Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по физике
методическая разработка по физике (10 класс) на тему

Автономное учреждение

среднего профессионального образования

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

«Сургутский профессиональный колледж»

Методические рекомендации

по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Физика»

Сургут, 2014

Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Физика»

Сургутский профессиональный колледж.- 2014

Составитель: Березина Ю.Ю., преподаватель физики, первая категория

Сборник составлен в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Физика», содержит 17 лабораторных работ. Предназначен для  обучающихся по программе подготовки квалифицированных рабочих (служащих), а также по программе подготовки специалистов среднего звена.

Одобрено на заседании методического объединения «Математика, информатика, физика»

Протокол № _5_ от «_7_»_февраля__2014г.

Рекомендовано к печати Методическим советом Сургутского профессионального колледжа.

Протокол №__ от «___»_______2014г.

Содержание

Введение ……………………………………..………………………………………………………..…5

Раздел 1 «Механика» 

1. Лабораторная работа «Измерение ускорения движения тела»……………………………………………..…………………………….………..……………7

2. Лабораторная работа   «Измерение силы трения скольжения и сравнения ее с весом тела»……………………………………………………………………...…………...………...……9

3. Лабораторная работа «Изучение закона сохранения механической энергии»………………………….……………………..……………………………………..……11

Раздел 2 «Молекулярная физика»

4. Лабораторная работа «Исследование одного из изопроцессов»…….………………….…………………………..…………………………….…..13

5. Лабораторная работа «Определение относительной влажности воздуха»………………………………………………………………………………….…………15

Раздел 3 «Основы электродинамики»

 6.  Лабораторная работа «Определение емкости плоского конденсатора»………………………………………………………..…………………….………16

7. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления проводника»…….…………………….……………………………………………..……………..17

8. Лабораторная работа «Измерение работы и мощности электрического тока, потребляемой лампой»……………………...………………………………………..………………..………...…19

9. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока»……………………………………………………………………………………………..….21

10. Лабораторная работа «Наблюдение действия магнитного поля на ток»………………………………………………………….……………………………….…..…23

11. Лабораторная работа «Изучение явления электромагнитной индукции»………………………………………………………………….……….…..……….…25

Раздел 4 «Колебания и волны»

12. Лабораторная работа «Определение ускорения свободного падения при помощи маятника»…….………………………………………………………………………….…………27

Раздел 5 «Оптика»

13. Лабораторная работа «Определение показателя преломления стекла»………………………………………………………………………………….……….….29

14. Лабораторная работа «Наблюдение интерференции и дифракции света»……………………………………………………………………………………………….31

15. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки»…………………………………………………………………………………………...33

16. Лабораторная работа «Наблюдение сплошного и линейчатого спектров»…………………………….……………………………………………………………..35

Раздел 6 «Квантовая физика»

17. Лабораторная работа «Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям» ………….……………………………………………………………………………...……………37 Литература……………….……………………………………………………………………….39

Введение

Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ для дисциплины «Физика» составлены с учетом Разъяснений по реализации федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования (профильное обучение) в пределах основных образовательных программ начального профессионального или среднего профессионального образования, формируемых на основе федерального государственного образовательного стандарта начального профессионального и среднего профессионального образования (протокол №1 от  «03» февраля 2011г Центра начального, среднего, высшего и дополнительного профессионального образования ФГУ «ФИРО»).

Сборник предназначен для подготовки квалифицированных рабочих (служащих), а также специалистов среднего звена.

Лабораторные работы проводятся с целью подтвердить, проверить, уточнить имеющиеся у студентов знания путём их практической проверки. Данный вид занятий способствует осуществлению межпредметных связей, связи теории с практикой, развитию мыслительно-познавательной активности студентов, приобщению их к методам научного исследования, что имеет большое значение для профессиональной подготовки обучающихся.

В каждой теме сборника определены цели работы, приведен перечень необходимого оборудования, инструментов, аппаратуры, материалов, даны теоретические основы по теме занятия, раскрыт порядок проведения работы.

Лабораторные работы проводятся в учебном кабинете колледжа, оснащенном всем необходимым техническим и лабораторным оборудованием. Перед началом каждым занятием проводится инструктаж по технике безопасности.

