- •СОДЕРЖАНИЕ
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Подготовка к работе
- •Задание 2. Определение коэффициента трения скольжения
- •Задание 2. Определение коэффициента трения скольжения
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа №5
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа № 7
- •УПРУГИЙ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ УДАР ШАРОВ
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Задание 1. Определение времени соударения шаров
- •ПРОТОКОЛ
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Нагрузка
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Цель работы: определить молярную газовую постоянную.
- •Приборы и принадлежности: сосуд с зажимом, насос Комовского, вакуумметр, аналитические весы, разновесы.
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа № 19
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
- •Выполнение работы
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Лабораторная работа № 46
- •Цель работы – исследовать зависимость электрического сопротивления металлов от температуры, определить температурный коэффициент сопротивления исследуемых материалов.
- •Общие положения
- •2. Защита работы
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Подставив (9) в (8), получим
- •2. Защита работы
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •ПРОТОКОЛ
- •Лабораторная работа № 58
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Примечание
- •Лабораторная работа №59
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •ПРОТОКОЛ
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •ПРОТОКОЛ
- •ЗНАКОМСТВО С РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Задание 2. Определение чувствительности осциллографа
- •ПРОТОКОЛ
- •ЗНАКОМСТВО С РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА. СЛОЖЕНИЕ ВЗАИМНО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ КОЛЕБАНИЙ
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Описание лабораторной установки и методики эксперимента
- •Выполнение работы
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •Лабораторная работа № 69
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки и методики эксперимента
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •2. Защита работы
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Описание установки и методики эксперимента
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •Задание 1. Определение силы света электрической лампочки
- •Задание 2. Исследование светового поля электрической лампочки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Оформление отчета
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Общие положения
- •Описание установки и методики эксперимента
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Лабораторная работа №85
- •Общие положения
- •Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Таблица 1
- •Таблица 2
- •Таблица 3
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Приборы и принадлежности: газовый интерферометр, насос, водяной манометр, стеклянный баллон.
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Длина волны света в средней части видимого спектра λ = ________
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Описание экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •ПРОТОКОЛ
- •Подготовка к работе
- •2. Защита работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Общие положения
- •Подготовка к работе
- •Выполнение работы
- •Оформление отчета
- •2. Защита работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Отсчет по барабану,
- •Выполнение работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Задание 1
- •Лабораторная работа № 97
- •Выполнение работы
- •2. Защита работы
- •Общие положения
- •Выполнил(а)_____________________ Группа__________________
- •Отсчет
- •Описание экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •ПРОТОКОЛ
- •Задание 1
- •Лабораторная работа № 105
- •ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ
- •Цель работы – исследовать зависимость сопротивления полупроводников от температуры, определить ширину запрещенной зоны и температурный коэффициент сопротивления исследуемых материалов.
- •ПРОТОКОЛ
- •Термистор 1
- •Термистор 2
- •ПРОТОКОЛ
- •Германиевый диод
- •Упражнение 1
- •Упражнение 2
- •Лазер
- •Красный светодиод
- •ПРОТОКОЛ
- •Упражнение 1
- •Упражнение 2
- •Описание экспериментальной установки
- •ПРОТОКОЛ
- •Общие положения
- •Выполнение работы
- •ПРОТОКОЛ
- •ПРОТОКОЛ
- •О множителях в заголовках столбцов
- •Наименование
- •Обозначение
- •Температура
- •Алюминий
- •Бензол
- •Вода
- •3.3.15. Шкала электромагнитных волн
- •Примерный диапазон длин волн
- •Обозначение
- •Цвет
- •Красная
- •Кафедра физики
- •Преподаватель кафедры физики
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •2. Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Подготовка к работе
- •(ответы представить в письменном виде)
- •Расчетная часть
- •Защита работы
- •(ответы представить в письменном виде)
Колебания и волны |
Описания лабораторных работ |
Лабораторная работа № 68
ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ МЕТОДОМ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ
Цель работы – измерить скорость звука в воздухе методом интерферен-
ции.
Приборы и принадлежности: генератор звуковых колебаний; установка, предназначенная для создания разности хода звуковых волн.
Общие положения
Интерференция – это явление наложения когерентных волн, в результате которого колебания в одних точках усиливают, а в других точках ослабляют друг друга. При этом происходит перераспределение энергии волнового поля, и образуются устойчивые во времени максимумы или минимумы интенсивности колебаний. Волны называются когерентными, если они имеют одинаковую частоту и приходят в данную точку пространства с не изменяющейся со временем разностью фаз.
