1 promatranje utjecaja magnetskog polja na struju. Promatranje utjecaja magnetskog polja na struju. Promatranje kontinuiranih i linijskih spektara

Promatranje utjecaja magnetskog polja na struju

Proučavanje fenomena elektromagnetske indukcije

Određivanje ubrzanja slobodnog pada pomoću njihala

Mjerenje indeksa loma stakla

Određivanje optičke jakosti i žarišne duljine sabirne leće.

Cilj rada: pobrinite se da jednoliko magnetsko polje ima orijentacijski učinak na okvir sa strujom.

Oprema: kalem, tronožac, izvor istosmjerne struje, reostat, ključ, spojne žice, lučni ili trakasti magnet.

Bilješka. Prije rada provjerite je li motor reostata postavljen na najveći otpor.

Godine 1820. H. Oersted otkrio je učinak električna struja dana _____ Godine 1820. A. Ampere je ustanovio da dva paralelna vodiča sa strujom _____ Magnetsko polje mogu nastati: a) _____ b) _____ c) _____ Koja je glavna karakteristika magnetsko polje? U kojim SI jedinicama se mjeri? Smjer vektora magnetske indukcije B na mjestu gdje se nalazi okvir s strujom uzima se _____ Koja je osobitost linija magnetske indukcije? Gimlet pravilo dopušta _____ Formula Amperove sile je: F= _____ Formulirajte pravilo lijeve ruke. Maksimalni rotacijski moment M koji magnetsko polje djeluje na okvir sa strujom ovisi o _____

Napredak

Sastavite krug prema crtežu, objesite ga na savitljive žice

kolut-motuljak.

Stavite magnet u obliku luka ispod oštrice

kut α (primjerice 45°) u odnosu na ravninu kalem-kalem i zatvarajući ključ promatrati kretanje kalem-kalem.

Ponovite pokus, prvo promijenite polove magneta, a zatim i smjer električne struje. Nacrtajte zavojnicu i magnet uz naznaku smjera magnetskog polja, smjera električne struje i narav gibanja zavojnice.Objasnite ponašanje zavojnice sa strujom u jednoličnom magnetskom polju. Postavite magnet u obliku luka u ravninu zavojnice-zavojnice (α=0°). Ponovite korake navedene u koracima 2-5. Postavite magnet u obliku luka okomito na ravninu zavojnice (α=90°). Ponovite korake navedene u koracima 2-5.

Zaključak: _____

Dodatni zadatak

Promjenom jakosti struje reostatom promatrajte mijenja li se priroda gibanja zavojnice sa strujom u magnetskom polju?

Laboratorijski rad br.2

Cilj rada: proučavati fenomen elektromagnetska indukcija, provjerite Lenzovo pravilo.

Oprema: miliampermetar, izvor struje, zavojnice s jezgrama, lučni ili trakasti magnet, reostat, ključ, spojne žice, magnetska igla.

Zadaci obuke i pitanja

28. kolovoza 1831. M. Faraday _____ Što je fenomen elektromagnetske indukcije? Magnetski tok F kroz površinu površine S naziva se _____ U kojim SI jedinicama se mjeri?

a) indukcija magnetskog polja [B]= _____

b) magnetski tok[F]= _____

5. Lenzovo pravilo nam omogućuje da odredimo _____

6. Zapišite formulu zakona elektromagnetske indukcije.

7. Što je to? fizičko značenje zakon elektromagnetske indukcije?

8. Zašto se otkriće fenomena elektromagnetske indukcije svrstava u najveća otkrića na polju fizike?

Napredak

Spojite zavojnicu na priključke miliampermetra. Slijedite ove korake:

a) umetnite sjeverni (N) pol magneta u zavojnicu;

b) zaustavite magnet na nekoliko sekundi;

c) skinite magnet sa zavojnice (modul brzine magneta je približno isti).

3. Napiši je li u zavojnici nastala inducirana struja i koje su njezine značajke u svakom slučaju: a) _____ b) _____ c) _____

4. Ponovite korake 2 s južnim (S) polom magneta i izvucite odgovarajuće zaključke: a) _____ b) _____ c) _____

5. Formulirajte pod kojim se uvjetima u zavojnici pojavila inducirana struja.

6. Objasnite razliku u smjeru inducirane struje pomoću Lenzovog pravila

7. Nacrtajte dijagram pokusa.

8. Nacrtajte strujni krug koji se sastoji od izvora struje s dvije zavojnice zajednička jezgra, ključ, reostat i miliampermetar (prvu zavojnicu spojiti na miliampermetar, drugu zavojnicu spojiti preko reostata na izvor struje).

9. Skupite se strujni krug prema ovoj shemi.

10. Zatvaranjem i otvaranjem ključa provjerite javlja li se indukcijska struja u prvom svitku.

11. Provjerite Lenzovo pravilo.

12. Provjerite javlja li se inducirana struja pri promjeni struje reostata.

Laboratorijski rad br.3

Cilj rada: izračunati ubrzanje slobodan pad te ocijeniti točnost dobivenog rezultata.

Oprema: sat sa sekundnom kazaljkom, metar, kuglica s rupom, konac, tronožac s tuljcem i prstenom.

Zadaci i pitanja za vježbu

Slobodne oscilacije nazivaju se _____ Pod kojim se uvjetima njihalo s nitima može smatrati matematičkim? Period titranja je _____ U kojim SI jedinicama se mjere:

a) razdoblje [T]= _____

b) frekvencija [ν]= _____

c) ciklička frekvencija[ω]= _____

d) faza oscilacije[ϕ]= _____

5. Zapišite formulu za period titranja matematičko njihalo, dobiven od G. Huygensa.

6. Napiši jednadžbu oscilatorno gibanje u diferencijalnom obliku i njegovo rješenje.

7. Ciklička frekvencija titraja njihala je 2,5π rad/s. Odredi period i frekvenciju titranja njihala.

8. Jednadžba gibanja njihala ima oblik x=0,08 sin 0,4πt. Odredite amplitudu, period i frekvenciju oscilacija.

Napredak

Na rub stola postavite tronožac, na njegovom gornjem kraju pomoću spojnice pričvrstite prsten i na njega objesite kuglicu na konac. Lopta bi trebala visjeti na udaljenosti od 2-5 cm od poda. Izmjerite duljinu njihala vrpcom: ℓ= _____ Odmaknite njihalo od položaja ravnoteže za 5-8 cm i pustite ga. Izmjerite vrijeme 30-50 potpunih oscilacija (na primjer N=40). t₁ = _____ Ponovite pokus još 4 puta (broj titraja je isti u svim pokusima).