Оценивание лабораторных работ:

«5» ставится в том случае, если работа выполнена в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений, самостоятельно и рационально смонтировано необходимое оборудование, все опыты проведены в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; соблюдение требований безопасности труда;

- в отчете правильно и аккуратно выполнены все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления;

- правильно выполнен анализ погрешностей.

«4» ставится в том случае, если были выполнены требования к оценке «5», но допущены недочеты или негрубые ошибки.

«3» ставится, если результат выполненной части таков, что позволяет получить правильные выводы, но в ходе проведения опыта и измерений были допущены ошибки.

«2» ставится, если результаты не позволяют сделать правильных выводов, если опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно.

Лабораторная работа №1

Измерение ускорение движения тела

Цель работы: состоит в том, чтобы определить величину ускорения, с которым тело соскальзывает с наклонной плоскости, и доказать, что оно при этом движется равноускоренно.

Оборудование:  прибор для изучения прямолинейного движения тела, штатив

Ход работы

1. Направляющую рейки, по которой будет соскальзывать каретка, с помощью штатива закрепляют наклонно, так чтобы ее верхний край находился бы на высоте 18-20см от поверхности стола. Под нижний край подкладывают пластиковый коврик. Каретку удерживают на направляющей в крайнем верхнем положении. Выступ каретки с меткой должен быть обращен в сторону датчиков секундомера. Первый датчик устанавливают на направляющей рейке вблизи метки каретки. Его положение следует отрегулировать особенно тщательно, так, чтобы секундомер начинал работу, как только каретка придет в движение. Второй датчик располагают на удалении 20-25 см от первого.

2. По        шкале прибора измеряют и записывают значение перемещения — S1, которое каретка совершит, двигаясь между датчиками.
3. Отпускают каретку и определяют время ее движения между датчиками – t1
4. Повторяют опыт 3 раза при неизменном расстоянии между датчиками и определяют среднее время движения на первом участке: 

tср1 = .

5. Вычисляют ускорение каретки на этом участке:  а1 =

6. Увеличивают        на 5 см расстояние между датчиками и измеряют значение перемещения S2

7. Проводят        3 пуска каретки, всякий раз определяя время ее движения между датчиками, и вычисляют его среднее значение - tcр2

8.Определяют ускорение каретки на втором участке траектории – а2

9. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу:

10. Сравнивая значения ускорений а1 и а2,  делают вывод о том, насколько движение каретки было равномерно ускоренным.

Контрольные вопросы

1. Что называется ускорением?
2. Куда направлено ускорение при прямолинейном движении точки, если модуль ее скорости увеличивается? Уменьшается?
3. Может ли точка иметь ускорение, если ее скорость в данный момент равна нулю?

Лабораторная работа № 2

Измерение силы трения скольжения и сравнения ее с весом тела

Цель работы: измерить силу трения скольжения и сравнить ее с весом тела.

Оборудование: направляющая рейка, каретка, набор грузов, динамометр.

Ход работы

1. Для записи результатов измерений подготовьте таблицу:

2. Подвесьте каретку к динамометру и определите ее вес.

3. Положите перед собой направляющую рейки так, чтобы она расположилась на поверхности стола горизонтально, как показано на рисунке.

4. На направляющую рейки положите каретку и прицепите к ней динамометр. Придерживая одной рукой направляющую рейки, в другой руку возьмите динамометр и потяните за него так, чтобы он и каретка стали бы равномерно перемещаться вдоль рейки. Величина силы, которую при этом покажет динамометр, будет равна величине силы трения между поверхностями рейки и каретки. При измерении силы трения таким способом трудно добиться строго равномерного движения каретки и динамометра. Поэтому перед каждым измерением желательно проводить несколько пробных попыток. За показание динамометра следует брать среднее значение из двух крайних положений указателя.

5. Занесите в таблицу результаты измерений, полученные в первом опыте.

6. Измерьте вес одного груза.

7. Вычислите и занесите в таблицу общий вес каретки с грузом.

8. Установите груз на верхней поверхности каретки, повторите опыт и занесите в таблицу измеренное значение силы трения.

10. Подвесьте к динамометру два груза и определите их общий вес.

11.Оба груза установите на каретке и определите силу трения для каретки с двумя грузами.

