
- •О. В. Лисенко
- •Передмова
- •Вимірювання фізичних величин та їх оброблення
- •Вимірювання
- •Типи похибок
- •Випадкові похибки прямих вимірювань
- •Деякі положення теорії ймовірностей
- •Випадок скінченної кількості вимірювань
- •Урахування випадкової та систематичної похибок
- •Оцінювання похибок прямих вимірювань
- •Оцінювання похибок непрямих вимірювань
- •Точність приладів
- •Запис результатів досліду
- •Графічне подання результатів вимірювань
- •Контрольні питання1)
- •Механіка
- •Лабораторна робота«Визначення густини тіл правильної геометричної форми»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Перевірка другого закону динаміки поступального руху на машині Атвуда»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи Етап 1. Перевірка залежності прискорення від сили при сталій масі системи
- •Етап 2. Перевірка залежності прискорення від маси за умови того, що на систему діє одна й та сама результуюча сила
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота «Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху за допомогою маятника Обербека»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи Перевірка залежності кутового прискорення від моменту сил за умови, що момент інерції маятника Обербека є сталою величиною
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота «Експериментальне вивчення пружного і непружного удару за допомогою балістичного маятника»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Абсолютно непружне зіткнення кулі та маятника. Енергія дисипації
- •Частково пружне зіткнення кулі та маятника. Коефіцієнт відновлення відносної швидкості та енергія дисипації
- •Порядок виконання роботи Визначимо енергію дисипації при абсолютно непружному ударі.
- •Визначимо коефіцієнт відновлення відносної швидкості та енергію дисипації для частково пружного зіткнення кулі та маятника
- •Контрольні питання1)
- •Молекулярна фізика і термодинаміка
- •Лабораторна робота«Визначення відношень питомих теплоємностей газів методом адіабатичного розширення»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Дослідження коефіцієнта поверхневого натягу води та впливу на нього поверхнево-активних речовин»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Визначення зміни ентропії у теплоізольованій системі за умови необоротного процесу»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Електрика і магнетизм
- •Лабораторна робота«Вивчення будови і роботи електронного осцилографа с1-83»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Електронний осцилограф с1-83 Загальна характеристика
- •Опис органів керування осцилографа с1-83
- •Органи керування епт:
- •Органи керування підсилювачів каналів IтаIi:
- •Перемикачі режиму роботи підсилювачів каналів IтаIi:
- •Органи керування синхронізації:
- •Органи керування розгорткою:
- •Звуковий генератор
- •Напівпровідниковий однопівперіодний випрямляч із rc-фільтром
- •Порядок виконання роботи Ознайомитися з принципом дії і будовою осцилографа с1-83. Навчитися користуватись універсальним осцилографом с1-83
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Визначення горизонтальної складової вектора індукції магнітного поля землі»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Визначення питомого заряду електрона за допомогою магнетрона»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Вивчення кривої намагнічування та петлі гістерезису за допомогою осцилографа»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Коливання та хвилі
- •Лабораторна робота«Вивчення загасальних механічних коливань»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Вивчення вимушених коливань. Резонанс»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Визначення довжини та частоти електромагнітної хвилі за допомогою двопровідної лінії (системи Лехера)»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження Експериментальна установка
- •Необмежена двопровідна система
- •Стоячі хвилі в системі Лехера
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної ґратки»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Вивчення поляриметра та визначення за його допомогою концентрації цукрового розчину»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Атомна та ядерна фізика
- •Лабораторна робота«Вивчення температурної залежності опору провідників та напівпровідників»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Вивчення спектральних закономірностей у спектрі атома водню і визначення сталої Рідберга»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •2 При переході з одного стаціонарного стану в інший атоми випромінюють або поглинають кванти енергії, частоти яких визначаються умовою
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Вивчення роботи електронного мікроскопа, спостереження дифракції електронів, визначення структури та сталої кристалічної ґратки»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Лабораторна робота«Визначення лінійного коефіцієнта поглинання радіоактивного випромінювання»
- •Опис експериментальної установки та методу дослідження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання1)
- •Список літератури
- •Лабораторний практикум із загальної фізики
Молекулярна фізика і термодинаміка
Лабораторна робота«Визначення відношень питомих теплоємностей газів методом адіабатичного розширення»
Мета роботи:експериментально визначити відно-шення теплоємності при сталому тиску до теплоємності при сталому об'ємі для повітря.
