![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Лабораторна робота № 4.1 Вивчення гальванометра магнітоелектричної системи
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 4.2 Перевірка закону Ампера
- •Опис установки
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 4.3 Визначення питомого заряду електрона методом магнетрона
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної установки та хід виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 4.4 Вивчення магнітного поля соленоїда за допомогою датчика Холла
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 4.5 Визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №4.6 Визначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної установки
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №4.7 Вивчення згасаючих коливань у коливальному контурі та визначення його параметрів
- •Теоретичні відомості і опис експериментальної установки
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №4.8 Вивчення вимушених коливань у контурі
- •Теоретичні відомості і опис експериментальної установки
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №4.9 Визначення швидкості звуку в повітрі
- •Теоретичні відомості і опис експериментальної установки
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №4.10 Вимірювання довжини хвилі і частоти електромагнітних коливань
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5.1 Визначення довжини світлової хвилі за допомогою біпризми Френеля
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної установки та вивід робочої формули
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5.2 Визначення радіуса кривизни лінзи за допомогою кілець Ньютона
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної установки
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5.3 Вивчення дифракції світла
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної установки та виведення робочої формули
- •Хід роботи
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5.4 Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної установки та виведення робочої формули
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5.5 Перевірка закону Малюса
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5.6 Визначення концентрації цукру в розчині поляриметром
- •Теоретичні відомості
- •Опис експериментальної методики
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №5.7 Дослідження залежності енергетичної світності абсолютно чорного тіла від його температури та перевірка закону Стефана-Больцмана
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №5.8 Дослідження зовнішнього фотоефекту
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №5.9 Вивчення залежності опору термістора від температури
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №5.10 Дослідження вольт-амперної характеристики напівпровідникового діода
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №5.11 Дослідження закону поглинання γ – променів
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Хід виконання роботи
- •Контрольні запитання
Обробка результатів вимірювання
-
Обчислити значення швидкості звуку за формулою (11).
-
Визначити відносну похибку вимірювання за формулою
.
-
Знайти абсолютну похибку швидкості
.
-
Записати кінцевий результат вимірювання.
Контрольні запитання
-
Що таке хвиля? Довжина хвилі?
-
Записати і пояснити рівняння плоскої хвилі.
-
Які коливання називають звуковими?
-
Що таке фаза хвилі і від чого вона залежить?
-
Коли виникають фігури Лісажу? В якому випадку спостерігається пряма лінія?
-
Коли виникають стоячі хвилі? Записати і пояснити рівняння плоскої хвилі.
-
Що таке вузли та пучності? Знайти координати вузлів і пучностей.
-
Яка віддаль між сусідніми вузлами (пучностями); між сусідніми вузлом та пучністю?
Лабораторна робота №4.10 Вимірювання довжини хвилі і частоти електромагнітних коливань
Мета роботи: вивчити особливості поширення електромагнітних хвиль по двохпровідній лінії, визначити довжину хвилі і частоту електромагнітних коливань.
Теоретичні відомості
(теорію до даної роботи див. також у конспекті лекцій, §5.16)
Електромагнітна
хвиля може поширюватись не тільки у
вільному просторі, а й по двохпровідній
лінії. Як і у вільному просторі,
електромагнітна хвиля в двохпровідній
лінії є поперечною, тобто вектори
напруженості електричного і магнітного
полів коливаються у взаємноперпендикулярних
напрямках. Як і у вільному просторі
коливання векторів
і
відбуваються синфазно в просторі і
часі:
Рис. 1
де
і
– амплітудні значення напруженостей
електричного і магнітного полів (вони
залежать від координат
і
),
– швидкість поширення хвилі,
– циклічна частота коливання,
– координата, в напрямку поширення
хвилі (вісь х
розміщена вздовж двохпровідної лінії).
Напрямки векторів напруженості
електричного і магнітного полів у
площині двохпровідної лінії показані
на рис.1.
Змінне електричне поле викликає появу струму у провідниках лінії і різниці потенціалів (напруги) між ними. Напруга і сила струму описується рівняннями, подібними до (1). Звідси видно, що всяку хвильову величину можна описувати однаковим хвильовим рівнянням
,
(2)
де
під
можна розуміти напруженості електричного
або магнітного поля, силу електричного
струму чи напругу.
Хвильовий процес характеризується довжиною хвилі, яка дорівнює віддалі, що проходить хвиля за період
. (3)
Довжина хвилі визначає періодичність хвильового процесу по координаті х. Пройшовши шлях рівний , хвиля змінює свою фазу на 2.
Якщо у формулі (2)
скористуватися зв’язком
,
то рівняння біжучої хвилі можна записати
у вигляді
.
(4)
При накладанні двох хвиль однакової частоти, що поширюються у протилежних напрямках, утворюється стояча хвиля. Така ситуація виникає при відбиванні біжучї хвилі від перешкоди. Рівняння хвилі, що поширюється у протилежному напрямку, осі х можна знайти з (4) заміною х на – х. Тоді в результаті накладання двох хвиль, що поширюються у протилежних напрямках, одержуємо рівняння стоячої хвилі
.
(5)
З рівняння (5) видно,
що в кожній точці стоячої хвилі
здійснюються гармонічні коливання з
циклічною частотою
,
тобто рівняння цього коливання можна
записати у вигляді
,
(6)
де
– амплітуда коливання у стоячій хвилі.
З порівняння (5) і (6) одержимо
.
(7)
З рівності (7) видно,
що амплітуда коливання в стоячій хвилі
залежить від положення точки (через
координату х).
Точки, в яких амплітуда коливань
максимальна, називаються пучностями.
В пучностях
.
Звідси одержуємо координату пучності
.
(8)
З
формули (8) видно, що віддаль між двома
сусідніми пучностями дорівнює
.
Точки, в яких
амплітуда коливання дорівнює нулю,
називаються вузлами. Для вузлів
,
звідси координати вузлів
.
(9)
З
формули (9) видно, що віддаль між двома
сусідніми вузлами дорівнює
.
З (8) та (9) можна знайти віддаль між
сусідніми вузлом і пучністю. Вона
дорівнює
.
Положення вузлів
і пучностей на двохпровідній лінії
залежить від крайових умов на кінці
лінії. Якщо на кінці лінія розімкнута,
то там утворюється пучність напруги і
вузол струму. Якщо ж лінія на кінці
коротко замкнута, то там утворюється
пучність струму і вузол напруги. Звідси
видно, що вузли і пучності напруги
зміщені відносно вузлів і пучностей
струму на
.
В даній роботі фіксуються пучності напруги. По лінії пересувається місток з невеликою лампочкою, яка приєднана до лінії за допомогою ковзних контактів. У пучностях напруги лампочка яскраво спалахує. Координати пучності дорівнюватимуть
,
(10)
де
,
– номер пучності,
– початкове зміщення лінійної шкали.