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"> ________ .

Rezultate izračuna i mjerenja unesite u tablicu.

Izračunajte ubrzanje gravitacije pomoću formule: q.

q q__________

Izračunajte apsolutne pogreške u mjerenju vremena u svakom pokusu.

∆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"> = = _______

Izračunajte relativnu pogrešku mjerenja q pomoću formule:

, gdje je = 0,75 cm

Izračunati apsolutna pogreška mjerenja q.

https://pandia.ru/text/78/010/images/image012_63.gif" width="15" height="25 ">± ∆q. q = _____ q = _____ Usporedite rezultat s vrijednošću od 9,8 m /s².

Laboratorijski rad br.4

Cilj rada: Izračunajte indeks loma stakla u odnosu na zrak.

Oprema: staklena ploča u obliku trapeza, izvor struje, ključ, žarulja, spojne žice, metalni ekran s prorezom.

Zadaci i pitanja za vježbu

Lom svjetlosti je fenomen _____ Zašto se prsti umočeni u vodu čine kratkimi? Zašto svjetlost prelazi s terpentina na glicerin bez loma? Koje je fizičko značenje indeksa loma? Koja je razlika između relativnog indeksa loma i apsolutnog indeksa loma? Zapiši formulu zakona loma svjetlosti. U kojem slučaju je kut loma jednak upadnom kutu? Pod kojim kutom upada α je odbijena zraka okomita na lomljenu zraku? (n je relativni indeks loma dva medija)

Napredak

Spojite žarulju preko prekidača na izvor struje. Pomoću zaslona s prorezom dobijete tanki snop svjetlosti. Postavite ploču tako da zraka svjetlosti pada na nju u točki B pod određenom oštar kut. Postavite dvije točke duž svjetlosne zrake koja pada na ploču i izlazi iz nje. Ugasite žarulju i uklonite ploču, ocrtavajući njen obris. Kroz točku B međuprostora zrak-staklo povucite okomicu na granicu, upadnu i lomljenu zraku i označite upadne kutove α i lomne kutove β. Nacrtajte kružnicu sa središtem u točki B i označite sjecišne točke kružnice s upadnom i odbijenom zrakom (točke A odnosno C). Izmjerite udaljenost od točke A do okomice na granicu. α= ____ Izmjerite udaljenost od točke C do okomice na granicu. b= _____ Izračunajte indeks loma stakla pomoću formule.

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

Izračunajte relativnu pogrešku mjerenja indeksa loma pomoću formule:

Gdje je ∆α = ∆b = 0,15 cm. ______ = _____

11. Izračunajte apsolutnu grešku mjerenja n.

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

13. Rezultate izračuna i mjerenja unesite u tablicu.

14. Ponovite mjerenja i izračune pod različitim upadnim kutom.

15. Usporedite rezultate indeksa loma stakla s tablicom.

Dodatni zadatak

Kutomjerom izmjerite kutove α i β. Pronađite sin α=_____, sin β= _____ iz tablice. Izračunajte indeks loma stakla n= n= _____ Ocijenite rezultat.

Laboratorijski rad br.5

Iskustvo br.

D, dioptrija

D, dioptrija

Cilj rada: odrediti žarišnu duljinu i optičku jakost sabirne leće.

Oprema: vladar, dva pravokutni trokut, dugofokusna konvergentna leća, žarulja na stalku s poklopcem na kojem se nalazi slovo, izvor napajanja, ključ, spojne žice, ekran, vodilica.

Zadaci i pitanja za vježbu

Leća se zove _____ Tanka leća je _____ Prikaži put zraka nakon loma u sabirnoj leći.

Napiši formulu za tanku leću. Optička jakost leće je _____ D= ______ Kako će se promijeniti žarišna duljina leće ako joj se poveća temperatura? Pod kojim je uvjetom slika predmeta dobivena pomoću konvergentne leće virtualna? Izvor svjetlosti nalazi se u dvostrukom žarištu sabirne leće čija je žarišna duljina F = 2 m. Na kojoj je udaljenosti od leće njezina slika? Konstruirajte sliku u sabirnoj leći.

Opišite dobivenu sliku.

Napredak

1 Sastavite električni krug spajanjem žarulje na izvor napajanja preko prekidača.

2. Postavite žarulju na jedan rub stola, a ekran na drugi rub. Između njih postavite konvergentnu leću.

3. Uključite žarulju i pomičite leću duž šipke dok se na ekranu ne dobije oštra, smanjena slika svjetlećeg slova poklopca žarulje.

4. Izmjerite udaljenost od ekrana do leće u mm. d=

5. Izmjerite udaljenost od leće do slike u mm. f

6. S nepromijenjenim d, ponovite eksperiment još 2 puta, svaki put ponovno dobivajući oštru sliku. f , f

7. Izračunajte prosječnu udaljenost od slike do leće.

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

8. Izračunajte optičku jakost leće D D

9. Izračunajte žarišnu duljinu leće. F F=

Oprema: difrakcijska rešetka s periodom mm ili mm, stativ, ravnalo s držačem za rešetku i crni ekran s prorezom u sredini, koji se može pomicati po ravnalu, .

Zadaci i pitanja za vježbu

Disperzija svjetlosti naziva se _____ Interferencija svjetlosnih valova je _____ Formulirajte Huygens-Fresnelovo načelo. Difrakcijska rešetka je _____ Maksimumi difrakcijske rešetke javljaju se pod uvjetom _____ At difrakcijska rešetka s periodom d=2 μm monokromatski val svjetlosti pada normalno. Odredite valnu duljinu ako je k=4. Zašto se čestice manje od 0,3 mikrona ne vide optičkim mikroskopom? Ovisi li položaj maksimuma osvjetljenja koje stvara ogibna rešetka o broju proreza? Izračunajte razliku u putanji monokromatskih svjetlosnih valova (λ=6·10 m) koji upadaju na ogibnu rešetku i tvore maksimum drugog reda.

