Лабораторний практикум з основного курсу фізики

Визначення динамічної в'язкості рідини методом Стокса. Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом відриву кільця. Визначення опору провідника за допомогою амперметра та вольтметра. Дослідження резонансних характеристик коливального контуру.

Рубрика Физика и энергетика
Вид методичка
Язык украинский
Дата добавления 21.05.2015
Размер файла 2,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Оскільки нелінійні властивості неонової лампи визначається фізикою газового розряду, розглянемо процеси в газовому розряді докладніше.

За звичайних умов атоми інертного газу нейтральні, тому поява на електродах лампи різниці потенціалів не призведе до виникнення електричного струму - немає вільних носіїв заряду. Для протікання струму необхідно, щоб у газі були заряджені частинки - іони. Реально в об`ємі неонової лампи існує певна кількість іонів, народжених радіоактивними променями різного походження: космічні промені, випромінювання радіоактивних ядер, розсіяних як у земній корі, так і в матеріалах, з яких виготовлено елементи установки. Наявність таких іонів, зумовлених зовнішнім іонізатором, призводить до виникнення несамостійного газового розряду, але величина струму надзвичайно мала і на роботу установки не впливає.

Електричний розряд в газі, який існує і без зовнішнього іонізатора, називають самостійним газовим розрядом. Для його виникнення необхідно, щоб розряд сам породжував потрібну кількість іонів. Головне джерело цих іонів - ударна іонізація атомів електронами. Коли напруга на неоновій лампі стає настільки великою, що народжені радіоактивними променями електрони прискорюються на довжині вільного пробігу до такої швидкості, що здатні іонізувати атоми при зіткненні з ними, то виникають вторинні електрони та іони. Вторинні електрони, в свою чергу, іонізують нові атоми. Таким чином, виникає лавиноподібний процес, при якому електрони рухаються до анода, а іони - до катода. Іони вибивають з катода електрони (явище вторинної іон-електронної емісії), які стають джерелом нового лавиноподібного процесу. Електрони не тільки іонізують, а й збуджують атоми. Свічення збуджених атомів є характерною ознакою самостійного газового розряду.

Таким чином, необхідна умова існування самостійного газового розряду - наявність такої напруженості електричного поля, при якій електрони на довжині вільного пробігу набувають енергії більшої або рівної енергії іонізації атомів :

. (4.4.1)

До виникнення самостійного газового розряду напруженість поля пов'язана з напругою на лампі та відстанню між електродами :

. (4.4.2)

З виразів (4.4.1) та (4.4.2) отримаємо напругу запалювання (спалахування) лампи:

. (4.4.3)

При самостійному розряді наявність великої кількості іонів призводить до виникнення в області катода електричного поля із значно більшою напруженістю, ніж це випливає із (4.4.2). Внаслідок цього розряд у лампі можливий при більш низьких значеннях напруги на електродах. Напруга , при якій самостійний розряд вже не може існувати, називається напругою гасіння. Вона завжди менша, ніж .

Розглянемо роботу релаксаційного генератора. При замиканні кола (рис. 4.4.1) конденсатор почне заряджатись. Тривалість зарядки конденсатора тим більша, чим більші ємність та опір резистора . Закон наростання напруги на конденсаторі можна визначити з таких міркувань.

У будь-який момент часу напруга на конденсаторі

, (4.4.4)

де струм зарядки у колі:

. (4.4.5)

З (4.4.4) та (4.4.5) отримаємо:

. (4.4.6)

Якщо врахувати, що при та , то після інтегрування рівняння (4.5.6) отримаємо залежність напруги від часу:

. (4.4.7)

1

Графік залежності напруги на конденсаторі показано на рисунку 4.4.2 (крива OBN) . Напруга на конденсаторі асимптотично прямує до ЕРС джерела струму , але, коли (точка В на рис. 4.4.2), у лампі виникає самостійний розряд і її внутрішній опір різко зменшується. В результаті конденсатор починає швидко розряджатись через лампу. Конденсатор розряджається лише частково, бо коли (точка М), лампа гасне і її опір стає дуже великим. В результаті конденсатор знову має змогу заряджатись від джерела струму.

