1.3.2.5.2.Ознакомление с лабораторной установкой.

Приступая к лабораторной работе, следует убедиться в том, что все относящиеся к ней приборы находятся на рабочем месте. В описании к каждой лабораторной работе перечислены необходимые для установки принадлежности, в ряде случаев даны нужные разъяснения и рисунки. Каждый из приборов следует подробно рассмотреть и, пользуясь описанием, представить себе, как и на основе каких физических явлений, этот прибор действует. Некоторые ценные приборы хранятся у лаборанта и выдаются только на время работы. Другие приборы имеют свои постоянные места в лаборатории и по ним производят отсчет, не перемещая приборов. Обычно ни одна задача, за редким исключением, не решается на готовой установке. Поэтому, ознакомившись с основными приборами и принадлежностями, приступают к ознакомлению с лабораторной установкой в целом.

Необходимо тщательно проследить за правильностью всех соединений: гайки и винты должны быть завернуты до отказа, пробки, трубки, вилки электрического питания должны плотно входить в предназначенные для них отверстия, концы проводов должны быть зачищены от изоляции. Измерительные приборы располагают так, чтобы было удобно производить отсчеты. При монтаже электрических приборов источник тока включается последним и, только после того, как преподаватель осмотрит установку. Это требование вызвано тем, что при неправильных соединениях можно пережечь приборы, входящие в установку.

Обычно монтаж установки не представляет особых затруднений, если придерживаться руководства и если все детали соответствуют описаниям. Бывает, что для соединения или разборки приборов необходимо приложить некоторое физическое усилие. В этом случае нужно действовать с особой осторожностью, чтобы не сломать прибор или деталь: в случае поломки или неисправности деталей не следует пытаться самому их ремонтировать, а немедленно сообщить руководителю.

1.3.2.5.3.Производство опыта и измерения.

После проверки установки приступают к проведению эксперимента. Он заключается в том, что по ранее принятому плану в определенной последовательности воспроизводится ряд физических процессов, которые могут быть количественно охарактеризованы при помощи различных измерительных приборов. Наиболее ответственным моментом этой стадии решения задачи является точное управление процессами и своевременное и точное измерение нужных физических величин.

В экспериментальной части работы нужно особо строго придерживаться правила: «максимум аккуратности и точности». Всегда следует помнить, что качество опытного материала предрешает результат работы. В то время как ошибки в вычислениях могут быть исправлены после, вне лаборатории, исправление опытного материала невозможно без повторения эксперимента.

Выбор точности эксперимента диктуется целым рядом соображений. В каждой задаче производится несколько различных измерений и, обычно точность одного из них оказывает решающее влияние на точность других.

Независимо от принятой точности измерений точность отсчета должна быть максимальной. Несмотря на разнообразие физических измерительных приборов, большинство отсчетов сводится к определению длины или положения некоторой определенной точки на шкале длин.

Вообще надо стремиться к возможно большей точности отсчета, если точность измерений выбрана. Для увеличения точности отсчета часто приходится не ограничиваться только оценкой мельчайших нанесенных на шкале делений, но оценивать на глаз десятые доли самого меньшего деления шкалы. При некотором навыке оценка на глаз десятых долей делений шкалы производится довольно точно. Особо стоят отсчеты времени при помощи секундомеров. Здесь точность измерений в большей степени зависит от точности включения и выключения часового механизма, чем от точности отсчета положения стрелки.

Как бы тщательно ни производились измерения, никогда они не будут точными. Приступая к работам в физической лаборатории, следует твердо уяснить себе, что опытным путем абсолютные величины получить невозможно и что полученные результаты будут только приближенно соответствовать истинным значениям величин.

Выполняя лабораторную работу, надо критически оценивать точность результата, т.е. знать, какие ошибки и почему вошли в отдельные измерения и как они повлияли на степень точности результата.

Ошибки отдельных измерений и результата бывают следующие: ошибки метода, индивидуальные ошибки прибора и индивидуальные ошибки наблюдателя.

Ошибки метода происходят обыкновенно от различных упрощений, применяемых при исследовании.

Индивидуальные ошибки прибора зависят от конструктивных особенностей данного типа прибора или даже данного экземпляра. Важно то, что эти ошибки постоянны, их можно своевременно учесть по таблицам поправок и исключить их влияние на результат.

Случайные ошибки наблюдателя зависят от различных причин. Вследствие случайных ошибок несколько измерений одной и той же величины могут отличаться между собой.

Теория точных измерений показывает, что случайные ошибки отдельных измерений одинаково вероятны как в сторону увеличения истинного значения, так и в сторону уменьшения. Поэтому наиболее вероятным значением искомой величины будет среднее арифметическое из отдельных полученных измерений. Исходя из этих соображений, в экспериментальной части работы не ограничиваются однократным измерением какой-либо величины, но производят несколько измерений, и в качестве наиболее вероятного значения данной величины берут среднее арифметическое из всех измеренных значений.

Полученные в процессе проведения эксперимента результаты, сведенные в таблицу, студент обсуждает с преподавателем, который после их просмотра подписывает и делает в журнале отметку о выполнении работы.