RU41907U1 - LABORATORY EQUIPMENT KIT FOR PHYSICAL PRACTICE - Google Patents

LABORATORY EQUIPMENT KIT FOR PHYSICAL PRACTICE Download PDF

Info

Publication number
RU41907U1
RU41907U1 RU2003134437/22U RU2003134437U RU41907U1 RU 41907 U1 RU41907 U1 RU 41907U1 RU 2003134437/22 U RU2003134437/22 U RU 2003134437/22U RU 2003134437 U RU2003134437 U RU 2003134437U RU 41907 U1 RU41907 U1 RU 41907U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
studying
devices
kit according
determining
tripod
Prior art date
Application number
RU2003134437/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Алешкин
А.А. Большаков
А.Н. Сальников
Original Assignee
Некоммерческое негосударственное образовательное учреждение "АЛЕКС-ПРОФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Некоммерческое негосударственное образовательное учреждение "АЛЕКС-ПРОФ" filed Critical Некоммерческое негосударственное образовательное учреждение "АЛЕКС-ПРОФ"
Priority to RU2003134437/22U priority Critical patent/RU41907U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU41907U1 publication Critical patent/RU41907U1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к обучающей системе по физике для общеобразовательных школ, лицеев и колледжей, а именно комплекту оборудования для проведения лабораторных работ, основанных на системном подходе и охватывающему всю традиционную компоновку курса физики по разделам: механика, колебания и волны, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, волновая оптика и основы квантовой атомной и ядерной физики, основы физики твердого тела. Задача полезной модели связана с повышением эффективности обучения.The utility model relates to a teaching system in physics for secondary schools, lyceums and colleges, namely a set of equipment for laboratory work based on a systematic approach and encompassing the entire traditional layout of a physics course in the sections: mechanics, vibrations and waves, molecular physics and thermodynamics, electricity and magnetism, wave optics and the fundamentals of quantum atomic and nuclear physics, the fundamentals of solid state physics. The objective of the utility model is to increase the effectiveness of training.

Description

Полезная модель относится к обучающей системе по физике для общеобразовательных школ, лицеев и колледжей, а именно комплекту оборудования для лабораторного практикума, разработанного в рамках этой системы, основанной на идее преемственности с практикумом технических ВУЗов и учитывающей уровень общеобразовательной школы и традиционную компоновку курса физики по разделам: механика, колебания, молекулярная физика, электричество и магнетизм, волновая оптика и основы квантовой физики.The utility model relates to a teaching system in physics for secondary schools, lyceums and colleges, namely a set of equipment for a laboratory workshop developed within the framework of this system, based on the idea of continuity with a workshop of technical universities and taking into account the level of the comprehensive school and the traditional layout of the physics course in sections : mechanics, vibrations, molecular physics, electricity and magnetism, wave optics and the fundamentals of quantum physics.

Отдельные разрозненные лабораторные установки были описаны во многих учебниках и пособиях, в частности, Фетисов В.А. Лабораторные работы по физике. - М. Просвещение, 1979 или Физический практикум. Механика/Под ред. Н.Е. Сырьева. - М: Изд-во МГУ, 1988. Однако аналогов подобного рода комплектов, учитывающих всю полноту разделов физики, обнаружено не было.Separate disparate laboratory facilities have been described in many textbooks and manuals, in particular, V. Fetisov. Laboratory work in physics. - M. Enlightenment, 1979 or Physical Workshop. Mechanics / Ed. NOT. Raw materials. - M: Publishing House of Moscow State University, 1988. However, analogues of this kind of kits, taking into account the fullness of the sections of physics, were not found.

Задача полезной модели состоит в обеспечении системного подхода к образованию учащегося, основанного на представлениях современной физической картины мира и повышении эффективности его технической реализации, в частности, в виде оборудования практикумом, лекционных демонстраций и прочих атрибутов физического образования.The objective of the utility model is to provide a systematic approach to student education based on ideas of the modern physical picture of the world and increase the efficiency of its technical implementation, in particular, in the form of practical equipment, lecture demonstrations and other attributes of physical education.

Конечной практической целью предложенного оборудования для физпрактикума является обучение в наглядной форме основам измерений и обработки результатов с помощью простейших приближенных оценок погрешностей измерений.The ultimate practical goal of the proposed equipment for a physical training workshop is to educate in a visual form the basics of measurements and processing the results using the simplest approximate estimates of measurement errors.

Поставленная в предложении задача решена с помощью следующей совокупности признаков.The problem posed in the proposal is solved using the following set of features.

Комплект лабораторного оборудования для физического практикума содержит установки для проведения лабораторных работ, при этом каждая установка включает, по меньшей мере, одно устройство для изучения A set of laboratory equipment for a physical workshop contains facilities for laboratory work, with each facility including at least one device for studying

закона или явления, или процесса, или для определения физической величины в одной из областей физики, такой как механика, колебания и волны, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, волновая оптика, основы атомной и ядерной квантовой физики, основы физики твердого тела, а все установки включают указанные устройства для изучения законов, или явлений, или процессов или определения физических величин во всех указанных областях физики.law or phenomenon, or process, or to determine a physical quantity in one of the fields of physics, such as mechanics, vibrations and waves, molecular physics and thermodynamics, electricity and magnetism, wave optics, the fundamentals of atomic and nuclear quantum physics, the fundamentals of solid state physics, and all installations include these devices for studying laws, or phenomena, or processes, or determining physical quantities in all indicated fields of physics.

Комплект может быть выполнен с открытой компоновкой элементов для обеспечения возможности наглядной демонстрации происходящих в установках процессов.The kit can be made with an open layout of elements to enable visual demonstration of the processes occurring in the installations.

Комплект дополнительно включает средства для измерения линейных размеров, плоских углов, времени и температуры, силы токов или величин напряжений и радиационного фона.The kit additionally includes tools for measuring linear dimensions, flat angles, time and temperature, current strength or voltage values and radiation background.

В комплект входят следующие конструкции устройств.The following device designs are included.

Одним из устройств для изучения законов механики является устройство для изучения законов сохранения импульса и энергии, которое включает маятник в виде закупоренной с одного конца трубки, соединенной посредством подвеса с горизонтальным стержнем штатива, средство для придания маятнику колебательного движения, выполненное в виде пистолета с пулей, установленного на опоре с возможностью попадания пули в центр трубки, и средств измерения величины перемещения трубки в продольной плоскости и угла отклонения подвеса от вертикали, последнее из которых установлено на горизонтальном стержне штатива.One of the devices for studying the laws of mechanics is a device for studying the laws of conservation of momentum and energy, which includes a pendulum in the form of a tube clogged from one end connected by a suspension to a horizontal tripod rod, means for imparting an oscillating motion to the pendulum, made in the form of a pistol with a bullet, mounted on a support with the possibility of a bullet hitting the center of the tube, and means for measuring the magnitude of the tube moving in the longitudinal plane and the angle of deviation of the suspension from the vertical, last e of which is mounted on a horizontal rod tripod.

Одним из устройств для изучения законов механики является устройство для изучения процесса упругого удара, которое включает два шарика, имеющих разную массу, соединенных с горизонтальным стержнем штатива посредством бифилярных подвесов с условием обеспечения соприкосновения поверхностей шариков и нахождения их One of the devices for studying the laws of mechanics is a device for studying the process of elastic impact, which includes two balls with different weights connected to the horizontal rod of the tripod by means of bifilar suspensions with the condition of ensuring contact of the surfaces of the balls and finding them

центров на одном уровне, и средство для измерения величины отклонения шариков, закрепленное на основании штатива в плоскости их колебания.centers at the same level, and a means for measuring the deflection of the balls, mounted on the base of the tripod in the plane of their oscillations.

Одним из устройств для изучения законов механики является устройство для изучения процесса свободного падения, которое включает штатив с установленным на нем с возможностью перемещения в продольном направлении электромагнитом, связанным электрической цепью с блоком питания, выключателем и секундомером, линейку, установленную вдоль штатива и шарик.One of the devices for studying the laws of mechanics is a device for studying the process of free fall, which includes a tripod mounted on it with the possibility of moving in the longitudinal direction by an electromagnet connected by an electric circuit to a power supply, a switch and a stopwatch, a ruler mounted along a tripod and a ball.

Одним из устройств для изучения законов колебаний является устройство для изучения гармонических колебаний на примере колебания математического маятника, которое включает штатив с горизонтальным стержнем, к которому на длинной нити подвешен шарик, и установленную на основании штатива под шариком линейку.One of the devices for studying the laws of vibrations is a device for studying harmonic vibrations using the example of the oscillation of a mathematical pendulum, which includes a tripod with a horizontal rod, to which a ball is suspended on a long thread, and a ruler mounted on the base of the tripod.

Одним из устройств для изучения законов колебаний является устройство для изучения волновых явлений и процессов на примере колебания струны, которое включает штатив, на горизонтальном стержне которого установлен вибратор, к язычку которого прикреплен один конец струны, на другом конце которой закреплен груз, при этом обмотка вибратора соединена с генератором, выполненным с возможностью изменения его частоты.One of the devices for studying the laws of vibrations is a device for studying wave phenomena and processes using the example of string vibration, which includes a tripod, on the horizontal rod of which a vibrator is mounted, to which one end of the string is attached to the tongue, the load is fixed to the other end, while the vibrator winding connected to a generator configured to change its frequency.

Одним из устройств для определения физической величины является устройство для измерения газовой постоянной, которое включает закрепленный на штативе прибор, состоящий из сосуда с водой и нескольких продольно установленных трубок, имеющих одинаковые сечения и последовательно соединенных гибкими шлангами с возможностью заполнения трубок водой, и манометр.One of the devices for determining the physical quantity is a device for measuring the gas constant, which includes a device mounted on a tripod, consisting of a vessel with water and several longitudinally mounted tubes having the same cross section and connected in series with flexible hoses with the possibility of filling the tubes with water, and a pressure gauge.

Одним из устройств для определения физической величины является устройство для измерения теплоемкости жидкости, которое включает калориметр в виде сосуда с теплоизолированными стенками и крышкой, выполненный с возможностью его заполнения жидкостью, термометр, One of the devices for determining the physical quantity is a device for measuring the heat capacity of a liquid, which includes a calorimeter in the form of a vessel with thermally insulated walls and a lid, configured to fill it with liquid, a thermometer,

мешалку, например, соединенную с электродвигателем, и электрический нагреватель, установленный в жидкости.an agitator, for example, connected to an electric motor, and an electric heater mounted in a liquid.

Одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения вязкости жидкости, которое включает заполненный жидкостью цилиндрический сосуд с прозрачными стенками, на которые на расстоянии друг от друга нанесены, например, две горизонтальные метки и шарик соответствующего диаметра.One of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the viscosity of a liquid, which includes a cylindrical vessel filled with liquid with transparent walls, on which, for example, two horizontal marks and a ball of the corresponding diameter are applied.

Одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, которое включает пружину, одним концом закрепленную на горизонтальном стержне штатива, а другим соединенную со средством для размещения груза и закрепленным под ним кольцом, сосуд с жидкостью, установленный с возможностью взаимодействия с указанным кольцом, и средство для измерения линейных размеров, закрепленное на стойке штатива.One of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the surface tension coefficient of a liquid, which includes a spring, one end fixed to a horizontal tripod rod, and the other connected to a means for accommodating the load and a ring fixed under it, a vessel with liquid, which is installed with the possibility of interaction with the specified ring, and a means for measuring linear dimensions, mounted on a tripod stand.

Одним из устройств для изучения законов электричества является устройство для изучения электрического прибора магнитоэлектрического, электромагнитного, электродинамического или электростатического типа, состоящее из электрической схемы, содержащей добавочные сопротивления и шунты, которые посредством переключателей подсоединяются к электроизмерительным приборам с возможностью изменения условий измерений и градуировки.One of the devices for studying the laws of electricity is a device for studying an electrical device of the magnetoelectric, electromagnetic, electrodynamic or electrostatic type, consisting of an electrical circuit containing additional resistances and shunts, which are connected via switches to electrical meters with the possibility of changing the conditions of measurement and calibration.

Одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения электроемкости конденсатора, которое содержит электрическую схему, включающую конденсаторы, эталонной и измеряемой емкости, переключатель для их включения в цепь заряда или разряда, ряд последовательно и параллельно включенных в цепь конденсаторов и переключатель для их включения в цепь заряда или разряда.One of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the electric capacity of a capacitor, which contains an electric circuit including capacitors of a reference and measured capacitance, a switch for their inclusion in the charge or discharge circuit, a series of capacitors connected in series and parallel to the circuit, and a switch for their inclusion into a charge or discharge circuit.

Одним из устройств для изучения законов электричества является устройство для изучения законов постоянного и переменного тока, которое содержит электрическую схему, включающую два амперметра, два вольтметра, несколько последовательно и параллельно соединенных сопротивлений и два переключателя.One of the devices for studying the laws of electricity is a device for studying the laws of direct and alternating current, which contains an electrical circuit that includes two ammeters, two voltmeters, several series and parallel connected resistances and two switches.

Одним из устройств для изучения законов электричества является устройство для определения магнитного поля катушки с током, которое состоит из основания, на котором смонтирована катушка, соединенная с источником питания, и штатив, горизонтальный стержень которого установлен соосно катушке, при этом на указанном стержне с возможностью перемещения вдоль него установлена магнитная стрелка. Одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, которое состоит из двух штативов, на острие одного из которых установлена пластина с двумя трубками, установленными с противоположных ее сторон для размещения в одной трубке намагниченного стержня в виде спицы, а в другой - уравновешивающего первый немагнитного стержня, при этом стойка второго штатива выполнена из немагнитного материала и соединена с возможностью перемещения вдоль нее со вторым намагниченным стержнем в виде спицы.One of the devices for studying the laws of electricity is a device for determining the magnetic field of a coil with a current, which consists of a base on which a coil connected to a power source is mounted, and a tripod, the horizontal rod of which is mounted coaxially with the coil, with the possibility of movement on the specified rod a magnetic needle is installed along it. One of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the horizontal component of the Earth’s magnetic field, which consists of two tripods, on the edge of one of which there is a plate with two tubes mounted on its opposite sides to accommodate a magnetized rod in the form of a spoke in one tube, and in the other - balancing the first non-magnetic rod, while the rack of the second tripod is made of non-magnetic material and is connected with the possibility of moving along it from the second magnetized core in the form of needles.

Одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения скорости распространения электромагнитных волн вдоль двухпроводной линии, которое содержит электрическую схему, в которой к выходу электронного осциллографа подключены концы двухпроводной линии, к которым подключен выход генератора.One of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the propagation velocity of electromagnetic waves along a two-wire line, which contains an electrical circuit in which the ends of the two-wire line are connected to the output of the electronic oscilloscope, to which the generator output is connected.

Одним из устройств для изучения законов электричества является устройство для изучения электрических свойств полупроводников, которое содержит электрическую схему, включающую два параллельно подсоединенных диода, выполненных из разных материалов, One of the devices for studying the laws of electricity is a device for studying the electrical properties of semiconductors, which contains an electrical circuit including two parallel-connected diodes made of different materials,

потенциометр, предназначенный для измерения напряжения на одном и другом диоде, амперметр, регистрирующий силу тока на прямой и обратной ветви характеристики, при этом переключение прямой и обратной ветви осуществляется переключателем.a potentiometer designed to measure voltage on one and the other diode, an ammeter that records the current strength on the forward and reverse branches of the characteristic, while switching the forward and reverse branches is carried out by a switch.

Одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения фокусного расстояния линзы, которое состоит из основания с направляющими, на которых обособленно друг от друга установлены три подставки, на центральной из которых закреплена двояковыпуклая линза, а на двух других источник света в виде лампы, заключенной в кожух, и экран с масштабной сеткой.One of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the focal length of the lens, which consists of a base with guides on which three stands are mounted separately from each other, on the central of which a biconvex lens is fixed, and on the other two a light source in the form of a lamp, enclosed in a casing, and a screen with a large-scale grid.

Одним из устройств для изучения законов волновой оптики является устройство для изучения дифракции и поляризации света, которое состоит из основания с направляющими, на которых обособленно друг от друга установлены три подставки, на центральной из которых закреплены съемная головка для изучения дифракции или поляризации света, а на двух других источник света в виде лампы, заключенной в кожух, и экран с масштабной сеткой, отличающейся по внешнему виду от экрана предыдущей установки.One of the devices for studying the laws of wave optics is a device for studying the diffraction and polarization of light, which consists of a base with guides on which three stands are installed separately from each other, on the central of which there is a removable head for studying diffraction or polarization of light, and two other light sources in the form of a lamp enclosed in a casing, and a screen with a large-scale grid that differs in appearance from the screen of the previous installation.

Одним из устройств для изучения основ квантовой физики является устройство для изучения внешнего фотоэффекта, которое состоит из вакуумного фотоэлемента с установленными внутри него на расстоянии друг от друга двумя металлическими пластинками, одна из которых катод соединена с отрицательным полюсом батареи электрической цепи, а другая - анод через потенциометр и гальванометр соответственно с положительным полюсом батареи, при этом фотоэлемент имеет окошко со светофильтром, установленное с возможностью прохождения через него световых лучей от источника излучения и попадания их на анод.One of the devices for studying the fundamentals of quantum physics is a device for studying the external photoelectric effect, which consists of a vacuum photocell with two metal plates installed inside it at a distance from each other, one of which is connected to the negative pole of the battery of the electric circuit and the other to the anode a potentiometer and galvanometer, respectively, with a positive pole of the battery, while the photocell has a window with a light filter installed with the possibility of light passing through it x rays from the radiation source and getting them on the anode.

Одним из устройств для изучения явлений радиоактивности является устройство для изучения радиационного фона, которое содержит прибор, в One of the devices for studying the phenomena of radioactivity is a device for studying the background radiation, which contains the device, in

каркас которого вмонтирован радиометр и кассета для поглощающих элементов в виде набора свинцовых пластин.the frame of which is mounted a radiometer and a cartridge for absorbing elements in the form of a set of lead plates.

Полезная модель поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображена установка для изучения баллистического маятника; на фиг.2 - установка для изучения упругого удара; на фиг.3 - установка для изучения ускорения свободного падения; на фиг.4 - установка для изучения математического маятника; на фиг.3 - установка для изучения колебания струны; на фиг.6 - установка для изучения газовой постоянной; на фиг.7 -установка для изучения газовой постоянной методом измерения объема и давления паров жидкости; на фиг.8 - установка для изучения теплоемкости жидкости; на фиг.9 - установка для изучения вязкости жидкости; на фиг.10 - установка для изучения поверхностного натяжения жидкости; на фиг.11-схема магнитоэлектрического измерительного прибора; на фиг.12 - схема электромагнитного измерительного прибора; на фиг.13 - схема изучения электродинамического измерительного прибора; на фиг.14 - схема электростатического измерительного прибора; на фиг.15 - электрическая схема установки для изучения электроизмерительных приборов; на фиг.16 - электрическая схема установки для определения электроемкости конденсатора; на фиг.17 - электрическая схема установки для изучения законов постоянного и переменного токов; на фиг.18 - установка для изучения магнитного поля катушки с током; на фиг.19 - установка для изучения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли; на фиг.20 - электрическая схема установки для изучения электромагнитных волн вдоль двухпроводной линии; на фиг.21 - электрическая схема установки для изучения электрических свойств полупроводников; на фиг.22 - установка для определения фокусного расстояния линзы; на фиг.23 - схема определения фокусного расстояния по формуле линзы; на фиг.24 - установка для изучения дифракции и поляризации света; на фиг.25 - схема установки для исследования фотоэффекта; на фиг.26 - установка для The utility model is illustrated by the drawing, in Fig.1 which shows the installation for studying a ballistic pendulum; figure 2 - installation for studying elastic shock; figure 3 - installation for studying the acceleration of gravity; figure 4 - installation for the study of mathematical pendulum; figure 3 - installation for studying the vibration of the string; figure 6 - installation for the study of gas constant; 7 is a setup for studying a gas constant by measuring the volume and pressure of liquid vapor; on Fig - installation for studying the heat capacity of the liquid; figure 9 - installation for studying the viscosity of a liquid; figure 10 - installation for studying the surface tension of a liquid; 11 is a diagram of a magnetoelectric measuring device; in Fig.12 is a diagram of an electromagnetic measuring device; on Fig is a diagram of the study of an electrodynamic measuring device; on Fig is a diagram of an electrostatic measuring device; on Fig - electrical diagram of the installation for the study of electrical measuring instruments; in Fig.16 is an electrical diagram of an apparatus for determining the electric capacity of a capacitor; on Fig - electrical installation for studying the laws of constant and alternating currents; on Fig - installation for studying the magnetic field of the coil with current; on Fig - installation for studying the horizontal component of the Earth's magnetic field; in Fig.20 is an electrical diagram of an apparatus for studying electromagnetic waves along a two-wire line; Fig.21 is an electrical diagram of an apparatus for studying the electrical properties of semiconductors; on Fig - installation for determining the focal length of the lens; on Fig - scheme for determining the focal length by the formula of the lens; on Fig - installation for the study of diffraction and polarization of light; on Fig is a diagram of the installation for the study of the photoelectric effect; on Fig - installation for

изучения внешнего фотоэффекта; на фиг.27 - установка для изучения радиоактивности.studying an external photoelectric effect; on Fig - installation for the study of radioactivity.

Цель первой по порядку работы: знакомство с элементами теории погрешностей, методами измерения основных физических величин и правилами обработки результатов измерений.The purpose of the first order of work: familiarity with the elements of the theory of errors, methods of measuring basic physical quantities and the rules for processing measurement results.

Для проведения этой работы используется установка, которая представляет собой специальный ящик, в котором представлен набор измерительных инструментов: линейка, штангенциркуль, микрометр, транспортир, секундомер, термометр, а также исследуемые объекты:To carry out this work, an installation is used, which is a special box in which a set of measuring tools is presented: ruler, caliper, micrometer, protractor, stopwatch, thermometer, as well as the objects under study:

параллелепипед, неравноугольный треугольник и сосуд с нагревателем.parallelepiped, non-angular triangle and a vessel with a heater.

Цель следующей по порядку работы состоит в изучении законов сохранения импульса и энергии, основных закономерностей равномерного и равноускоренного движения, знакомстве с методом определения скорости быстродвижущихся тел.The purpose of the next order of work is to study the laws of conservation of momentum and energy, the basic laws of uniform and uniformly accelerated motion, and to become familiar with the method for determining the speed of fast moving bodies.

Описание лабораторной установки (фиг.1) и последовательность проведения измеренийDescription of the laboratory setup (figure 1) and the sequence of measurements

Баллистическим маятником является трубка 1, подвешенная на нитях 2 штатива 6. Внутри трубки помещена вата или пластилин. Пистолет 3 располагается горизонтально против открытого конца трубки. Для фиксирования угла отклонения применяется изготовленная из пенопласта стрелка 4. Чтобы стрелка могла остановиться при любом отклонении, она вращается вокруг оси с некоторым трением.The ballistic pendulum is tube 1, suspended on the threads 2 of a tripod 6. Cotton wool or plasticine is placed inside the tube. The gun 3 is located horizontally against the open end of the tube. To fix the deflection angle, an arrow made of foam plastic is used. So that the arrow can stop at any deviation, it rotates around the axis with some friction.

Поперечная планка стрелки притягивается к горизонтальным стержням нитками. В модификациях установки для регистрации отклонения маятника может использоваться либо горизонтальная, либо вертикальная линейка 7.The cross bar of the arrow is attracted to the horizontal rods by threads. In plant modifications, either horizontal or vertical ruler 7 can be used to record pendulum deviations.

Заряжается пистолет. Подводится указатель угла отклонения к нитям маятника. Отмечается положение указателя 4 по транспортиру 5.The gun is loading. The deviation angle indicator is drawn to the threads of the pendulum. The position of the pointer 4 on the protractor 5 is noted.

Тщательно убедившись, что пуля может попасть только в центр маятника, производится выстрел. Делается отсчет отклонения указателя Having carefully made sure that the bullet can only hit the center of the pendulum, a shot is fired. Pointer deviation count is made

угла и определяется угол отклонения маятника. Опыты проводятся с двумя пулями разной массы.angle and determines the angle of deviation of the pendulum. The experiments are conducted with two bullets of different weights.

Для каждой пули производится 5-6 выстрелов. Результаты опытов записываются в таблицу.5-6 rounds are fired for each bullet. The results of the experiments are recorded in a table.

Масса баллистического маятника, массы пуль и длина маятника указаны на лабораторной установке.The mass of the ballistic pendulum, the mass of bullets and the length of the pendulum are indicated on a laboratory setup.

Измерения можно проводить и другим способом. Устанавливается линейка 7 вертикально или горизонтально рядом с указателем маятника 8 и записывается значение его высоты над столом или отклонения вдоль стола. Заряжается пистолет, подводится указатель угла отклонения к нитям маятника и производится выстрел. Маятник отклоняется до указателя угла и записывается новое значение высоты маятника над столом или отклонение вдоль стола после выстрела. Определяется разница высоты или указанного отклонения. Опыты проделываются 5-7 раз с двумя пулями разной массы. Результаты опытов записываются в таблицу.Measurements can be carried out in another way. A ruler 7 is installed vertically or horizontally next to the pointer of the pendulum 8 and the value of its height above the table or deviations along the table is recorded. The gun is loaded, a deviation angle indicator is brought to the pendulum threads and a shot is fired. The pendulum is deflected to the angle indicator and the new value of the pendulum height above the table or the deviation along the table after the shot is recorded. The difference in height or specified deviation is determined. The experiments are done 5-7 times with two bullets of different weights. The results of the experiments are recorded in a table.

Цель следующей работы состоит в изучении законов сохранения импульса и энергии, применении этих законов к описанию упругого центрального удара двух тел.The purpose of the next work is to study the laws of conservation of momentum and energy, applying these laws to the description of the elastic central impact of two bodies.

Описание лабораторной установки (фиг.2) и последовательность проведения измеренийDescription of the laboratory setup (figure 2) and the sequence of measurements

В работе используются два шарика 9 и 10, подвешенных к стержню 11 на бифилярных подвесах 12 и 13, закрепленных на штативе. Шарики подвешены на нитях длиной 50-60 см так, что их центры находятся на одном уровне, а сами шарики соприкасаются. На столе под шариками в плоскости их колебания размещена линейка 7.In this work, two balls 9 and 10 are used, suspended from a rod 11 on bifilar suspensions 12 and 13, mounted on a tripod. Balls are suspended on threads 50-60 cm long so that their centers are on the same level, and the balls themselves are in contact. A ruler 7 is placed on the table under the balls in the plane of their oscillation.

Если один из шариков отклонить на небольшой угол 9 из положения равновесия и отпустить, то при ударе суммарный импульс системы сохраняется и выполняется соотношение, соответствующее закону сохранения импульсаIf one of the balls is deflected by a small angle 9 from the equilibrium position and released, then upon impact the total momentum of the system is saved and the relation corresponding to the law of conservation of momentum is satisfied

m1ν1=m1ν′1+m2ν′2.m 1 ν 1 = m 1 ν ′ 1 + m 2 ν ′ 2 .

Если при отклонении первого (большого) шарика от положения равновесия, его центр масс был поднят на некоторую высоту h1, то в момент удара о второй шарик его скорость была равнаIf, when the first (large) ball deviated from the equilibrium position, its center of mass was raised to a certain height h 1 , then at the moment of impact on the second ball its speed was equal to

При достаточно малых отклоненияхWith sufficiently small deviations

; θ≅x1/l ; θ≅x 1 / l

где l - длина подвеса, х1 горизонтальное смещение шара. Следовательно,where l is the suspension length, x 1 horizontal displacement of the ball. Consequently,

. .

Из выше приведенных соотношений получаем:From the above relations we obtain:

После удара оба шарика отклонятся от положения равновесия соответственно на расстояния х′1 и х′2 и приобретут скорости v′1 и v′2:After hitting, both balls deviate from the equilibrium position at distances x ′ 1 and x ′ 2, respectively, and acquire speeds v ′ 1 and v ′ 2 :

, . , .

Подставляя эти значения скоростей в закон сохранения импульса, получим после сокращения обеих частей на , илиSubstituting these velocity values into the law of conservation of momentum, we obtain after reducing both parts by , or

Проверка последнего соотношения и является целью эксперимента, который проводится в такой последовательности.Checking the last ratio is the goal of the experiment, which is carried out in such a sequence.

