4. Оценка погрешностей измерений

1. Погрешности прямых измерений.

Прямым способом в данной работе измеряются две величины: сила тока в цепи первичной обмотки I₁ и отброс зайчика .

Погрешность Δ(I₁) определяется классом точности амперметра.

У баллистического гальванометра класс точности не указан. Следовательно, приборная погрешность измерения равна половине цены деления шкалы гальванометра, то есть Δ_п() = 0,5 дел. Однако следует учесть ещё и случайную погрешность Δ_с(), связанную с реакцией экспериментатора. Она составляет от 1 до 2 делений. В итоге, следует принять Δ() = 2 дел.

2. Погрешности заданных величин.

На установке указаны два числа: густота намотки витков в первичной обмотке n₁ и градуировочный коэффициент C.

Значение n₁ дано с точностью 1 витка/см, так что Δ(n₁) = 1 см^-1.

Значение C дано с точностью десятых долей мТл/дел, поэтому Δ(C) = 0,1 мТл/дел.

3. Погрешность измерения напряжённости магнитного поля H. Напряжённость магнитного поля измеряется косвенно, с использованием формулы (2.1) . Из этой формулы следует, что

. (4.1)

4. Погрешность измерения величины изменения магнитной индукции ΔB. Изменение магнитной индукция измеряется косвенно, с использованием формулы (2.9) . Из этой формулы следует, что

. (4.2)

5. Контрольные вопросы

1. Что является причиной магнитных свойств вещества? Что это за свойства?

2. Что такое магнитный момент магнитного диполя?

3. Что такое намагниченность магнетика?

4. Какие поля образуют магнитное поле в магнетике? Какова их природа?

5. Что такое напряжённость магнитного поля?

6. С какой величиной связана магнитная индукция собственного магнитного поля магнетика и как?

7. Чем отличаются парамагнетики и диамагнетики от ферромагнетиков?

8. Что такое магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость?

9. Почему ферромагнетик может быть намагниченным даже при отсутствии внешнего магнитного поля?

10. Что такое магнитные домены?

11. Что такое магнитное насыщение?

12. Из каких участков состоит петля гистерезиса?

13. Что такое коэрцитивная сила?

14. Каким способом в данной лабораторной работе измеряется напряжённость магнитного поля?

15. В чём состоит способ измерения магнитной индукции в образце, используемый в данной лабораторной работе?

16. Как устроен баллистический гальванометр?

17. Как произвести полное размагничивание образца? Почему для этого используется переменный ток? Можно ли для этой цели использовать постоянный ток?

Рекомендуемая литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 2. – М., Наука, 1989.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М., Высшая школа, 1989.

3. Трофимова Т.И. Курс физики. – М., Высшая школа, 2003.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т.3. – М.: Наука, 1977–1985г.

5. Кондрашов А.П., Шестопалов Е.В. Основы физического эксперимента и математическая обработка результатов измерений. – М.: Атомиздат, 1977.

6. Рипп А.Г. Обработка измерений. Методическое пособие. – СНУЯЭП, 2012.

1 В дальнейшем почти везде для краткости вместо слов «задающая катушка» используется «виток». Это помогает избежать путаницы между задающей и пробной катушками.

2 Магнитная ось – это линия, направленная вдоль вектора магнитного момента Земли p и проходящая через центр магнитного диполя Земли.

3 На рисунке 1.3 магнитный момент показан, но на реальном компасе его не показывают.

4 Эту формулу нетрудно получить, используя закон Био-Савара-Лапласа.

5 В данном случае можно было выбрать её и слева от всех экспериментальных точек.

6 Чаще применяют более короткий термин – магнитный момент.

7 Конечно, значение намагниченности J уменьшается при уменьшении Н, но не до нуля, так что магнетик остаётся намагниченным.

8 На рисунке 1.2 значения напряжённости магнитного поля, направленного против первоначального направления, считаются отрицательными, поэтому B = 0 при .

9 Силу тока в цепи показывает амперметр.