های مغناطیسیسیم پیچ با جریان یادداشت کنید که سوزن میلی‌متری به کدام سمت منحرف می‌شود. در آینده هنگام انجام کار، می توان محل قرارگیری قطب های مغناطیسی سیم پیچ را با جریان در جهت انحراف سوزن میلی متری قضاوت کرد.

2. رئوستات و کلید را از مدار جدا کنید، میلی‌متر را به سیم‌پیچ وصل کنید و ترتیب اتصال پایانه‌های آنها را حفظ کنید.

انجام آزمایش

1. هسته را در مقابل یکی از قطب های آهنربای قوسی قرار دهید و آن را داخل سیم پیچ بلغزانید و همزمان سوزن میلی متری را مشاهده کنید.
2. مشاهده را با حرکت دادن هسته به بیرون از سیم پیچ و همچنین تغییر قطب های آهنربا تکرار کنید.
3. نموداری از آزمایش بکشید و اجرای قانون لنز را در هر مورد بررسی کنید.
4. سیم پیچ دوم را در کنار سیم پیچ اول قرار دهید تا محورهای آنها بر هم منطبق باشد.
5. هسته های آهنی را در هر دو سیم پیچ قرار دهید و سیم پیچ دوم را از طریق کلید به منبع تغذیه وصل کنید.
6. هنگام بستن و باز کردن کلید، انحراف سوزن میلی‌متری را رعایت کنید.
7. نموداری از آزمایش بکشید و اجرای قانون لنز را بررسی کنید.

کار آزمایشگاهی شماره 3

تعیین شتاب سقوط آزاد با استفاده از آونگ

تجهیزات: یک ساعت با دست دوم، یک نوار اندازه گیری با خطای L = 0.5 سانتی متر، یک توپ با سوراخ، یک نخ، یک سه پایه با یک کوپلینگ و یک حلقه.

آمادگی برای کار

برای اندازه گیری شتاب گرانش، از انواع گرانش سنج ها، به ویژه دستگاه های آونگی استفاده می شود. با کمک آنها می توان شتاب گرانش را با خطای مطلق 10 -5 m/s 2 اندازه گیری کرد.

این کار از ساده ترین آونگ استفاده می کند - یک توپ روی یک رشته. هنگامی که اندازه توپ در مقایسه با طول نخ و انحرافات کوچک از وضعیت تعادل کوچک باشد، دوره نوسان برابر با دوره نوسان یک آونگ ریاضی است. برای افزایش دقت اندازه گیری دوره، باید زمان t را به اندازه کافی اندازه گیری کنید تعداد زیادی N نوسان کل آونگ. سپس دوره T = ، و شتاب سقوط آزاد می تواند باشد
با استفاده از فرمول محاسبه می شود

انجام آزمایش

1. یک سه پایه را روی لبه میز قرار دهید. در انتهای بالایی آن حلقه را با استفاده از کوپلینگ محکم کنید و توپ را از آن روی نخ آویزان کنید. توپ باید در فاصله 1-2 سانتی متری از زمین آویزان شود.

2. طول آونگ I را با نوار اندازه گیری کنید (طول آونگ باید حداقل 50 سانتی متر باشد).

3. با چرخاندن توپ به پهلو به اندازه 5-8 سانتی متر و رها کردن آن، آونگ را برای نوسان تحریک کنید.

4. زمان t 50 نوسان آونگ را در چندین آزمایش اندازه گیری و محاسبه کنید.

که در آن n تعداد آزمایش برای اندازه گیری زمان است.

5. میانگین خطای مطلق اندازه گیری زمان را محاسبه کنید

6. شتاب سقوط آزاد را با استفاده از فرمول محاسبه کنید

7. خطای نسبی در اندازه گیری زمان t را تعیین کنید.

8. خطای نسبی در اندازه گیری طول آونگ را تعیین کنید. مقدار l مجموع خطای نوار اندازه گیری و خطای شمارش برابر با نصف مقدار تقسیم نوار است:

l = l l + l پدر.

9. خطای نسبی اندازه گیری g را با استفاده از فرمول محاسبه کنید

با در نظر گرفتن اینکه خطای گرد l را می توان نادیده گرفت اگر = 3.14; همچنین اگر 4 برابر (یا بیشتر) کمتر از 2 تن باشد، می توان از آن غفلت کرد.

10. g = q g cp را تعیین کرده و نتیجه اندازه گیری را در فرم بنویسید

اطمینان حاصل کنید که اندازه گیری ها درست است و لوازم جانبی را بررسی کنید ارزش شناخته شده g فاصله حاصل.

کار آزمایشگاهی شماره 4

اندازه گیری ضریب شکست شیشه

تجهیزات، اندازه گیری های لازم. این کار ضریب شکست یک صفحه شیشه ای به شکل ذوزنقه را اندازه گیری می کند. یک پرتو نور باریک به صورت مایل به سمت یکی از وجوه موازی صفحه هدایت می شود. این پرتو نور با عبور از صفحه، شکست مضاعف را تجربه می کند. منبع نور یک لامپ الکتریکی است که از طریق یک کلید به منبع جریان متصل می شود. پرتو نور با استفاده از یک صفحه فلزی با شکاف ایجاد می شود. در این حالت، عرض پرتو می تواند با تغییر فاصله بین صفحه نمایش و لامپ تغییر کند.