Таким чином, виникають періодичні цикли зарядки - розрядки конденсатора. Оскільки при зарядці напруга на конденсаторі носить релаксаційний характер, ці коливання називаються релаксаційними. Релаксаційні коливання - частковий випадок негармонічних коливальних процесів.

З рисунку 4.4.2 випливає, що періодом релаксаційних коливань є час між сусідніми однаковими фазами напруги. На досліді його зручно визначати як час між двома послідовними спалахами лампи. З рівняння (4.4.7) можна отримати:

, (4.4.8)

де константу визначають параметри неонової лампи та джерела струму. ЇЇ можна визначити експериментально, використовуючи відомі значення та вимірюючи для кожного значення відповідний період коливань . Якщо далі побудувати графік , то за відомим тангенсом кута нахилу можна визначити . За допомогою релаксаційного генератора можна визначити невідому ємність за формулою

. (4.4.9)

В даній лабораторній роботі всі елементи схеми закріплено на одному лабораторному щиті.

Хід роботи

1. Приєднати до схеми генератора один із конденсаторів з відомою ємністю. Ввімкнути джерело струму і визначити час 20...30 послідовних спалахів лампи.

2. Повторити операції п. 1 п'ять разів, приєднуючи паралельно та послідовно 1-3 інші конденсатори різної ємності.
Увага! Доторкатись до схеми можна лише після повної розрядки конденсаторів.

3. За отриманими даними побудувати графік .

4. За нахилом графіка визначити .

5. Визначити загальну ємність паралельно та послідовно приєднаних 2-3 конденсаторів та порівняти з теоретичними значеннями.

Контрольні запитання

1. Які коливання називають релаксаційними?

2. Умови виникнення самостійного газового розряду в газі.

3. Чи є гармонічними релаксаційні коливання?

4. Як змінюється в часі зарядний струм у колі?

5. Чи зміниться амплітуда релаксаційних коливань при зміні опору зарядного резистора?

6. Що визначає швидкість зарядки конденсатора?

7. Чому величина більша від ?

8. Чи можна віднести релаксаційний генератор до автоколивних систем?

Розділ 5. Оптика

Лабораторна робота № 5.1. ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ БІПРИЗМИ ФРЕНЕЛЯ

Мета роботи - вивчити явище інтерференції світла, визначити довжину світлової хвилі за допомогою біпризми Френеля.

Для виконання роботи слід вивчити такий теоретичний матеріал: сферичні та лінійні хвилі, фронт хвилі; інтерференція світла; когерентність, способи одержання когерентного світла; інтерференційна картинка, умови утворення максимумів та мінімумів, різниця ходу променів

[1 §§ 153, 171-173,175; 2 §§ 119-121; 3 §§ 119,121; 4 §§ 171, 173, 174]

Визначення довжини світлової хвилі в даній роботі базується на явищі інтерференції світла. Інтерференція - це накладання когерентних хвиль, внаслідок чого відбувається перерозподіл інтенсивності світлового потоку в просторі.

Для здійснення інтерференції світла необхідно отримати когерентні світлові пучки. Когерентність - це узгоджене протікання в часі декількох хвильових процесів, при якому частоти коливань однакові, а різниця початкових фаз джерел світла залишається незмінною.

Природні джерела оптичного випромінювання складається з великої кількості атомів, які випромінюють фактично незалежно один від одного. Крім того, атоми випромінюють достатньо короткі світлові імпульси тривалістю порядку ф ~ 10 нс з випадковими початковими фазами. Таке випромінювання атомів у вигляді окремих світлових імпульсів називають хвильовим цугом. Середня тривалість одного цуга - час когерентності фког , а відстань, яку проходить світло у вакуумі за час когерентності . Когерентність існує лише у межах одного цуга, а тому прилад зафіксує інтерференцію, коли оптична різниця ходу Д між променями менша довжини когерентності.

Існує також поняття просторової когерентності, тобто обмеження на спостереження інтерференції, яке виникає із-за поперечних розмірів джерела.

Внаслідок обмежень, пов`язаних із часовою і просторовою когерентностями, для спостереження інтерференції слід розбити хвильовий фронт на дві частини і звести їх потім у місці спостереження. У цьому разі в даній точці накладаються два променя від одного і того ж атома. Ці промені когерентні, тому при різниці ходу між ними

,

де виникає максимум освітленості (інтерференційний максимум), а при умові

- мінімум освітленості (інтерференційний мінімум).

