- •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
Лабораторна робота №4.7 Вивчення згасаючих коливань у коливальному контурі та визначення його параметрів
Мета роботи: вивчити залежність амплітуди згасаючих коливань від часу, визначити коефіцієнт згасання, період коливань, індуктивність і активний опір контура.
Теоретичні відомості і опис експериментальної установки
(теорію до даної роботи див. також у конспекті лекцій, §5.7)
К
Рис. 1
, (1)
де – амплітуда коливання, – частота власних коливань контура, – початкова фаза коливання, – час. Амплітуда вільних коливань зменшується з часом за експоненціальним законом
, (2)
де – початкове значення амплітуди, – коефіцієнт згасання,
. (3)
Циклічна частота власних коливань контура
, (4)
де
, (5)
– частота власних коливань при відсутності згасання.
Нехай ми спостерігаємо згасаючі коливання не з початкового моменту часу , а з моменту , коли амплітуда була . Величина – це час, відрахований від початкового моменту . Тоді для моменту з (2) отримаємо
. (6)
Поділивши рівність (2) на рівність (6), отримаємо
.
З останньої рівності випливає, що експоненціальний закон зменшення амплітуди справедливий при довільному виборі початкового моменту відліку часу.
Будемо відраховувати час через певне ціле число коливань k. Якщо Т період коливання, то . 3 формули (2) отримаємо
. (7)
З рівності (7) випливає, що при експоненціальному законі зменшення амплітуди з часом залежність від k має бути лінійною. З цієї лінійної залежності можна визначити добуток .
Період коливання можна знайти, вимірюючи час t N повних коливань . Час t вимірюється за допомогою осцилографа, де l – довжина лінії розгортки по осі Х, що відповідає N повним коливанням, – час, що відповідає одній поділці осі X. Тоді одержимо
. (8)
Визначивши таким способом T, а за формулою (7) добуток , можна знайти коефіцієнт згасання .
Використаємо зв’язок між циклічною частотою і періодом коливань
. (9)
З (4), (5) і (9) знайдемо
. (10)
Цю рівність можна використати для визначення індуктивності контура при відомій ємності конденсатора С.
Активний опір контура R, можна знайти з (3)
. (11)
Коливальний контур знаходиться всередині спеціальної установки і періодично збуджується імпульсами струму з частотою 100 Гц.
Хід роботи
-
Перемикач осцилографа «Вольт/Деление» перевести в положення найменшої чутливості (найбільшого значення).
-
Ручку регулювання яскравості променя осцилографа «☼» поставити в середнє положення, а ручку регулювання синхронізації «Стабильность» – у крайнє праве положення.
-
Перемикач виду синхронізації поставити в положення «От сети», перемикач полярності сигналу синхронізації – в положення негативного сигналу.
-
Ввімкнути живлення осцилографа «Сеть».
-
Ручками регулювання положення променя «», «↨» і яскравості «☼» добитися появи розгортки і розмістити її посередині екрану так, щоб вона співпадала з лінією координатної сітки.
-
Ручками яскравості «☼» і фокусування променя «» добитися, щоб лінія розгортки була вузькою і світилась не дуже яскраво.
-
Ввімкнути живлення генератора згасаючих коливань.
-
Перемикачем «Вольт/Деление» добитися, щоб зображення по осі Y займало всю робочу частину екрана.
-
Ручками регулювання синхронізації «Стабильность», «Уровень» добитись стійкого зображення згасаючих коливань.
-
Ручку плавного регулювання «Время/деление» поставити в крайнє праве положення. Перемикачем добитися, щоб зображення по осі X зайняло всю робочу частину екрану. Ціна поділки по осі X визначаються за положенням перемикача «Время/деление». Ціну поділки та її похибку записати над таблицею. Похибка знаходиться по паспорту осцилографа.
-
Виміряти довжину розгортки l по осі X, в межах якої вкладається ціле число N коливань. Оцінити похибку l. Вимірювання ведеться по масштабній сітці. Результати записуються над таблицею. Записати також ємність конденсатора С і її похибку С.
-
Переміщуючи ручкою «» зображення по екрану, заміряти амплітуди в той момент, коли дане коливання суміщене з вертикальним масштабом координатної сітки. Початкову добре видиму амплітуду приймаємо за . Результати записуємо в таблицю.
Таблиця вимірювань
; ; ; ; ; ; .
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|