ضریب شکست شیشه نسبت به هوا با فرمول تعیین می شود

زاویه تابش پرتو نور در لبه صفحه (از هوا به شیشه) کجاست. - زاویه شکست پرتو نور در شیشه.

برای تعیین نسبت سمت راست فرمول به صورت زیر عمل کنید. قبل از هدایت یک پرتو نور بر روی صفحه، آن را روی یک ورق کاغذ گراف (یا یک ورق کاغذ شطرنجی) روی میز قرار می دهند تا یکی از لبه های موازی آن با یک خط از قبل مشخص شده روی کاغذ منطبق شود. این خط رابط بین هوا و شیشه را نشان می دهد. با استفاده از یک مداد ریز تیز، یک خط در امتداد لبه موازی دوم بکشید. این خط رابط بین شیشه و هوا را نشان می دهد. پس از این، بدون جابجایی صفحه، یک پرتو نور باریک به سمت اولین وجه موازی آن در هر زاویه ای نسبت به صورت هدایت می شود. در امتداد پرتوهای نوری که روی صفحه فرو می‌روند و از آن بیرون می‌آیند، نقاط 1، 2، 3 و 4 با یک مداد ریز تیز قرار می‌گیرند (شکل 18. p. پس از این، نور خاموش می‌شود، صفحه برداشته می‌شود و پرتوهای ورودی، خروجی و انکساری با استفاده از خط کش رسم می شوند (شکل 18.2) از طریق نقطه B رابط هوا-شیشه، عمود بر مرز رسم کنید، زوایای تابش و شکست را مشخص کنید... سپس با استفاده از قطب نما، رسم کنید. دایره ای با مرکز در نقطه B و مثلث قائم الزاویه ABE و CBD بسازید.

طول قطعات AE و DC با استفاده از کاغذ گراف یا خط کش اندازه گیری می شود. در هر دو حالت می توان خطای ابزاری را برابر با 1 میلی متر در نظر گرفت. خطای شمارش نیز باید برابر با 1 میلی متر در نظر گرفته شود تا عدم دقت در محل خط کش نسبت به لبه پرتو نور در نظر گرفته شود.

حداکثر خطای نسبی در اندازه گیری ضریب شکست با فرمول تعیین می شود

حداکثر خطای مطلق طبق فرمول تعیین می شود

(در اینجا n r مقدار تقریبی ضریب شکست است که با فرمول (18.1) تعیین می شود.)

نتیجه نهایی اندازه گیری ضریب شکست به صورت زیر نوشته می شود:

آمادگی برای کار

2. لامپ را از طریق کلید به منبع برق وصل کنید. با استفاده از صفحه نمایش با شکاف، یک پرتو نازک نور دریافت کنید.

1. ضریب شکست شیشه را نسبت به هوا در برخی از زاویه های تابش اندازه گیری کنید. نتیجه اندازه گیری را با در نظر گرفتن خطاهای محاسبه شده بنویسید.

2. همین کار را در زاویه بروز متفاوت تکرار کنید.

3. نتایج به دست آمده از فرمول ها را با هم مقایسه کنید

4. در مورد وابستگی (یا استقلال) ضریب شکست به زاویه تابش نتیجه بگیرید. (روش مقایسه نتایج اندازه گیری در مقدمه کار آزمایشگاهی در کتاب درسی فیزیک کلاس X توضیح داده شده است.)

سوال امنیتی

برای تعیین ضریب شکست شیشه کافی است زوایا را با نقاله اندازه گیری کرده و نسبت سینوس آنها را محاسبه کنیم. کدام روش برای تعیین ضریب شکست ارجح است: این روش یا روشی که در کار استفاده می شود؟

کار آزمایشگاهی شماره 5

تعیین توان نوری و لنز کانونی یک لنز مکالمه

تجهیزات : خط کش، دو مثلث قائم الزاویه، لنز همگرا با فوکوس بلند، لامپ روی پایه با درپوش، منبع تغذیه، کلید، سیم های اتصال، صفحه نمایش، ریل راهنما.

آمادگی برای کار

ساده ترین راه برای اندازه گیری قدرت نوری و فاصله کانونی یک لنز بر اساس فرمول لنز است.

شی مورد استفاده، حرفی است که با نور منتشر شده در درپوش روشنگر می درخشد. تصویر واقعی این نامه بر روی صفحه نمایش به دست می آید.

انجام آزمایش

1. با اتصال یک لامپ به منبع برق از طریق یک کلید، یک مدار الکتریکی را جمع آوری کنید.

2. لامپ را روی لبه میز و صفحه نمایش را در لبه دیگر قرار دهید. یک لنز بین آنها قرار دهید، لامپ را روشن کنید و لنز را در امتداد ریل حرکت دهید تا یک تصویر واضح از یک حرف درخشان روی صفحه نمایش به دست آید.

برای کاهش خطای اندازه گیری مرتبط با وضوح، توصیه می شود تصویری کوچکتر (و در نتیجه روشن تر) به دست آورید.