Napredak

Uključite izvor svjetla. Gledajući kroz difrakcijsku rešetku i prorez na ekranu na izvor svjetla i pomičući rešetku u držaču, postavite ga tako da difrakcijski spektri budu paralelni sa skalom ekrana. Postavite zaslon otprilike 50 cm od rešetke. Izmjerite udaljenost od difrakcijske rešetke do zaslona. α= _____ Izmjerite udaljenost od proreza zaslona do crvene linije prvog reda lijevo i desno od proreza.

Lijevo: b = _____ Desno: b=_____

Izračunajte valnu duljinu crvene svjetlosti lijevo od proreza na ekranu.

Izračunajte valnu duljinu crvene svjetlosti desno od proreza na ekranu.

Izračunajte prosječnu valnu duljinu crvene boje.

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

Mjesto

Desno od

ljubičica

Desno od

Ponovite mjerenja i izračune za ljubičasta.

Laboratorijski rad iz fizike za kolegij 11. razreda.

Laboratorijski rad br.1

PROMATRANJE DJELOVANJA MAGNETSKOG POLJA NA STRUJU

Oprema: zavojnica žice, tronožac, izvor istosmjerne struje, reostat, ključ, spojne žice, magnet u obliku luka.

Objesite kolut žice na tronožac, spojite ga na izvor struje u seriju s reostatom i ključem. Ključ najprije mora biti otvoren, a klizač reostata mora biti postavljen na najveći otpor.

Provođenje eksperimenta

1. Stavite magnet na viseću klupku i, zatvarajući ključ, promatrajte kretanje klupka.

2. Odaberite nekoliko karakterističnih opcija za relativno mjesto užeta i magneta i skicirajte ih, naznačujući smjer magnetskog polja, smjer struje i očekivano kretanje užeta u odnosu na magnet.

3. Eksperimentalno ispitati ispravnost pretpostavki o prirodi i smjeru kretanja pramena.

Laboratorijski rad br.2

PROUČAVANJE FENOMENA ELEKTROMAGNETSKE INDUKCIJE

Oprema : miliampermetar, napajanje, zavojnice s jezgrama, lučni magnet, prekidač s tipkama, spojne žice, magnetska igla (kompas), reostat.

Priprema za rad

1. Umetnite željeznu jezgru u jednu od zavojnica i pričvrstite je maticom. Spojite ovu zavojnicu kroz miliampermetar, reostat i prebacite se na izvor napajanja. Zatvorite ključ i pomoću magnetske igle (kompasa) odredite mjesto magnetski polovi zavojnice sa strujom. Zabilježite u kojem smjeru odstupa igla miliampermetra. U budućnosti, prilikom izvođenja radova, bit će moguće procijeniti položaj magnetskih polova zavojnice s strujom u smjeru otklona igle miliampermetra.

2. Odspojite reostat i ključ iz strujnog kruga, spojite miliampermetar na zavojnicu, održavajući redoslijed spajanja njihovih stezaljki.

Provođenje eksperimenta

1. Postavite jezgru na jedan od polova magneta u obliku luka i gurnite je unutar zavojnice, istovremeno promatrajući iglu miliampermetra.
2. Ponovite promatranje pomicanjem jezgre iz zavojnice i mijenjanjem polova magneta.
3. Nacrtajte dijagram pokusa i provjerite ispunjenje Lenzova pravila za svaki slučaj.
4. Postavite drugu zavojnicu pored prve tako da se njihove osi podudaraju.
5. Umetnite željezne jezgre u obje zavojnice i spojite drugu zavojnicu preko prekidača na izvor napajanja.
6. Dok zatvarate i otvarate ključ, promatrajte otklon igle miliampermetra.
7. Nacrtajte dijagram pokusa i provjerite ispunjenje Lenzova pravila.

Laboratorijski rad br.3

ODREĐIVANJE AKCELERACIJE SLOBODNOG PADA POMOĆU NJITALNA

Oprema: sat sa sekundarom, mjerni metar s greškom L = 0,5 cm, kuglica s rupom, navoj, tronožac sa spojnicom i prstenom.

Priprema za rad

Za mjerenje ubrzanja gravitacije koriste se različiti gravimetri, posebice uređaji s njihalom. Uz njihovu pomoć moguće je izmjeriti ubrzanje gravitacije s apsolutnom pogreškom reda veličine 10 -5 m/s 2 .

U radu se koristi najjednostavnije njihalo – kuglica na niti. Kada je veličina kuglice mala u odnosu na duljinu niti i mala odstupanja od ravnotežnog položaja, period titranja jednak je periodu titranja matematičkog njihala. Da biste povećali točnost mjerenja perioda, potrebno je dovoljno mjeriti vrijeme t veliki broj N ukupnih oscilacija njihala. Tada je period T = , a ubrzanje slobodnog pada može biti
izračunati pomoću formule

Provođenje eksperimenta

1. Postavite tronožac na rub stola. Na njegovom gornjem kraju učvrstite prsten pomoću spojnice i objesite kuglicu na njega na konac. Lopta bi trebala visjeti na udaljenosti od 1-2 cm od poda.

2. Trakom izmjerite duljinu njihala I (duljina njihala mora biti najmanje 50 cm).

3. Pobudite visak na njihanje tako da kuglicu nagnete u stranu za 5-8 cm i otpustite.

4. Izmjerite vrijeme t 50 titraja njihala u nekoliko pokusa i izračunajte

gdje je n broj eksperimenata za mjerenje vremena.

5. Izračunajte prosječnu apsolutnu pogrešku mjerenja vremena

6. Izračunajte ubrzanje slobodnog pada pomoću formule

7. Odredite relativnu pogrešku mjerenja vremena t.

8. Odredite relativnu pogrešku pri mjerenju duljine njihala. Vrijednost l je zbroj pogreške mjerne trake i pogreške brojanja jednake polovici vrijednosti dijeljenja trake:

l = l l + l otac.

9. Izračunajte relativnu pogrešku mjerenja g pomoću formule

uzimajući u obzir da se pogreška zaokruživanja l može zanemariti ako je = 3,14; l se također može zanemariti ako je 4 puta (ili više) manji od 2 t.

