
- •Механика и молекулярная физика Лабораторный практикум
- •Механика и молекулярная физика: лабораторный практикум / cост. С.Г.Гильмиярова, н.Ф.Косарев, ф.Ф.Тимерханов. – Уфа: Изд-во бгпу, 2010. – с.
- •Isbn Издательство бгпу, 2010
- •V. Фазовые переходы......................................................................... .....83
- •1. Место физики среди естественных наук и роль измерений в физике
- •Порядок работы в лаборатории
- •Оценки по выполнению отдельных этапов заносятся в таблицу на первой странице рабочей тетради:
- •Виды физических измерений
- •Единицы измерения физических величин
- •Элементы теории погрешностей
- •Ошибки измерения (погрешности) и причины их возникновения
- •2. Определение величины ошибки при прямых измерениях
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Относительная ошибка
- •Пример записи результатов прямых измерений
- •Определение физической величины и ее ошибки при косвенных измерениях
- •6. Некоторые правила приближенных вычислений
- •7. Построение графиков
- •Простейшие физические измерения Нониус и микрометрический винт
- •Часть I
- •Форма отчета
- •Лабораторная работа № 2 Определение объема и плотности твердого тела
- •Определение плотности вещества
- •Форма отчета Лабораторная работа № 2
- •1. Определение плотности цилиндра
- •II. Определение плотности твердого тела неправильной формы
- •Вопросы к допуску
- •Краткая теория
- •Ход работы и обработка результатов измерения
- •Второй способ (экспериментальный)
- •Ход работы и обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 изучение незатухающих гармонических колебаний и упругих свойств пружины
- •Вопросы к допуску
- •Краткая теория
- •Упражнение I Определение основных величин, характеризующих гармонические незатухающие колебания Ход работы и обработка результатов измерения
- •Упражнение II Изучение зависимости периода колебаний от массы колеблющегося груза и определение коэффициента жесткости пружины Ход работы и обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 изучение незатухающих гармонических колебаний математического маятника
- •Вопросы к допуску
- •Ход работы и обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки. Вывод расчетных формул
- •Порядок выполнения работы
- •5. Данные установки и таблица результатов измерения
- •6. Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Часть II молекулярная физика
- •I. Молекулярно-кинетическая теория
- •Идеального газа
- •Лабораторная работа №1 определение газовой постоянной методом откачки
- •Вопросы к допуску:
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы:
- •Цель работы: проверка соотношения между изменениями объема и давления определенного количества газа при его изотермическом сжатии. Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2 изучение изобарного процесса
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •II. Жидкости
- •Порядок выполнения работы
- •Если искривленная поверхность жидкости имеет сферическую форму то:
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 3 определение коэффициента поверхностного натяжения по методу счета капель
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •III. Явления переноса
- •Лабораторная работа №5 определение коэффициента внутреннего трения жидкости капиллярным вискозиметром
- •Вопросы к допуску:
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •IV. Реальные газы
- •Влажность воздуха
- •Упражнение 2 определение психрометрической постоянной аспирационным психрометром Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •V. Фазовые переходы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2 наблюдение за отвердеванием аморфного тела
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 3 исследование свойств переохлажденной жидкости
- •Содержание и метод выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложения
- •Плотность некоторых твердых веществ при 200 с
- •Механика. Молекулярная физика
Порядок работы в лаборатории
Лаборатория физического практикума по механике первая, с которой знакомятся студенты изучающие физику.
На первом занятии преподаватель знакомит студентов с основным значением лабораторных работ, объемом работ, которые должны быть выполнены, и последовательностью их выполнения.
Список группы заносится в журнал учета выполнения лабораторных работ и журнал по технике безопасности. Приступать к лабораторным работам можно после того, как все студенты будут ознакомлены с правилами техники безопасности в данной лаборатории и распишутся в получении инструктажа в соответствующем журнале.
Группа лабораторных работ, нацелена на выработку навыка простейших физических измерений и оформления письменного отчета, усвоение элементов теории погрешностей.
Последовательность проведения лабораторных работ определяется специальным графиком. Студент получает возможность готовиться к каждой работе заблаговременно и приступать к ее выполнению, ознакомившись как с теорией вопроса, так и с необходимыми приборами и оборудованием.
Список вопросов, знание которых необходимо для допуска к выполнению работы, приводится в описании каждой работы вместе с краткими сведениями из теории и перечнем литературы. Знакомство с приборами и оборудованием осуществляется в лаборатории в отведенные для этого часы самоподготовки в присутствии лаборанта.
Каждым студентом должна быть заведена специальная тетрадь (общая) для выполнения лабораторных работ, в которую при подготовке заносятся краткие сведения из теории, схема опыта и полученные в дальнейшем результаты измерений, их обработка и конечный результат. Для записи результатов измерения должны быть заранее вычерчены таблицы, включающие как сами измеренные величины, так и рассчитанные величины и их погрешности.