Прикладом того, яким чином розбивається хвильовий фронт, а когерентні промені сходяться в даній точці, є біпризма Френеля. Вона являє собою дві з`єднані основами призми з малим заломлюючим кутом (рис. 5.1.1).

1

Біпризму Френеля освітлюють за допомогою вузької щілини, краї якої паралельні ребру біпризми. З рисунку 5.1.1 випливає, що внаслідок заломлення у біпризмі за нею поширюються дві циліндричні світлові хвилі, що неначе виходять з уявних зображень щілини та .

Оскільки ці пучки утворюються з одного фронту, вони є когерентними, а тому там, де вони перекриваються (заштрихована область), буде спостерігатись інтерференція.

1

Для розрахунку параметрів інтерференційної картини (рис. 5.1.2) розглянемо промені та , що попадають у точку екрана від кожного з джерел.

Якщо врахувати, що , то з рисунку 5.1.2 випливає, що оптична різниця ходу дорівнює:

, (5.1.1)

де - показник заломлення середовища.

Введемо позначення: ; ; . Якщо різниця ходу становить ціле число довжин хвиль , тоді в точці на екрані буде спостерігатись інтерференційний максимум. Його координати для випадку спостереження в повітрі ():

, (5.1.2)

де - порядок інтерференційного максимуму, причому . Інтерференційному мінімуму відповідає умова

. (5.1.3)

Шириною інтерференційної смуги називають відстань між сусідніми інтерференційними мінімумами:

. (5.1.4)

Таким чином, якщо відомі порядок інтерференційної смуги , відстань від неї до центра інтерференційної картини, та відстань від щілини до екрана , то при відомій відстані між уявними джерелами відповідна довжина хвилі падаючого світла буде:

. (5.1.5)

Величину можна виміряти за допомогою мікрометричної шкали окуляра.

Для визначення відстані b між уявними джерелами S1 та S2 пропонується використати лазер як джерело світла з відомою довжиною хвилі червоного кольору  = 630 нм. Для цього лазерний промінь необхідно пропустити крізь біпризму Френеля. В результаті на екрані буде спостерігатись не одна світла пляма, а дві (рис. 5.1.3).

1

З рисунку 5.1.3 внаслідок подібності трикутників та випливає, що:

. (5.1.6)

По відомим з досліду значеннями та можна визначити , по знайденому значенню - відстань між уявними джерелами:

. (5.1.7)

Величина b характеризує біпризму, тому вона одна й та сама і для випромінювання лазера, і для випромінювання лампи.

Хід роботи

1. Ввімкнути лазер. Поставити на шляху променя біпризму Френеля так, щоб її ребро проходило через центр пучка. Тоді він роздвоїться, і на екрані буде спостерігатись не одна світна пляма, а дві.

2. Виміряти відстань АВ між ними та відстань ОО1 від зображення до біпризми (рис. 5.1.3).

3. Обчислити за формулою (5.1.6).

4. Встановити біпризму Френеля так, щоб її ребро було вертикальним і приблизно паралельним щілині. За біпризмою на відстані 20..30 см від неї встановити окулярний мікрометр (спеціальний мікроскоп). Дивлячись у мікрометр, встановити його так, щоб інтерференційна картина була у центрі поля зору.

5. Інтерференційна картина найчіткіша, коли ребро біпризми паралельне щілині, тому повертаючи біпризму праворуч та ліворуч, добитись чіткості картини. Змінюючи ширину щілини добитись найкращого співвідношення яскравості та чіткості картини.

6. Визначити ціну поділки мікрометричної шкали в окулярі.

7. По обидва боки від незабарвленої центральної смуги розташовані різнокольорові смуги 1, 2 та 3-го порядків. За допомогою мікрометричної шкали слід визначити відстань від центра найяскравішої незабарвленої смуги до кольорових компонент смуг 1-го та 2-го порядків (як правило, добре видно смуги червоного, жовтого та зеленого кольорів).

8. Визначити відстань O1S від біпризми до щілини.