12.Вычислите, во сколько раз вес каретки с двумя грузами больше веса с одним грузом, а также во сколько раз сила трения, действовавшая на каретку с двумя грузами, больше той, которая действовала на каретку с  одним грузом. Сравните изменение веса каретки с изменением силы трения.

13. Сделайте вывод о том, как меняется сила трения при изменении веса тела.

Контрольные вопросы

1. Что называется весом тела?

2. Будет ли парашютист во время прыжка находиться в состоянии невесомости?

3. При каких условиях появляется сила трения?

4. Посмотрите вокруг себя. Видите ли вы полезное действие сил трения?

Лабораторная работа №3

Изучение закона сохранения механической энергии

Цель работы: научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землей тела и упруго деформированной пружины, сравнить два значения потенциальной энергии системы.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный с фиксатором, лента измерительная, груз на нити длиной около 25 см.

Ход работы

1. Привяжите груз к нити, другой конец нити привяжите к крючку динамометра и измерьте вес груза P1 = тg (можно использовать массу груза, если она известна).
2. Измерьте расстояние l от крючка динамометра до центра тяжести груза.
3. Поднимите груз до высоты крючка динамометра и опустите его. Поднимая груз, расслабьте пружину и укрепите фиксатор около ограничительной скобы.
4. Снимите груз и по положению фиксатора измерьте линейкой максимальное удлинение  l пружины.
5. Растяните рукой пружину до соприкосновения фиксатора со скобой и отсчитайте по шкале максимальное значение модуля силы упругости пружины. Среднее значение силы упругости равно Р/2
6. Найдите высоту падения груза. Она равна h = l +
7. Вычислите потенциальную энергию системы в первом положении груза, т.е. перед началом падения, приняв за нулевой уровень значение потенциальной энергии груза в  конечном положении: Е'р = тgh = Р1(l + ).
8. В конечном положении груза его потенциальная энергия равна нулю. Потенциальная энергия системы в этом состоянии определяется лишь энергией упруго деформированной пружины. Вычислите ее:

Ep  =

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

10. Сравните значения потенциальной энергии в первом и втором состояниях системы и  сделайте вывод.

Контрольные вопросы

   1. От чего зависит потенциальная энергия?

     2. От чего зависит кинетическая энергия?

3. В каких случаях механическая энергия системы остается неизменной?
4. Какие силы называют консервативными?

Лабораторная работа №4

Исследование одного из изопроцессов

Цель работы: экспериментально проверить закон Бойля - Мариотта.

Оборудование: прибор для изучения газовых законов, барометр, штатив лабораторный, линейка, испытуемый газ - воздух.

Ход работы

1. Соберите экспериментальную установку:

2. Откройте у манометра краны 5 и 6, вращением винта 7 установите верхнюю крышку цилиндра на минимальной высоте, после чего кран 6 закрыть.

3. Снимите показания приборов и данные занесите в таблицу.

4. Опыт повторите с той же массой газа (кран 6 не открывать) 2-3 раза, увеличивая объем в сильфоне.

5.  Вычислите значение постоянной  С для каждого опыта, сравните результаты и сделайте вывод.

Контрольные вопросы

1. При каком условии справедлив закон Бойля - Мариотта?
2. Производит ли газ давление в состоянии невесомости?
3. Изменится ли найденное значение С, если опыт проводить с другой массой газа?

Лабораторная работа №5

Определение относительной влажности воздуха

Цель работы: измерить влажность воздуха в кабинете и сравнить ее с допустимой влажностью.

Оборудование: психрометр, психрометрическая таблица

Ход работы

1. Определите показания сухого и влажного термометров:

tсух = _____0С

tвл = ___0С

2. Определите разность показаний: tсух  - tвл = ____0С

3.  Используя психрометрическую таблицу, определите влажность воздуха в кабинете.

4. Сделайте вывод о допустимом значении влажности.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение относительной влажности воздуха.

2. Когда разность показаний сухого и влажного термометров больше: когда воздух в комнате более сухой или более влажный?

3. Определяется ли разность показаний термометров психрометра только относительной влажностью или, кроме того, зависит от конструкции прибора?