Если волны, распространяющиеся от источников S1 и S2 (рис. 1), когерентны, то амплитуда результирующего колебания в точке М будет опреде-
S1 |
ляться разностью фаз между ними в этой |
|
точке. |
x1 |
Уравнение волны, распространяю- |
|
щейся от источника S1, имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
x |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
ξ = A cos(ωt − kx |
)= A cos 2π |
|
|
− |
|
|
1 |
|
, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
x2 |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
1 |
1 |
T |
|
|
λ |
||||||||
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
S2 |
|
|
а от источника S2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
t |
|
x |
2 |
|
|
||||||||||||
|
Рисунок 1 |
|
|
|
ξ |
2 |
= A cos(ωt − kx |
2 |
)= A cos 2π |
|
|
− |
|
|
|
. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
T |
|
|
λ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Найдем разность фаз этих волн: |
|
|
x2 − x1 |
|
= 2π x , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ϕ = ϕ − ϕ |
2 |
= 2π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
1 |
|
|
|
λ |
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где x = x2 − x1 − разность хода.
Если x = 2m λ2 , где m − любое целое число, то в точке M волны будут
друг друга усиливать, т.е. в точке М наблюдается интерференционный максимум.
Если x = (2m +1) λ2 , то в точке M волны будут друг друга ослаблять, т.е.
в точке М наблюдается интерференционный минимум.
195
Описания лабораторных работ |
|
|
|
|
Колебания и волны |
||
В |
частности, |
если |
|
когерентные |
волны |
ξ1 = Acos(ωt − kx) |
и |
ξ2 = Acos(ωt + kx) , имеющие |
одинаковую амплитуду, |
распространяются |
на- |
||||
встречу друг другу, то образуется стоячая волна. Уравнение этой волны: |
|
||||||
|
|
ξ = 2Acos k xcosωt = A(x)cosωt |
|
|
|||
Точки, в которых амплитуда колебаний стоячей волны равна нулю, назы- |
|||||||
ваются узлами, а точки, в которых амплитуда максимальна, называются пучно- |
|||||||
стями (рис. 2). |
|
|
|
|
|
|
|
ξ |
пучности |
|
|
Расстояние l между соседними узлами, так |
|||
|
|
же как и расстояние между соседними пучностя- |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
ми равно половине длине волны: |
|
|||
|
|
x |
|
|
l = λ , |
|
(1) |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
узлы |
|
где λ − длина волны. |
|
|
||
|
|
|
Длина волны связана с частотой ν и скоро- |
||||
|
|
|
|
||||
|
Рисунок 2 |
|
стью v распространения волны соотношением |
|
|||
|
|
|
|
|
λ = v |
|
(2) |
|
|
|
|
|
ν |
|
|
Подставив соотношение (2) в (1), получим формулу для расчета скорости |
|||||||
звука в воздухе: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v = 2νl . |
|
(3) |
|
|
Описание экспериментальной установки |
|
|||||
Установка, предназначенная для измерения скорости звука в воздухе пред- |
|||||||
|
|
|
|
ставляет собой изогнутую трубу А, в кото- |
|||
|
|
|
|
рую входит подобная ей труба В меньшего |
|||
|
|
|
|
сечения (рис. 3). Труба В может переме- |
|||
A |
|
|
|
щаться относительно трубы А. В одном |
|||
|
|
B |
колене трубы А сделано отверстие, соеди- |
||||
|
|
ненное при помощи трубки с телефоном, |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
подключенным к генератору звуковых ко- |
|||
|
Рисунок 3 |
|
|
лебаний. В другом колене трубы сделаны |
|||
|
|
|
отверстия, соединенные с наушниками. |
||||
|
|
|
|
Звуковой |
генератор вызывает колебания |
||
мембраны телефона с определенной частотой; звуковая волна той же частоты, |
|||||||
попадая в трубу А, разветвляется; часть ее распространяется по одному колену, |
|||||||
часть по другому. Накладываясь при встрече, эти волны интерферируют. |
|
||||||
Выдвигая или вдвигая трубу В, можно добиться того, чтобы вблизи отвер- |
|||||||
стий, соединенных с наушниками, находился интерференционный максимум |
|||||||
или интерференционный минимум. Частота колебаний определяется по звуко- |
|||||||
196