9. За формулою (5.1.7) розрахувати b.

10. Виміряти L - відстань від щілини до об'єктива мікрометра.

11. За формулою (5.1.5) розрахувати .

Контрольні запитання

1. Побудувати хід променів у біпризмі Френеля.

2. Які джерела називають когерентними?

3. Що таке довжина когерентності?

4. Яку величину називають радіусом когерентності?

5. Що таке оптична довжина шляху та оптична різниця ходу?

6. Яким чином та за яких умов виникають інтерференційні максимуми та мінімуми?

7. Яким чином виникають кольори тонких плівок?

8. Яке оптичне явище називають інтерференцією?

9. Чи зміниться ширина інтереференційних смуг при наближенні окулярного мікрометра до біпризми?

Лабораторна робота № 5.2. ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ

Мета роботи - вивчити явище дифракції у випадку дифракційної решітки; визначити за допомогою дифракційної решітки довжину світлової хвилі.

Вказівки до виконання роботи

Для виконання роботи слід вивчити такий матеріал: дифракція хвиль; дифракція в паралельних променях; дифракційна решітка та її характеристики.

[1, т.3 §§ 4.1-4.5; 2, §§ 176-181; 3, §§ 12.4-12.6; 4, т.2 §§ 125-130]

Дифракцією називають явища, пов'язані з огинанням хвилями перешкод, які зустрічаються на їх шляху, або, в більш широкому розумінні - явища, пов'язані з будь-яким відхиленням при розповсюдженні світла від законів геометричної оптики. Якщо ширина перешкоди (наприклад, щілина) буде b, відстань від неї до точки спостереження - l, а довжина хвилі - , то параметр визначає число зон Френеля m, які відкриває дана перешкода. Отже, дифракцію можна спостерігати лише тоді, коли m<<1 (дифракція Фраунгофера) або при m ~ 1 (дифракція Френеля). Якщо m>>1, то реалізуються закони геометричної оптики.

1

Найбільше практичне значення має дифракція, яку спостерігають в паралельних променях (дифракція Фраунгофера) при проходженні світла через одномірну дифракційну решітку (рис. 5.2.1).

Дифракційна решітка - це система паралельних щілин рівної ширини, які лежать в одній площині і розділені рівними по ширині непрозорими проміжками. Якщо а - ширина непрозорої частини, а b - ширина прозорої щілини, то сума d = a має назву сталої (періоду) дифракційної решітки.

Нехай кількість прозорих щілин решітки на одиниці довжини l буде N (число штрихів), то стала дифракційної решітки знаходиться за співвідношенням:

. (5.2.1)

На дифракційну решітку падає плоска світлові хвиля (рис. 5.2.1). Згідно принципу Гюйгенса - Френеля кожна точка цього фронту є джерелом вторинних сферичних когерентних хвиль. Внаслідок цього усі точки кожної щілини випромінюють сферичні хвилі. Візьмемо, наприклад, точки, що лежить біля країв усіх щілин, і розглянемо промені, які випромінюються під кутом ц до напряму поширення плоскої хвилі. Лінза Л буде збирати усі ці промені у відповідній точці О фокальної площини. Освітленість у цій точці буде результатом інтерференції усіх променів. З рисунку 5.2.1 видно, що між променями 1 та 2 виникає різниця ходу

.

Якщо на цій різниці ходу вкладається ціле число довжин хвиль, то виникає інтерференційний максимум. Таким чином, умовою головних дифракційних максимумів є:

, (5.2.2)

де d ? стала решітки; ? кут дифракції; m ? порядок дифракційного максимуму; ? довжина світлової хвилі.

Якщо кути дифракції малі (рис. 5.2.2.), то sin  tg, тобто:

. (5.2.3)

З виразів (5.2.2) та (5.2.3) випливає, що

, (5.2.4)

де л - довжина хвилі джерела світла; - відстань від решітки до екрана; l- відстань від центрального максимуму до дифракційного максимуму m-го порядку; d - стала дифракційної решітки.

В даній лабораторній роботі джерелом світла є ОКГ (лазер).

1

Схему лабораторної установки зображено на рисунку 5.2.2. Випромінювання лазера (ОКГ) проходить крізь дифракційну решітку ДР і створює на екрані Е картину дифракції.