3. فواصل d و f را با توجه به نیاز به اندازه گیری دقیق فواصل اندازه گیری کنید.

با d بدون تغییر، آزمایش را چندین بار تکرار کنید، هر بار دوباره یک تصویر واضح به دست آورید. f میانگین، D میانگین، F میانگین را محاسبه کنید. نتایج اندازه گیری فاصله (به میلی متر) را در جدول وارد کنید.

4. خطای مطلق D در اندازه گیری توان نوری یک عدسی را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد که 1 و 2 خطاهای مطلق در اندازه گیری d و f هستند.

هنگام تعیین 1 و 2، باید در نظر داشت که اندازه گیری فواصل d و f را نمی توان با خطای کمتر از نصف ضخامت لنز h انجام داد.

از آنجایی که آزمایش ها در ثابت d انجام می شوند، پس 1 =. خطای اندازه گیری f به دلیل عدم دقت تنظیم شارپنس تقریباً یک عدد دیگر بیشتر خواهد بود. از همین رو

5. ضخامت لنز h را اندازه گیری کنید (شکل 18.3) و D را با استفاده از فرمول محاسبه کنید.

6. نتیجه را در فرم بنویسید

کار آزمایشگاهی شماره 6

اندازه گیری طول موج نور

تجهیزات، اندازه گیری های لازم. در این کار برای تعیین طول موج نور از توری پراش با پریود میلی متر یا - میلی متر استفاده می شود (پریود روی توری مشخص شده است). این بخش اصلی تنظیم اندازه گیری است که در شکل 18.4 نشان داده شده است. شبکه 1 در یک نگهدارنده 2 نصب شده است که به انتهای خط کش 3 وصل شده است. روی خط کش یک صفحه سیاه 4 با شکاف عمودی باریک 5 در وسط وجود دارد. صفحه نمایش می تواند در امتداد خط کش حرکت کند که به شما امکان می دهد فاصله بین آن و توری پراش را تغییر دهید. روی صفحه نمایش و خط کش مقیاس های میلی متری وجود دارد. کل نصب بر روی سه پایه 6 نصب شده است.

اگر از طریق توری و شکاف به منبع نور (لامپ رشته‌ای یا شمع) نگاه کنید، در پس‌زمینه سیاه صفحه می‌توانید طیف‌های پراش ردیف‌های 1، 2 و غیره را در دو طرف شکاف مشاهده کنید.

طول موج با فرمول تعیین می شود

جایی که d دوره توری است. k - ترتیب طیف؛ - زاویه ای که در آن حداکثر نور رنگ مربوطه مشاهده می شود.

از آنجایی که زوایایی که در آنها ماکزیمم های مرتبه 1 و 2 مشاهده می شوند از 5 درجه تجاوز نمی کنند، می توان از مماس آنها به جای سینوس زاویه ها استفاده کرد. از شکل 18.5 می توان دریافت که

فاصله a در امتداد یک خط کش از توری تا صفحه، فاصله b در امتداد مقیاس صفحه از شکاف تا خط طیف انتخابی اندازه گیری می شود.

فرمول نهایی برای تعیین طول موج است

در این کار، به دلیل عدم قطعیت در انتخاب قسمت میانی طیف یک رنگ مشخص، خطای اندازه‌گیری طول موج‌ها برآورد نشده است.

آمادگی برای کار

1. فرم گزارش همراه با جدول برای ثبت نتایج اندازه گیری ها و محاسبات تهیه کنید.
2. تنظیم اندازه گیری را جمع آوری کنید، صفحه را در فاصله 50 سانتی متری از شبکه نصب کنید.
3. با نگاه کردن به توری پراش و شکاف صفحه در منبع نور و حرکت گریتینگ در نگهدارنده، آن را طوری نصب کنید که طیف های پراش با مقیاس صفحه موازی باشند.

انجام آزمایش، پردازش نتایج اندازه گیری

1. محاسبه طول موج قرمز در طیف مرتبه 1 در سمت راست و چپ شکاف در صفحه نمایش، تعیین مقدار متوسط نتایج اندازه گیری.
2. همین کار را برای رنگ زرد انجام دهید.
3. نتایج خود را با طول موج های قرمز و بنفش در شکل مقایسه کنید. V، 1 رنگ درج.

کار آزمایشگاهی شماره 7

مشاهده تداخل، پراش و قطبش نور

هدف، واقعگرایانه:مشاهده تجربی پدیده تداخل و پراش نور.

بخش نظری: تداخل امواج نور اضافه شدن دو موج است که در نتیجه یک الگوی پایدار زمانی تقویت یا تضعیف ارتعاشات نور حاصل در نقاط مختلف فضا مشاهده می شود. نتیجه تداخل به زاویه تابش فیلم، ضخامت و طول موج آن بستگی دارد. کسب کردن نور اتفاق خواهد افتاددر صورتی که یک شکست شده با تعداد صحیحی از طول موج ها از بازتابیده عقب بماند. اگر موج دوم نصف طول موج یا تعداد عجیبی از نیم طول موج از موج اول عقب بیفتد، نور ضعیف می شود. پراش خم شدن امواج در اطراف لبه های موانع است.