Обладнання:1) балон; 2) манометр; 3) насос.
Опис експериментальної установки та методу дослідження
У лабораторній роботі
необхідно експериментально знайти
відношення теплоємності при сталому
тискові
до теплоємності при сталому об'ємі
для повітря
. (3.1.1)
Сталу
,
що визначається співвідношенням (3.1.1),
називають сталою адіабати. Це пов’язано
з тим, що
належить до рівняння, яке описує
адіабатичний процес:
. (3.1.2)
Рівняння (3.1.2) називається рівнянням Пуассона.
Сталу адіабати можна визначити експериментально за допомогою методу Клемана-Дезорма. Відповідно до цього методу використовуємо схему експериментальної установки, що зображена на рис. 3.1.1. Установка складається з балона 1, манометра 2, насоса 3, шкали манометра 4 та клапана 5 (рис.3.1.1).
Сутність методу Клемана-Дезорма полягає у такому. Накачаємо в балон 1 повітря за допомогою насоса 3 (клапан 4 при цьому повинен бути закритим). Зразу ж після накачування температура повітря в балоні збільшиться, але потім через деякий час зрівняється з температурою повітря в лабораторії T 1=T 0 . Завдяки накачуванню повітря тиск у балоніp1буде вищим за атмосфернийp0. Початковий стан повітря в балоні характеризується параметрамиp1таТ1і зображений на діаграмі рис.3.1.2 точкою 1.
Рисунок 3.1.1 – Схема експериментальної установки: 1 – балон; 2– манометр; 3 – насос; 4 – шкала манометра; 5 – клапан
Тиск
можемо виміряти експериментально за
допомогою манометра:
,
, (3.1.3)
де – густина рідини манометра;h1– перепад рівнів рідини в манометрі,
який знаходимо експериментально
(рис.3.1.1);–
атмосферний тиск;
– температура повітря в лабораторії.
Рисунок
3.1.2 ––діаграма
процесів, що відбуваються в експериментальній
установці
Відкриємо клапан 5 і відразу закриємо його так, щоб тиск у балоні встиг зрівнятися з атмосферним. Процес виходу повітря з балона відбувається досить швидко і його можна вважати адіабатним тому, що за цей час тіла не встигають обмінюватися теплом один з одним. Після адіабатного розширення тиск газу в балоні дорівнюватиме атмосферному, тобто p2=p0, а температураТ2буде нижчою за температуруT1 = T0 . Стан після адіабатичного розширення характеризується параметрамиp2 таТ2і поданий на рис.3.1.2 точкою 2:
,
.
З часом температура
повітря в балоні за рахунок теплообміну
підвищиться і стане дорівнювати
кімнатній:
.
Тиск також підвищиться до значенняр3.Об'єм повітря залишиться незмінним
(балон закритий). Цей стан характеризується
параметрамиp3 таТ3і зображений на рис.3.1.2
точкою 3. Тиск
можемо виміряти експериментально за
допомогою манометра:
,
. (3.1.4)
Опишемо вищезазначені процеси математично. Перехід газу зі стану 1 у стан 2 відбувається адіабатично. Це означає, що
або
, (3.1.5)
де
використано, що
,
.
Зі стану 2 у стан 3 газ, що залишився у
балоні, переходить ізохорично:
або
. (3.1.6)
Виключимо з (3.1.5) і (3.1.6) температуру та отримаємо
. (3.1.7)
Підставимо в рівняння (3.1.7) співвідношення (3.1.3) та (3.1.4):
.
Використаємо
відоме співвідношення
,
а також умову, що
і
.
Тоді одержимо
,
або
. (3.1.8)
Вираз (3.1.8)
є розрахунковою формулою лабораторної
роботи. Вимірюючиh1таh3,
за допомогою (3.1.8), можна
визначити шукане відношення теплоємностей.