Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

random books / коллектив авторов - Оптика и квантовая физика _ лаб. практикум по физике

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
07.03.2020
Размер:
3.2 Mб
Скачать

гниверситет - О • г ж ^ т г "

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОНИКИ

И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

тшшАтштшшттштттяштштятттттштттяттттттвшщт

Кафедра «Физики»

В.Я. Варгашкин, Н.М. Ростовцев, СИ. Матюхкн, Т.С. Рогожина, И.М. Ростовцев, М.А. Тарасова, Л.Ю. Фроленкова, И.Ф. Шадрин, В.В. Щербин

ОПТИКА И КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Лабораторный практикум по физике

под редакцией В.Я. Варгашкина

Печатается но решению редакционноиздательского совета ОрелГТУ

Орел 2004

ййР

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

 

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОНИКИ

 

И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

Кафедра «Физики»

В.Я. Варгашкин, Н.М. Ростовцев, СИ. Матюхин, Т.С. Рогожина, Н.М. Ростовцев, М.А. Тарасова, Л.Ю. Фролеикова, И.Ф. Шадрин, В.Н. Щербин

ОПТИКА И КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Лабораторный практикум по физике под редакцией В.Я. Варгашкина

Печатается по решению редакционноиздательского совета ОрелГТУ

Орел 2004

Авторы: к.т.н., доцент, чл.-корр. МАЭН

В.Я. Варгашкин;

к.ф.-м.н., доцент, лауреат ВВЦ

СИ. Матюхин;

к.ф-м.н., доцент кафедры физики,

Т.С. Рогожина;

к.ф.-м.н., доцент, заслуженный работник

высшей школы Российской Федерации

Н.М. Ростовцев;

к.т.н., доцент кафедры физики

М.А. Тарасова;

к.ф.м.-н., доцент кафедры физики

Л.Ю. Фроленкова

к.ф -м.н., доцент кафедры физики

И.Ф. Шадрин;

Ст. преподаватель кафедры физики

В.Н. Щербина;

Рецензент: д. ф.-м. н., профессор, заведующий

 

кафедрой физики ОрелГТУ

В.Ф. Харламов

Настоящие методические указания являются дополнительными главами по выполнению работ лабораторного практикума по физике и предназначены в помощь студентам младших курсов. Методические указания соответствуют государственным образовательным стандар­ там высшего профессионального образования по специальностям тех­ нического профиля обучения ОрелГТУ, а также рабочим программам по курсу физики.

Редактор М.В. Одолеева Технический редактор Н.А. Соловьева

Подписано к печати: 20.07.2004. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Уч. изд.л. 12,2. Усл. печ. л. 11,0.Тираж 200 экз.

Заказ № 0 j / g j "

Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе ОрелГТУ, 302030, г.Орел, ул. Московская, 65

©ОрелГТУ, 2004

©Варгашкин Владимир Яковлевич, 2004

©Матюхин Сергей Иванович, 2004

©Рогожина Татьяна Сергеевна, 2004

©Ростовцев Николай Михайлович, 2004

©Тарасова Маргарита Александровна, 2004

©Фроленкова Лариса Юрьевна, 2004

©Шадрин Владимир Федорович, 2004

©Щербина Валентина Николаевна, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

с.

ВВЕДЕНИЕ

7

1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТ

 

ПРАКТИКУМА

9

1.1 Указания по работе над отчетом

9

1.2 Требования по оформлению отчета

13

1.3 Контрольные мероприятия

23

2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-24. ОПЫТЫ ФРАНКА-

 

ГЕРЦА

24

2.1 Цель работы

24

2.2 Оборудование

25

2.3 Подготовка к работе

25

2.4 Теоретическая часть

25

2.5 Описание лабораторного оборудования

32

2.6

Выполнение работы

36

2.7

Контрольные вопросы

49

2.8

Рекомендуемая литература

49

3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-25. ИЗМЕРЕНИЕ

 

КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ. ПРОВЕРКА

 

ЗАКОНА БУГЕРА

50

3.1

Цель работы

50

3.2

Оборудование

50

3.3

Подготовка к работе

50

3.4

Теоретическая часть

51

3.5 Методика проведения эксперимента

55

3.6

Контрольные вопросы

61

3.7

Рекомендуемая литература

61

4 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-26. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ

 