تجهیزات:صفحات شیشه ای - 2 قطعه، فلپ های نایلونی یا کامبریک، فیلم عکاسی اکسپوز با شکاف ساخته شده توسط تیغ، صفحه گرامافون، کولیس، لامپ با رشته مستقیم.

نتیجه گیری از کار انجام شده:

1. تداخل نور

پس از انجام آزمایشی برای مشاهده تداخل نور با استفاده از دو صفحه، متوجه شدیم که با تغییر فشار، شکل و محل حاشیه های تداخل تغییر می کند. این به این دلیل است که وقتی ضخامت فیلم تغییر می کند، اختلاف مسیر موج تغییر می کند. اوج به پایین و بالعکس تغییر می کند. با نور عبوری، الگوی تداخل را نمی توان مشاهده کرد، زیرا این نیاز به امواج ثابت با طول های یکسان و اختلاف فاز ثابت دارد. به دست آوردن یک الگوی تداخل با استفاده از دو منبع نور مستقل غیرممکن است. روشن کردن یک لامپ دیگر فقط روشنایی را افزایش می دهد، اما تناوب حداقل و حداکثر نور را ایجاد نمی کند.

2. پراش

با استفاده از روش‌های مختلف، پدیده پراش نور، تغییر در طیف‌های پراش را مشاهده کردیم. این کاریک تایید تجربی از تئوری پراش نور است.

آسمان آبی را از طریق یک پلاروید مشاهده کنید، و پرتو دید را تقریباً در زوایای قائم با جهت خورشید نشانه بگیرید (نور پراکنده در زوایای قائم نسبت به جهت نور فرودی بسیار قطبی شده است). پولاروید را به آرامی بچرخانید و تغییر روشنایی ظاهری را تماشا کنید آسمان آبی. تغییر در روشنایی ناشی از قطبش نور پراکنده به ویژه در صورتی قابل توجه است که در پس زمینه یک آسمان آبی، ابرهای سفیدی در میدان دید ظاهر شوند که روشنایی آنها با چرخش پولاروید تغییر نمی کند.

کار آزمایشگاهی شماره 8

مشاهده طیف های پیوسته و خطی

تجهیزات: دستگاه پروجکشن، لوله های طیفی با هیدروژن، نئون یا هلیوم، سلف ولتاژ بالا، منبع تغذیه، سه پایه، سیم های اتصال (این دستگاه ها برای کل کلاس مشترک هستند)، صفحه شیشه ای با لبه های اریب (برای همه صادر می شود).

انجام آزمایش

1. صفحه را به صورت افقی جلوی چشم قرار دهید. از طریق لبه هایی که زاویه 45 درجه را تشکیل می دهند، یک نوار عمودی سبک را روی صفحه مشاهده کنید - تصویری از شکاف کشویی دستگاه طرح ریزی.

2. رنگ های اصلی طیف پیوسته حاصل را انتخاب کرده و آنها را به ترتیب مشاهده شده یادداشت کنید.

3. آزمایش را تکرار کنید، نوار را از طریق صورت هایی که زاویه 60 درجه تشکیل می دهند، مشاهده کنید. تفاوت ها را به صورت طیف ثبت کنید.

4. طیف خطی هیدروژن، هلیوم یا نئون را با مشاهده لوله های طیفی نورانی از طریق لبه های یک صفحه شیشه ای مشاهده کنید. درخشان ترین خطوط را در طیف ثبت کنید.

سوال امنیتی

طیف پراش چه تفاوتی با طیف پراکندگی دارد؟

کار آزمایشگاهی شماره 9

مطالعه ردیابی ذرات باردار با استفاده از عکس های آماده

پیشرفت آزمایش آزمایشگاهی:

هدف، واقعگرایانه:این کار مستلزم شناسایی یک ذره باردار با مقایسه مسیر آن با مسیر یک پروتون در یک محفظه ابری است که در یک میدان مغناطیسی قرار دارد.
تجهیزات:عکس تمام شده از دو مسیر ذرات باردار. i track یک پروتون است، ii یک ذره است که باید شناسایی شود.

نتیجه گیری از کار انجام شده:پس از شناسایی یک ذره باردار با مقایسه مسیر آن با مسیر یک پروتون، به این نتیجه رسیدیم که این ذره ... است (نتیجه به دست آمده).

هدف کار:

تجهیزات:

توجه داشته باشید.

پیش رفتن

اسکین قرقره

نتیجه: _____

کار اضافی

کار آزمایشگاهی شماره 2

بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی

هدف کار:پدیده القای الکترومغناطیسی را مطالعه کنید، قانون لنز را بررسی کنید.

وظایف و سوالات را تمرین کنید

28 اوت 1831 م. فارادی _____
پدیده القای الکترومغناطیسی چیست؟
شار مغناطیسی F از سطحی به مساحت S _____ نامیده می شود.
با چه واحدهای SI اندازه گیری می شوند؟

الف) القای میدان مغناطیسی [B]= _____

ب) شار مغناطیسی [F] = _____

5. قانون لنز به ما امکان می دهد _____ را تعیین کنیم

6. فرمول قانون القای الکترومغناطیسی را بنویسید.