Хід роботи

1. Згідно з інструкцією ввімкнути лазер та отримати у лаборанта набір дифракційних решіток.

2. Визначити кількість штрихів N на одиницю довжини для кожної дифракційної решітки та розрахувати сталу d дифракційної решітки за формулою (5.2.1).

3. Встановити на шляху лазерного променя дифракційну решітку з відомою кількістю штрихів N.

4. Спостерігаючи на екрані картину дифракції, виміряти відстані l1, l2, l3 від центрального максимуму (m=0) до максимумів першого, другого та третього порядків (m=1, 2, 3).

5. Виконати операції пунктів2 ? 3 для кожної дифракційної решітки.

6. Визначити відстань від решітки до екрана L.

7. Обчислити довжину світлової хвилі за формулою (5.2.4) для кожного вимірювання lm.

8. Обчислити середнє значення довжини хвилі сер.

9. Дані занести до таблиці 5.1.1.

Таблиця 5.1.1

Тип решітки

Відстань до максимумів

L, м

л, м

лсер, м

N

d, м

l1, м

l2, м

l3, м

Контрольні запитання

1. Що таке дифракція?

2. Сформулюйте принцип Гюйгенса-Френеля.

3. Що таке когерентність? почасова та просторова когерентності?

4. Які хвилі називають монохроматичними?

5. Чим відрізняється дифракція Фраунгофера від дифракції Френеля.

6. Що таке дифракційна решітка?

7. Характеристики дифракційної решітки.

8. Що таке геометрична і оптична різниця ходу променів? Побудуйте хід променів при дифракції Фраунгофера і покажіть різницю ходу променів.

9. Запишіть умови дифракційних максимумів та мінімумів.

10. Поясніть виникнення дифракційного спектру в білому світлі.

Лабораторна робота № 5.3. Дослідження поляризованого світла

Мета роботи: вивчити явище поляризації світла і методи одержання поляризованих променів, перевірити закон Малюса на прикладі поляроїдів.

Вказівки до виконання роботи

Перед виконанням роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: поляризація світла; поляризація світла при відбиванні та заломленні на межі двох діелектриків; подвійне променезаломлення у кристалах; закон Малюса; поляризаційні прилади.

[1, т.3, §§ 5.1, 5.2, 5.4-5.6; 2, §§ 190-194; 3, §§ 12.7; 4, т.2, §§ 134-136]

Дія світла на середовище переважним чином зумовлена вектором напруженості електричного поля електромагнітної хвилі, тому у оптиці цей вектор називають світловим. Якщо світловий вектор має переважний напрямок коливань, то світло називають поляризованим на відміну від неполяризованого, або природного світла, для якого будь-який напрямок коливань світлового вектора зустрічається з однаковою ймовірністю.

1

При поширенні світлового променя перпендикулярно до сторінки, основні випадки можливих орієнтацій світлового вектора схематично показано на рис. 5.3.1. На рис.5.3.1,а показано природне світло, на рис. 5.3.1,б зображено еліптично-поляризоване світло (світловий вектор переважно коливається у вертикальній площині), а рис.5.3.1,в відповідає лінійно-поляризованому світлу (світловий вектор коливається тільки у одній, жорстко зафіксованій у просторі площині),

Оптичний прилад, при проходженні через який неполяризоване світло стає поляризованим, називається поляризатором. Площина поляризатора - це площина, у якій коливається світловий вектор пучка на виході з поляризатора. Поляризатор також використовують для аналізу стану поляризації світла. У цьому випадку його називають аналізатором.

Якщо площини поляризатора і аналізатора утворюють кут , то при падінні на аналізатор світла інтенсивністю І0 з нього вийде світловий пучок інтенсивністю (закон Малюса):

(5.3.1)

Нехай у загальному випадку на аналізатор падає частково (еліптично) поляризоване світло. Тоді при обертанні аналізатор за законом Малюса інтенсивність світла на виході буде змінюватись від Іmax (площина поляризації світла паралельна до площини аналізатора) до Imin (площина аналізатора перпендикулярна до площини поляризації світла). Стан поляризації світла характеризують ступінню поляризації:

(5.3.2)

Для лінійно-поляризованого світла k=1, для природного світла k=0, а у випадку еліптично поляризованого світла 0<k<1.

