2. Структура отчета

1. Отчет по лабораторной работе является научно-техническим документом, который содержит исчерпывающие, систематизированные данные о выполненной лабораторной работе.

2. Отчет по лабораторной работе должен содержать:

• титульный лист (см. приложение 1); титульный лист может оформляться один на все отчеты по лабораторным работам, если они сброшюрованы;

• информацию о выполняемой лабораторной работе: номер, название, цель работы, задание, грифы о допуске, выполнении и защите (см. приложение 2); эта информация является первой страницей отчета по лабораторной работе;

• введение, являющееся первым разделом отчета;

• основную часть, содержащую разделы: описание установки, порядок выполнения измерений и обработку результатов измерений;

• заключение, являющееся последним разделом отчета.

3. Требования к содержанию разделов отчета

1. Введение

Раздел должен содержать краткий теоретический обзор вопросов, необходимых для выполнения лабораторной работы, необходимые физические законы и соотношения, расчетные формулы с обозначением входящих в них величин и т.п.

2. Описание установки

Раздел состоит из краткого технического описания и работы установки, рисунков или принципиальных схем установки с перечнем и нумерацией основных узлов, приборов и пр. деталей установки.

3. Порядок выполнения измерений

Раздел должен содержать описание измерительных операций работы; таблицы с результатами измерений. Он должен быть структурирован на пункты по измерительным операциям.

4. Обработка результатов измерений

Раздел должен содержать расчеты для получения результатов измерений (при необходимости в форме таблиц и графиков); расчеты по определению точности и надежности измерений (по требованиям методического руководства или по заданию преподавателя); анализ и объяснение полученных результатов в соответствии с теоретическими представлениями, сравнение измеренных величин с теоретическими или табличными значениями. Раздел должен быть структурирован на подразделы в соответствии с характером расчетов. Каждый подраздел должен иметь текстовое описание выполняемых расчетов. При необходимости подразделы структурируются на пункты.

5. Заключение

Раздел включает в себя выводы о проделанной работе в произвольной форме. Заключение должно быть кратким и четким.

4. Правила оформления отчета

1. Общие требования

   1. Отчет должен быть оформлен в школьной тетради в «клеточку». Объем одного отчета 5-7 страниц рукописного текста. Если отчеты оформлены в нескольких тетрадях, обязательно брошюрование. Допускается оформление отчетов путем компьютерной распечатки форматом А4. В этом случае обязательно брошюрование отчетов по мере их выполнения.

   2. Текст отчета следует писать чернилами или пастой одного (черного или синего) цвета, разборчивым подчерком, соблюдая следующие размеры полей: правое поле – 20 мм, левое поле – 20 мм.

   3. Наименование разделов пишут в виде заголовков. Подчеркивание и перенос слов в заголовках не допускается. Точку в конце заголовка не ставят.

2. Нумерация разделов, подразделов, пунктов.

   1. Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всего отчета и обозначаться арабскими цифрами. Введение и заключение не нумеруются.

   2. Разделы могут состоять из подразделов или пунктов. Подразделы и пункты должны иметь порядковую нумерацию в пределах раздела. Номер подраздела (пункта) состоит из номера раздела и порядкового номера подраздела (пункта), разделенных точкой.

   3. Если раздел имеет подразделы, то нумерация пунктов должна быть в пределах подраздела, и номер пункта должен состоять из номера раздела, подраздела и порядкового номера пункта, разделенных точками.

   4. Номера разделов, подразделов и пунктов записываются с абзацным отступом. Например:

2. Порядок выполнения измерений (второй раздел отчета).

3.1. Расчет результатов отдельных измерений (первый подраздел третьего раздела),

3.2.2. Расчет случайной погрешности (второй пункт второго подраздела третьего раздела).

2. Иллюстрации

   1. К иллюстрациям относятся рисунки, чертежи, схемы, графики, диаграммы, компьютерные распечатки. Иллюстрации необходимо располагать в отчете непосредственно после текста, в котором они упоминаются, или на следующей странице.

   2. Все иллюстрации подписываются внизу посередине после поясняющих надписей (если таковые имеются) словом «Рисунок» и нумеруются арабскими цифрами сквозной нумерацией по всему отчету. На все иллюстрации должны быть даны ссылки в отчете. При ссылках слово «рисунок» пишется с указанием номера. Например: Рис. 1 (подпись под иллюстрацией), «Схема установки приведена на рис. 1» (ссылка в тексте).

   3. Графики строятся на бумаге с координатной сеткой (возможно применение миллиметровки). Сетка вычерчивается тонкими сплошными линиями и берётся в рамку. По осям абсцисс и ординат расставляются цифры координат. На концах осей абсцисс и ординат обозначаются откладываемые физические величины и единицы их измерения, стрелки осей не наносятся. На графиках должно быть минимальное количество словесных обозначений, все пояснения следует вносить в подрисуночные подписи. Расчетные (или экспериментальные) точки графика отмечают окружностями диаметром от 2 до 3 мм или другими геометрическими фигурами. Начало координат по осям и масштаб выбираются таким образом, чтобы расчетные (экспериментальные) точки занимали все поле координатной сетки. Масштаб берется кратным 10, 5 или четным числам. Линии графиков проводятся в виде плавных кривых, усредняющих координаты расчетных (экспериментальных) точек (см. приложение 3).