7. مفهوم فیزیکی قانون القای الکترومغناطیسی چیست؟

8. چرا کشف پدیده القای الکترومغناطیسی یکی از بزرگترین اکتشافات در زمینه فیزیک محسوب می شود؟

پیش رفتن

سیم پیچ را به گیره های میلیمتر وصل کنید.
این مراحل را دنبال کنید:

الف) قطب شمال (N) آهنربا را داخل سیم پیچ قرار دهید.

ب) آهنربا را برای چند ثانیه متوقف کنید.

ج) آهنربا را از سیم پیچ جدا کنید (ماژول سرعت آهنربا تقریباً یکسان است).

3. بنویسید که آیا جریان القایی در سیم پیچ ایجاد شده است یا خیر و ویژگی های آن در هر مورد چیست: الف) _____ ب) _____ ج) _____

4. مراحل 2 را با قطب جنوب (S) آهنربا تکرار کنید و نتایج مناسب را بگیرید: الف) _____ ب) _____ ج) _____

5. فرمول بندی کنید تحت چه شرایطی جریان القایی در سیم پیچ ظاهر شده است.

6. تفاوت جهت جریان القایی را بر اساس قانون لنز توضیح دهید

7. نمودار آزمایش را رسم کنید.

8. مداری متشکل از یک منبع جریان، دو سیم پیچ بر روی یک هسته مشترک، یک کلید، یک رئوستات و یک میلی‌آمتر رسم کنید (کویل اول را به یک میلی‌متر وصل کنید، سیم‌پیچ دوم را از طریق یک رئوستات به منبع جریان متصل کنید).

9. طبق این نمودار یک مدار الکتریکی جمع کنید.

10. با بستن و باز کردن کلید، بررسی کنید که آیا جریان القایی در سیم پیچ اول وجود دارد یا خیر.

11. قانون لنز را بررسی کنید.

12. بررسی کنید که آیا هنگام تغییر جریان رئوستات، جریان القایی ایجاد می شود یا خیر.

کار آزمایشگاهی شماره 3

پیش رفتن

یک سه پایه را روی لبه میز قرار دهید، یک حلقه را در انتهای بالایی آن با استفاده از کوپلینگ محکم کنید و یک توپ را از آن روی یک نخ آویزان کنید. توپ باید در فاصله 2-5 سانتی متری از زمین آویزان شود.
طول آونگ را با نوار اندازه گیری کنید: ℓ= _____
آونگ را از حالت تعادل 5-8 سانتی متر منحرف کرده و رها کنید.
زمان 30-50 نوسان کامل را اندازه گیری کنید (به عنوان مثال N=40). t₁ = _____
آزمایش را 4 بار دیگر تکرار کنید (تعداد نوسانات در همه آزمایش ها یکسان است).

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

میانگین زمان نوسان را محاسبه کنید.

تی ,

تی t__________.

مقدار متوسط دوره نوسان را محاسبه کنید.

________ .

نتایج محاسبات و اندازه گیری ها را در جدول وارد کنید.

q q__________

خطاهای مطلق در اندازه گیری زمان در هر آزمایش را محاسبه کنید.

∆t1=|t1−t |=| |=

∆t2=|t2−t |=| |=

∆t₃=|t₃−t |=| |=

∆t₄=|t4−t |=| |=

∆t₅=|t₅−t |=| |=

میانگین خطای مطلق اندازه گیری زمان را محاسبه کنید.

∆t = = _______

خطای نسبی اندازه گیری q را با استفاده از فرمول محاسبه کنید:

، جایی که = 0.75 سانتی متر است

خطای مطلق اندازه گیری q را محاسبه کنید.

∆q = _____ ∆q = _____

کار آزمایشگاهی شماره 4

پیش رفتن

لامپ را از طریق سوئیچ به منبع برق وصل کنید. با استفاده از صفحه نمایش با شکاف، یک پرتو نازک نور دریافت کنید.
صفحه را طوری قرار دهید که پرتو نور در نقطه B با زاویه حاد معینی روی آن بیفتد.
دو نقطه در امتداد پرتو نوری که روی صفحه فرو می‌رود و از آن خارج می‌شود قرار دهید.
لامپ را خاموش کنید و صفحه را بردارید و طرح کلی آن را دنبال کنید.
از طریق نقطه B رابط هوا-شیشه، عمود بر مرز، پرتوهای فرود و شکست رسم کنید و زوایای فرود α و β شکست را علامت بزنید.
دایره ای با مرکز در نقطه B رسم کنید و نقاط تلاقی دایره را با پرتوهای فرود و منعکس شده (به ترتیب نقاط A و C) مشخص کنید.
فاصله نقطه A تا عمود بر سطح مشترک را اندازه بگیرید. α= ____
فاصله نقطه C تا عمود بر سطح مشترک را اندازه بگیرید. ب= _____
ضریب شکست شیشه را با استفاده از فرمول محاسبه کنید.

زیرا n= n= _____

خطای نسبی اندازه گیری ضریب شکست را با استفاده از فرمول محاسبه کنید:

جایی که ∆α = ∆b = 0.15 سانتی متر. ______ = _____

11. خطای مطلق اندازه گیری n را محاسبه کنید.