10. Odredite g = q g cp i rezultat mjerenja upišite u obrazac

Provjerite jesu li mjere točne i provjerite pribor poznata vrijednost g dobiveni interval.

Laboratorijski rad br.4

MJERENJE INDEKSA LOMA STAKLA

Oprema, potrebne mjere. Rad mjeri indeks loma staklene ploče u obliku trapeza. Uski snop svjetlosti usmjeren je koso prema jednoj od paralelnih strana ploče. Prolazeći kroz ploču, ova zraka svjetlosti doživljava dvostruki lom. Izvor svjetlosti je električna žarulja spojena ključem na neki izvor struje. Svjetlosni snop se stvara pomoću metalnog zaslona s prorezom. U tom se slučaju širina snopa može promijeniti promjenom udaljenosti između zaslona i žarulje.

Indeks loma stakla u odnosu na zrak određuje se formulom

gdje je upadni kut zrake svjetlosti na rubu ploče (od zraka do stakla); - kut loma svjetlosne zrake u staklu.

Da biste odredili omjer na desnoj strani formule, postupite na sljedeći način. Prije usmjeravanja svjetlosnog snopa na ploču, ona se postavlja na stol na milimetarski papir (ili list kariranog papira) tako da se jedan od njegovih paralelnih rubova poklapa s prethodno označenom linijom na papiru. Ova linija će označavati sučelje između zraka i stakla. Koristeći fino zašiljenu olovku, nacrtajte crtu duž drugog paralelnog ruba. Ova linija prikazuje sučelje između stakla i zraka. Nakon toga, bez pomicanja ploče, uski snop svjetlosti usmjerava se na njezino prvo paralelno lice pod bilo kojim kutom u odnosu na lice. Uzduž svjetlosnih zraka koje padaju na ploču i izlaze iz nje, fino zašiljenom olovkom postavljaju se točke 1, 2, 3 i 4 (sl. 18.p. Nakon toga svjetlo se gasi, ploča se skida i ravnalom se povlače ulazne, izlazne i lomljene zrake (sl. 18.2) Kroz točku B sučelja zrak-staklo povući okomicu na granicu, označiti upadne i lomne kutove... Zatim pomoću šestara nacrtati kružnicu sa središtem u točki B i konstruirajte pravokutne trokute ABE i CBD.

Duljine odsječaka AE i DC mjere se milimetarskim papirom ili ravnalom. U oba slučaja instrumentalna pogreška može se smatrati jednakom 1 mm. Pogreška brojanja također se mora uzeti jednakom 1 mm kako bi se uzela u obzir netočnost u položaju ravnala u odnosu na rub svjetlosne zrake.

Najveća relativna pogreška u mjerenju indeksa loma određena je formulom

Određuje se najveća apsolutna pogreška prema formuli

(Ovdje je n r približna vrijednost indeksa loma, određena formulom (18.1).)

Konačni rezultat mjerenja indeksa loma zapisuje se na sljedeći način:

Priprema za rad

2. Spojite žarulju preko sklopke na izvor struje. Pomoću zaslona s prorezom dobijete tanki snop svjetlosti.

1. Izmjerite indeks loma stakla u odnosu na zrak pod nekim upadnim kutom. Zapišite rezultat mjerenja uzimajući u obzir izračunate pogreške.

2. Ponovite isto pod drugim upadnim kutom.

3. Usporedite rezultate dobivene formulama

4. Zaključite o ovisnosti (ili neovisnosti) indeksa loma o upadnom kutu. (Način uspoređivanja rezultata mjerenja opisan je u uvodu u laboratorijske vježbe u udžbeniku fizike za X. razred.)

Sigurnosno pitanje

Za određivanje indeksa loma stakla dovoljno je kutomjerom izmjeriti kutove i izračunati omjer njihovih sinusa. Koja metoda određivanja indeksa loma je bolja: ova ili ona korištena u radu?

Laboratorijski rad br.5

ODREĐIVANJE OPTIČKE SNAGE I ŽARIŠNE LEĆE KONVERZIONOG LEĆA

Oprema : ravnalo, dva pravokutna trokuta, dugožarišna konvergentna leća, žarulja na stalku s poklopcem, izvor struje, prekidač, spojne žice, zaslon, vodilica.

Priprema za rad

Najjednostavniji način mjerenja optičke snage i žarišne duljine leće temelji se na formuli leće

Objekt koji se koristi je slovo koje svijetli difuznom svjetlošću u kapici iluminatora. Na ekranu se dobiva stvarna slika ovog slova.

Provođenje eksperimenta

1. Sastavite električni krug spajanjem žarulje na izvor struje preko sklopke.

2. Postavite žarulju na rub stola, a ekran na drugi rub. Stavite leću između njih, upalite žarulju i pomičite leću po tračnici dok se na ekranu ne dobije oštra slika svjetlećeg slova.

Kako biste smanjili pogrešku mjerenja povezanu s izoštravanjem, preporučljivo je dobiti manju (a time i svjetliju) sliku.

3. Izmjerite udaljenosti d i f, pazeći na potrebu pažljivog mjerenja udaljenosti.

S nepromijenjenim d, ponovite eksperiment nekoliko puta, svaki put ponovno dobivajući oštru sliku. Izračunajte f avg, D avg, F avg. Rezultate mjerenja udaljenosti (u milimetrima) upiši u tablicu.

4. Apsolutna pogreška D u mjerenju optičke jakosti leće može se izračunati pomoću formule, gdje su 1 i 2 apsolutne pogreške u mjerenju d i f.

Pri određivanju 1 i 2 treba imati na umu da se mjerenje udaljenosti d i f ne može provesti s pogreškom manjom od polovice debljine leće h.

Budući da se pokusi izvode pri konstanti d, tada je 1 =. Pogreška mjerenja f bit će veća zbog netočnosti podešavanja oštrine za približno još jedan . Zato

5. Izmjerite debljinu leće h (Sl. 18.3) i izračunajte D pomoću formule

6. Rezultat upiši u obrazac

Laboratorijski rad br.6

MJERENJE VALNE DULJINE SVJETLOSTI

Oprema, potrebne mjere. U ovom radu za određivanje valne duljine svjetlosti koristi se ogibna rešetka s periodom mm ili - mm (period je označen na rešetki). To je glavni dio mjernog sustava prikazanog na slici 18.4. Rešetka 1 ugrađena je u držač 2 koji je pričvršćen na kraj ravnala 3. Na ravnalu se nalazi crni ekran 4 s uskim okomitim prorezom 5 u sredini. Zaslon se može pomicati duž ravnala, što vam omogućuje promjenu udaljenosti između njega i difrakcijske rešetke. Na ekranu i ravnalu nalaze se milimetarske skale. Cijela instalacija je postavljena na tronožac 6.