РАДИОАКТИВНОГО р-РАСПАДА ЯДЕР

62

4.1

Цель работы

62

4.2

Оборудование

62

4.3

Метод измерений

62

4.4

Подготовка к работе

63

4.5

Теоретическая часть

63

4.6

Описание лабораторной установки

68

4.7

Методика проведения эксперимента

70

4.8

Контрольные вопросы

76

3

4.9

Рекомендуемая литература

 

77

5 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-27. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ

 

РАДИОАКТИВНОГО а-РАСПАДА ЯДЕР

 

77

5.1

Цель работы

 

77

5.2

Оборудование

 

78

5.3

Метод измерений

 

78

5.4

Подготовка к работе

 

79

5.5

Теоретическая часть

 

79

5.6

Взаимодействие радиоактивного ос-излучения с

 

 

веществом

 

84

5.7

Описание лабораторной установки

 

86

5.8

Методика проведения эксперимента

 

87

5.9 Контрольные вопросы

 

94

5.10 Рекомендуемая литература

 

95

6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-28. ИЗУЧЕНИЕ

 

 

ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ РЕШЕТКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШАГА

 

ДОРОЖЕК КОМПАКТ-ДИСКА

.'

95

6.1

Цель работы

 

?. 95

6.2

Оборудование

 

95

6.3

Метод измерений

 

96

6.4

Подготовка к работе

 

96

6.5

Теоретическая часть

 

96

6.6

Описание лабораторной установки

 

100

6.7

Выполнение работы

 

101

6.8

Контрольные вопросы

 

104

6.9

Рекомендуемая литература

 

105

7 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-29. ИЗУЧЕНИЕ

 

 

ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

 

ПРОВОДИМОСТИ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ

105

7.1 Цель работы

 

105

7.2 Оборудование

 

106

7.3 Метод измерения

 

106

7.4 Подготовка к работе

 

106

7.5 Теоретическая часть

 

106

7.6 Устройство и принцип работы оборудования

 

113

7.7 Порядок проведения лабораторной работы

 

115

7.8

Контрольные вопросы

."

120

7.9 Рекомендуемая литература

 

120

4

8 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-30. ИЗУЧЕНИЕ

 

ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО р-n ПЕРЕХОДА И ЕГО

 

ХАРАКТЕРИСТИК

121

8.1 Цель работы

121

8.2

Оборудование

121

8.3

Метод измерения

121

8.4 Подготовка к раббте

122

8.5

Теоретическая часть

122

8.6

Устройство и принцип работы измерительной установки

127

8.7

Последовательность выполнения лабораторной работы

129

8.8

Контрольные вопросы

135

8.9

Рекомендуемая литература

135

9 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-31. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ

 

ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА. ИЗМЕРЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ

 

ПЛАНКА И РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНА ИЗ МЕТАЛЛА

136

9.1

Цель работы

136

9.2

Оборудование

136

9.3

Метод измерений

136

9.4

Подготовка к работе

136

9.5

Теоретическая часть

136

9.6

Методика проведения эксперимента

141

9.7

Выполнение работы

142

9.8

Контрольные вопросы

148

9.9

Рекомендуемая литература

148

10 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-32. ИЗМЕРЕНИЕ

 

ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПЛАСТИНЫ

 

ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В ПРОХОДЯЩЕМ

 

СВЕТЕ

148

10.1

Цель работы

148

10.2

Оборудование

149

10.3

Метод измерений

149

10.4

Подготовка к работе

149

10.5

Теоретическая часть

149

10.6

Интерферометр Маха-Цендера

155

10.7 Измерение показателя преломления пластины

156

10.8

Порядок выполнения работы

157

10.9

Указания по оформлению вывода

159

10.10 Контрольные вопросы

159

5

10.11 Рекомендуемая литература

 

160

11 Лабораторная работа № 3-33. ОПТИЧЕСКИЕ СЕКТРЫ

 

АТОМОВ ВОДОРОДА И РТУТИ

 

160

11.1 Цель работы

 

160

11.2

Оборудование

 

160

11.3

Подготовка к работе

 

160

11.4

Теоретическая часть

 

...161

11.5

Описание установки

 

168

11.6

Методика проведения эксперимента

:

171

11.7

Контрольные вопросы

 

175

11.8

Рекомендуемая литература

.......

175

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

176

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО

 

ЛИСТА ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

 

177

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА

 

СТЬЮДЕНТА t№95% ДЛЯ ДЕВЯНОСТОПЯТИПРОЦЕНТНОЙ

178

ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ

 

6

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы общего физического практикума по оптике и квантовой физике курса "Физика" проводятся в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по специальностям обучения ОрелГТУ и действующими на основе этих стандартов рабочими программами курса физики.