∆n = n ε ∆n = ______ ∆n = _____

12. نتیجه را به صورت n = n ± ∆n بنویسید. n = _____

13. نتایج محاسبات و اندازه گیری ها را در جدول وارد کنید.

تجربه شماره	α، سانتی متر	B، سانتی متر	n	∆α، سانتی متر	∆b، cm	ε	∆n

14. اندازه گیری ها و محاسبات را در زاویه های مختلف تکرار کنید.

15. نتایج ضریب شکست شیشه را با جدول مقایسه کنید.

کار اضافی

کار آزمایشگاهی شماره 5

پیش رفتن

1 یک مدار الکتریکی را با اتصال یک لامپ به منبع برق از طریق یک کلید جمع کنید.

2. لامپ را در یک لبه میز و صفحه نمایش را در لبه دیگر قرار دهید. بین آنها یک عدسی همگرا قرار دهید.

4. فاصله صفحه نمایش تا لنز را بر حسب میلی متر اندازه گیری کنید. d=

5. فاصله لنز تا تصویر را بر حسب میلی متر اندازه گیری کنید. f

6. با d بدون تغییر، آزمایش را 2 بار دیگر تکرار کنید و هر بار دوباره تصویر واضحی به دست آورید. f ، اف

7. میانگین فاصله تصویر تا لنز را محاسبه کنید.

f f f = _______

8. توان نوری عدسی D D را محاسبه کنید

9. فاصله کانونی لنز را محاسبه کنید. F F =

10. نتایج محاسبات و اندازه گیری ها را در جدول وارد کنید.

11. ضخامت لنز را بر حسب میلی متر اندازه گیری کنید. h= _____

12. خطای مطلق در اندازه گیری قدرت نوری لنز را با استفاده از فرمول محاسبه کنید:

∆D = , ∆D = _____

13. نتیجه را به صورت D = D ± ∆D D = _____ بنویسید

کار آزمایشگاهی شماره 6

پیش رفتن

منبع نور را روشن کنید.
با نگاهی به توری پراش و شکاف صفحه در منبع نور و حرکت توری در نگهدارنده، آن را طوری نصب کنید که طیف های پراش با مقیاس صفحه موازی باشند.
صفحه نمایش را تقریباً 50 سانتی متر از توری قرار دهید.
فاصله توری پراش تا صفحه را اندازه بگیرید. α= _____
فاصله شکاف صفحه تا خط قرمز درجه اول در سمت چپ و راست شکاف را اندازه بگیرید.

چپ: b = _____ راست: b=_____

سمت راست شکاف بنفش سمت چپ شکاف سمت راست شکاف

اندازه گیری ها و محاسبات را برای رنگ بنفش تکرار کنید.

مشاهده تأثیر میدان مغناطیسی بر جریان

هدف کار:اطمینان حاصل کنید که یک میدان مغناطیسی یکنواخت اثر جهت یابی بر قاب حامل جریان دارد.

تجهیزات:قرقره، سه پایه، منبع جریان مستقیم، رئوستات، کلید، سیم های اتصال، آهنربای قوس یا نواری.

توجه داشته باشید.قبل از کار، مطمئن شوید که موتور رئوستات روی حداکثر مقاومت تنظیم شده است.

وظایف و سوالات را تمرین کنید

در سال 1820، H. Oersted اثر جریان الکتریکی را بر روی _____ کشف کرد.
در سال 1820، A. Ampere دو هادی موازی با جریان _____ را تاسیس کرد.
میدان مغناطیسی می تواند ایجاد شود: الف) _____ ب) _____ ج) _____
مشخصه اصلی میدان مغناطیسی چیست؟ با چه واحدهای SI اندازه گیری می شود؟
جهت بردار القای مغناطیسی B در محلی که قاب دارای جریان قرار دارد، _____ در نظر گرفته می شود.
خطوط القای مغناطیسی چه ویژگی هایی دارند؟
قانون گیملت اجازه می دهد _____
فرمول نیروی آمپر: F= _____
قانون دست چپ را فرموله کنید.
حداکثر گشتاور چرخشی M که بر روی قاب حامل جریان از میدان مغناطیسی تأثیر می گذارد به _____ بستگی دارد.

پیش رفتن

مدار را مطابق نقشه جمع کنید و آن را روی سیم های انعطاف پذیر آویزان کنید

اسکین قرقره

آهنربای قوسی شکل را زیر مقداری تیز قرار دهید

زاویه α (به عنوان مثال 45 درجه) نسبت به صفحه قرقره و با بستن کلید، حرکت قرقره را مشاهده کنید.

آزمایش را تکرار کنید، ابتدا قطب های آهنربا و سپس جهت جریان الکتریکی را تغییر دهید.
سیم پیچ و آهنربا را ترسیم کنید که جهت میدان مغناطیسی، جهت جریان الکتریکی و ماهیت حرکت سیم پیچ را نشان می دهد.
رفتار یک سیم پیچ حامل جریان در میدان مغناطیسی یکنواخت را توضیح دهید.
آهنربای قوسی شکل را در صفحه سیم پیچ (α=0°) قرار دهید. مراحل مشخص شده در مراحل 2-5 را تکرار کنید.
آهنربای قوسی شکل را عمود بر صفحه قرقره سیم پیچ (α=90 درجه) قرار دهید. مراحل مشخص شده در مراحل 2-5 را تکرار کنید.