Ako gledate kroz rešetku i prorez na izvor svjetlosti (žarulja sa žarnom niti ili svijeća), tada na crnoj pozadini ekrana možete promatrati difrakcijske spektre 1., 2. itd. reda s obje strane proreza.

Valna duljina određena je formulom

gdje je d period rešetke; k - poredak spektra; - kut pod kojim se opaža najveća svjetlost odgovarajuće boje.

Budući da kutovi pod kojima se promatraju maksimumi 1. i 2. reda ne prelaze 5°, umjesto sinusa kutova mogu se koristiti njihovi tangenti. Sa slike 18.5 vidi se da

Udaljenost a mjeri se ravnalom od rešetke do ekrana, udaljenost b mjeri se duž skale ekrana od proreza do odabrane spektralne linije.

Konačna formula za određivanje valne duljine je

U ovom radu pogreška mjerenja valnih duljina nije procijenjena zbog neke nesigurnosti u izboru srednjeg dijela spektra zadane boje.

Priprema za rad

1. Pripremite obrazac izvješća s tablicom za bilježenje rezultata mjerenja i izračuna.
2. Sastavite mjernu postavu, postavite zaslon na udaljenosti od 50 cm od rešetke.
3. Gledajući kroz difrakcijsku rešetku i prorez na ekranu na izvor svjetla i pomičući rešetku u držaču, postavite je tako da difrakcijski spektri budu paralelni sa skalom ekrana.

Izvođenje pokusa, obrada rezultata mjerenja

1. Izračunajte crvenu valnu duljinu u spektru 1. reda desno i lijevo od proreza na ekranu, odredite prosječnu vrijednost rezultata mjerenja.
2. Učinite isto za žutu boju.
3. Usporedite svoje rezultate s crvenom i ljubičastom valnom duljinom na sl. V, 1 umetak u boji.

Laboratorijski rad br.7

Promatranje interferencije, difrakcije i polarizacije svjetlosti

Cilj: eksperimentalno promatranje fenomena interferencije i difrakcije svjetlosti.

teorijski dio: interferencija svjetlosnih valova je zbrajanje dvaju valova, uslijed čega se uočava vremenski stabilan obrazac pojačanja ili slabljenja rezultirajućih svjetlosnih vibracija na različitim točkama u prostoru. rezultat interferencije ovisi o kutu upada na film, njegovoj debljini i valnoj duljini. dobiti svjetlo će se dogoditi u slučaju da lomljena zaostaje za reflektiranom cijeli broj valnih duljina. Ako drugi val zaostaje za prvim pola valne duljine ili neparan broj poluvalnih duljina, tada će svjetlost oslabiti. difrakcija je savijanje valova oko rubova prepreka.

oprema: staklene ploče - 2 komada, preklopi od najlona ili kambrika, eksponirani fotografski film s prorezom napravljenim oštricom žileta, gramofonska ploča, čeljust, svjetiljka s ravnom žarnom niti.

zaključak iz obavljenog posla:

1. svjetlosna interferencija

Nakon što smo proveli eksperiment promatranja interferencije svjetlosti pomoću dvije ploče, primijetili smo da se s promjenom tlaka mijenjaju oblik i položaj interferencijskih pruga. To je zbog činjenice da kada se debljina filma promijeni, razlika putanje vala se mijenja. Visoki se mijenjaju u niske i obrnuto. S propuštenom svjetlošću ne može se uočiti interferencijski uzorak, budući da to zahtijeva konzistentne valove s istim duljinama i konstantnom faznom razlikom. Nemoguće je dobiti interferencijski uzorak pomoću dva neovisna izvora svjetlosti. paljenje druge žarulje samo povećava osvjetljenje, ali ne stvara izmjenu minimalnog i maksimalnog osvjetljenja.

2. difrakcija

Različitim metodama promatrali smo pojavu difrakcije svjetlosti, promjenu difrakcijskih spektara. ovaj posao je eksperimentalna potvrda teorije difrakcije svjetlosti.

Promatrajte plavo nebo kroz polaroid, usmjeravajući snop pogleda približno pod pravim kutom u odnosu na smjer Sunca (svjetlo raspršeno pod pravim kutom u odnosu na smjer upadne svjetlosti je najjače polarizirano). Lagano zakrenite Polaroid i promatrajte promjenu prividne svjetline plavo nebo. Promjena svjetline uzrokovana polarizacijom raspršene svjetlosti posebno je uočljiva ako se na pozadini plavog neba u vidnom polju pojave bijeli oblaci čija se svjetlina ne mijenja kada se polaroid okrene.

Laboratorijski rad br.8

PROMATRANJE KONTINUIRANOG I LINIJSKOG SPEKTRA

Oprema: projekcijski aparati, spektralne cijevi s vodikom, neonom ili helijem, visokonaponski induktor, napajanje, tronožac, spojne žice (ovi uređaji su zajednički za cijeli razred), staklena ploča s kosim rubovima (izdaje se svima).

Provođenje eksperimenta

1. Postavite ploču vodoravno ispred oka. Kroz rubove koji čine kut od 45°, promatrajte svijetlu okomitu traku na ekranu - sliku kliznog proreza projekcijskog aparata.

2. Odaberi primarne boje dobivenog kontinuiranog spektra i zapiši ih u promatranom nizu.

3. Ponovite eksperiment, gledajući traku kroz lica koja tvore kut od 60°. Zabilježite razlike kao spektre.

4. Promatrajte linijske spektre vodika, helija ili neona promatrajući svjetleće spektralne cijevi kroz rubove staklene ploče. Zabilježite najsvjetlije linije u spektru.

Sigurnosno pitanje

Po čemu se difrakcijski spektar razlikuje od disperzijskog spektra?