Выполнение лабораторных работ состоит из двух обязательных этапов - этапа самостоятельной домашней подготовки и аудиторных занятий. Аудиторные занятия проходят в строго регламентированное учебное время, обозначенное в расписании. В случае неявки студента на занятия по уважительной причине преподаватель по представлению деканата назначает студенту дополнительное аудиторное время для отработки и отчета лабораторной работы.

Студенты могут пользоваться консультациями преподавателей в специально отведенных для этого аудиториях и времени, указанных на доске объявлений кафедры физики.

Аудиторные занятия, как правило, строятся по трехступенчатой схеме:

-опрос с допуском к выполнению экспериментальной части;

-выполнение экспериментальной части;

-защита отчета по лабораторной работе.

Последовательность выполнения лабораторной работы должна быть отражена в отчете по лабораторной работе, которым студент может пользоваться на любом этапе ее выполнения, включая допуск к выполнению и защиту. Качество выполнения студентами лабораторных работ и степень их защиты учитывается преподавателем в течение семестра при ежемесячной аттестации по курсу физики.

Защита всех отчетов лабораторных работ цикла осуществляется не позднее указанного в учебных планах и оговоренных преподавателем сроков. Невыполнение студентом лабораторной работы, несвоев­ ременное или неполное ее выполнение, несвоевременное представление отчета по лабораторной работе или представление неполностью оформленного отчета позволяют считать данного студента не выполнившим требований учебного процесса в части курса физики с последующей простановкой в экзаменационную (зачетную) ведомость отметки "не допущен" по курсу физики.

7

Грамотное составление и оформление лабораторной работы способствует своевременной и успешной ее защите, планомерной работе по другим видам учебной нагрузки курса физики и другим курсам учебной программы, а также успешной подготовке к контрольным мероприятиям.

Настоящие методические указания являются дополнительными главами пособий по выполнению работ общего физического практикума в части оптики и квантовой физики и предназначены в помощь студентам при составлении, оформлении и защите ими отчетов по лабораторным работам. Предлагаемые настоящими методическими указаниями работы расширяют и дополняют круг изучаемых студентами физических явлений, начатый в трех ранее изданных в ОрелГТУ пособиях:

Ростовцев Н.М., Преснецов В.Н. Лабораторный практикум по

физике (часть

3). Оптика и физика твердого тела /

ОрелГПИ,

каф. "Физика". - Орел, 1994. - 77 с: ил.

 

Ростовцев

Н.М. Лабораторный практикум по физике

(часть 3).

Раздел: "Волновая оптика" / ОрелГТУ, каф. "Физика". - Орел, 1999. - 47 с: ил.

Варгашкин В.Я., Матюхин СИ., Рогожина Т.А., Ростовцев Н.И., Сотников В.Н. Лабораторный практикум по физике. Оптика и квантовая физика. Ч. III. Дополнение 2 // Под ред. В.Я. Варгашкина.- Орел: ОрелГТУ, 2001.-164 с.

8

1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТ ПРАКТИКУМА

1.1 Указания по работе над отчетом

Настоящие методические указания регламентируют лишь перечень помещаемого в отчет по лабораторной работе материала, необходимого для успешного ее защиты, и правила оформления этого материала. Конкретный отбор требуемого материала, степень его проработки и детализации осуществляется непосредственно самими студентами с учетом требований преподавателей и методических указаний по выполнению лабораторной работы.

Ниже помещена структура отчета по лабораторной работе, где особо оговорены разделы, заполняемые студентами при самостоятельной (домашней) работе, как подготовке к аудиторному опросу и получению допуска к выполнению экспериментальной части.

Отчет по лабораторной работе является законченным документом, для чтения и понимания которого не требуется прибегать к помощи составителя. Текст отчета не должен содержать грамматических ошибок.

Отчет по лабораторной работе должен, как правило, содержать следующее:

1) структурные элементы, подготавливаемые заранее при самостоятельной (домашней) работе:

-титульный лист,

-заголовок с наименованием и номером лабораторной работы;

-цель работы,

-оборудование,

-метод измерения,

-ответы на контрольные вопросы со списком использованных литературных и иных источников информации,

-последовательность выполнения работы;

2) разделы, помещаемые в отчет непосредственно во время аудиторных занятий:

-проведение экспериментов,

-обработка опытных данных,

-выводы.

9

Соседние файлы в папке random books