3. Формулы и уравнения

   1. Формулы и уравнения выделяются из текста в отдельную строку. Если формула не умещается в одну строку, то перенос осуществляется после знаков равенства (=) или после знаков плюс (+), минус (–), умножения (х), деления (:), причем знак в начале следующей строки повторяется.

   2. Пояснение значений символов и коэффициентов (если эти значения не пояснены ранее) следует проводить непосредственно под формулой в той же последовательности, в которой они даны в формуле.

   3. Формулы и уравнения нумеруются сквозной нумерацией в пределах всего отчета арабскими цифрами в круглых скобках, помещенными в крайнем правом положении на строке. Например:

S = vt, (1)

где S – путь; v – скорость; t – время.

2. Таблицы

   1. Таблицы служат для лучшей наглядности и удобства сравнения результатов измерений. Таблицы в отчете располагаются непосредственно после текста, в котором они упоминаются, или на следующей странице.

   2. Таблицы подписываются словом «Таблица» с последующим номером над правым верхним углом таблицы.

   3. Таблицы нумеруются сквозной нумерацией в пределах всего отчета арабскими цифрами.

   4. На все таблицы в отчете должны быть ссылки. При ссылках следует писать слово «таблица» с указанием её номера.

3. Подпись и нумерация рисунков и таблиц, нумерация формул обязательны и в том случае, если они содержатся в отчете в единственном числе.

Лабораторная работа 2.1

Исследование электрического поля и

его влияния на проводник

Цель работы: Построение эквипотенциальных поверхностей, создаваемых электродами различной формы, и определение зависимости напряженности электрического поля от расстояния до его источника.

Введение

Вокруг заряда или заряженного тела возникает электрическое поле, которое характеризуется напряженностью Е и потенциалом φ. Напряженностью электрического поля в данной точке называется векторная величина, равная силе F, с которой электрическое поле действует на единичный положительный заряд q, помещенный в данную точку поля

. (1)

Напряженность является силовой характеристикой электрического поля. Единицей напряженности электрического поля в системе СИ является напряженность такого поля (или напряженность в такой точке поля), где на точечный заряд q = 1 Кл действует сила в 1Н. Единица напряженности не имеет собственного имени и названа по её размерности: 1 ед. Е = 1Н/1Кл = 1 В/м.

Графически электрические поля изображаются линиями напряженности, которые начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах. Линиями напряженности называются кривые, касательные к которым совпадают с направлением вектора E. Густота линий напряженности нормируется по закону

,

где dN – число линий напряженности, пронизывающих перпендикулярную к ним площадку dS. Следовательно, густота нормированных линий напряженности характеризует численное значение вектора E.

Наряду с силовой характеристикой вводится энергетическая характеристика электрического поля, называемая потенциалом. Потенциал φ в данной точке электрического поля определяется отношением потенциальной энергии W_р точечного заряда q, помещенного в данную точку поля, к величине этого заряда:

. (2)

За единицу потенциала в системе СИ принимается 1В (вольт). Один вольт – потенциал в такой точке поля, в которой электрический заряд в 1 кулон обладает потенциальной энергией в 1 джоуль: 1 В = 1Дж/1Кл.

Разность потенциалов двух точек электрического поля численно равна работе, которую надо совершить, чтобы переместить единичный заряд из одной точки поля в другую:

.

Если заряд q перемещается перпендикулярно силовым линиям, то работа при этом не совершается и точки по траектории перемещения имеют равный потенциал. Геометрическое место точек с одинаковым потенциалом называется эквипотенциальной поверхностью. Линии напряженности всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Эквипотенциальные поверхности строятся таким образом, чтобы

φ_i+1 – φ_i = const,

т.е. разность потенциалов между произвольно взятыми соседними эквипотенциальными поверхностями одинакова. На рис. 1 дано графическое изображение электрического поля, создаваемого разноименными точечными зарядами. Эквипотенциальные поверхности изображены сплошными линиями, а линии напряженности – пунктирными.

Рис. 1

Между силовой и энергетической характеристиками электрического поля для произвольного направления существует связь:

. (3)

В векторном виде эта связь выражается соотношением:

Е = – gradφ . (4)

Согласно (4) значение вектора напряженности электрического поля численно равно уменьшению потенциала вдоль силовой линии на единицу длины.

Если во внешнее электрическое поле поместить проводник, то свободные электроны в проводнике под действием силы F = – eE придут в движение в сторону, обратную направлению поля. В результате у концов проводника возникают заряды противоположного знака, называемые индуцированными зарядами. Поле этих зарядов направлено противоположно внешнему и, следовательно, накапливание зарядов у концов проводника приводит к ослаблению в нем поля. Движение электронов в проводнике происходит до тех пор, пока напряженность поля внутри проводника не станет равной нулю, а линии напряженности вне проводника перпендикулярными к его поверхности (т. к. внешняя поверхность проводника является эквипотенциальной). Это справедливо и для полого проводника, который можно использовать в качестве экрана для электростатической защиты измерительных приборов от внешних полей. Здесь индуцированные заряды тоже распределяются по внешней поверхности проводника, следовательно, поле внутри полости отсутствует.

Таким образом, проводник, внесенный в электрическое поле, разрывает часть линий напряженности.

Они заканчиваются на отрицательных индуцированных зарядах и вновь начинаются на положительных.

На рис. 2 пунктирными линиями показаны линии напряженности внешнего поля.

Рис. 2

Явление возникновения на поверхности проводника индуцированных зарядов называется явлением электростатической индукции.