Laboratorijski rad br.9

Proučavanje tragova nabijenih čestica pomoću gotovih fotografija

Tijek laboratorijskog eksperimenta:

Cilj: Rad zahtijeva identifikaciju nabijene čestice usporedbom njezinog traga s tragom protona u komori oblaka smještenoj u magnetskom polju.
oprema: gotova fotografija dvaju tragova nabijenih čestica. i track je proton, ii je čestica koju treba identificirati.

zaključak iz obavljenog posla: Nakon što smo identificirali nabijenu česticu usporedbom njezinog traga s tragom protona, utvrdili smo da je ta čestica ... (dobiveni rezultat).

Cilj rada:

Oprema:

Bilješka.

Napredak

kolut-motuljak.

Zaključak: _____

Dodatni zadatak

Laboratorijski rad br.2

Proučavanje fenomena elektromagnetske indukcije

Cilj rada: proučavati fenomen elektromagnetske indukcije, provjeriti Lenzovo pravilo.

Oprema: miliampermetar, izvor struje, zavojnice s jezgrama, lučni ili trakasti magnet, reostat, ključ, spojne žice, magnetska igla.

Zadaci i pitanja za vježbu

28. kolovoza 1831. M. Faraday _____
Što je fenomen elektromagnetske indukcije?
Magnetski tok F kroz površinu površine S naziva se _____
U kojim SI jedinicama se mjere?

a) indukcija magnetskog polja [B]= _____

b) magnetski tok [F]= _____

5. Lenzovo pravilo nam omogućuje da odredimo _____

6. Zapišite formulu zakona elektromagnetske indukcije.

7. Koji je fizikalni smisao zakona elektromagnetske indukcije?

8. Zašto se otkriće fenomena elektromagnetske indukcije smatra jednim od najvećih otkrića u području fizike?

Napredak

Spojite zavojnicu na stezaljke miliampermetra.
Prati ove korake:

a) umetnite sjeverni (N) pol magneta u zavojnicu;

b) zaustavite magnet na nekoliko sekundi;

c) skinite magnet sa zavojnice (modul brzine magneta je približno isti).

3. Napiši je li u zavojnici nastala inducirana struja i koje su njezine značajke u svakom slučaju: a) _____ b) _____ c) _____

4. Ponovite korake 2 s južnim (S) polom magneta i izvucite odgovarajuće zaključke: a) _____ b) _____ c) _____

5. Formulirajte pod kojim se uvjetima u zavojnici pojavila inducirana struja.

6. Objasnite razliku u smjeru inducirane struje pomoću Lenzovog pravila

7. Nacrtajte dijagram pokusa.

8. Nacrtajte strujni krug koji se sastoji od izvora struje, dvije zavojnice na zajedničkoj jezgri, sklopke, reostata i miliampermetra (prvu zavojnicu spojite na miliampermetar, drugu zavojnicu spojite preko reostata na izvor struje).

9. Sastavite električni krug prema ovoj shemi.

10. Zatvaranjem i otvaranjem ključa provjerite javlja li se indukcijska struja u prvom svitku.

11. Provjerite Lenzovo pravilo.

12. Provjerite javlja li se inducirana struja pri promjeni struje reostata.

Laboratorijski rad br.3

Napredak

Na rub stola postavite tronožac, na njegovom gornjem kraju pomoću spojnice pričvrstite prsten i na njega objesite kuglicu na konac. Lopta bi trebala visjeti na udaljenosti od 2-5 cm od poda.
Izmjerite duljinu njihala trakom: ℓ= _____
Odmaknite visak od položaja ravnoteže za 5-8 cm i pustite ga.
Izmjerite vrijeme 30-50 potpunih oscilacija (na primjer N=40). t₁ = _____
Ponovite pokus još 4 puta (broj titraja je isti u svim pokusima).

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

Izračunajte prosječno vrijeme titranja.

t ,

t t__________.

Izračunajte srednju vrijednost perioda titranja.

________ .

Rezultate izračuna i mjerenja unesite u tablicu.

q q__________

Izračunajte apsolutne pogreške u mjerenju vremena u svakom pokusu.

∆t₁=|t₁−t |=| |=

∆t₂=|t₂−t |=| |=

∆t₃=|t₃−t |=| |=

∆t₄=|t₄−t |=| |=

∆t₅=|t₅−t |=| |=

Izračunajte prosječnu apsolutnu pogrešku mjerenja vremena.

∆t = = _______

Izračunajte relativnu pogrešku mjerenja q pomoću formule:

, gdje je = 0,75 cm

Izračunajte apsolutnu pogrešku mjerenja q.

∆q = _____ ∆q = _____

Laboratorijski rad br.4

Napredak

Spojite žarulju preko prekidača na izvor struje. Pomoću zaslona s prorezom dobijete tanki snop svjetlosti.
Postavite ploču tako da zraka svjetlosti pada na nju u točki B pod određenim oštrim kutom.
Postavite dvije točke duž svjetlosne zrake koja pada na ploču i izlazi iz nje.
Ugasite žarulju i uklonite ploču, ocrtavajući njen obris.
Kroz točku B međuprostora zrak-staklo povucite okomicu na granicu, upadnu i lomljenu zraku i označite upadne kutove α i lomne kutove β.
Nacrtajte kružnicu sa središtem u točki B i označite sjecišne točke kružnice s upadnom i odbijenom zrakom (točke A odnosno C).
Izmjerite udaljenost od točke A do okomice na granicu. α= ____
Izmjerite udaljenost od točke C do okomice na granicu. b= _____
Izračunajte indeks loma stakla pomoću formule.

Jer n= n= _____

Izračunajte relativnu pogrešku mjerenja indeksa loma pomoću formule:

Gdje je ∆α = ∆b = 0,15 cm. ______ = _____

11. Izračunajte apsolutnu grešku mjerenja n.

∆n = n ε ∆n = ______ ∆n = _____

12. Rezultat zapišite kao n = n ± ∆n. n = _____

13. Rezultate izračuna i mjerenja unesite u tablicu.

Iskustvo br.	α, cm	B, cm	n	∆α, cm	∆b, cm	ε	∆n

14. Ponovite mjerenja i izračune pod različitim upadnim kutom.

15. Usporedite rezultate indeksa loma stakla s tablicom.

Dodatni zadatak

Laboratorijski rad br.5

Napredak

1 Sastavite električni krug spajanjem žarulje na izvor napajanja preko prekidača.

2. Postavite žarulju na jedan rub stola, a ekran na drugi rub. Između njih postavite konvergentnu leću.

3. Uključite žarulju i pomičite leću duž šipke dok se na ekranu ne dobije oštra, smanjena slika svjetlećeg slova poklopca žarulje.