Лабораторная работа № 6

Определение емкости плоского конденсатора

Цель работы: научиться вычислять электроёмкость плоского конденсатора

Оборудование: пластинка стеклянная размером 60∙90мм, пластинки жестяные размером 60∙90мм - 2 штуки, штангенциркуль, линейка измерительная, набор конденсаторов - 3 штуки

Ход работы

1. Соберите плоский конденсатор из имеющихся материалов.
2. Сделайте необходимые измерения, занесите данные в таблицу

3. Вычислите электроёмкость собранного конденсатора по формуле:

c = , 

4. Вычислите энергию конденсаторов (3 штуки)

W =

S - площадь пластин;

d - расстояние между пластинами;

 - диэлектрическая проницаемость среды;

- электрическая постоянная.

5. Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. От чего зависит электроёмкость конденсатора?
2. Назовите важное свойство конденсатора.
3. Перечислите типы конденсаторов.
4. Где применяются конденсаторы?

Лабораторная работа №7

Измерение удельного сопротивления проводника

Цель работы: овладеть способом измерения удельного сопротивления проводника.

Оборудование: источник электропитания, амперметр, вольтметр, резистор, ключ, металлический планшет, циркуль, линейка.

Ход работы

1. Подготовьте таблицу для записи результатов вычислений и измерений.

2. Начертите в тетради схему установки для выполнения работы.

3. С помощью циркуля и линейки измерьте длину одного витка провода, намотанного на каркас панели проволочного сопротивления.
4. Определите число витков провода на каркасе и вычислите его общую длину.
5. Определите диаметр провода.
6. Соберите электрическую цепь.
7. Замкните ключ и измерьте силу тока и напряжение в электрической цепи.
8. Вычислите удельное сопротивление по формуле:

9.По справочной таблице задачника по физике определите материал провода, из которого изготовлен резистор.

10. Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Что такое удельное сопротивление проводника?

1. Согласно закону Ома сопротивление участка цепи  . Означает ли это, что сопротивление зависит от силы тока или напряжения?

2. Чему равно внешнее сопротивление в случаях:

а) короткого замыкания

б) разомкнутой цепи?

Лабораторная работа №8

Измерение работы и мощности, потребляемой лампой

Цель работы: изучить метод измерения мощности и работы тока в электрической лампе с помощью амперметра, вольтметра и секундомера.

Оборудование: источник электропитания, лампа, переменный резистор, амперметр, вольтметр, ключ, часы с секундной стрелкой, соединительные провода, металлический планшет.

Ход работы

1. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке:

2. Соберите электрическую цепь, проверьте правильность сборки, включите источник питания.
3. Замкните ключ, одновременно с этим заметьте и запишите показания часов.
4. С помощью амперметра и вольтметра измерьте силу тока и напряжения в  лампе. Показания приборов запишите в тетрадь:

I = ____ A

U = ____B

5. Разомкните ключ, одновременно еще раз заметьте и запишите показания часов.    
6. Вычислите, сколько секунд горела лампа t = ___ c
7. Вычислите работу и мощность тока в лампе:

A = I

P = I

8. Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Что называют работой тока?
2. Что такое мощность тока?

Лабораторная работа №9

Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

Цель работы: изучить метод измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра.

Оборудование:  металлический планшет, источник тока,  амперметр, вольтметр, резистор, ключ, зажимы, соединительные провода.

Ход работы

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений

9. Начертите в тетради схему для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока:

10. После проверки схемы соберите электрическую цепь. Ключ разомкните.
11. Измерьте величину ЭДС источника тока.
12. Замкните ключ и определите показания амперметра и вольтметра.
13. Вычислите внутреннее сопротивление источника тока по формуле

r =

7. Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Какие силы принято называть сторонними?

2. Что называют электродвижущей силой?

3. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

Лабораторная работа №10

Наблюдение действия магнитного поля на ток

Цель работы: экспериментально определить зависимость действия магнитного поля на проводник с током от силы и направления тока в нем.

Оборудование: источник электропитания, катушка-моток, переменный резистор, ключ, полосовой магнит, штатив с муфтой и лапкой,  соединительные провода.

Пояснение: В работе исследуют взаимодействие проволочной катушки-мотка, подвешенной на штативе, с постоянным магнитом, также установленном на этом штативе рядом с катушкой. Последовательно с катушкой включают переменное сопротивление, что позволяет менять в ходе опыта силу тока в ней.