Найбільш поширеними є поляризатори, принцип дії яких базується на явищі оптичного дихроїзму. Як відомо, у анізотропних кристалах можуть поширюватись лише лінійно-поляризовані у взаємно-перпендикулярних площинах звичайний і незвичайний промені. У оптично-дихроїчних кристалах коефіцієнт поглинання одного з променів настільки великий, що цей промінь практично повністю поглинається на шляху порядку десяти мікрон і з кристала виходить фактично лінійно-поляризоване світло. Поляроїд - це два скла, між якими розташований тонкий шар орієнтованих у одному напрямі оптично-дихроїчних мікрокристалів.

1

Закон Малюса вивчають на установці, схему якої подано на рисунку 5.3.2. Джерело лінійно-поляризованого світла - лазер. Лазерний промінь проходить крізь аналізатор (поляроїд) А і потрапляє на фотоприймач Ф. Під дією світла у фотоприймачі генерується фото ЕРС, а тому з'єднаний з ним гальванометр Г буде фіксувати струм, пропорційний інтенсивності падаючого світла.

Хід роботи

1. Згідно з інструкцією увімкнути лазер.

2. Встановити аналізатор у початкове положення (00) і занести до табл. 5.3.1 відповідне значення сили струму І.

3. Повертаючи кожного разу аналізатор на кут 15о, визначати силу струму у діапазоні кутів 0...360о. Усі дані занести до табл. 5.3.1.

4. Вимкнути лазер.

5. За отриманими даними побудувати графік залежності I = f().

6. Користуючись графіком, визначити Imax i Imin.

7. Визначити ступінь поляризації за формулою (5.3.2).

8. Користуючись калькулятором, обчислити функцію I=Imaxcos2 у діапазоні кутів 0...360о і нанести відповідні точки на експериментальний графік.

Таблиця 5.3.1

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

I,

A

195

210

225

240

255

270

285

300

315

330

345

360

I,

A

Контрольні запитання

1. Що таке світло?

2. Що таке поляризація світла?

3. Дайте означення неполяризованого, плоскополяризованого, частково поляризованого та поляризованого по колу світла.

4. Назвіть способи отримання плоскополяризованого світла. Які поляризаційні пристрої зроблені на їх основі?

5. Запишіть закон Брюстера. Що таке кут Брюстера?

6. Що таке поляризатор та аналізатор?

7. Що таке ступінь поляризації частково поляризованого світла?

8. Запишіть закон Малюса та поясніть його.

Лабораторна робота № 5.4. ВИВЧЕННЯ ЗОРОВОЇ ТРУБИ

Мета роботи: вивчити основні оптичні характеристики зорової труби та визначити їх шляхом безпосередніх вимірювань і розрахунків.

[1, т. 3 §§ 2.1, 2.10; 2, §§ 165, 166; 3, §§ 11.2, 11.3; 4, т. 2 §§ 115-117]

Вказівки до виконання роботи

Для виконання роботи треба вивчити такий теоретичний матеріал: закони геометричної оптики; заломлення на сферичній поверхні; зображення предметів за допомогою лінз; оптичні системи.

1

Зорові труби (телескопи) озброюють око та дають можливість розглядати предмети, які знаходяться на великій відстані від спостерігача. Зорова труба - це оптична система, яка складається з об'єктива L1 (довгофокусна лінза) та окуляра L2 (короткофокусна лінза - лупа) (рис. 5.4.1). Дійсне (зменшене та обернене) зображення віддаленого предмета, яке утворює об'єктив, розглядаємо в окулярі. Для отримання чіткого зображення систему треба фокусувати, тобто пересувати окуляр відносно об'єктиву.

Головними умовами роботи телескопічної системи є:

. Промені від предмета мають потрапляти у об'єктив паралельно до головної оптичної осі (параксіальні промені) оскільки предмет знаходиться фактично на нескінченності від об'єктива. Тоді зображення утворюється у задній фокальній площині об'єктива (рис. 5.4.1).