4. Izmjerite udaljenost od ekrana do leće u mm. d=

5. Izmjerite udaljenost od leće do slike u mm. f

6. S nepromijenjenim d, ponovite eksperiment još 2 puta, svaki put ponovno dobivajući oštru sliku. f , f

7. Izračunajte prosječnu udaljenost od slike do leće.

f f f = _______

8. Izračunajte optičku jakost leće D D

9. Izračunajte žarišnu duljinu leće. F F =

10. Rezultate izračuna i mjerenja unesite u tablicu.

11. Izmjerite debljinu leće u mm. h= _____

12. Izračunajte apsolutnu pogrešku u mjerenju optičke jakosti leće pomoću formule:

∆D = , ∆D = _____

13. Zapišite rezultat kao D = D ± ∆D D = _____

Laboratorijski rad br.6

Napredak

Uključite izvor svjetla.
Gledajući kroz difrakcijsku rešetku i prorez na ekranu na izvor svjetla i pomičući rešetku u držaču, postavite ga tako da difrakcijski spektri budu paralelni sa skalom ekrana.
Postavite zaslon otprilike 50 cm od rešetke.
Izmjerite udaljenost od difrakcijske rešetke do zaslona. α= _____
Izmjerite udaljenost od proreza zaslona do crvene linije prvog reda lijevo i desno od proreza.

Lijevo: b = _____ Desno: b=_____

Desno od praznine ljubičica Lijevo od praznine Desno od praznine

Ponovite mjerenja i izračune za ljubičastu boju.

Promatranje utjecaja magnetskog polja na struju

Cilj rada: pobrinite se da jednoliko magnetsko polje ima orijentacijski učinak na okvir sa strujom.

Oprema: kalem, tronožac, izvor istosmjerne struje, reostat, ključ, spojne žice, lučni ili trakasti magnet.

Bilješka. Prije rada provjerite je li motor reostata postavljen na najveći otpor.

Zadaci i pitanja za vježbu

Godine 1820. H. Oersted otkrio je učinak električne struje na _____
Godine 1820. A. Ampere je ustanovio da dva paralelna vodiča sa strujom _____
Magnetsko polje može nastati: a) _____ b) _____ c) _____
Koja je glavna karakteristika magnetskog polja? U kojim SI jedinicama se mjeri?
Smjer vektora magnetske indukcije B na mjestu gdje se nalazi okvir s strujom uzima se _____
Koja je osobitost linija magnetske indukcije?
Gimlet pravilo dopušta _____
Formula za Amperovu silu je: F= _____
Formulirajte pravilo lijeve ruke.
Maksimalni rotacijski moment M koji magnetsko polje djeluje na okvir sa strujom ovisi o _____

Napredak

Sastavite krug prema crtežu, objesite ga na savitljive žice

kolut-motuljak.

Stavite magnet u obliku luka ispod oštrice

kut α (primjerice 45°) u odnosu na ravninu kalem-kalem i zatvarajući ključ promatrati kretanje kalem-kalem.

Ponovite pokus, prvo promijenite polove magneta, a zatim i smjer električne struje.
Skicirajte zavojnicu i magnet, naznačujući smjer magnetskog polja, smjer električne struje i prirodu gibanja zavojnice.
Objasnite ponašanje zavojnice kojom teče struja u jednoličnom magnetskom polju.
Postavite magnet u obliku luka u ravninu zavojnice-zavojnice (α=0°). Ponovite korake navedene u koracima 2-5.
Postavite magnet u obliku luka okomito na ravninu zavojnice (α=90°). Ponovite korake navedene u koracima 2-5.

Zaključak: _____

Dodatni zadatak

Promjenom jakosti struje reostatom promatrajte mijenja li se priroda gibanja zavojnice sa strujom u magnetskom polju?

Laboratorijski rad br.2

Oprema: tronožac sa spojnicom i kandžom, napajanje, namotaj žice, lučni magnet, ključ, spojne žice.

Upute za izvođenje radova

1. Sastavite instalaciju prikazanu na slici 144, b. Primijenite magnet na zavojnicu žice i zatvorite krug. Obratite pozornost na prirodu magnetske interakcije između uvojka i magneta.

2. Dovedite magnet do zavojnice s drugim polom. Kako se promijenila priroda međudjelovanja zavojnice i magneta?

3. Ponovite pokuse, stavljajući magnet na drugu stranu klupka.

4. Stavite zavojnicu žice između polova magneta kao što je prikazano na slici 144, a. Zatvorite krug i promatrajte pojavu. Donesite zaključke.

U radu broj 4 razmotrit ćemo interakciju solenoida s magnetom. Kao što je poznato, u solenoidu pod strujom nastaje magnetsko polje koje će djelovati u interakciji s trajnim magnetom. Provest ćemo niz od četiri pokusa s različitim položajima zavojnice i magneta. Treba očekivati da će i njihova interakcija biti različita (privlačenje ili odbijanje).

Približan tijek rada:

Promatramo sljedeće fenomene, koji se mogu zgodno prikazati u obliku crteža:

Laboratorijski rad br. 11. Promatranje fenomena interferencije i difrakcije svjetlosti.
Svrha rada: eksperimentalno proučavati fenomen interferencije i difrakcije svjetlosti, identificirati uvjete za pojavu ovih pojava i prirodu raspodjele svjetlosne energije u prostoru.
Oprema: električna svjetiljka s ravnom niti (jedna po razredu), dvije staklene ploče, PVC cijev, čaša s otopinom sapuna, žičani prsten s ručkom promjera 30 mm, oštrica, traka papira ½ list, najlonska tkanina 5x5cm, difrakcijska rešetka, svjetlosni filtri .