Большой шарик отклоняется из положения равновесия на величину x1, и после удара фиксируются отклонения шаров х′1 и х′2. ОпытThe large ball deviates from the equilibrium position by x 1 , and after the impact, the deviations of the balls x ′ 1 and x ′ 2 are recorded. Experience

повторяется 5-7 раз и результаты записываются в таблицу.repeated 5-7 times and the results are recorded in the table.

Если в эксперименте отклоняется шарик меньшей массы, то при ударе о шар большой массы он отскакивает в противоположную сторону.If in the experiment a ball of smaller mass is deflected, then when it hits a ball of large mass, it bounces in the opposite direction.

В этом случае: , , . In this case: , , .

После подстановки в закон сохранения импульса получим:After substituting into the law of conservation of momentum we get:

. .

Эксперимент в этом случае проводится так же, как и в предыдущем, и заполняется вторая таблица.The experiment in this case is carried out in the same way as in the previous one, and the second table is filled.

Целью следующей работы является изучение закона всемирного тяготения, экспериментальная проверка соотношения h=gt2/2, определение ускорения свободного падения.The purpose of the next job is to study the law of gravitation, the experimental verification of the relation h = gt 2/2, determining the acceleration of free fall.

Описание лабораторной установки (фиг.3) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (figure 3) and the sequence of measurements.

Основным конструктивным элементом установки является штатив 6, по длине которого может перемещаться электромагнит 14 с указателем высоты шарика 15 по линейке 7. Время падения шарика определяется по секундомеру. В момент отключения электромагнита кнопкой К включается секундомер. Падающий шарик размыкает контакты 16 и отключает секундомер.The main structural element of the installation is a tripod 6, along the length of which the electromagnet 14 can move with a pointer to the height of the ball 15 along the ruler 7. The time of the fall of the ball is determined by the stopwatch. At the moment the electromagnet is turned off, the stopwatch turns on with the K button. A falling ball opens contacts 16 and turns off the stopwatch.

Сначала на установке проверяется зависимость h=gt2/2. Для этого шарик устанавливается на высоту h1 и измеряется время его падения с этой высоты t1. Затем измеряется высота h2 и измеряется время падения t2. Измерение повторяется несколько раз и результаты записываются в таблицу.First, in the installation verified dependence h = gt 2/2. For this, the ball is set to a height h 1 and the time of its fall from this height t 1 is measured. Then, the height h 2 is measured and the fall time t 2 is measured. The measurement is repeated several times and the results are recorded in a table.

Если указанное соотношение выполняется, то , и т.д., и, следовательно, каждая пара «высота падения -время падения» связаны соотношением:If the indicated relation holds, then , etc., and, therefore, each pair of "fall height - fall time" is related by the ratio:

. .

В следующем опыте определяется ускорение свободного падения. Для этого шарик поднимается на максимальную возможную высоту и несколько раз определяется время его падения с этой высоты. Данные заносятся в таблицу.The following experiment determines the acceleration of gravity. To do this, the ball rises to the maximum possible height and the time it falls from this height is determined several times. The data is entered in the table.

Целью следующей работы является изучение гармонических колебаний на примере колебаний математического маятника, экспериментальная проверка зависимости периода колебаний маятника от его длины; определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.The aim of the next work is to study harmonic oscillations using the example of oscillations of a mathematical pendulum, to experimentally test the dependence of the period of oscillations of a pendulum on its length; determination of the acceleration of gravity using a mathematical pendulum.

Описание лабораторной установки (фиг.4) и последовательность проведения измеренийDescription of the laboratory setup (figure 4) and the sequence of measurements

Математический маятник представляет собой шарик 15, подвешенный на длинной тонкой нити 17. За длину маятника принимается расстояние от точки подвеса до центра шарика. Свободный конец нити зажат в подвесе (стержне) 11, закрепленном в зажиме штатива 6. Время качаний определяется секундомером. Можно проделать несколько упражнений.The mathematical pendulum is a ball 15 suspended on a long thin thread 17. The length of the pendulum is the distance from the point of suspension to the center of the ball. The free end of the thread is clamped in the suspension (rod) 11 fixed in the clamp of the tripod 6. The swing time is determined by the stopwatch. You can do a few exercises.

Вначале маятник отклоняется от положения равновесия на небольшой угол и без толчка отпускается. Определяется время, в течение которого маятник сделает 10 полных колебаний, за одно полное колебание шарик проходит путь, равный четырем амплитудам. Изменяется начальное отклонение шарика и определяется время колебаний. Данные заносятся в таблицу.At first, the pendulum deviates from the equilibrium position by a small angle and is released without a push. The time is determined during which the pendulum will make 10 complete oscillations; in one complete oscillation, the ball travels a path equal to four amplitudes. The initial deflection of the ball changes and the oscillation time is determined. The data is entered in the table.

Затем изменяется длина маятника и определяется период колебания. При этом не изменяется масса маятника, а амплитуда выбирается такой, при которой период не зависит от амплитуды. Для этого можно воспользоваться данными таблицы. Для каждого значения длины маятника Then the length of the pendulum changes and the period of oscillation is determined. In this case, the mass of the pendulum does not change, and the amplitude is chosen such that the period does not depend on the amplitude. You can use the table data for this. For each pendulum length value

определяется время отклонений, и результаты опытов заносятся во вторую таблицу.the time of deviations is determined, and the results of the experiments are recorded in the second table.

После чего исследуется зависимость периода колебаний от массы маятника. Для этого изменяется масса маятника и остается неизменной его длина. Определяется период колебаний, и результаты опытов заносятся в соответствующую таблицу.After that, the dependence of the period of oscillations on the mass of the pendulum is investigated. For this, the mass of the pendulum changes and its length remains unchanged. The period of oscillations is determined, and the results of the experiments are recorded in the corresponding table.

Цель следующей работы состоит в изучении волновых явлений и процессов образования стоячих волн, а также исследовании упругих свойств струны.The purpose of the next work is to study wave phenomena and the processes of formation of standing waves, as well as the study of the elastic properties of the string.

Описание лабораторной установки (фиг.5) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (figure 5) and the sequence of measurements.

Схема экспериментальной установки приведена на чертеже. Установка смонтирована на штативе 6, который закрепляется на столе лаборатории. К нижнему концу струны 18 подвешивается груз 19, ее верхний конец прикреплен к язычку электромагнитного вибратора 20, служащего для возбуждения колебаний. Обмотки вибратора питаются синусоидальным током звукового генератора. Если нагрузить струну и включить звуковой генератор, от вибратора по струне побегут поперечные волны, которые, отражаясь от концов, образуют сложную картину колебаний. Медленно изменяя частоту звукового генератора, можно заметить, что колебания струны при некоторых частотах стабилизируются - появляются стоячие волны. При этом струна делится неподвижными узлами на несколько равных отрезков. Амплитуда колебаний отдельных точек струны перестает при этом зависеть от времени и определяется только их положением на струне.The experimental setup is shown in the drawing. The unit is mounted on a tripod 6, which is mounted on a laboratory table. A load 19 is suspended from the lower end of the string 18, its upper end is attached to the tongue of the electromagnetic vibrator 20, which serves to excite vibrations. The vibrator windings are powered by the sinusoidal current of the sound generator. If you load the string and turn on the sound generator, transverse waves will run from the vibrator along the string, which, reflected from the ends, form a complex picture of vibrations. Slowly changing the frequency of the sound generator, you can notice that the string vibrations stabilize at certain frequencies - standing waves appear. In this case, the string is divided by fixed nodes into several equal segments. The oscillation amplitude of individual points of the string ceases to depend on time and is determined only by their position on the string.

При изменении нагрузки картина немедленно размывается. Меняя частоту генератора, можно вновь получить стоячую волну с тем же числом узлов. Таким образом, частота стоячей волны зависит от натяжения струны, как это следует из соотношения:When the load changes, the picture immediately blurred. By changing the frequency of the generator, you can again get a standing wave with the same number of nodes. Thus, the frequency of a standing wave depends on the tension of the string, as follows from the relation:

. .

Работа выполняется в такой последовательности.The work is done in this order.

Вначале включается звуковой генератор и частота устанавливается на «ноль». Струна нагружается грузом и изменением частоты генератора получается стоячая волна с определенным числом пучностей n. Данные записываются в таблицу.First, the sound generator is turned on and the frequency is set to “zero”. The string is loaded with a load and a change in the frequency of the generator produces a standing wave with a certain number of antinodes n. Data is written to the table.

Затем изменяется частота генератора и получается стоячая волна с другим n.Then the generator frequency changes and a standing wave with another n is obtained.

Измерение повторяется для нескольких частот.The measurement is repeated for several frequencies.

Изменяется натяжение струны и измерение повторяется. Данные заносятся в таблицу.The string tension changes and the measurement is repeated. The data is entered in the table.

Цель следующей работы: изучение газовых законов, экспериментальная проверка уравнения состояния идеального газа.The purpose of the next work: the study of gas laws, experimental verification of the equation of state of an ideal gas.

Описание лабораторной установки (фиг.6, 7) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (6, 7) and the sequence of measurements.

Установка (фиг.6) состоит из стеклянного сосуда 21, соединительной резиновой трубки 22, смотровой стеклянной трубки 23, резинового шланга 24, стеклянной трубки 25. Все стеклянные трубки имеют одинаковое сечение. Прибор крепится на штативе 6 и заполняется водой так, чтобы ее уровень располагался посредине трубок 23 и 25. Уровень воды в трубке 23 отмечается резиновым колечком. При равенстве уровней воды в трубках 23 и 25 измеряется длина воздушного столба от уровня воды в трубке 23 (отмечен колечком) до уровня воды в сосуде 21. Объем воздуха пропорционален длине воздушного столба l0. Давление воздуха равно атмосферному давлению р0, которое определяется по барометру. Температура воздуха Т0 равна температуре воздуха в лаборатории и определяется по термометру. Параметры указанного состояния l0, р0, Т0.The installation (Fig.6) consists of a glass vessel 21, a connecting rubber tube 22, a viewing glass tube 23, a rubber hose 24, a glass tube 25. All glass tubes have the same cross-section. The device is mounted on a tripod 6 and filled with water so that its level is located in the middle of the tubes 23 and 25. The water level in the tube 23 is marked with a rubber ring. If the water levels in the tubes 23 and 25 are equal, the length of the air column is measured from the water level in the tube 23 (marked with a ring) to the water level in the vessel 21. The air volume is proportional to the length of the air column l 0 . Air pressure is equal to atmospheric pressure p 0 , which is determined by the barometer. The air temperature T 0 is equal to the air temperature in the laboratory and is determined by a thermometer. The parameters of the specified state l 0 , p 0 , T 0 .

В сосуд 21 подливается холодная вода и измеряется ее температура Т1. Если погрузить трубку 26 водяного манометра в сосуд с водой и Cold water is poured into the vessel 21 and its temperature T 1 is measured. If you immerse the tube 26 of the water pressure gauge in a vessel with water and

перемещать трубку 25 вверх или вниз, то можно добиться равенства уровня воды в трубках 23 и 25. Тогда давление воздуха в сосуде 21 будет равно атмосферному давлению р0, а длина воздушного столба l1=l0±Δl где Δl - разность между уровнем воды в трубке и начальным уровнем, отмеченным колечком. Получаются вторые данные р0, l1, T1. Далее в сосуд наливается горячая вода и проделывается то же, что и с холодной водой. Получается третий набор данных: р0, l2 T2.move the tube 25 up or down, then you can achieve the equality of the water level in the tubes 23 and 25. Then the air pressure in the vessel 21 will be equal to the atmospheric pressure p 0 and the length of the air column l 1 = l 0 ± Δl where Δl is the difference between the water level in the tube and the initial level marked by a ring. The second data p 0 , l 1 , T 1 is obtained. Then hot water is poured into the vessel and the same thing is done as with cold water. The third data set is obtained: p 0 , l 2 T 2 .

Все полученные данные измерений заносятся в таблицу. Для определения газовой постоянной методом измерения объема и давления паров жидкости в сосуд известного объема нужно внести определенную массу легко испаряющейся жидкости, а после того, как она полностью испарится, измерить, насколько увеличилось давление внутри сосуда, зная молекулярную массу жидкости и температуру, можно вычислить R по формуле:All received measurement data are entered in the table. To determine the gas constant by measuring the volume and pressure of liquid vapors, a certain mass of easily evaporating liquid must be introduced into a vessel of known volume, and after it completely evaporates, measure how much the pressure inside the vessel has increased, knowing the molecular weight of the liquid and temperature, we can calculate R according to the formula:

. .

Установка (фиг.7) состоит из стеклянного сосуда 21, закрытого резиновой пробкой 27 с двумя отверстиями: в одно вставлена стеклянная трубка 28, в другое - трубка 29, соединенная с микробюреткой 30 с ацетоном. На верхний конец микробюретки надета резиновая трубка с винтовым зажимом 31. Конец трубки закрыт пробкой 32. Сосуд 21 соединен с левым коленом водяного манометра 33 с помощью резиновой трубки 34 и стеклянного тройника с краном 35. Правое колено манометра подвижно. Его положение фиксируется зажимом 36.The installation (Fig. 7) consists of a glass vessel 21 closed with a rubber stopper 27 with two holes: a glass tube 28 is inserted into one, and a tube 29 connected to a microburette 30 with acetone is inserted into the other. A rubber tube with a screw clamp 31 is put on the upper end of the microburette. The tube end is closed by a plug 32. The vessel 21 is connected to the left elbow of the water pressure gauge 33 using a rubber tube 34 and a glass tee with a crane 35. The right elbow of the pressure gauge is movable. Its position is fixed by clamp 36.

В сосуд вводится ацетон из микробюретки: μ=0,058 кг/моль, ρац=790 кг/м3,Acetone from the microburette is introduced into the vessel: μ = 0.058 kg / mol, ρ ac = 790 kg / m 3 ,

М=ρацVац M = ρ ac V ac

Vац - объем ацетона, введенного в сосуд.V ac - the volume of acetone introduced into the vessel.

Так как парциальное давление паров ацетона измеряется водяным манометром по разности уровней воды в его коленах, то:Since the partial vapor pressure of acetone is measured by a water manometer by the difference in water levels in his knees, then:

, ,

- разность уровней воды в коленах манометра. - the difference in water levels in the elbows of the pressure gauge.