. Передня фокальна площина окуляра повинна співпадати з зображенням, яке утворює об'єктив, тому, що звичайне око у стані спокою сприймає паралельні промені.

Отже, задній фокус об'єктива зорової труби співпадає з переднім фокусом окуляра (рис. 5.4.1).

В реальних оптичних системах промені світла, які потрапляють у систему обмежуються польовою та апертурною діафрагмами - непрозорими екранами з отвором. Польова діафрагма обмежує поле зору. Апертурна діафрагма обмежує кількість променів, які потрапляють в систему, тобто впливає на освітленість системи.

Головними оптичними характеристиками телескопічної системи є видиме збільшення Г, поле зору 2', світлосила А (величина, яка залежить від діаметра вхідної апертурної діафрагми) та роздільна здатність .

Видиме збільшення телескопічної системи визначється як відношення тангенсів кутів та ' (рис. 5.4.1):

.

Для знаходження видимого збільшення телескопічної системи можна використати зв'язок між фокусною відстанню об'єктива f1 та фокусною відстанню окуляра f2, або через діаметри вхідної (Dвх) та вихідної (Dвих) апертурної діафрагми (рис. 5.4.2):

1

. (5.4.1)

Полем зору оптичного приладу називають ту частину простору предметів, світні точки якого можуть дати свої зображення.

Світлосилу оптичного приладу визначає квадрат відносного отвору приладу. Відносний отвір для об'єктива ? це відношення діаметра вхідної апертурної діафрагми до фокусної відстані об'єктива:

.

Виходячи з головних умов роботи телескопічної системи (0, 0) та враховуючи, що вихідна апертурна діафрагма значно менша за вхідну (Dвих<<Dвх), світлосилу зорової труби можна визначити так:

А=(Dвих)2. (5.4.2)

Роздільна здатність - це найменший кут, під яким можна бачити дві точки предмета окремо. При розрахунку роздільної здатності зорової труби треба враховувати оптичні властивості людського ока, стан атмосфери, недосконалості оптичної системи, освітленість. З урахуванням цього можна отримати емпіричну формулу для розрахунку роздільної здатності зорової труби:

, (5.4.3)

Хід роботи

1. Визначення видимого збільшення зорової труби (спосіб 1).

1.1. За допомогою лінійки або штангенциркуля виміряти діаметр об'єктива (діаметр вхідної апертурної діафрагми) Dвх.

1.2. Спрямувати зорову трубу на джерело світла (вікно, електрична лампа), за окуляром розташувати аркуш тонкого білого паперу (на відстані 8...10 мм). Змінюючи відстань між папером та окуляром отримати зображення об'єктива труби - чітку світлу пляму, діаметр якої дорівнює діаметру вихідної апертурної діафрагми Dвих.

1.3. Виміряти Dвих три рази і його знайти середнє значення. За формулою (5.4.1) визначити видиме збільшення Г зорової труби.

2. Визначення видимого збільшення зорової труби (спосіб 2).

2.1. Спрямувати зорову трубу на лінійку, розташовану на відстані 5...8 м, і спостерігати її поділки обома очима - одним оком крізь трубу, а іншим - безпосередньо. На сітківці з'явиться подвійне зображення поділок лінійки (рис. 5.4.3). Полічити кількість поділок лінійки N, які видно в окулярі, та відповідну їм кількість поділок лінійки n, що спостерігаються безпосередньо оком.

1

2.3. Розрахувати збільшення зорової труби Г за формулою:

.

2.4. Вимірювання виконати три рази і обчислити середнє значення.

3. Визначення поля зору труби.

3.1. Визначити довжину відрізка l, що відповідає максимальній кількості поділок лінійки, які видно крізь окуляр зорової труби. Ціна поділки лінійки 1 см.

3.2. Виміряти відстань від лінійки до середини зорової труби L.

3.3. Розрахувати поле зору труби за формулою (коефіцієнт 57,3 вводиться для вираження результату в градусах):

.

4. За формулою (5.4.2) розрахувати світлосилу А зорової труби.

5. Розрахувати роздільну здатність зорової труби (у кутових одиницях) за формулою (5.4.3). Увага: діаметр об'єктива (Dвх) підставляти у формулу в міліметрах.

