Л А Б О Р А Т О Р Н И Й П Р А К Т И К У М

Лабораторний практикум з біофізики має на меті закріплення знань, що студенти одержують на лекціях та практичних заняттях, а також ознайомлення студентів в лабораторних умовах з рядом біофізичних явищ, вивчення методик вимірювання фізичних величин та їх обробка. Кожна лабораторна робота містить коротку теорію або теретичні відомості про явища, що вивчаються, описання методу вимірювання основних біофізичних характеристик, порядок виконання лабораторної роботи, а також додаткові запитання, на які студент має підготувати усну відповідь.

1. Основні правила роботи в лабораторіях

1. Користуватися приладами та обладнанням дозволяється тільки у відповидності до інструкції та вказівок викладача.

2. Перед виконанням лабораторної роботи шляхом зовнішнього огляду потрібно переконатися в тому, що прилади, вимірювальні установки, обладнання – справні.

3. Забороняється працювати студенту в лабораторії при відсутності викладача.

4. Забороняється вмикання до єлектричної мережі чи під’єднання до будь-якого іншого джерела струму електричного кола. Електричні кола перевіряє викладач.

5. Забороняється залишати без догляду прилади, ввімкнені в електромережу.

2. Методика лабораторних занять

1. Виконання лабораторних робіт відбуваєтся згідно графіку, що його на вступному занятті видає кожному студенту викладач.

2. Студенти готуються виконувати лабораторні роботи до початку занять. Підготовка складається з ознайомлення з інструкцією до лабораторної роботи, короткому конспектуванні інструкції в окремому зошиті. Конспект має містити номер роботи та її назву, основні закони та робочі формули (без доведень), малюнок схеми установки, таблиці для занесення результатів вимірювань і наступних розрахунків.

3. Викладач контролює готовність студента до виконання лабораторної роботи. До контролю входять перевірка конспекту роботи, перевірка знання мети роботи, основних явищ і законів, формул, порядку виконання роботи і розрахунку шуканих величин.

4. Захист лабораторної роботи проводиться після закінчення оформлення звіту. В таблицю мають бути занесені результати вимірювань та розрахунків, їх розмірність. Після таблиці має бути наведений приклад розрахунку із зазначенням розмірностей всіх величин, що входять в розрахункову формулу. Закінчують звіт кінцевим результатом, в якому наводять шукану величину(и) і похибку,відповідно округлені і з розмірністю.

5. Захист лабораторної роботи проводиться на данному або наступному занятті. Студенти, що мають заборгованність з двох робіт, не допускаються до виконання наступної роботи до ліквідації боргу.

3. Побудова графіків

У деяких роботах результати досліджень необхідно подавати у вигляді графіків. Для побудови графіка необхідно на підставі зроблених вимірювань скласти таблицю, в котрій кожному значенню однієї величини відповідає визначене значення другої.

При побудові графіка значення незалежної змінної величини слід відкладати на осі абсцис, а значення функції – на осі ординат. Біля кожної осі треба написати найменування відповідної величини і вказати, в яких одиницях вона виміряна. Для правильної побудови графіка важливим є вибір масштабу. Слід вибирати масштаб таким чином, щоб графік зайняв все графічне поле і щоб розміри графіка по обох осях були наближено однаковими. При цьому слід мати на увазі, що перетини ординатних осей не обов’язково повинні збігатися з нульовими значеннями величин, що відкладаються по осях. Коли масштаб і початок координат вибрані, приступають до побудови графіка. На підставі данних таблиці наносять на координатні осі точки. Якщо були визначені абсолютні похибки вимірювань, то їх числове значення відкладають по обидва боки від точки у вигляді хрестика так, щоб точка опинилась у центрі хреста. Оскільки всі вимірювання зроблені з тією чи іншою похибкою, точки не вкладаються точно на криві. Тому між точками проводять таку плавну криву лінію, щоб якомога більша кількість точок лягла на цю лінію, а інші розподілились рівномірно вище і нижче кривої (див. графік, наведенний на рис.1).

П обудований графік дозволяє виявити ті вимірювання, які були зроблені неправильно, якщо яка-небудь точка занадто випадає з графіка, нею треба знехтувати, а дані вимірювань перевірити. Користуючись графіком, можна у межах проведенних вимірювань інтерполювати, інакше кажучи, знайти значення величини “Y” для таких значень “Х”, котрі безпосередньо не вимірювались. Для цього з вибраної точки осі абсцис треба провести ординату до перетину з графиком. Довжина цієї ординати і буде визначати значення “Y” для відповідного “Х”.

Часто при побудові графіків на осях координат вікладають не самі величини, а їх функції (квадрати, логарифми, показникові і т.і.). У цьому випадку зручніше користуватися напівлогарифмічними, або логарифмічніми масштабами.

Напівлогарифмічна система координат – це прямокутна система, на одній осі якої відкладено рівномірний масштаб, а на другій – логарифмічний. Напівлогарифмічна система координат зручна для побудови графіків показникових функцій y=Aexp(kx). Дійсно, lgy = lgA+kxlge. Нехай lgy = Y; lgA = a; klge = b. Після підстановки маємо функціональну залежність Y = a + bx. Якщо побудувати графік такої залежності, то він буде являти собою пряму лінію.

Логарифмічна система координат – така система, коли на обох осях відкладаються логарифмічні масштаби. Вона дуже зручна для побудови графіків ступеневих функцій типу y=Ax^k. Дійсно, lgy=lgA+klgx. Нехай lgy=Y, lgx=X. Тоді Y = a+kX. З шкільного курсу відомо, що цей графік є пряма лінія.