МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Ф І З И К А

Лабораторний практикум

Рекомендовано науково-методичною радою

Київського національного університету

будівництва і архітектури

як навчальний посібник

для студентів усіх спеціальностей

Друге видання, виправлене і доповнене

Київ 2006

УДК: 53(075)

ББК 22.3я7

Ф50

Рецензент: Л.Є. Пелевін, канд. техн. наук, професор кафедри будівельних машин

Автори: В.І. Клапченко, В.І. Тарасевич, І.О. Азнаурян, Ю.І. Григораш, Г.Д. Потапенко, В.О. Клименко, В.Є. Дугінов, Г.Ю. Краснянський, Г.В. Кучерова, Н.Б. Бурдейна, О.М. Бесараб

Рекомендовано науково-методичною радою Київського національного університету будівництва і архітектури, протокол № 6 від 30 червня 2005 року.

Видається в авторській редакції.

Фізика. Лабораторний практикум: Навчальний посібник.

Ф50 – 2-ге вид., випр. і доп. / В.І. Клапченко, В.І. Тарасевич, І.О. Азнаурян та ін./ За заг.ред. В.І. Клапченка. – К.: КНУБА, 2006. – 228 с.

Мета навчального посібника – допомога студентам при підготовці, виконанні, оформленні та захисті лабораторних робіт основного практикуму та трьох спецпрактикумів. Для цього до посібника введено окрему главу “На допомогу студенту”, в якій розглянуто на конкретних прикладах всі етапи виконання лабораторної роботи.

Призначено для студентів усіх спеціальностей КНУБА.

УДК: 53(075)

ББК 22.3я7

© В.І. Клапченко, В.І. Тарасевич,

І.О. Азнаурян та ін., 2006

© КНУБА, 2006

Зміст

Передмова 6

Вступ до практикуму 8

Глава І. НА ДОПОМОГУ СТУДЕНТУ 12

Розділ 1. ЯК НАПИСАТИ ЗВІТ? 12

Київський національний Університет 12

Будівництва і архітектури 12

Розділ 2. ПРАВИЛА НАБЛИЖЕНИХ ОБЧИСЛЕНЬ 23

Розділ 3. ОБЧИСЛЕННЯ ПОХИБОК ФІЗИЧНИХ ВИМІРІВ 28

Розділ 4. Метод найменших квадратів 33

Глава ІІ. Лабораторні роботи з основного курсу фізики 36

Розділ 1. Механіка 36

Лабораторна робота № 1.1. ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ СИСТЕМИ ВІД РОЗПОДІЛУ ЇЇ МАСИ ВІДНОСНО ОСІ ОБЕРТАННЯ 36

Лабораторна робота № 1.2. ВИЗНАЧЕННЯ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ РІДИНИ МЕТОДОМ СТОКСА 40

Розділ 2. Молекулярна фізика 44

Лабораторна робота № 2.1. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИНИ МЕТОДОМ ВІДРИВУ КІЛЬЦЯ 44

Лабораторна робота № 2.2. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ТВЕРДИХ ТІЛ МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМУ 47

Розділ 3. Електрика та магнетизм 53

Лабораторна робота № 3.1. Вивчення розподілу потенціалу електростатичного поля 53

Лабораторна робота № 3.2. ВИЗНАЧЕННЯ ОПОРУ ПРОВІДНИКА ЗА ДОПОМОГОЮ АМПЕРМЕТРА ТА ВОЛЬТМЕТРА 58

Лабораторна робота № 3.3. ГРАДУЮВАННЯ гальванометра 61

Лабораторна робота № 3.4. ГРАДУЮВАННЯ ТЕРМОПАРИ 65

Лабораторна робота № 3.5. ВИЗНАЧЕННЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЇ СКЛАДОВОЇ ІНДУКЦІЇ ТА НАПРУЖЕНОСТІ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛІ 72

Лабораторна робота № 3.6. ВИВЧЕННЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ КОРОТКОГО СОЛЕНОЇДА 77

Лабораторна робота № 3.7. Визначення питомого заряду електрона методом схрещених полів 82

Лабораторна робота № 3.8. Визначення ККД трансформатора 87

Лабораторна робота № 3.9. ВИЗНАЧЕННЯ ІНДУКТИВНОСТІ КОТУШКИ ТА ДРОСЕЛЯ 91

Розділ 4. Коливання та хвилі 94

Лабораторна робота № 4.1. ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ЗГАСАННЯ КОЛИВАНЬ ФІЗИЧНОГО МАЯТНИКА 94

Лабораторна робота № 4.2. Дослідження резонансних характеристик коливального контура 99

Лабораторна робота № 4.3. ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ЗВУКУ В ПОВІТРІ МЕТОДОМ СТОЯЧИХ ХВИЛЬ 105