Ход работы

1. Соберите экспериментальную установку, как показано на рисунке. Катушка и магнит должны располагаться так, чтобы плоскость катушки была перпендикулярна продольной оси магнита. Край магнита должен выступать на 1,5 - 2 см за основание штатива и находиться в центре катушки.

2. Переменное сопротивление включите в цепь так, чтобы с его помощью можно было изменять силу тока в катушке. Ползунок переменного сопротивления поставьте в такое положение, при котором в цепи протекал бы минимальный ток.
3. Замкните ключ и по изменению положения катушки сделайте вывод о характере действия на нее магнита.
4. Увеличивая с помощью переменного сопротивления ток в цепи, установите, как действие магнита на катушку зависит от силы тока в ней.
5. Изменив подключение соединительных проводов к источнику питания, установите, как зависит действие магнитного поля на катушку от направления тока в ней.
6. Измените положение полюсов магнита на противоположное и повторите действия, указанные в пунктах 3, 4 и 5.
7. Для каждого этапа опыта сделайте схематичные рисунки, отражающие изменения во взаимодействии магнита и катушки при изменении режимов работы установки.
8. Укажите на рисунках направления магнитного поля магнита, тока в катушке и магнитного поля катушки.
9. Сделайте вывод, объяснив результаты наблюдений.

Контрольные вопросы

1. Какие взаимодействия называют магнитными?
2. Перечислите основные свойства магнитного поля.
3. Что называю линиями магнитной индукции?
4. Чем вихревое поле отличается от потенциального?

Лабораторная работа №11

Изучение явления электромагнитной индукции

Цель работы: проверить на опыте зависимость ЭДС индукции от скорости изменения магнитного поля.

Оборудование: миллиамперметр, катушка-моток, постоянный магнит, штатив с муфтой и лапкой.

Ход работы

1. Закрепите в лапке штатива катушку и подключите ее к гнездам миллиамперметра.

2. Приближая и удаляя с разной скоростью магнит к катушке, установите по показаниям миллиамперметра, как зависит величина индукционного тока от скорости изменения магнитного поля в месте расположения катушки.

3. Установите, зависит ли направление индукционного тока от положения полюсов движущегося магнита.

4. Повторите опыты, закрепив в лапке штатива магнит, приближая и удаляя к нему и от него катушку.

5. Определив направление намотки провода в катушке, направления тока в ней и направление магнитного поля магнита, проверьте справедливость правила Ленца.

6. Сделайте вывод.

Контрольные вопросы

1. Как определяется направление индукционного тока?

2. Как формулируется закон  электромагнитной индукции?

3. Почему в законе электромагнитной индукции стоит знак «-»?

Лабораторная работа №12

Определение ускорения свободного падения при помощи маятника

Цель работы: определить ускорение свободного падения на основе зависимости периода колебаний маятника на подвесе от длины подвеса.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, тесьма с петлями на концах, набор грузов, измерительная лента с миллиметровыми делениями, электронный секундомер.

Ход работы

1. Закрепите лапку у верхнего края стержня штатива. Штатив разместите на столе так, чтобы конец лапки выступал за край поверхности стола. Подвесьте к лапке один груз их набора. Груз должен висеть на 3-4 см от пола.

2. Для записи результатов измерений и вычислений подготовьте таблицу:

3. Измерьте лентой длиной маятника l.

4. Подготовьте измеритель времени к работе в режиме секундомера.

5. Отклоните маятник на 5-10 см и отпустите его.

6.Замерьте время t, за которое он совершит N=40 колебаний.

7. Повторите опыт 3 раза, после чего вычислите среднее время, за которое маятник сделает 40 колебаний                  

8. Вычислите период колебания маятника  T =

9. Вычислите ускорения свободного падения  g =

10. Сравните полученное значение ускорения свободного падения с табличным и сделайте вывод.

Контрольные вопросы

1. Какие колебания называются свободными?

2. При каких условиях в системе возникают свободные колебания?

3. От чего зависит период и частота колебаний математического маятника?