Учитывая вышеприведенные соотношения, можно записать:Given the above ratios, we can write:

Определение R сводится к измерению объема жидкого ацетона, введенного в сосуд, и разности уровней воды в коленах манометра, обусловленной давлением паров ацетона. Точный объем сосуда с учетом объема резинового шланга, соединяющего сосуд с манометром, и объема трубки манометра до уровня нулевой отметки написан на стенке сосуда. Работа выполняется в такой последовательности.The definition of R is reduced to measuring the volume of liquid acetone introduced into the vessel and the difference in water levels in the elbows of the manometer due to the vapor pressure of acetone. The exact volume of the vessel, taking into account the volume of the rubber hose connecting the vessel to the pressure gauge, and the volume of the pressure gauge tube to the zero mark, is written on the wall of the vessel. The work is done in this order.

Подготавливается таблица.A table is being prepared.

Измеряется объем ацетона в микробюретке.The volume of acetone in the microburette is measured.

Открывается кран у тройника 35 и перемещением правого колена манометра, уровень воды устанавливается на нулевую отметку шкалы. После этого закрывается кран 35.The tap at the tee 35 is opened and the right knee of the manometer is moved, the water level is set to the zero mark of the scale. After that, the valve 35 closes.

Весь ацетон из микробюретки выливается в сосуд, в результате чего изменяются показания манометра. После того как весь ацетон испарится, показания манометра перестанут изменяться.All acetone from the microburette is poured into the vessel, as a result of which the pressure gauge readings change. After all the acetone has evaporated, the pressure gauge will stop changing.

Передвижением правого колена манометра устанавливается уровень воды в левом колене на нулевую отметку. Это необходимо сделать для сохранения объема воздуха в сосуде и трубках таким же, как в начале опыта. Тогда манометр покажет только парциальное давление паров ацетона, так как температура не изменилась.By moving the right knee of the manometer, the water level in the left knee is set to zero. This must be done to keep the volume of air in the vessel and tubes the same as at the beginning of the experiment. Then the manometer will show only the partial vapor pressure of acetone, since the temperature has not changed.

По шкале манометра отсчитывается разность уровней воды и в его коленах и данные записываются в таблицу.On the manometer scale, the difference in water levels in its elbows is counted and data is recorded in a table.

Цель следующей работы: изучение классической теории теплоемкости, экспериментальное определение теплоемкости жидкости калориметрическим методом.The purpose of the next work: studying the classical theory of heat capacity, experimental determination of the heat capacity of a liquid by the calorimetric method.

Описание экспериментальной установки (фиг.8) и последовательность проведения измеренийDescription of the experimental setup (Fig. 8) and the sequence of measurements

Калориметр представляет собой сосуд 37, стенки которого теплоизолированы между собой с помощью прокладки из теплоизолирующего материала 38, а также от окружающей среды крышкой 39. В сосуд помещается исследуемое вещество (в нашем случае -жидкость), температура которой определяется термометром 40. Нагревание жидкости осуществляется электрическим нагревателем 41, мощность которого определяется по току, регистрируемому стрелочным прибором. Для изменения тока применяется реостат R. Для улучшения условий теплообмена жидкость в эксперименте перемешивается специальной мешалкой 42, которая вращается электродвигателем.The calorimeter is a vessel 37, the walls of which are thermally insulated with each other by means of a gasket of heat-insulating material 38, and also from the environment with a lid 39. The test substance (in our case, liquid) is placed in the vessel, the temperature of which is determined by a thermometer 40. The liquid is heated by electric a heater 41, the power of which is determined by the current recorded by the pointer device. To change the current, rheostat R. is used. To improve the heat transfer conditions, the liquid in the experiment is mixed with a special mixer 42, which is rotated by an electric motor.

Теплота нагревателя Qн расходуется на нагревание жидкости Q калориметра со всеми его деталями - термометром, мешалкой и прочими, также тепловые потери Q′ на излучение, неидеальность теплоизоляции и другое.The heat of the heater Q n is spent on heating the liquid Q of the calorimeter with all its details - a thermometer, a stirrer and others , also the heat loss Q ′ due to radiation, imperfect thermal insulation, and more.

Эксперимент проделывается в такой последовательности.The experiment is carried out in this sequence.

В калориметр заливается вода при комнатной температуре T1.Water is poured into the calorimeter at room temperature T 1 .

Одновременно включается нагреватель, мешалка и секундомер, регистрируется ток через нагреватель, через некоторое время порядка минуты фиксируется значение температуры. Данные заносятся в таблицу. Когда вода нагреется на 10 градусов, выключается нагреватель.At the same time, the heater, agitator and stopwatch turn on, the current through the heater is recorded, and after a while on the order of a minute, the temperature value is recorded. The data is entered in the table. When the water heats up 10 degrees, the heater turns off.

Вследствие инерции нагревателя после выключения тока температура некоторое время возрастает, затем начинает спадать, что также фиксируется, а данные записываются в таблицу.Due to the inertia of the heater, after turning off the current, the temperature rises for a while, then begins to fall, which is also fixed, and the data is written to the table.

После полного охлаждения воды она выливается из калориметра, который заполняется исследуемой жидкостью и опыт повторяется. Данные заносятся в другую таблицу.After complete cooling of the water, it is poured out of the calorimeter, which is filled with the test liquid and the experiment is repeated. The data is entered in another table.

Цель следующей работы: изучение свойств жидкостей, экспериментальное определение коэффициента вязкости по методу Стокса.The purpose of the following work: studying the properties of liquids, experimental determination of the viscosity coefficient by the Stokes method.

Экспериментальная установка состоит из стеклянного цилиндра 43, наполненного исследуемой жидкостью. На цилиндре нанесены две горизонтальные метки а и в, расположенные на расстоянии l. Диаметры шариков 44 измеряются микрометром. Измерев диаметр шарика, опускают его в жидкость, как можно ближе к оси цилиндра. В момент прохождения шариком верхней метки пускают в ход секундомер. В момент прохождения шариком нижней метки секундомер останавливают. Отсчет по секундомеру дает время прохождения шариком пути. Масштабной линейкой измеряют расстояние l между метками а и в. Опыт проводят с 5-7 шариками. Полученные в опытах результаты записываются в таблицу.The experimental setup consists of a glass cylinder 43 filled with the test liquid. On the cylinder two horizontal marks a and b are applied, located at a distance l. The diameters of the balls 44 are measured with a micrometer. Having measured the diameter of the ball, lower it into the liquid, as close as possible to the axis of the cylinder. At the moment the ball passes the upper mark, the stopwatch is launched. At the moment the ball passes the bottom mark, the stopwatch is stopped. The countdown by the stopwatch gives the time the ball travels. Using a ruler, measure the distance l between the marks a and b. The experiment is carried out with 5-7 balls. The results obtained in the experiments are recorded in the table.

Цель следующей работы: изучение основных свойств жидкостей, знакомство с некоторыми экспериментальными методами измерения коэффициента поверхностного натяжения жидкости.The purpose of the next work: the study of the basic properties of liquids, familiarity with some experimental methods for measuring the surface tension coefficient of a liquid.

Описание экспериментальной установки (фиг.10) и последовательность проведения измерений.Description of the experimental setup (figure 10) and the sequence of measurements.

Экспериментальная установка включает указатель 45, который определяет начальную длину пружины 46. Вначале измеряется наружный и внутренний диаметр кольца 47 D, d. Определяется сумма наружной и внутренней длин окружностей кольца L.The experimental setup includes a pointer 45, which determines the initial length of the spring 46. First, the outer and inner diameters of the ring 47 D, d are measured. The sum of the outer and inner circumference of the ring L.

Затем определяется коэффициент упругости пружины k, для чего на чашечку 48 кладется груз массой m, отмечается растяжение пружины х и вычисляется коэффициент упругости по вполне очевидной формуле:Then, the spring coefficient of elasticity k is determined, for which a mass of m is placed on the cup 48, the spring x is stretched, and the coefficient of elasticity is calculated by the quite obvious formula:

. .

Эти измерения проводятся несколько раз с разными грузами и результаты записываются в таблицу.These measurements are carried out several times with different weights and the results are recorded in a table.

Кольцо погружается в сосуд с водой 49, сосуд опускается вниз до отрыва кольца 47 от воды. По шкале отмечается длина натянутой пружины в момент отрыва кольца от воды l2. Эксперимент проделывается не менее пяти раз и результат записывается в таблицу. По известному The ring is immersed in a vessel with water 49, the vessel drops down to the separation of the ring 47 from the water. The scale indicates the length of the stretched spring at the time of separation of the ring from water l 2 . The experiment is performed at least five times and the result is recorded in a table. According to the well-known

коэффициенту упругости можно определить силу, которая необходима для отрыва кольца, то есть силу поверхностного натяжения:the coefficient of elasticity, you can determine the force that is necessary to tear off the ring, that is, the force of surface tension:

F=k(l2-l1)=aL.F = k (l 2 -l 1 ) = aL.

Отсюда находим коэффициент поверхностного натяжения:From here we find the surface tension coefficient:

. .

Цель следующей работы: знакомство с устройством и принципом действия электроизмерительных приборов общего назначения, градуировка электроизмерительных приборов, расширение пределов измерения токов и напряжений.The purpose of the next work: acquaintance with the device and the principle of operation of general-purpose electrical meters, graduation of electrical meters, expanding the limits of measurement of currents and voltages.

В приборах магнитоэлектрической системы рамка 50 (фиг.11) из нескольких витков тонкой проволоки может вращаться в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом 51. В отсутствие тока рамка удерживается в исходном положении пружинкой 52, при этом стрелку, закрепленную на одной оси вместе с рамкой, можно установить против нулевого деления шкалы с помощью корректора 53. Пружинки служат одновременно проводниками, по которым к рамке подводится ток. Когда по рамке течет ток, величину которого измеряют, возникают силы, действующие на рамку со стороны магнитного поля, рамка поворачивается до тех пор, пока магнитные силы не уравновесятся упругими силами, действующими со стороны пружинок на рамку. Упругие силы пропорциональны углу поворота рамки, а магнитные силы при данной величине тока одинаковы при любом положении рамки, так как магнитное поле в зазоре между полюсными наконечниками 54 и цилиндром 55. из мягкого железа всюду одинаково и направлено вдоль плоскости рамки. Следовательно, угол поворота, при котором рамка останавливается, пропорционален величине тока, текущего по рамке. Поэтому шкала у приборов магнитоэлектрической системы равномерная. Приборы этой системы используются для измерения силы постоянного тока и постоянного напряжения.In devices of the magnetoelectric system, the frame 50 (Fig. 11) of several turns of thin wire can rotate in a magnetic field created by a permanent magnet 51. In the absence of current, the frame is held in its original position by a spring 52, while the arrow, fixed on one axis with the frame, can be set against zero division of the scale using corrector 53. The springs serve simultaneously as conductors along which current is supplied to the frame. When a measured current flows through the frame, the forces acting on the frame from the side of the magnetic field arise, the frame rotates until the magnetic forces are balanced by the elastic forces acting from the side of the springs on the frame. The elastic forces are proportional to the angle of rotation of the frame, and the magnetic forces at a given current value are the same for any position of the frame, since the magnetic field in the gap between the pole pieces 54 and the cylinder 55. of soft iron is everywhere the same and directed along the plane of the frame. Therefore, the rotation angle at which the frame stops is proportional to the amount of current flowing through the frame. Therefore, the scale of the devices of the magnetoelectric system is uniform. Instruments of this system are used to measure DC current and DC voltage.

В приборах электромагнитной системы (фиг.12) неподвижная катушка 56, по которой протекает измеряемый ток, создает магнитное поле, в которое втягивается сердечник 57 из ферромагнитного материала, намагничиваемый этим же полем. При втягивании сердечника поворачивается стрелка, закрепленная с ним на одной оси.In the devices of the electromagnetic system (Fig. 12), a stationary coil 56, through which the measured current flows, creates a magnetic field into which a core 57 of ferromagnetic material is drawn, magnetized by the same field. When the core is retracted, an arrow is rotated, fixed with it on the same axis.

Сердечник втягивается до тех пор, пока действие магнитных сил не уравновесится упругой силой, создаваемой пружинкой 52. Корректором 53 стрелку устанавливают на нуль в отсутствие тока. Колебания стрелки быстро прекращаются вследствие сопротивления воздуха при движении демпфера 58. При изменении направления тока в катушке меняются одновременно и направление магнитного поля, и направление намагничения железного сердечника. Благодаря этому магнитные силы, действующие на сердечник, не меняют направления.The core is retracted until the action of magnetic forces is balanced by the elastic force created by the spring 52. With the corrector 53, the arrow is set to zero in the absence of current. The oscillations of the arrow quickly stop due to air resistance when the damper 58 moves. When the direction of the current in the coil changes, the direction of the magnetic field and the direction of magnetization of the iron core change simultaneously. Due to this, the magnetic forces acting on the core do not change direction.

Поэтому приборы электромагнитной системы можно использовать для измерения силы и напряжения как постоянного, так и переменного тока. Шкала у них неравномерная.Therefore, the devices of the electromagnetic system can be used to measure the strength and voltage of both direct and alternating current. The scale is uneven.

В приборах электродинамической системы (фиг.13) подвижная катушка 59 - рамка, по которой проходит измеряемый ток, взаимодействует с другой неподвижной катушкой 60, по которой также течет измеряемый ток. Стрелка, закрепленная на одной оси с подвижной катушкой, останавливается, когда силы взаимодействия катушек уравновешиваются силами, действующими на подвижную катушку со стороны пружинок 52. Ток к подвижной катушке подводится по этим пружинкам. Корректором 53 стрелку устанавливают на нуль в отсутствие тока. При помощи демпфера 58 колебания стрелки быстро прекращаются. Силы взаимодействия проводников с током, согласно закону Ампера, пропорциональны произведению силы токов, текущих в этих проводниках. Следовательно, приборы электродинамической системы можно применять как для постоянного, так и для переменного тока. При использовании их в качестве амперметров и вольтметров катушки прибора должны быть In the devices of the electrodynamic system (Fig. 13), the movable coil 59 — the frame along which the measured current passes, interacts with another stationary coil 60, through which the measured current also flows. The arrow, fixed on the same axis as the moving coil, stops when the interaction forces of the coils are balanced by the forces acting on the moving coil from the side of the springs 52. The current to the moving coil is supplied through these springs. With corrector 53, the arrow is set to zero in the absence of current. Using damper 58, the oscillations of the arrow quickly stop. The forces of interaction of conductors with current, according to Ampere's law, are proportional to the product of the force of currents flowing in these conductors. Therefore, the devices of the electrodynamic system can be used for both direct and alternating current. When using them as ammeters and voltmeters, the coils of the device should be

соединены параллельно или последовательно. В этом случае шкала прибора неравномерная, квадратичная. Приборы такой системы можно использовать в качестве ваттметров.connected in parallel or in series. In this case, the scale of the device is uneven, quadratic. Instruments of such a system can be used as power meters.