Kratka teorija
Interferencija i difrakcija su fenomeni karakteristični za valove bilo koje prirode: mehaničke, elektromagnetske. Interferencija valova je zbrajanje dvaju (ili više) valova u prostoru, pri čemu se rezultirajući val pojačava ili slabi na različitim točkama. Interferencija se opaža kada se valovi koje emitira isti izvor svjetlosti preklapaju i dođu do ovu točku na različite načine. Da bi se formirao stabilan interferencijski uzorak, potrebni su koherentni valovi - valovi koji imaju istu frekvenciju i konstantnu faznu razliku. Koherentni valovi mogu se dobiti na tankim filmovima oksida, masti ili na zračnom klinastom rasporu između dva prozirna stakla pritisnuta jedno na drugo.
Amplituda rezultirajućeg pomaka u točki C ovisi o razlici putanje valova na udaljenosti d2 – d1.
[Preuzmite datoteku da vidite sliku]Uvjet maksimuma (pojačanje oscilacija): razlika u putanjama valova jednaka je parnom broju poluvalova
gdje je k=0; ± 1; ± 2; ± 3;
[Preuzmi datoteku da vidiš sliku]Valovi iz izvora A i B stići će u točku C u istim fazama i “pojačati jedni druge.
Ako je razlika putanja jednaka neparnom broju poluvalova, tada će valovi oslabiti jedan drugoga i na mjestu njihovog susreta primijetit će se minimum.

[Preuzmite datoteku da vidite sliku][Preuzmite datoteku da vidite sliku]
Pri interferenciji svjetlosti dolazi do prostorne preraspodjele energije svjetlosnih valova.
Difrakcija je pojava odstupanja vala od pravocrtnog širenja pri prolasku kroz male rupe i savijanju oko malih prepreka.
Difrakcija se objašnjava Huygens-Fresnelovim načelom: svaka točka prepreke do koje svjetlost dopre postaje izvor sekundarnih valova, koherentnih, koji se šire izvan rubova prepreke i interferiraju jedni s drugima, tvoreći stabilan interferencijski uzorak - izmjenične maksimume i minimuma osvjetljenja, duginih boja u bijeloj svjetlosti. Uvjet za pojavu difrakcije: Dimenzije prepreka (rupa) moraju biti manje ili razmjerne valnoj duljini Difrakcija se opaža na tankim nitima, ogrebotinama na staklu, na okomitom prorezu na listu papira, na trepavicama, na kapljicama vode. na zamagljenom staklu, na kristalima leda u oblaku ili na staklu, na hitinskim čekinjama insekata, na perju ptica, na CD-u, papiru za pakiranje, na difrakcijskoj rešetki.,
Difrakcijska rešetka je optički uređaj koji je periodična struktura većeg broja pravilno raspoređenih elemenata na kojima se svjetlost ogiba. Potezi s profilom koji je specifičan i konstantan za danu difrakcijsku rešetku ponavljaju se u istom intervalu d (period rešetke). Sposobnost difrakcijske rešetke da odvoji snop svjetlosti koji upada na nju prema valnim duljinama njezino je glavno svojstvo. Postoje reflektivne i prozirne difrakcijske rešetke. Moderni uređaji uglavnom koriste reflektirajuće difrakcijske rešetke.

Napredak:
Zadatak 1. A) Promatranje interferencije na tankom filmu:
Pokus 1. Umočite žičani prsten u otopinu sapunice. Na žičanom prstenu formira se sapunski film.
Postavite ga okomito. Promatramo svijetle i tamne horizontalne pruge koje mijenjaju širinu i boju kako se mijenja debljina filma. Pogledajte sliku kroz filter.
Napiši koliko se pruga promatra i kako se u njima izmjenjuju boje?
Pokus 2. Pomoću PVC cijevi ispuhnite mjehurić od sapunice i pažljivo ga pregledajte. Pri osvjetljavanju bijelom svjetlošću promatrajte nastanak interferencijskih mrlja obojenih spektralnim bojama.Promatrajte sliku kroz svjetlosni filter.
Koje su boje vidljive u mjehuriću i kako se izmjenjuju od vrha do dna?
B) Promatranje smetnji na zračnom klinu:
Pokus 3. Pažljivo obrišite dvije staklene ploče, stavite ih zajedno i stisnite prstima. Zbog neidealnog oblika dodirnih površina, između ploča nastaju tanke zračne šupljine - to su zračni klinovi, a na njima dolazi do smetnji. Kada se mijenja sila koja sabija ploče, mijenja se debljina zračnog klina, što dovodi do promjene položaja i oblika maksimuma i minimuma interferencije. Zatim pregledajte sliku kroz filter.
Skicirajte ono što ste vidjeli na bijelom svjetlu i ono što ste vidjeli kroz filter.

Izvedite zaključak: Zašto dolazi do smetnji, kako objasniti boju maksimuma u interferencijskom uzorku, što utječe na svjetlinu i boju uzorka.

Zadatak 2. Promatranje difrakcije svjetlosti.
Pokus 4. Oštricom izrežite prorez na listu papira, prislonite papir na oči i kroz prorez pogledajte izvor svjetla-lampu. Promatramo maksimume i minimume osvjetljenja.Zatim gledamo sliku kroz filter.
Skicirajte difrakcijski uzorak vidljiv u bijeloj svjetlosti iu monokromatskoj svjetlosti.
Deformiranjem papira smanjujemo širinu proreza i promatramo difrakciju.
Pokus 5. Promatrajte izvor svjetlosti-lampu kroz ogibnu rešetku.
Kako se promijenio difrakcijski uzorak?
Pokus 6. Kroz najlonsku tkaninu pogledajte žarnu nit svjetleće lampe. Okretanjem tkanine oko svoje osi postići prozirnost difrakcijski uzorak u obliku dviju difrakcijskih traka ukrštenih pod pravim kutom.
Skicirajte promatrani difrakcijski križ. Objasnite ovu pojavu.
Izvedite zaključak: zašto dolazi do difrakcije, kako objasniti boju maksimuma u difrakcijskom uzorku, što utječe na svjetlinu i boju uzorka.
Kontrolna pitanja:
Što je zajedničko između pojave interferencije i pojave difrakcije?
Koji valovi mogu proizvesti stabilan interferencijski uzorak?
Zašto na učeničkom stolu nema uzorka smetnji od svjetiljki obješenih na strop u učionici?

6. Kako objasniti obojene krugove oko Mjeseca?

Priložene datoteke