Лабораторная работа №13

Определение показателя преломления стекла

Цель работы: вычислить показатель преломления стекла

Оборудование: стеклянная пластинка с двумя плоскопараллельными гранями, 4 булавки, линейка, карандаш, транспортир, таблица Брадиса.

Ход работы

1. Стеклянную пластинку положить на лист бумаги и обвести контур.

2. С одной стороны стекла наколоть две булавки так, чтобы прямая, проведенная через них, не была перпендикулярна одной из параллельных граней пластинки.

3. С другой стороны пластинки вколоть еще две булавки так, чтобы смотря вдоль всех булавок через стекло, видеть их расположенными на одной прямой.

4. Снимите стекло и булавки, отметьте, места наколов точками – 1, 2, 3, 4 и проведите через них линии до пересечения с границами стекла. Проведите через точки 2 и 3 перпендикуляры к преломляющим поверхностям.

5. Измерьте с помощью транспортира угол падения   и определите синусы измеренных углов.

6. Вычислите показатель преломления n стекла по формуле:

n =

7. Повторите измерения еще один раз, изменив угол падения, и запишите результаты измерений и вычислений в таблицу:

8. Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1.  В чем состоит сущность явления преломления света, и какова причина этого явления?

2. При каком угле падения луч света, проходя сквозь плоскопараллельную пластину, не смешается?

3. Что можно сказать о длине и частоте светового луча при переходе его из воздуха в алмаз?

Лабораторная работа №14

Наблюдение интерференции и дифракции света

Цель: наблюдать явления интерференции и дифракции света.

Оборудование: пластинки стеклянные, лоскуты капроновой ткани, полоска  черной бумаги с прорезью, лампа с прямой нитью накала, компакт-диск.

Ход работы:

Задание №1: Наблюдение интерференции света:

1. Стеклянные пластины тщательно протереть, сложить вместе и сжать пальцами.
2. Рассматривать пластины в отраженном свете на темном фоне (располагать надо так, чтобы на поверхности стекла не образовывались слишком яркие блики от окон или белых стен).
3. В отдельных местах соприкосновения пластин наблюдать яркие радужные кольцеобразные или неправильной формы полосы.
4. Заметить изменения формы и расположения полученных интерференционных полос с изменением режима.
5. Попытка увидеть интерференционную картину в проходящем свете.
6. Зарисовать форму радужных колец, перечислить увиденные цвета.
7. Сделать вывод о проделанной работе, объяснить происходящее явление.

Задание №2: Наблюдение дифракции света:

1. Установить полоску черной бумаги с прорезью вертикально, вплотную к глазу.

1. Смотря сквозь щель на вертикально расположенную светящуюся нить лампы наблюдать по обе стороны радужные полосы (дифракционные спектры).
2. Наблюдать явление дифракции, используя дифракционные решетки.
3. Зарисовать полученную дифракционную картину, перечислить увиденные цвета.

8. Сделать вывод о проделанной работе, объяснить происходящее явление.

Контрольные вопросы

1. Как получают когерентные световые волны?
2. В чем состоит явление интерференции света?
3. Какое явление называют дифракцией?

Лабораторная работа №15

Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

Цель: измерить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.

Оборудование: штатив, дифракционная решетка с периодом 1/100мм или 1/50 мм, решетка, держатель, линейка, черный экран с узкой вертикальной щелью.

Ход работы

4. Подготовить бланк отчета с таблицей для записи результатов измерений вычислений.

5. Собрать измерительную установку, установить экран на расстоянии 50 см от решетки.

6. Глядя сквозь дифракционную решетку и щель в экране на источник света, перемещая решетку в держателе, установить ее так, чтобы дифракционные спектры располагались параллельно шкале экрана.
7. Определите для волны красного света в спектре 1-го порядка справа и слева от щели в экране:

        а - расстояние от решетки до экрана;

        b - расстояние от щели до выбранной линии спектра.

5. Вычислите длину волны красного цвета по формуле:

λ =

6. Проделать тоже самое для фиолетового цвета, данные измерений и вычислений занесите в таблицу.
7. Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

8. Зависит ли положение максимумов освещенности создаваемых дифракционной решеткой от числа щелей?
9. Что вы увидите, посмотрев на электрическую лампу сквозь птичье перо?
10. Чем отличаются спектры, даваемые призмой, от дифракционных спектров?