نتیجه: _____

کار اضافی

با تغییر قدرت جریان با رئوستات، مشاهده کنید که آیا ماهیت حرکت سیم پیچ با جریان در میدان مغناطیسی تغییر می کند؟

کار آزمایشگاهی شماره 2

تجهیزات: سه پایه با کوپلینگ و پنجه، منبع تغذیه، سیم پیچ، آهنربای قوسی شکل، کلید، سیم های اتصال.

دستورالعمل برای انجام کار

1. نصب نشان داده شده در شکل 144، ب. یک آهنربا روی سیم پیچ قرار دهید و مدار را ببندید. به ماهیت برهمکنش مغناطیسی بین چله و آهنربا توجه کنید.

2. آهنربا را با قطب دیگر به سیم پیچ بیاورید. ماهیت برهمکنش بین سیم پیچ و آهنربا چگونه تغییر کرده است؟

3. آزمایش ها را تکرار کنید، آهنربا را در طرف دیگر کلاف قرار دهید.

4. همانطور که در شکل 144 نشان داده شده است، یک سیم پیچ بین قطب های آهنربا قرار دهید. مدار را ببندید و پدیده را مشاهده کنید. نتیجه گیری کن.

در کار شماره 4 برهمکنش شیر برقی با آهنربا را در نظر خواهیم گرفت. همانطور که مشخص است، یک میدان مغناطیسی در یک سلونوئید تحت جریان ایجاد می شود که با یک آهنربای دائمی برهمکنش می کند. ما یک سری از چهار آزمایش را با موقعیت های مختلف سیم پیچ و آهنربا انجام خواهیم داد. باید انتظار داشت که تعامل آنها نیز متفاوت باشد (جاذبه یا دافعه).

پیشرفت تقریبی کار:

ما پدیده های زیر را مشاهده می کنیم که به راحتی می توان آنها را در قالب نقاشی نشان داد:

کار آزمایشگاهی شماره 11. مشاهده پدیده تداخل و پراش نور.
هدف کار: مطالعه تجربی پدیده تداخل و پراش نور، شناسایی شرایط وقوع این پدیده ها و ماهیت توزیع انرژی نور در فضا.
تجهیزات: لامپ الکتریکی با یک رشته مستقیم (یکی در هر کلاس)، دو صفحه شیشه ای، یک لوله پی وی سی، یک لیوان با محلول صابون، یک حلقه سیم با یک دسته به قطر 30 میلی متر، یک تیغه، یک نوار کاغذ ½ ورق، پارچه نایلونی 5x5 سانتی متر، توری پراش، فیلترهای نور.

نظریه مختصر
تداخل و پراش پدیده های مشخصه امواج با هر ماهیت هستند: مکانیکی، الکترومغناطیسی. تداخل موج عبارت است از اضافه شدن دو (یا چند) موج در فضا که در آن موج حاصل در نقاط مختلف تقویت یا ضعیف می شود. تداخل زمانی مشاهده می شود که امواج ساطع شده از یک منبع نوری با هم همپوشانی داشته باشند و به آن برسند این نقطهبه روش های مختلف برای تشکیل یک الگوی تداخل پایدار، به امواج منسجم نیاز است - امواجی که فرکانس یکسان و اختلاف فاز ثابت دارند. امواج منسجم را می توان بر روی لایه های نازک اکسیدها، چربی، یا بر روی یک شکاف هوا بین دو شیشه شفاف که روی یکدیگر فشرده شده اند به دست آورد.
دامنه جابجایی حاصل در نقطه C به تفاوت در مسیرهای موج در فاصله d2 - d1 بستگی دارد.
[برای مشاهده تصویر فایل را دانلود کنید]شرایط حداکثر (تقویت نوسانات): اختلاف مسیرهای موج برابر است با تعداد زوج نیم موج
جایی که k=0; ± 1; ± 2; ± 3;
[فایل را برای دیدن تصویر دانلود کنید] امواج از منابع A و B در همان مراحل به نقطه C می‌رسند و یکدیگر را تقویت می‌کنند.
اگر اختلاف مسیر برابر با تعداد فرد نیم موج باشد، آنگاه امواج یکدیگر را ضعیف می کنند و حداقل در نقطه برخورد آنها مشاهده می شود.