Действие приборов электростатической системы (фиг.14) основано на электростатическом притяжении подвижного 61 и неподвижного 62 электродов, заряженных разноименными зарядами. Стрелка прибора останавливается тогда, когда электростатическая сила, действующая на подвижный электрод, уравновешивается силой, действующей на этот электрод со стороны пружинки 52. Корректором 53 стрелку устанавливают на нуль при незаряженных электродах. Внутреннее сопротивление приборов электростатической системы практически бесконечно велико, поэтому обычно их используют в качестве вольтметров для измерений высоких напряжений.The action of the devices of the electrostatic system (Fig. 14) is based on the electrostatic attraction of the movable 61 and stationary 62 electrodes charged by unlike charges. The arrow of the device stops when the electrostatic force acting on the movable electrode is balanced by the force acting on this electrode from the side of the spring 52. The corrector 53 sets the arrow to zero with uncharged electrodes. The internal resistance of the devices of the electrostatic system is almost infinitely large, therefore, they are usually used as voltmeters for measuring high voltages.

Шкала у них неравномерная. При перемене знаков зарядов одновременно на обоих электродах направление сил, действующих на подвижный электрод, не меняется, то есть приборы электростатической системы можно использовать для измерения постоянного и переменного напряжения.The scale is uneven. When the signs of charges are changed simultaneously on both electrodes, the direction of the forces acting on the movable electrode does not change, that is, the devices of the electrostatic system can be used to measure direct and alternating voltage.

Описание лабораторной установки (фиг.15) и последовательность проведения измеренийDescription of the laboratory setup (Fig. 15) and the sequence of measurements

В зависимости от модификации применяется либо автономный блок питания БП, либо она подключается в низковольтную сеть лаборатории.Depending on the modification, either an autonomous power supply unit is used, or it is connected to a low-voltage network of the laboratory.

Переключатель П «А-В» определяет тип измерений: в положении А включается задание по подбору сопротивления шунта, в положении В -задание по подбору добавочного сопротивления к вольтметру.Switch P “A-B” determines the type of measurement: in position A, the task for selecting the resistance of the shunt is turned on, and in position B, the task for selecting additional resistance to the voltmeter is turned on.

1. Определение погрешностей электроизмерительных приборов установки.1. Determination of errors of electrical measuring devices.

Используя условные обозначения на шкалах приборов установки, определить: 1) предел измерений, 2) цену деления, 3) класс точности, 4) абсолютную погрешность, 5) приведенную погрешность.Using the conventions on the scales of the instrument, determine: 1) the limit of measurements, 2) the price of division, 3) the accuracy class, 4) the absolute error, 5) the reduced error.

Полученные результаты записать в таблицу.Record the results in a table.

2. Расчет добавочного сопротивления к вольтметру и расширение пределов измерения вольтметра.2. The calculation of the additional resistance to the voltmeter and the expansion of the measurement range of the voltmeter.

Эксперимент проводится в такой последовательности. Переключатель П устанавливается в положение «В», переключатели П1 и П 2- в положение «О». Ручка потенциометра R1 выводится в крайнее левое положение. При этом вольтметры V1 и V показывают одинаковые значения напряжения, а показание V - максимально. Если показание вольтметра V отличается от максимального, потенциометром R1 напряжение увеличивается до максимума. Регистрируется ток I0 в цепи и показания обоих приборов записываются в таблицу.The experiment is carried out in such a sequence. Switch P is set to position “B”, switches P1 and P 2- to position “O”. The potentiometer knob R1 is pushed to the left. In this case, the voltmeters V1 and V show the same voltage values, and the reading V is maximum. If the reading of the voltmeter V differs from the maximum, the voltage increases to maximum with potentiometer R1. The current I 0 is recorded in the circuit and the readings of both devices are recorded in the table.

Затем переключатель П2 переводится в любое из положений 1÷5 и вращением ручки потенциометра R1 на вольтметре V устанавливается максимальное значение напряжения UV. Регистрируется значение тока в цепи Ii и напряжение Ui на вольтметре V1, значения тока и напряжения записываются в таблицу.Then the switch P2 is transferred to any of the positions 1 ÷ 5 and the rotation of the potentiometer R1 knob on the voltmeter V sets the maximum voltage value U V. The current value in the circuit I i and the voltage U i on the voltmeter V1 are recorded, the current and voltage values are recorded in the table.

Аналогичные измерения проводятся и для других положений переключателя П2 и их результаты также записываются в таблицу.Similar measurements are carried out for other positions of the P2 switch and their results are also recorded in the table.

3. Расчет шунта и расширение пределов измерения амперметра3. The calculation of the shunt and the extension of the limits of measurement of the ammeter

Эксперимент проводится в такой последовательности.The experiment is carried out in such a sequence.

Переключатель П устанавливается в положение «А», переключатель П1 - в положение «О». Ручка потенциометра R2 выводится в крайнее правое положение. При этом амперметры А и А1 показывают одинаковые значения тока, причем показание амперметра А максимально. Если показание амперметра А1 отличается от максимального, потенциометром R2 ток увеличивается до максимума. Регистрируется напряжение на вольтметре V и показания всех приборов записываются в таблицу.Switch P is set to position “A”, switch P1 to position “O”. The potentiometer knob R2 is pulled to the far right. In this case, ammeters A and A1 show the same current values, and the reading of ammeter A is maximum. If the reading of ammeter A1 differs from the maximum, potentiometer R2 increases the current to a maximum. The voltage on the voltmeter V is recorded and the readings of all devices are recorded in the table.

Затем переключатель П1 переводится в любое из положений 1÷5 и вращением ручки потенциометра R2 на амперметре А устанавливается максимальное значение тока. Регистрируется значение напряжения на Then the switch P1 is transferred to any of the positions 1 ÷ 5 and the rotation of the potentiometer R2 knob on ammeter A sets the maximum current value. The voltage value is recorded at

участке цепи Ui и значение тока, регистрируемое амперметром А1, и эти значения записываются в таблицу.section of the circuit U i and the current value recorded by the ammeter A1, and these values are recorded in the table.

Аналогичные измерения проводятся для других положений переключателя П1 и их результаты также записываются в таблицу.Similar measurements are carried out for other positions of the switch P1 and their results are also recorded in the table.

Цель следующей работы: изучение основных характеристик конденсаторов, их технического применения, измерение емкости конденсатора.The purpose of the next work: studying the main characteristics of capacitors, their technical applications, measuring capacitor capacitance.

Описание лабораторной установки (фиг.16) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (Fig.16) and the sequence of measurements.

Если заряжать конденсатор постоянной емкости от одного и того же источника постоянного напряжения, а затем разряжать через гальванометр, то стрелка гальванометра всякий раз будет отбрасываться по шкале на одно и то же число делений.If a constant capacitor is charged from the same constant voltage source, and then discharged through a galvanometer, then the galvanometer needle will be discarded every time on the scale by the same number of divisions.

Электрическая схема измерительной установки представлена на фиг.16. Переключатель П1 позволяет включать в цепь заряда - разряда различные емкости: эталонную С и измеряемую Сх, а также совместно с ПЗ последовательную и параллельную цепочку конденсаторов С1, С2. Переключатель П2 при заданном положении переключателя П1 позволяет включить цепь заряда или разряда конденсаторов.The electrical circuit of the measuring installation is shown in Fig.16. Switch P1 allows you to include various capacities in the charge - discharge circuit: a reference C and a measured C x , as well as a series and parallel capacitor chain C 1 , C 2 together with a PZ. Switch P2 at a given position of switch P1 allows you to turn on the charge or discharge circuit of the capacitors.

Имея конденсатор известной емкости С (эталон), можно на опыте убедиться, что емкость конденсатора прямо пропорциональна числу делений, на которое отбрасывается стрелка гальванометра:Having a capacitor of known capacitance C (standard), we can verify from experience that the capacitance of a capacitor is directly proportional to the number of divisions by which the galvanometer arrow is discarded:

C=kn,C = kn

n - число делений, k - коэффициент пропорциональности.n is the number of divisions, k is the coefficient of proportionality.

ОтсюдаFrom here

k=C/n.k = C / n.

Зная коэффициент k, можно по отбросу стрелки гальванометра определить емкость любого другого конденсатора.Knowing the coefficient k, we can determine the capacitance of any other capacitor by the rejection of the galvanometer arrow.

Эксперимент осуществляется в такой последовательности.The experiment is carried out in such a sequence.

Вначале конденсатор С заряжается. Для этого он на короткое время соединяется с источником тока, переключатели П1 и П2 переводятся в соответствующие положения (на фиг.16 - положение 1). Затем сосредотачивается все внимание на стрелке прибора А, переключатель П2 быстро переключается в положение 2 и по его шкале регистрируется максимальное отклонение стрелки. При этом отсчитываются «на глаз» десятые доли деления. Опыт повторяется несколько раз, и результаты опытов записываются в таблицу.First, capacitor C is charged. For this, it is connected to the current source for a short time, the switches P1 and P2 are transferred to the corresponding positions (in Fig.16 - position 1). Then all attention is focused on the arrow of the instrument A, switch P2 quickly switches to position 2 and the maximum deviation of the arrow is recorded on its scale. In this case, tenths of division are counted “by eye”. The experiment is repeated several times, and the results of the experiments are recorded in a table.

В электрическую цепь переключателем включается конденсатор неизвестной емкости Сx. и аналогично предыдущему определяется, на сколько делений nx отклоняется стрелка измерительного прибора при разряде Cx проделав ту же последовательность операций, что и в случае с конденсатором С. Опыт повторяется несколько раз, и результаты заносятся во вторую таблицу.A capacitor of unknown capacitance C x is included in the electrical circuit with a switch. and similarly to the previous one, it is determined by how many divisions n x the measuring instrument’s arrow deviates when discharging C x , following the same sequence of operations as in the case of capacitor C. The experiment is repeated several times, and the results are entered in the second table.

Включаются в цепь два конденсатора параллельно, а затем последовательно. Определяется отброс стрелки гальванометра. Все опыты проделываются 5-7 раз, данные записываются в таблицу.Two capacitors are connected in a circuit in parallel, and then in series. The garbage of the galvanometer needle is determined. All experiments are performed 5-7 times, the data are recorded in a table.

Цель следующей работы: изучение законов постоянного тока, экспериментальная проверка закона Ома, изучение цепи переменного тока, определение индуктивности катушки.The purpose of the next work: studying the laws of direct current, experimental verification of Ohm's law, studying the AC circuit, determining the inductance of the coil.

Описание лабораторной установки (фиг.17) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (Fig) and the sequence of measurements.

1. Измерение напряжений на разных участках цепи1. Measurement of stresses in different parts of the circuit

Переключатель П переводится в положение «=».Switch П is set to the “=” position.

Переключателем П1 вольтметр V1 поочередно подсоединяется к сопротивлениям R1, R2 и R3 (соответственно положения переключателя «1», «2», «3») и регистрируются значения напряжений на каждом сопротивлении. Результаты записываются в таблицу.With switch P1, the voltmeter V1 is alternately connected to the resistances R1, R2 and R3 (respectively, the positions of the switch "1", "2", "3") and the voltage values at each resistance are recorded. The results are recorded in a table.

Затем переключатель П1 переводится в положение 0 и регистрируются ток I0 амперметром А1 и напряжение U123 во всей цепи. Данные записываются в таблицу.Then the switch P1 is moved to position 0 and the current I 0 is recorded by ammeter A1 and voltage U 123 in the entire circuit. Data is written to the table.

2. Проверка закона Ома для участка цепи.2. Verification of Ohm's law for a section of the circuit.

При том же положении переключателя П, что и в предыдущем задании, переключатель П1 ставится в любое из положений 1÷3. Реостатом R выставляется ток в цепи и измеряется падение напряжения на выбранном сопротивлении. Результаты записываются в таблицу.With the same position of the switch П, as in the previous task, the switch П1 is placed in any of the positions 1 ÷ 3. Rheostat R sets the current in the circuit and measures the voltage drop across the selected resistance. The results are recorded in a table.

3. Проверка закона Ома для цепи переменного тока.3. Verification of Ohm's law for an alternating current circuit.

Переключатель П переводится в положение «~», изменяя реостатом R4 напряжение в цепи, измеряемое вольтметром V2, измеряется сила тока несколько раз и результаты записываются в таблицу.The switch P is set to the “~” position, changing the voltage in the circuit, measured by the voltmeter V2, with a rheostat R4, the current is measured several times and the results are recorded in the table.

Цель следующей работы: знакомство с основными характеристиками магнитного поля, экспериментальное определение магнитного поля катушки с током и горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.The purpose of the next work: acquaintance with the main characteristics of the magnetic field, experimental determination of the magnetic field of the coil with the current and the horizontal component of the Earth’s magnetic field.

Описание лабораторной установки (фиг.18) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (Fig. 18) and the sequence of measurements.

Все принадлежности установки смонтированы на основании 63. На немагнитной подставке 64 укреплена короткая катушка 65, магнитное поле в которой создается соответствующей электрической цепью, состоящей из блока питания БП, реостата R и амперметра. На штативе закреплена направляющая 66, на которой укреплена магнитная стрелка 67, которая может перемещаться вдоль оси катушки, а ее положение фиксируется по линейке 68.All accessories of the installation are mounted on the base 63. A short coil 65 is mounted on the non-magnetic stand 64, the magnetic field in which is created by the corresponding electric circuit, consisting of a power supply unit, a rheostat R, and an ammeter. A guide 66 is fixed to the tripod, on which a magnetic arrow 67 is mounted, which can move along the axis of the coil, and its position is fixed along the ruler 68.