Лабораторна робота № 4.4. Вивчення роботи релаксаційного генератора 109

Розділ 5. Оптика 114

Лабораторна робота № 5.1. ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ БІПРИЗМИ ФРЕНЕЛЯ 114

Лабораторна робота № 5.2. ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ 119

Лабораторна робота № 5.3. Дослідження поляризованого світла 123

Лабораторна робота № 5.4. ВИВЧЕННЯ ЗОРОВОЇ ТРУБИ 126

Лабораторна робота № 5.5. ВИВЧЕННЯ МІКРОСКОПА 131

Лабораторна робота № 5.6. ВИЗНАЧЕННЯ РОБОТИ ВИХОДУ ЕЛЕКТРОНА З МЕТАЛІВ МЕТОДОМ ГАЛЬМУВАННЯ ФОТОЕЛЕКТРОНІВ В ЕЛЕКТРИЧНОМУ ПОЛІ 135

Розділ 6. Фізика атомів, молекул та твердого тіла 140

Лабораторна робота № 6.1. ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ШИРИНИ ЗАБОРОНЕНОЇ ЗОНИ НАПІВПРОВІДНИКА 140

Лабораторна робота № 6.2. ВИмірювання ВОЛЬТ-АМПЕРНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ВИПРЯМЛЯЧА 144

Лабораторна робота № 6.3. ВИМІРЮВАННЯ СВІТЛОВОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕНТИЛЬНОГО ФОТОЕЛЕМЕНТА 150

Розділ 7. АТОМНА та ядерна Фізика 154

Лабораторна робота № 7.1. ВИЗНАЧЕННЯ АКТИВНОСТІ РАДІОАКТИВНОГО ПРЕПАРАТУ 154

Лабораторна робота № 7.2. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОГЛИНАННЯ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ РІЗНИМИ МАТЕРІАЛАМИ 159

Глава ІІІ. спецпрактикуми 164

Розділ 1. ОСНОВИ ФІЗИКИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА 164

Лабораторна робота № 11. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОГЛИНАННЯ СВІТЛА ТА КОНЦЕНТРАЦІЇ ДОМІШОК У РОЗЧИНАХ 164

Лабораторна робота № 12. CЕДИМЕНТАЦІЙНИЙ АНАЛІЗ 169

Лабораторна робота № 13. ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ КОЕФIЦIЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РIДИНИ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ 173

Лабораторна робота № 14. ВИЗНАЧЕННЯ АБСОЛЮТНОЇ ТА ВІДНОСНОЇ ВОЛОГОСТІ ПОВІТРЯ 177

Лабораторна робота № 15. ВИЗНАЧЕННЯ НЕВІДОМОГО ГАЗУ ЗА СПЕКТРОМ ЙОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ 182

Лабораторна робота № 16. ДОСЛІДНЕ ВИВЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ ВІД ВИСОТИ НАД ЗЕМЛЕЮ 187

Лабораторна робота № 17. ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ РОЗЧИНУ ЦУКРУ ЗА ДОПОМОГОЮ ПОЛЯРИМЕТРА 191

Лабораторна робота № 18. КІЛЬКІСНИЙ КОЛОРИМЕТРИЧНИЙ АНАЛІЗ. ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ ДОМІШОК В ГАЗАХ І РІДИНАХ 196

Розділ 2. Геометрична оптика 201

Лабораторна робота № 21. Визначення показника заломлення скла за допомогою мікроскопа 201

Лабораторна робота № 22. Визначення показника заломлення рідини та концентрації розчину за допомогою рефрактометра 204

Лабораторна робота № 23. Визначення фокусної відстані, оптичної сили та радіусу кривизни збиральної лінзи 207

Лабораторна робота № 24. ВИЗНАЧЕННЯ ФОКУСНОЇ ВІДСТАНІ І ПОЛОЖЕННЯ ГОЛОВНИХ ПЛОЩИН СКЛАДНОЇ ОПТИЧНОЇ СИСТЕМИ 210

Лабораторна робота № 25. ВИВЧЕННЯ ЗОРОВОЇ ТРУБИ 214

Лабораторна робота № 26. ВИВЧЕННЯ МІКРОСКОПА 220

розділ 3. Фізичний експеримент на лінії з еом 226

Лабораторна робота № 31. Вивчення роботи анологово-цифрового перетворювача 226

Лабораторна робота № 32. Визначення коефіцієнта теплопровідності твердих тіл методом регулярного режиму 230

Лабораторна робота № 33. ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ЗГАСАННЯ КОЛИВАНЬ ФІЗИЧНОГО МАЯТНИКА 234

Список літератури 239

Додаток І 240

Додаток ІІ 241