[برای مشاهده عکس، فایل را دانلود کنید] برای مشاهده عکس، فایل را دانلود کنید]
هنگامی که نور تداخل می کند، توزیع مجدد فضایی انرژی امواج نور رخ می دهد.
پراش پدیده انحراف موج از انتشار مستقیم خطی هنگام عبور از سوراخ های کوچک و خم شدن در اطراف موانع کوچک است.
پراش با اصل هویگنز-فرنل توضیح داده می شود: هر نقطه از مانعی که نور به آن می رسد منبع امواج ثانویه منسجم می شود که فراتر از لبه های مانع منتشر می شوند و با یکدیگر تداخل می کنند و یک الگوی تداخل پایدار را تشکیل می دهند - حداکثر متناوب. و حداقل روشنایی، رنگین کمان در نور سفید. شرایط تظاهر پراش: ابعاد موانع (سوراخ ها) باید کوچکتر یا متناسب با طول موج باشد، پراش روی نخ های نازک، خراش روی شیشه، بر روی شکاف عمودی در ورق کاغذ، روی مژه ها، روی قطرات آب مشاهده می شود. روی شیشه‌های مه‌آلود، روی کریستال‌های یخ در ابر یا روی شیشه، روی موهای کیتینی حشرات، روی پرهای پرندگان، روی سی‌دی‌ها، کاغذ بسته‌بندی، روی توری پراش.
توری پراش یک دستگاه نوری است که ساختار تناوبی از تعداد زیادی از عناصر منظم مرتب شده است که نور بر روی آنها پراش می شود. ضربات با نیمرخ مشخص و ثابت برای یک توری پراش معین در همان بازه d (دوره توری) تکرار می شوند. توانایی یک توری پراش برای جداسازی پرتوی نوری که بر اساس طول موج به آن برخورد می کند، ویژگی اصلی آن است. توری های پراش بازتابنده و شفاف وجود دارد. دستگاه های مدرن عمدتا از توری های پراش بازتابی استفاده می کنند.

پیش رفتن:
وظیفه 1. الف) مشاهده تداخل روی یک لایه نازک:
آزمایش 1. حلقه سیمی را در محلول صابون فرو کنید. یک فیلم صابون روی حلقه سیمی تشکیل می شود.
آن را به صورت عمودی قرار دهید. ما نوارهای افقی روشن و تیره را مشاهده می کنیم که با تغییر ضخامت فیلم از نظر عرض و رنگ تغییر می کنند. از طریق فیلتر به تصویر نگاه کنید.
بنویسید که چند راه راه مشاهده می شود و چگونه رنگ ها در آنها متناوب می شوند؟
آزمایش 2. با استفاده از یک لوله PVC، یک حباب صابون را باد کرده و آن را به دقت بررسی کنید. هنگامی که با نور سفید روشن می شود، تشکیل نقاط تداخل رنگی در رنگ های طیفی را مشاهده کنید.تصویر را از طریق یک فیلتر نوری بررسی کنید.
چه رنگ هایی در حباب قابل مشاهده است و چگونه از بالا به پایین متناوب می شوند؟
ب) مشاهده تداخل روی گوه هوا:
آزمایش 3. دو بشقاب شیشه ای را با دقت پاک کنید، آنها را کنار هم قرار دهید و با انگشتان خود فشار دهید. به دلیل شکل غیر ایده آل سطوح تماس، حفره های هوای نازکی بین صفحات ایجاد می شود - این گوه های هوا هستند و تداخل روی آنها رخ می دهد. هنگامی که نیروی فشرده کننده صفحات تغییر می کند، ضخامت گوه هوا تغییر می کند که منجر به تغییر مکان و شکل حداکثر و حداقل تداخل می شود سپس تصویر را از طریق فیلتر بررسی کنید.
آنچه را که در نور سفید دیدید و آنچه را که از طریق فیلتر دیدید ترسیم کنید.

نتیجه گیری کنید: چرا تداخل رخ می دهد، چگونه رنگ حداکثر در الگوی تداخل را توضیح دهیم، چه چیزی بر روشنایی و رنگ الگو تأثیر می گذارد.

وظیفه 2. مشاهده پراش نور.
آزمایش 4. از یک تیغه برای بریدن شکاف در یک ورق کاغذ استفاده کنید، کاغذ را روی چشمان خود بمالید و از طریق شکاف به لامپ منبع نور نگاه کنید. حداکثر و حداقل نور را مشاهده می کنیم سپس از طریق فیلتر به تصویر نگاه کنید.
الگوی پراش که در نور سفید و در نور تک رنگ دیده می شود را ترسیم کنید.
با تغییر شکل کاغذ، عرض شکاف را کاهش می دهیم و پراش را مشاهده می کنیم.
آزمایش 5. از طریق یک توری پراش به یک لامپ منبع نور نگاه کنید.
الگوی پراش چگونه تغییر کرده است؟
آزمایش 6. از طریق پارچه نایلونی به رشته لامپ نورانی نگاه کنید. با چرخاندن پارچه حول محور خود به شفافیت برسید الگوی پراشبه شکل دو نوار پراش که در زاویه قائم قرار گرفته اند.
صلیب پراش مشاهده شده را ترسیم کنید. این پدیده را توضیح دهید.
نتیجه گیری کنید: چرا پراش رخ می دهد، چگونه می توان رنگ حداکثر در الگوی پراش را توضیح داد، چه چیزی بر روشنایی و رنگ الگو تأثیر می گذارد.
سوالات کنترلی:
چه چیزی بین پدیده تداخل و پدیده پراش مشترک است؟
چه امواجی می توانند یک الگوی تداخل پایدار ایجاد کنند؟
چرا هیچ الگوی تداخلی روی میز دانش آموز از لامپ های آویزان از سقف کلاس وجود ندارد؟

6. چگونه دایره های رنگی دور ماه را توضیح دهیم؟

فایل های پیوست شده