Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторна робота №16.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
704.3 Кб
Скачать

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Херсонська державна морська академія

Кафедра природничо-наукової підготовки

Реєстр _________

Шифр _________

Методичні рекомендації

до підготовки і виконання лабораторних робіт

курсантами денної та студентами

заочної форм навчання

з дисципліни Фізика

Верещака М.П.

галузь знань

0701 Транспорт і транспортна інфраструктура

0507 Електротехніка та електромеханіка

напрям

підготовки

6.070104 Морський та річковий транспорт

6.050702 Електромеханіка

Херсон 2013

Методичні рекомендації до підготовки і виконання лабораторних робіт курсантами денної та студентами заочної форм навчання з дисципліни фізика / Укладач: Верещака М.П. – Херсон.: ХДМА, 2013. – 100 c.

Рецензенти: Овдій В.М. кандидат фізико-математичних наук, доцент Херсонського державного Університету.

Методичні рекомендації розглянуто і ухвалено на засіданні кафедри природничо-наукової підготовки

(Протокол № __ від « ___ » вересня 2013р.)

Завідувач кафедри ______ Бабійчук А.М.

природничо-наукової підготовки

Схвалено навчально-методичним відділом академії

Начальник навчально-методичного ____ Черненко В.В.

відділу

Друкується за рішенням Вченої ради ХДМА

(Протокол № __ від « __ » _______ 2013р.)

ЗМІСТ

ВСТУП

7

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 ‑ Вивчення навчального обладнання лабораторії фізики та правил техніки безпеки при його використанні, а також правил підготовки, виконання, оформлення і захисту звітів лабораторних робіт

8

1. Теоретичні відомості

8

1.1 «Інструкція № 45 «З охорони праці для курсантів під час проведення лабораторних та практичних занять з фізики»»

1.2 Інструкція з пожежної безпеки

1.3 Методичні рекомендації до підготовки, виконання, оформлення та захисту звіту лабораторних робіт

ВСТУП

Методичні рекомендації складаються з рекомендацій до п’яти лабораторних робіт.

Рекомендації до кожної лабораторної роботи включають:

‑ тему, мету, перелік обладнання, міри безпеки;

‑ загальні теоретичні відомості з відповідного розділу фізики (основні

Лабораторна робота №16

Тема: Дослідження закономірностей будови атомів та процесів випромінювання ними світла.

Мета: 1. Формувати уміння проводити експериментальні дослідження.

2. Формувати реальне уявлення про будову атомів і квантовий характер їх параметрів та процесів в них.

Обладнання: Лабораторний стенд, установка для дослідження спектрів випромінювання атомів ФПК-09 (генератор-опромінювач з набором спектральних трубок: Ne, Kr, He, H; спектрометр СУ-1).

Міри безпеки:

1. До роботи з установкою ФПК-09 допускаються особи, ознайомлені з її будовою, принципом дії, мірами безпеки та отримавші допуск викладача до виконання лабораторної роботи.

2. Генератор-опромінювач повинен бути заземленим.

3. В генераторі є небезпечна для життя напруга, тому при експлуатації необхідно суворо дотримуватись відповідних мір безпеки:

‑ заміну спектральних трубок здійснювати обережно і тільки при вимкненому вимикачі «сеть» генератора згідно пункту 3.2.1.

‑ вмикати установку тільки на час проведення досліджень;

‑ режим роботи: час неперервної роботи 45хв, перерва 10-15 хв.

‑ не залишати ввімкнену установку без нагляду.

7. При виявленні неполадків, виконання лабораторної роботи припинити, пристрій вимкнути (вимкнути вимикач 1-SF1 на лабораторному стенді та вимикач «сеть» на генераторі) та повідомити викладача.

1 Теоретичні відомості

1.1 Експериментальні властивості атомів.

1.1.1 Спроба перетворення атомів

Тривалий час алхіміки, хіміки, фізики намагалися здійснити перетворення однієї речовини в іншу, тобто атоми однієї речовини перетворити в атоми іншої, але нікому це не вдавалося. Тільки в ХХ столітті нарешті вдалося це реалізувати. Виявилося, що атом, в переважній більшості, дуже стабільне утворення.

1.1.2 Дослідження теплового випромінювання

Шляхом аналізу і узагальнення результатів експериментальних досліджень теплового випромінювання на кінець ХІХ століття були установлені три закони теплового випромінювання. Закон Кірхгофа: відношення випромінювальної здатності тіла до його поглинальної здатності не залежить від матеріалу тіла, воно є для всіх тіл універсальною функцією частоти і температури .

де , , ‑ відповідно, випромінювальна, поглинальна здатність тіла і випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла на частоті і при температурі .

Закон Стефана-Больцмана: інтегральна випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла пропорційна четвертому степеню його абсолютної температури

де ‑ стала Стефана-Больцмана

Закон зміщення Віна: Нагріте тіло випромінює енергію найбільше на певній частоті, яка залежить від його температури. Довжина хвилі , яка відповідає максимальному значенню випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла, обернено пропорційна його температурі.

де ‑ стала Віна.

Пояснити ці закономірності виходячи з законів молекулярної фізики та електродинаміки класична фізика не змогла.

В 1900 р. Планк, всупереч класичній фізиці, припустив, що атоми і молекули випромінюють енергію не неперервно, як випливає з класичної фізики, а окремими порціями, квантами, величина яких

де ‑ частота випромінювання, ‑ стала Планка.

Опираючись на свою гіпотезу, Планк теоретично обґрунтував і пояснив всі закони теплового випромінювання, розрахував числові значення сталих і які дуже добре співпали з їх експериментальними значеннями.

Узгодження теорії і експерименту показувало, що випромінювання енергії атомами дійсно здійснюється квантами.