Лабораторная работа №16

Наблюдение сплошного и линейчатого спектров

Цель: наблюдать и зарисовать сплошной и линейчатый спектры.

Оборудование: проекционный аппарат, стеклянные трубки с водородом, неоном и гелием, источник питания, штатив, провода соединительные, стеклянная пластинка скошенными гранями, цветные карандаши.

Ход работы:

1. Расположите стеклянную пластинку со скошенными гранями перед глазом.
2. Наблюдайте через скошенные боковые грани пластинки, образующие угол 45°, как сквозь призму, источник света. Зарисуйте сплошной спектр в таблицу 1.
3. Повторите опыт, рассматривая источник света через грани, образующие угол 60°. Зарисуйте спектр в таблицу 1.

Таблица 1

4. Наблюдайте сквозь грани стеклянной пластинки светящиеся трубки с водородом, гелием и неоном.
5. Зарисуйте в таблицу 2 спектры газов. Спектры зарисовать, сохраняя расположение цветных линий для каждого газа и относительное расстояние между ними.

Таблица 2

6. Сравните спектры газов и сделайте вывод.

Контрольные вопросы

1. Какова причина разложения белого света в спектр?
2. Как объяснить происхождение линейчатых спектров?
3. В чем различие дифракционного и дисперсионного спектров?
4. Приведите примеры практического использования спектров?

Лабораторная работа №17

Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям

Цель работы: определить удельный заряд неизвестной частицы по фотографии ее трека.

Оборудование: фотографии треков, треугольник, карандаш.

Пояснение: 

Работа проводится по готовым фотографиям треков заряженных частиц. Линии индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости фотографии. Начальные скорости обеих частиц одинаковы и перпендикулярны краю фотографии.

На рис.I трек 1 принадлежит протону, трек 2 - частице, которую надо идентифицировать. Идентификация неизвестной частицы осуществляется путем сравнения ее удельного заряда с удельным зарядом протона. Это можно сделать, измерив и сравнив радиусы треков частиц на начальных участках треков. Отношение  удельных зарядов частиц равно обратному отношению радиусов их траекторий.

Для того чтобы идентифицировать частицу, перенесите сначала на кальку треки частиц с фотографий, а затем в рабочую тетрадь.

Ход работы

1. Определите радиус кривизны трека частицы 1. Для этого начертите две хорды на начальном участке трека как на рис II  и восстановите в их середине перпендикуляры, точка пересечения которых есть центр окружности радиуса R1. Измерьте R1.
2. Аналогично определите радиус R2 кривизны трека частицы 2 в начале пробега.
3. Найдите отношение:

4. Вычислите по формуле удельный заряд неизвестной частицы, данные занесите в таблицу.

5. Определите, какой частице принадлежит трек 2: α, p, , .

Контрольные вопросы

1. Почему различна кривизна треков протона и частицы?
2. Почему радиусы кривизны на разных участках трека одной и той же частицы различны?
3. Как направлен вектор магнитной индукции относительно плоскости фотографии треков частиц?

Литература

1. Мякишев Г.Я. Физика 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2012

2. Мякишев Г.Я. Физика 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2012

3. Степанов С.В.  Механика. Руководство по выполнению лабораторных работ. – ПФ РНПО Росучприбор, 2002

4. Поваляев О.А.  Практикум «Электродинамика». Руководство по выполнению работ. – ПФ РНПО Росучприбор, 2002

5. Степанов С.В.  Электричество. Руководство по выполнению лабораторных работ. – ПФ РНПО Росучприбор, 2002

Интернет сайты:

1. http://www.pandia.ru/text/77/203/78206.php
2. http://integral-geo.ru/files/sbornik_lab_rab.pdf
3. http://ck-30.ru/dwld/382098074_Pamyatka_pedagogicheskim_rabotnikam_po_strukture_i_soderjaniyu_metodicheskih_rekomendatsiy_po_provedeniyu_laboratornyih_rabot_ili_prak.pdf
4. http://pnu.edu.ru/media/filer_public/2013/02/13/e-oe.pdf
5. http://portal.tpu.ru/SHARED/k/KOLCHANOVA/Educational_job/Tab4/Tab/Tab/mulp.pdf