Каждое занятие начинается с проверки подготовленности студента к выполнению работы. Если студент не способен ответить на вопросы, знание которых необходимо для допуска, то он к работе не допускается и удаляется из лаборатории, что равносильно пропуску занятия по неуважительной причине. После допуска к работе студент должен получить у лаборанта все необходимое для проведения работы.
Запрещается производить какие-либо включения электрических схем и приборов до их проверки лаборантом или преподавателем!
Все результаты измерения заносятся в вычерченные заранее таблицы. Не рекомендуется делать записи результатов в черновиках, т.к. всякое переписывание служит дополнительным источником ошибок.
После окончания работы студент должен сдать лаборанту полученные принадлежности, привести в порядок рабочее место, получить отметку в журнале о выполнении работы, предъявив для этого полученные результаты преподавателю.
Оценки по выполнению отдельных этапов заносятся в таблицу на первой странице рабочей тетради:
№ занятия |
№ работы
|
Допуск |
Письменный отчет |
Теоретический отчет |
Итог |
|||
оценка |
дата |
оценка |
дата |
оценка |
дата |
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
К следующему занятию студент не только готовит очередную работу, но и предъявляет отчет о выполненной на предыдущем занятии лабораторной работе. Работа считается окончательно сданной лишь после защиты отчета. Допускаемая задолженность по отчетам составляет не более 1 - 2 работ. Студент, не отчитавшийся за 3 работы, к выполнению последующих работ не допускается. О задолженности преподаватель сообщает на кафедру и в деканат.
В случае пропуска занятий студент должен готовить к следующему занятию, не пропущенную работу, а ту, которая должна быть на этом занятии по графику. Если работа пропущена по уважительной причине, то студент после сдачи допуска преподавателю может выполнить пропущенную работу в часы подготовки в присутствии лаборанта. Если причина пропуска неуважительна, то работа откладывается на конец семестра.
Во время работы в лаборатории у студента должна находиться лишь рабочая тетрадь, калькулятор, линейка, карандаш, миллиметровая бумага, авторучка. Портфели, сумки и т. п. оставляются при входе в лабораторию на специальном стеллаже.
Схема письменного отчета по выполненной лабораторной работе
Письменный отчет по лабораторной работе оформляется на отдельных листах. Это может быть двойной (и более) тетрадный лист или альбомные листы размера А4. Далее перечислены пункты, которые должен включать письменный отчет.
Титульный лист с указанием номера работы, группы, курса, факультета, фамилии, и.о. выполняющего работу студента.
Название работы. Этот пункт и последующие пункты выполняются на развороте листа – второй странице.
Оборудование. Здесь указываются применяемые в ходе эксперимента установки и принадлежности, указываются марки приборов.
Цель работы. В инструкциях к некоторым лабораторным работам цель уже может быть сформулирована. В лабораторных работах, состоящих из нескольких сложных задач, обычно формулируется общая цель – студент должен выбрать то, что касается заданной ему конкретной задачи. В ряде работ цель необходимо сформулировать самостоятельно, так как тема работы и цель – это не одно и то же.
Краткие сведения из теории, схема установки и основные рабочие формулы. Здесь должны приводиться только те сведения из теории, которые позволяют обосновать данный эксперимент. В схеме установки должны выделяться элементы, касающиеся исследуемых явлений. Так, при изучении механических явлений не нужно изображать электронную схему установки, а только ее механическую часть. Схема установки должна быть наглядной и достаточной по размеру (не менее половины страницы). На ней должны быть обозначены основные элементы, названия которых указываются рядом со схемой установки. Рабочие формулы, представляющие собой расчетные формулы определяемых величин, должны быть выделены. Необходимо далее привести названия всех величин, входящих в эти формулы, их единицы измерения и единицу измерения определяемой величины.
Результаты измерений и расчетов, представленные в виде таблиц, включающих также и ошибки измеренных величин, и графиков. Далее приведен примерный вид таблицы:
№ опыта |
Измеренные величины: наименование, обозначение, единицы измерения, множитель |
Вычисленные величины: наименование, обозначение, единицы измерения, множитель |
Погрешности |
|
Абсолютная, единицы измерения |
относительная |
|||
1 |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
Средние значения |
|
|
|
|
Ясно,
что как измеренных, так и вычисленных
величин может быть несколько. Погрешности
также могут определяться как для одной
величины, так и для нескольких. Если
вводимое в таблицу число очень большое
(или, наоборот, очень малое), то обычно
вводится общий для всех значений
экспоненциальный множитель
,
выносимый к наименованию величины (см.
образец таблицы).
Графики вычерчиваются на отдельных листах бумаги (желательно, миллиметровой).
7. Формулы расчета ошибок определяемой величины и их значение. В случае косвенных измерений определяемой величины должен быть приведен вывод формул для расчета погрешностей.
8. Окончательный результат, полученный после округления, с указанием округленной ошибки.
9. Заключение о достижении цели, поставленной в данной работе, анализ результата и величины погрешности.