Правая часть установки предназначена для измерения магнитного поля Земли и описана ниже.The right side of the installation is designed to measure the magnetic field of the Earth and is described below.

Если поместить магнитную стрелку в магнитное поле с напряженностью Н, то, прежде чем установиться вдоль магнитной силовой линии, стрелка совершит несколько колебаний. Оказывается, что период If you place a magnetic arrow in a magnetic field with intensity H, then before settling along a magnetic field line, the arrow will make several oscillations. It turns out that period

колебаний зависит от напряженности поля. Для проверки этой зависимости можно стрелку расположить внутри цилиндрической катушки с током, на оси которой величина напряженности поля определяется по формуле: H=k1Ifluctuations depends on the field strength. To check this dependence, you can position the arrow inside a cylindrical coil with a current, on the axis of which the field strength value is determined by the formula: H = k 1 I

где ,Where ,

N - число витков катушки, ρ- радиус витков, l -длина катушки.N is the number of turns of the coil, ρ is the radius of the turns, l is the length of the coil.

Изменяя ток и, тем самым, магнитное поле внутри катушки, легко убедиться, что период колебаний стрелки будет тем меньше, чем больше сила тока. Если при нескольких фиксированных значениях тока I1, I2, I3 - найти соответствующие периоды колебаний T1, T2, Т3... оказывается, то оказывается, что . Так как H=k1I, то получаем .By changing the current and, thus, the magnetic field inside the coil, it is easy to make sure that the period of oscillation of the arrow will be the smaller, the greater the current strength. If for several fixed values of the current I 1 , I 2 , I 3 - find the corresponding oscillation periods T 1 , T 2 , T 3 ... it turns out, then it turns out that . Since H = k 1 I, we obtain .

Иначе это соотношение записывается так:Otherwise, this ratio is written like this:

H=k1k2/T2.H = k 1 k 2 / T 2 .

Следовательно, по периодам колебаний стрелки можно изучать магнитное поле.Consequently, the magnetic field can be studied from the periods of the oscillations of the arrow.

1. Определение магнитного поля катушки методом колебаний.1. Determination of the magnetic field of the coil by the oscillation method.

В настоящем задании предлагается построить график зависимости напряженности магнитного поля от силы тока в катушке и от расстояния точек поля, расположенных на оси, до середины катушки.In this assignment, it is proposed to plot the dependence of the magnetic field strength on the current strength in the coil and on the distance of the field points located on the axis to the middle of the coil.

Для этого магнитная стрелка помещается внутри катушки в средней плоскости при х=0, реостатом R задается величина тока, который регистрируется амперметром А, Стрелка выводится из среднего положения и начинает колебаться. Регистрируется время десяти полных колебаний. При заданной силе тока измерения проводятся не менее пяти To do this, the magnetic needle is placed inside the coil in the middle plane at x = 0, the rheostat R sets the current value, which is recorded by ammeter A, the arrow is removed from the middle position and begins to oscillate. The time of ten full oscillations is recorded. At a given current strength, measurements are performed at least five

раз и результаты записываются в таблицу. После этого измерения повторяются при другой силе тока Ij,.times and the results are recorded in the table. After this measurement is repeated at a different current strength I j,.

Измерения проводятся последовательно для постоянных положений магнитной стрелки слева и справа от плоскости симметрии катушки и данные заносятся в таблицу, в которой левый столбец соответствует положению x=xi, а величины токов во втором столбце таблицы выбираются такими же, как и в случае х=0.The measurements are carried out sequentially for constant positions of the magnetic arrow to the left and right of the plane of symmetry of the coil and the data are entered in a table in which the left column corresponds to the position x = x i , and the currents in the second column of the table are selected the same as in the case x = 0 .

Если изготовить магнит в виде очень тонкого и длинного стержня - спицы, то полюсные области его сводятся почти к точкам, лежащим у концов магнита, а вся остальная поверхность представляет собой нейтральную зону. Такие магнитные спицы особенно удобны для обнаружения магнитных свойств естественного и искусственного магнита.If you make a magnet in the form of a very thin and long rod - spokes, then its pole regions are reduced to almost the points lying at the ends of the magnet, and the rest of the surface is a neutral zone. Such magnetic spokes are particularly useful for detecting the magnetic properties of a natural and artificial magnet.

Прибор для выполнения данного задания представляет фрагмент установки фиг.18 и представлен на фиг.19. В трубки двойной гильзы 69 вставлены намагниченная спица А и латунная проволока М. Гильза одевается на острие штатива. Передвигая спицу А и проволоку М, можно добиться горизонтального положения спицы. Под штатив со спицей А подкладывается лист картона так, чтобы меньший край листа, вдоль которого наклеен масштаб, был параллелен направлению, указанному спицей. Это направление магнитного меридиана.The device for performing this task is a fragment of the installation of Fig. 18 and is presented in Fig. 19. A magnetized spoke A and a brass wire M are inserted into the tubes of the double sleeve 69. The sleeve is put on the point of the tripod. By moving needle A and wire M, you can achieve a horizontal position of the spoke. A cardboard sheet is placed under the tripod with knitting needle A so that the smaller edge of the sheet along which the scale is glued is parallel to the direction indicated by the spoke. This is the direction of the magnetic meridian.

Вторая намагниченная спица В установлена в пробочке 70, перемещающейся по латунному стержню 71. Если приблизить к полюсу вращающейся спицы А одноименный полюс спицы В, то спица А повернется на 90° и расположится перпендикулярно магнитному меридиану, как показано на фиг.19.The second magnetized spoke B is installed in the cork 70 moving along the brass rod 71. If you approach the pole of the same name of the spoke B to the pole of the rotating needle A, then the needle A will rotate 90 ° and will be perpendicular to the magnetic meridian, as shown in Fig. 19.

Расчет горизонтальной составляющей магнитного поля Земли можно провести на основании следующих соображений.The calculation of the horizontal component of the Earth’s magnetic field can be carried out on the basis of the following considerations.

Если m1 - «количество магнетизма» полюса неподвижной спицы, т^ - «количество магнетизма» полюса вращающейся спицы r - расстояние между If m 1 is the "amount of magnetism" of the pole of a fixed needle, t ^ is the "amount of magnetism" of the pole of a rotating needle, r is the distance between

полюсами, то сила отталкивания полюсов согласно формуле равна km1m2/r2. Против этой силы действует сила m2Нг, стремящаяся поставить спицу А в плоскости магнитного меридиана. Следовательно: km1m2/r2=m2Нг откудаpoles, then the repulsion force of the poles according to the formula equal to km 1 m 2 / r 2 . Against this force, a force m 2 N g acts, striving to place the spoke A in the plane of the magnetic meridian. Therefore: km 1 m 2 / r 2 = m 2 N g from

. .

Измерения сводятся к отсчету по шкале, нанесенной на листе картона, расстояния между магнитными полюсами спиц. Для устранения ошибки отсчета рядом со шкалой помещена зеркальная полоса 72. Измерения осуществляются последовательно несколько раз, а результаты записываются в таблицу.Measurements are reduced to counting on a scale printed on a sheet of cardboard, the distance between the magnetic poles of the spokes. To eliminate the reference error, a mirror band 72 is placed next to the scale. The measurements are carried out several times in succession, and the results are recorded in a table.

Цель следующей работы: определение скорости распространения электромагнитных волн вдоль двухпроводной линии.The purpose of the next work: determination of the propagation velocity of electromagnetic waves along a two-wire line.

Описание экспериментальной установки (фиг.20) и последовательность проведения измеренийDescription of the experimental setup (Fig.20) and the sequence of measurements

Так как скорость распространения электромагнитной волны вдоль линии не зависит от взаимного расположения проводов, то в установке двухпроводная линия наматывается на катушку.Since the propagation velocity of the electromagnetic wave along the line does not depend on the relative position of the wires, in the installation a two-wire line is wound on a coil.

Интервал времени Δt может измеряться с помощью электронного осциллографа, подключенного к началу двухпроводной линии. На вход линии подается от генератора прямоугольный импульс напряжения. При включении осциллографа в режим работы со ждущей разверткой ее запуск произойдет в момент отправления импульса. На экране виден этот импульс, а затем на некотором расстоянии от него импульс такой же полярности, отраженный от конца линии. Зная скорость развертки, можно по расстоянию, на экране осциллографа между первичным и отраженным сигналом определить интервал времени Δt.The time interval Δt can be measured using an electronic oscilloscope connected to the beginning of a two-wire line. A rectangular voltage pulse is supplied to the line input from the generator. When you turn on the oscilloscope in standby mode, it will start at the moment the pulse is sent. This pulse is visible on the screen, and then at a certain distance from it a pulse of the same polarity is reflected from the end of the line. Knowing the sweep speed, it is possible to determine the time interval Δt from the distance on the oscilloscope screen between the primary and reflected signal.

При рассмотрении процессов в длинной линии не учитывалось существование сопротивления проводов линии, которым в реальной линии нельзя пренебрегать. Из-за потерь энергии на нагревание проводов в линии амплитуда When considering processes in a long line, the existence of the resistance of the line wires, which cannot be neglected in a real line, was not taken into account. Due to the energy loss from heating the wires in the line, the amplitude

отраженного сигнала меньше амплитуды первичного сигнала. Выделить отраженный сигнал среди других сигналов на экране осциллографа можно путем закорачивания линии. Если от ее разомкнутого конца сигнал отражается без изменения полярности напряжения, то от короткозамкнутого конца происходит отражение сигнала с изменением полярности напряжения на противоположную.the reflected signal is less than the amplitude of the primary signal. It is possible to select the reflected signal among other signals on the oscilloscope screen by shorting the line. If the signal is reflected from its open end without changing the polarity of the voltage, then the signal is reflected from the short-circuited end with the opposite polarity of the voltage.

Перед проведением экспериментов необходимо ознакомиться с правилами работы с осциллографом и генератором импульсов.Before conducting experiments, it is necessary to familiarize yourself with the rules of working with an oscilloscope and a pulse generator.

Работа выполняется в такой последовательности.The work is done in this order.

К выходу электронного осциллографа подключаются концы двухпроводной линии известной длины l и на них с выхода генератора подаются импульсы длительностью около 1 мкс. Осциллограф работает в режиме внутренней синхронизации со ждущей разверткой, полярность знака против ручки управления синхронизацией развертки соответствует полярности импульса, подаваемого на вход осциллографа. Изменяя скорость развертки и амплитуду импульса ее синхронизации, добиваются получения на экране осциллографа устойчивой картины первичного и отраженного импульсов. По известной скорости развертки луча, определяемой положением переключателя скорости развертки, и измеренному расстоянию между началами первичного и отраженного импульсов определяется интервал времени At, затраченного электромагнитной волной на прохождение пути от начала двухпроводной линии до ее концов и обратно. Для точного определения положения импульса, вызванного на экране приходом отраженной электромагнитной волны, необходимо несколько раз закоротить концы двухпроводной линии. При закорачивании линии полярность отраженного импульса изменяется на противоположную, что обнаруживается на экране осциллографа. Измерения проводятся несколько раз с импульсами разной длительности и различной частоты следования и данные записываются в таблицу.The ends of a two-wire line of known length l are connected to the output of the electronic oscilloscope and pulses of about 1 μs duration are fed to them from the output of the generator. The oscilloscope operates in internal synchronization mode with a standby scan, the polarity of the sign against the scan synchronization control knob corresponds to the polarity of the pulse supplied to the input of the oscilloscope. By changing the sweep speed and the amplitude of the pulse of its synchronization, we obtain a stable picture of the primary and reflected pulses on the oscilloscope screen. Using the known sweep speed of the beam, determined by the position of the sweep speed switch, and the measured distance between the beginnings of the primary and reflected pulses, we determine the time interval At spent by the electromagnetic wave on the path from the beginning of the two-wire line to its ends and back. To accurately determine the position of the pulse caused by the arrival of the reflected electromagnetic wave on the screen, it is necessary to short-circuit the ends of the two-wire line several times. When the line is shorted, the polarity of the reflected pulse changes to the opposite, which is detected on the screen of the oscilloscope. The measurements are carried out several times with pulses of different durations and different repetition rates and the data are recorded in a table.

Цель следующей работы: изучение электрических свойств полупроводников, снятие вольтамперной характеристики полупроводникового диода, исследование автогенератора на транзисторе.The purpose of the following work: studying the electrical properties of semiconductors, taking the current-voltage characteristics of a semiconductor diode, studying a self-oscillator on a transistor.

Описание лабораторной установки (фиг.21) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (Fig.21) and the sequence of measurements.

Электрическая схема экспериментальной установки представлена на фиг.21.The electrical circuit of the experimental setup is presented in Fig.21.

Для снятия вольт-амперной характеристики (ВАХ) германиевого и кремниевого диодов используется специальная схема, позволяющая измерить малые обратные токи.A special circuit is used to measure the current – voltage (I – V) characteristics of the germanium and silicon diodes, which makes it possible to measure small reverse currents.

Регистрация ВАХ осуществляется следующим образом.Registration of the CVC is as follows.

Тип диода выбирается включением тумблера П1 «Ge-Si», при этом у соответствующего диода загорается сигнальная лампа. Изменяется напряжение на диоде потенциометром R и амперметром регистрируется ток на прямой и обратной ветви характеристики. Ввиду большого диапазона величины прямых и обратных токов и напряжений в установке используются либо «слепые», либо многопредельные регистрирующие приборы. В первом случае регистрация осуществляется в делениях шкал, а перевод в значения токов и напряжений производится с помощью таблицы, нанесенной на лицевой панели блока. Переключение прямой и обратной ветви осуществляется переключателем П2 на лицевой панели. Полученные результаты записываются в таблицу.The type of diode is selected by switching on the P1 “Ge-Si” toggle switch, while the signal lamp lights up for the corresponding diode. The voltage on the diode is changed by a potentiometer R and an ammeter records the current on the forward and reverse branches of the characteristic. Due to the large range of forward and reverse currents and voltages in the installation, either “blind” or multi-limit recording devices are used. In the first case, registration is carried out in scale divisions, and translation into the values of currents and voltages is performed using the table on the front panel of the unit. The forward and reverse branches are switched by switch P2 on the front panel. The results are recorded in a table.

Цель следующей работы: изучение основных теоретических положений геометрической оптики, способов контроля изображений в линзах и простейших оптических приборах, экспериментальное определение различными способами фокусного расстояния линзы.The purpose of the next work: the study of the basic theoretical principles of geometric optics, methods for monitoring images in lenses and simple optical devices, experimental determination of the focal length of the lens in various ways.

Описание лабораторной установки (фиг.22) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (Fig.22) and the sequence of measurements.

Все принадлежности для выполнения работы собраны на оптической скамье 73: рейтер с двояковыпуклой линзой 74, рейтер с электрической All accessories for the work are assembled on optical bench 73: a Reuters with a biconvex lens 74, a Reuters with an electric

лампочкой в специальном кожухе - осветитель 75, рейтер с экраном 76. Расстояния отсчитываются по линейке 77 с помощью указателей 78.a light bulb in a special casing - illuminator 75, a raider with a screen 76. Distances are counted according to ruler 77 using indicators 78.

Определение фокусного расстояния по формуле линзы.Determination of focal length by the lens formula.

Экран с масштабом помещается на достаточно большом расстоянии от предмета, линза ставится между ними и передвигается до тех пор, пока на экране не получится совершенно отчетливое изображение предмета. Зафиксировав с помощью указателей и линейки положение линзы, экрана и предмета, передвигают рейтер с линзой и экраном в другое положение и получают вновь изображение предмета на экране, подбирая соответствующее положение линзы (фиг.23).A screen with a scale is placed at a sufficiently large distance from the subject, the lens is placed between them and moves until a completely distinct image of the subject is obtained on the screen. Having fixed with the help of pointers and a ruler the position of the lens, the screen and the object, move the Reuters with the lens and the screen to another position and get the image of the object on the screen again, choosing the corresponding lens position (Fig. 23).

Ввиду неточности визуальной оценки резкости изображения, измерение рекомендуется повторять не менее 5 раз. Кроме того, в данном способе полезно проделать часть измерений при увеличенном, а часть -при уменьшенном изображении. Данные измерений заносятся в таблицу.Due to the inaccuracy of the visual assessment of the sharpness of the image, the measurement is recommended to be repeated at least 5 times. In addition, in this method, it is useful to perform part of the measurements with an enlarged, and part with a reduced image. The measurement data are entered in the table.

Цель следующей работы: изучение дифракции и поляризации света, определение длины световой волны в дифракционном опыте на решетке, исследование вращения плоскости поляризации.The purpose of the next work: study of diffraction and polarization of light, determination of the wavelength of light in a diffraction experiment on a grating, study of the rotation of the plane of polarization.

Описание лабораторной установки (фиг.24) и последовательность проведения эксперимента.Description of the laboratory setup (Fig.24) and the sequence of the experiment.

Принадлежности лабораторной установки устанавливаются на оптической скамье 73, на которой на рейтере закреплен осветитель 75. В комплект принадлежностей входят две специально съемные головки: одна для изучения дифракции, другая - поляризации света. Каждая из головок закрепляется поочередно на рейтере.Accessories of the laboratory setup are mounted on optical bench 73, on which a illuminator 75 is mounted on the reader. The accessory kit includes two specially removable heads: one for studying diffraction and the other for polarizing light. Each of the heads is fixed in turn on the reader.

Изучение дифракционного спектра и определение длины световой волны.Study of the diffraction spectrum and determination of the wavelength of light.

Эксперимент проводится в такой последовательности. Передвижением осветителя по скамье устанавливается наиболее четкий дифракционный спектр.The experiment is carried out in such a sequence. By moving the illuminator on the bench, the most clear diffraction spectrum is established.

По линейке отсчитывается расстояние между двумя первыми максимумами, расположенными по обе стороны щели, соответствующими The ruler counts the distance between the first two maxima located on both sides of the gap corresponding to

крайней фиолетовой границе спектра. Полученный результат делится на два, то есть определяется расстояние а от центрального до первого максимума и данные заносятся в таблицу.extreme violet border of the spectrum. The result is divided into two, that is, the distance a is determined from the central to the first maximum and the data are entered in the table.

По линейке отсчитывается расстояние от экрана до решетки b.The ruler measures the distance from the screen to the grill b.

Опыт повторяется еще 2-3 раза после изменения положения экрана относительно дифракционной решетки, находятся соответствующие значения а и b и записываются в таблицу.The experiment is repeated 2-3 more times after changing the position of the screen relative to the diffraction grating, the corresponding values of a and b are found and are recorded in the table.

Аналогичные измерения проводятся для красной границы спектра.Similar measurements are carried out for the red border of the spectrum.

Опыт повторяется для спектров 1-го и 2-го порядков и результаты записываются в таблицу.The experiment is repeated for spectra of the 1st and 2nd orders and the results are recorded in a table.

Цель следующей работы: измерение работы выхода электронов из катода вакуумного фотоэлемента и проверка закона Столетова.The purpose of the next work: measuring the work function of the electrons from the cathode of a vacuum photocell and checking the Stoletov law.

Для исследования фотоэффекта применяется установка, схематически изображенная на фиг.25.To study the photoelectric effect, the apparatus shown schematically in FIG. 25 is used.

Пластинка 79 - катод, из которой освобождаются фотоэлектроны, присоединена к отрицательному полюсу батареи, второй полюс которой соединен через потенциометр и гальванометр с пластинкой 80 - анодом. Обе пластинки заключены в сосуд, из которого откачивается воздух для того, чтобы столкновения электронов с молекулами газа не вносили осложнения в наблюдаемые явления, а также для того, чтобы предохранить пластинки от окисления. Излучение, падающее на пластинку 79, проникает через кварцевое окошко 81. Электроны, вылетающие из катода, попадают в электрическое поле между катодом и анодом. Напряжение между катодом и анодом можно изменять перемещением движка потенциометра 82. Если поле достаточно сильное и направлено от анода к катоду, то все вылетевшие электроны достигают анода - через гальванометр течет ток насыщения.Plate 79 — the cathode from which the photoelectrons are released — is attached to the negative pole of the battery, the second pole of which is connected via a potentiometer and a galvanometer to plate 80 — the anode. Both plates are enclosed in a vessel from which air is pumped out so that collisions of electrons with gas molecules do not complicate the observed phenomena, and also in order to protect the plates from oxidation. The radiation incident on the plate 79 penetrates through the quartz window 81. Electrons emitted from the cathode enter the electric field between the cathode and the anode. The voltage between the cathode and anode can be changed by moving the potentiometer slider 82. If the field is strong enough and directed from the anode to the cathode, then all the emitted electrons reach the anode — a saturation current flows through the galvanometer.

Описание лабораторной установки (фиг.26} и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (Fig.26} and the sequence of measurements.

При соединении положительного полюса батареи с катодом 79, а отрицательного - с анодом 80 электрическое поле между катодом и анодом изменяет направление и препятствует движению электронов в сторону анода (нормальное направление поля показано сплошным, а задерживающее - штриховым вектором на фиг.25).When connecting the positive pole of the battery with the cathode 79, and the negative with the anode 80, the electric field between the cathode and the anode changes direction and prevents the electrons from moving toward the anode (the normal direction of the field is shown as solid and the delaying direction as a dashed vector in Fig. 25).

Если работа по преодолению задерживающего потенциала равна кинетической энергии самых быстрых электронов, освобожденных с катода при фотоэффекте, то:If the work to overcome the delay potential is equal to the kinetic energy of the fastest electrons released from the cathode during the photoelectric effect, then:

. .

При этом сила тока в цепи фотоэлемента равна нулю. Исходя из уравнения Эйнштейна и условия запирания фототока, можно записать:In this case, the current strength in the photocell circuit is zero. Based on the Einstein equation and the conditions for locking the photocurrent, we can write:

hv=A+eV.hv = A + eV.

Из выражения следует, что по известной частоте света и напряжению запирания тока в цепи фотоэлемента U, можно рассчитать работу выхода А с катода фотоэлемента:From the expression it follows that from the known light frequency and the current blocking voltage in the photocell circuit U, it is possible to calculate the work function A from the cathode of the photocell:

В данной работе в качестве источника света используют обычно электрическую лампу накаливания 75, установленную на рейтере оптической скамьи 73. Спектр ее излучения сплошной. Для выделения из сплошного спектра излучения известной частоты используют цветные сменные светофильтры из оптического стекла, установленные в специальную кассету 83. Фотоэлемент помещен в защитный светонепроницаемый корпус (фиг.26).In this work, an electric incandescent lamp 75 is usually used as a light source. It is mounted on the optical bench reader 73. Its emission spectrum is continuous. To isolate a known frequency from a continuous spectrum of radiation, color interchangeable optical glass filters are used, which are installed in a special cassette 83. The photocell is placed in a protective lightproof housing (Fig. 26).

Электрическая схема лабораторной установки и ее общий вид представлены на фиг.26. Для питания лампы накаливания и измерительной схемы установки используются специальные блоки питания. Регулировка напряжения на фотоэлементе осуществляется потенциометром R, ручка которого выведена на переднюю панель электронного блока.The electrical circuit of the laboratory setup and its General view are presented in Fig.26. Special power supplies are used to power the incandescent lamp and the measuring circuit of the installation. The voltage regulation on the photocell is carried out by potentiometer R, the handle of which is displayed on the front panel of the electronic unit.

Определение работы выходаDefinition of work function

Переключатель П ставится в положение «ОБР».The switch P is placed in the "OBR" position.

Включается лампа 75, в окошко перед фотоэлементом вдвигается один из светофильтров, потенциометром R плавно увеличивается напряжение, подаваемое на фотоэлемент, и фиксируется то его значение U, при котором происходит запирание фототока в цепи, то есть сила тока через гальванометр становится равной нулю. Измерения проделываются не менее пяти раз и данные записываются в таблицу.The lamp 75 is turned on, one of the filters is pushed into the window in front of the photocell, the voltage supplied to the photocell smoothly increases and its value U is fixed at which the photocurrent is locked in the circuit, i.e. the current through the galvanometer becomes zero. Measurements are taken at least five times and data is recorded in a table.

Можно поменять светофильтр и проделать те же измерения.You can change the filter and make the same measurements.

Цель следующей работы: изучение явления радиоактивности, знакомство с методами регистрации радиоактивного излучения, измерение радиационного фонаThe purpose of the following work: studying the phenomenon of radioactivity, getting acquainted with methods for recording radioactive radiation, measuring the background radiation

Описание лабораторной установки (фиг.2 7) и последовательность проведения измерений.Description of the laboratory setup (Fig.2 7) and the sequence of measurements.

Основным конструктивным элементом установки является бытовой дозиметр-радиометр АНРИ-01-02 «Сосна», предназначенный для измерения мощности дозы гамма-излучения, измерения плотности потока бета-излучения и оценки объемной активности радионуклидов в веществах. Имеет следующие характеристики.The main structural element of the installation is the ANRI-01-02 Sosna household dosimeter-radiometer, designed to measure the dose rate of gamma radiation, measure the beta radiation flux density and evaluate the volumetric activity of radionuclides in substances. It has the following characteristics.

1. Диапазон измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения - 0,010-9,999 мР/ч.1. The range of measurement of the exposure dose rate of gamma radiation is 0.010-9.999 mR / h.

2. Диапазон измерения плотности потока бета-излучения загрязненных поверхностей - 10-5000 част/см^мин или 1,66 103 - 8,33-Ю5 2. The measurement range of the beta radiation flux density of contaminated surfaces is 10-5000 part / cm ^ min or 1.66 10 3 - 8.33-U 5

l/M^C.l / M ^ C.

3. Диапазон энергий гамма-излучения 0,06 - 1,25 МэВ (9,6-200 фДж).3. The energy range of gamma radiation of 0.06 - 1.25 MeV (9.6-200 fJ).

4. Диапазон энергий бета-излучения 0,5 - 3 МэВ (80 - 560 фДж).4. The energy range of beta radiation of 0.5 - 3 MeV (80 - 560 fJ).

5. Время измерения 20 ± 5 с.5. Measurement time 20 ± 5 s.

Для выполнения дополнительного задания радиометр может быть вмонтирован в каркас типа «свинцовый домик», в котором предусмотрена кассета для поглощающих элементов в виде набора свинцовых пластин.To perform an additional task, the radiometer can be mounted in a frame of the "lead house" type, which provides a cartridge for absorbing elements in the form of a set of lead plates.

3535

Радиометр имеет следующие органы управления на лицевой панели (фиг.27): цифровое жидкокристаллическое табло 84, переключатель режима работы 85, кнопку контроля работоспособности прибора 86, кнопку «пуск» включения измерения 87, выключатель питания 88, кнопку «стоп» выключения измерения 89.The radiometer has the following controls on the front panel (Fig. 27): a digital liquid crystal display 84, an operating mode switch 85, an instrument health monitoring button 86, a start button for measuring 87, a power switch 88, a stop button for measuring 89 off.

Проверка исправности работы прибора осуществляется следующим образом. Переключатель режима работы устанавливается в положение «МД», нажимается кнопка «контроль» и удерживается в нажатом состоянии, а затем кнопкой «пуск» запускается счетчик импульсов. За время измерения 20 ± 5 с, автоматически задаваемое таймером прибора, на цифровом табло при исправной работе прибора высвечивается число 1.024. Окончание отсчета сопровождается коротким звуковым сигналом.Checking the operation of the device is as follows. The operating mode switch is set to the “MD” position, the “control” button is pressed and held down, and then the pulse counter is started with the “start” button. During the measurement time 20 ± 5 s, automatically set by the device timer, the number 1.024 is displayed on the digital display when the device is working properly. The end of the countdown is accompanied by a short beep.

Claims (23)

1. Комплект лабораторного оборудования для физического практикума, содержащий установки для проведения лабораторных работ, при этом каждая установка включает по меньшей мере одно устройство для изучения закона, или явления, или процесса, или для определения физической величины в одной из областей физики, такой как механика, колебания и волны, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, волновая оптика, основы атомной и ядерной квантовой физики, основы физики твердого тела, а все установки включают указанные устройства для изучения законов, или явлений, или процессов, или определения физических величин во всех указанных областях физики.1. A set of laboratory equipment for a physical workshop, containing installation for laboratory work, each installation includes at least one device for studying the law, or phenomenon, or process, or for determining the physical quantity in one of the areas of physics, such as mechanics , vibrations and waves, molecular physics and thermodynamics, electricity and magnetism, wave optics, fundamentals of atomic and nuclear quantum physics, fundamentals of solid state physics, and all installations include these devices to study the laws and phenomena or processes, or to determine the physical quantities in all these areas of physics. 2. Комплект по п.1, в котором установки выполнены с открытой компоновкой элементов для обеспечения возможности наглядной демонстрации происходящих в устройствах процессов.2. The kit according to claim 1, in which the installation is made with an open layout of the elements to enable visual demonstration of the processes occurring in the devices. 3. Комплект по любому из пп.1 и 2, который дополнительно включает средства для измерения линейных размеров, плоских углов, времени и температуры, силы токов или величин напряжений.3. A kit according to any one of claims 1 and 2, which further includes means for measuring linear dimensions, flat angles, time and temperature, current strength or voltage values. 4. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов механики является устройство для изучения законов сохранения импульса и энергии, включающее маятник в виде закупоренной с одного конца трубки, соединенной посредством подвеса с горизонтальным стержнем штатива, средство для придания маятнику колебательного движения, выполненное в виде пистолета с пулей, установленного на опоре с возможностью попадания пули в центр трубки, и средств измерения величины перемещения трубки в продольной плоскости и угла отклонения подвеса от вертикали, последнее из которых установлено на горизонтальном стержне штатива.4. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of mechanics is a device for studying the laws of conservation of momentum and energy, including a pendulum in the form of a tube plugged from one end connected via a suspension to a horizontal tripod rod, means to give the pendulum an oscillatory movement, made in the form of a pistol with a bullet mounted on a support with the possibility of a bullet hitting the center of the tube, and means of measuring the magnitude of the tube moving in the longitudinal plane and the angle of deviation Nia suspension from vertical, the last of which is mounted on a horizontal rod tripod. 5. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов механики является устройство для изучения процесса упругого удара, включающее два шарика, имеющих разную массу, соединенных с горизонтальным стержнем штатива посредством бифилярных подвесов с условием обеспечения соприкосновения поверхностей шариков и нахождения их центров на одном уровне, и средство для измерения величины отклонения шариков, закрепленное на основании штатива в плоскости их колебания.5. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of mechanics is a device for studying the process of elastic impact, comprising two balls with different weights connected to a horizontal tripod rod by means of bifilar suspensions with the condition of ensuring contact of surfaces balls and finding their centers at the same level, and a means for measuring the deflection of the balls, mounted on the base of the tripod in the plane of their oscillations. 6. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов механики является устройство для изучения процесса свободного падения, включающее штатив с установленным на нем с возможностью перемещения в продольном направлении электромагнитом, связанным электрической цепью с блоком питания, выключателем и секундомером, линейку, установленную вдоль штатива и шарик.6. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of mechanics is a device for studying the free fall process, including a tripod with an electromagnet mounted on it with the possibility of moving in the longitudinal direction, connected by an electric circuit to the power supply unit, switch and stopwatch, a ruler mounted along a tripod and a ball. 7. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов колебаний является устройство для изучения гармонических колебаний на примере колебания математического маятника, включающее штатив с горизонтальным стержнем, к которому на длинной нити подвешен шарик, и установленную на основании штатива под шариком линейку.7. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of oscillations is a device for studying harmonic oscillations using the example of the oscillation of a mathematical pendulum, including a tripod with a horizontal rod, to which a ball is suspended on a long thread, and mounted on the base of the tripod under the ball ruler. 8. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов колебаний является устройство для изучения волновых явлений и процессов на примере колебания струны, включающее штатив, на горизонтальном стержне которого установлен вибратор, к язычку которого прикреплен один конец струны, на другом конце которой закреплен груз, при этом обмотка вибратора соединена с генератором, выполненным с возможностью изменения его частоты.8. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of vibrations is a device for studying wave phenomena and processes using the example of string vibrations, including a tripod, on the horizontal rod of which a vibrator is mounted, one end is attached to its tongue a string, at the other end of which a load is fixed, while the vibrator winding is connected to a generator configured to change its frequency. 9. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для измерения газовой постоянной, включающее закрепленный на штативе прибор, состоящий из сосуда с водой и нескольких продольно установленных трубок, имеющих одинаковые сечения и последовательно соединенных гибкими шлангами с возможностью заполнения трубок водой, и манометр.9. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for measuring the gas constant, including a device mounted on a tripod, consisting of a vessel with water and several longitudinally installed tubes having the same cross section and sequentially connected by flexible hoses with the possibility of filling the tubes with water, and a manometer. 10. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для измерения теплоемкости жидкости, включающее калориметр в виде сосуда с теплоизолированными стенками и крышкой, выполненный с возможностью его заполнения жидкостью, термометр, мешалку и нагреватель, установленный в жидкости.10. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for measuring the heat capacity of a liquid, comprising a calorimeter in the form of a vessel with heat-insulated walls and a lid, made with the possibility of filling it with liquid, a thermometer, a stirrer and heater installed in the liquid. 11. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения вязкости жидкости, включающее заполненный жидкостью цилиндрический сосуд с прозрачными стенками, на которые на расстоянии друг от друга нанесены горизонтальные метки, и шарик соответствующего диаметра.11. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the viscosity of a liquid, comprising a cylindrical vessel filled with liquid with transparent walls, on which horizontal marks are applied at a distance from each other, and a ball appropriate diameter. 12. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, включающее пружину, одним концом закрепленную на горизонтальном стержне штатива, а другим соединенную со средством для размещения груза и закрепленным под ним кольцом, сосуд с жидкостью, установленный с возможностью взаимодействия с указанным кольцом, и средство для измерения линейных размеров, закрепленное на стойке штатива.12. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the surface tension coefficient of a liquid, comprising a spring, one end fixed to a horizontal tripod rod, and the other connected to means for accommodating the load and a ring fixed under it, a vessel with a liquid, installed with the possibility of interaction with the specified ring, and means for measuring linear dimensions, mounted on a tripod rack. 13. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов электричества является устройство для изучения электроизмерительного прибора, магнитоэлектрического, электромагнитного, электродинамического или электростатического типа, состоящее из электрической схемы, содержащей добавочные сопротивления и шунты, которые посредством переключателей подсоединены к электроизмерительным приборам с возможностью изменения условий измерений и градуировки.13. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of electricity is a device for studying an electrical measuring device, magnetoelectric, electromagnetic, electrodynamic or electrostatic type, consisting of an electrical circuit containing additional resistances and shunts, which switches connected to electrical measuring devices with the ability to change the conditions of measurement and calibration. 14. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения электроемкости конденсатора, содержащее электрическую схему, включающую конденсаторы эталонной и измеряемой емкости, переключатель для их включения в цепь заряда или разряда и ряд последовательно и параллельно включенных в цепь конденсаторов и переключатель для их включения в цепь заряда или разряда.14. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the electric capacity of a capacitor, comprising an electrical circuit including capacitors of a reference and measured capacitance, a switch for including them in a charge or discharge circuit, and a series series and parallel connected capacitors and a switch for their inclusion in the charge or discharge circuit. 15. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов электричества является устройство для изучения законов постоянного и переменного тока, содержащее электрическую схему, включающую два амперметра, два вольтметра, несколько последовательно и параллельно соединенных сопротивлений и два переключателя.15. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of electricity is a device for studying the laws of direct and alternating current, containing an electrical circuit including two ammeters, two voltmeters, several series and parallel connected resistances and two switch. 16. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения магнитного поля катушки с током, состоящее из основания, на котором смонтирована катушка, соединенная с источником питания, и штатив, горизонтальный стержень которого установлен соосно катушке, при этом на указанном стержне с возможностью перемещения вдоль него установлена магнитная стрелка.16. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the magnetic field of a coil with current, consisting of a base on which a coil connected to a power source is mounted, and a tripod, a horizontal rod which is mounted coaxially with the coil, while a magnetic arrow is mounted on said rod with the possibility of movement along it. 17. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, состоящее из двух штативов, на острие одного из которых установлена пластина с двумя трубками, установленными с противоположных ее сторон для размещения в одной трубке намагниченного стержня в виде спицы, а в другой - уравновешивающего первый немагнитного стержня, при этом стойка второго штатива выполнена из немагнитного материала и соединена с возможностью перемещения вдоль нее со вторым намагниченным стержнем в виде спицы.17. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the horizontal component of the Earth’s magnetic field, consisting of two tripods, on the edge of one of which is a plate with two tubes mounted from the opposite its sides for placement in one tube of a magnetized rod in the form of a spoke, and in the other - balancing the first non-magnetic rod, while the rack of the second tripod is made of non-magnetic material and is connected to the type of movement along it with a second magnetized rod in the form of a spoke. 18. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения скорости распространения электромагнитных волн вдоль двухпроводной линии, содержащее электрическую схему, в которой к выходу электронного осциллографа подключены концы двухпроводной линии, к которым подключен выход генератора.18. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the propagation velocity of electromagnetic waves along a two-wire line, containing an electrical circuit in which the ends of the two-wire line are connected to the output of the electronic oscilloscope, to which generator output connected. 19. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов электричества является устройство для изучения электрических свойств полупроводников, содержащее электрическую схему, включающую два параллельно подсоединенных диода, выполненных из разных материалов, потенциометр для измерения напряжения на каждом диоде, амперметр для регистрации силы тока на прямой и обратной ветви характеристики, переключение между которыми осуществлено с помощью переключателя.19. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of electricity is a device for studying the electrical properties of semiconductors, containing an electrical circuit including two parallel-connected diodes made of different materials, a potentiometer for measuring voltage on each diode, ammeter for recording the current strength on the forward and reverse branches of the characteristic, switching between which is carried out using a switch. 20. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для определения физической величины является устройство для определения фокусного расстояния линзы, состоящее из основания с направляющими, на которых обособленно друг от друга установлены три подставки, на центральной из которых закреплена двояковыпуклая линза, а на двух других - источник света в виде лампы, заключенной в кожух, и экран с масштабной сеткой.20. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for determining the physical quantity is a device for determining the focal length of the lens, consisting of a base with guides on which three stands are mounted separately from each other, on the central of which is fixed a biconvex lens, and on the other two - a light source in the form of a lamp enclosed in a casing, and a screen with a large-scale grid. 21. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения законов волновой оптики является устройство для изучения дифракции и поляризации света, состоящее из основания с направляющими, на которых обособленно друг от друга установлены три подставки, на центральной из которых закреплены съемная головка для изучения дифракции или поляризации света, а на двух других - источник света в виде лампы, заключенной в кожух, и экран с масштабной сеткой.21. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the laws of wave optics is a device for studying diffraction and polarization of light, consisting of a base with guides on which three stands are mounted separately from each other, on the central which a removable head is fixed for studying the diffraction or polarization of light, and on the other two - a light source in the form of a lamp enclosed in a casing, and a screen with a large-scale grid. 22. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения основ квантовой физики является устройство для изучения внешнего фотоэффекта, состоящее из вакуумного фотоэлемента, катод которого соединен с отрицательным полюсом батареи электрической цепи, а анод через потенциометр и гальванометр - соответственно с положительным полюсом батареи, при этом фотоэлемент имеет окошко со светофильтром, установленное с возможностью прохождения через него световых лучей от источника излучения и попадания их на анод.22. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the basics of quantum physics is a device for studying an external photoelectric effect, consisting of a vacuum photocell, the cathode of which is connected to the negative pole of the battery of the electric circuit, and the anode through a potentiometer and galvanometer - respectively, with the positive pole of the battery, while the photocell has a window with a light filter installed with the possibility of passing through it light rays from the radiation source and getting them on the anode. 23. Комплект по любому из пп.1 и 2, в котором одним из устройств для изучения явлений радиоактивности является устройство для изучения радиационного фона, содержащее прибор, в каркас которого вмонтирован радиометр.23. A kit according to any one of claims 1 and 2, in which one of the devices for studying the phenomena of radioactivity is a device for studying the background radiation, comprising a device in the frame of which a radiometer is mounted.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003134437/22U 2003-11-27 2003-11-27 LABORATORY EQUIPMENT KIT FOR PHYSICAL PRACTICE RU41907U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134437/22U RU41907U1 (en) 2003-11-27 2003-11-27 LABORATORY EQUIPMENT KIT FOR PHYSICAL PRACTICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134437/22U RU41907U1 (en) 2003-11-27 2003-11-27 LABORATORY EQUIPMENT KIT FOR PHYSICAL PRACTICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU41907U1 true RU41907U1 (en) 2004-11-10

Family

ID=38314824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003134437/22U RU41907U1 (en) 2003-11-27 2003-11-27 LABORATORY EQUIPMENT KIT FOR PHYSICAL PRACTICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU41907U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lüders Pohl's Introduction to physics
RU103957U1 (en) DEMONSTRATION SYSTEM FOR THE STUDY OF PHYSICAL PHENOMENA "UNIVERSAL"
Evans A new type of magnetic balance
RU41907U1 (en) LABORATORY EQUIPMENT KIT FOR PHYSICAL PRACTICE
Faller Precision Measurement of the Acceleration of Gravity: Measurements of g have always made maximum use of the available technology in measurement of length and time.
McKeehan Pendulum magnetometer for crystal ferromagnetism
Gillies Resource Letter MNG‐1: Measurements of Newtonian gravitation
Kuzmenko et al. Laboratory workshop for the general physics course: tutorial for cadets/students
Crundell et al. Cambridge International AS and A Level Physics 2nd ed
Galison Theoretical predispositions in experimental physics: Einstein and the gyromagnetic experiments, 1915-1925
Riley Problems for physics students: with hints and answers
Arora B. Sc. Practical Physics
Brewer et al. Pohl's Introduction to Physics: Volume 2: Electrodynamics and Optics
Giri Physics Laboratory Manual for Engineering Undergraduates
Golin Introducing fundamental physical experiments to students
Chaffee et al. Physical Laboratory Manual
Bedford Practical Physics
Sabine A student's manual of a laboratory course in physical measurements
Hammond A laboratory manual of elementary college physics
Tory A Manual of Laboratory Physics
Breithaupt Oxford International AQA Examinations: International A Level Physics
Klopsteg The Application of Spark Recording to Experiments in Mechanics
Gibbs My Revision Notes: AQA A-level Physics
EDUCATION United Republic of Tanzania
Tweeten PHYSICS FOR IOWA SCHOOLS.

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20051128