6. Результати всіх вимірювань занести до таблиці 5.4.1.

Таблиця 5.4.1

Dвх, м

Dвих, м

n

N

l, м

L, м

Контрольні запитання

Закони геометричної оптики, оптичні деталі.

Побудова зображень в тонких лінзах. Формула тонкої лінзи.

Що таке зорова труба (телескоп)? Її призначення.

Побудуйте зображення предмета у телескопічній системі. Голові умови роботи телескопічних систем.

Оптичні характеристики телескопічної системи.

Лабораторна робота № 5.5. ВИВЧЕННЯ МІКРОСКОПА

Мета роботи: ознайомитись з мікроскопом, вивчити і практично визначити деякі його оптичні характеристики.

Вказівки до виконання роботи

Для виконання роботи слід вивчити такий теоретичний матеріал: закони геометричної оптики; заломлення на сферичній поверхні; зображення предметів за допомогою лінз; оптичні системи

[1, т. 3 §§ 2.1, 2.10; 2, §§ 165, 166; 3, §§ 11.2, 11.3; 4, т. 2 §§ 115-117]

Мікроскоп озброює око та дає можливість роздивлятись маленькі предмети. Це необхідно тому, що неозброєне око не може бачити такі предмети, оскільки, промені від цих предметів потрапляють в око під кутами зору, меншими ніж роздільна здатність ока. Саме для отримання великих збільшень зображення предметів використовують мікроскопи.

Мікроскопічна оптична система складається з об'єктива та окуляра, які знаходяться на значній відстані один від одного. Якщо фокусна відстань об'єктива та окуляра відповідно f1 та f2, тоді фокусна відстань всієї системи:

,

де Д - відстань між фокусами об'єктива та окуляра. Саме це є принциповою відмінністю мікроскопа від телескопа.

1

Схему оптичної системи - мікроскопа подано на рисунку 5.5.1.

Малий предмет АВ розміщується поблизу переднього фокусу об'єктива (короткофокусна лінза), який дає збільшене дійсне зображення А/В/. Це зображення роздивляємось оком в окулярі (як у лупі). Збільшене уявне зображення А//В//, яке утворює окуляр знаходиться на відстані найкращого зору від ока або на “нескінченності”.

Головними оптичними характеристиками мікроскопа є: видиме збільшення, величина поля зору та числова апертура. Визначення цих характеристик наведено в лабораторній роботі №5.4, однак у мікроскопа є своя специфіка.

Об'єктив мікроскопа має лінійне збільшення Гоб, а окуляр дає видиме збільшення Гок. В результаті видиме збільшення мікроскопа

. (5.5.1)

При роботі з мікроскопом зображення, яке дає окуляр, спостерігається оком на відстані найкращого зору 0,25 м, тому і збільшення буде:

. (5.5.2)

Поле зору мікроскопа визначається діаметром кола 2? в просторі предметів, зображення якого співпадає з польовою діафрагмою приладу 2?. Відношення і є лінійним збільшенням об'єктива для найбільшого за лінійними розмірами відрізка, що може спостерігатись у мікроскоп (рис. 5.5.2):

. (5.5.3)

Таким чином, поле зору:

, (5.5.4)

і з урахуванням виразу (5.5.2) остаточно маємо:

(5.5.5)

У об'єктива мікроскопів апертурною діафрагмою є оправа однієї з останніх лінз або діафрагма, розташована поблизу заднього фокуса (див.рис.5.5.2). В результаті вихідною зіницею об'єктива буде або оправа останньої лінзи, або сама діафрагма, або зображення оправи лінзи об'єктива.

Діаметр вихідної зіниці мікроскопа:

, (5.5.6)

1

де А - числова апертура об'єктива.

Вхідною зіницею мікроскопа Двхз є зображення апретурної діафрагми при оберненому ході променів крізь об'єктив. В мікроскопах з великим збільшенням апертурна діафрагма лежить в задній фокальній площині об'єктива, а вхідна зіниця лежить на нескінченності.

Роздільна здатність мікроскопа для світла з довжиною хвилі

. (5.5.7)

Хід роботи.

1. Визначення видимого збільшення мікроскопа.

1.1. На предметному столику в полі зору мікроскопа розташувати об'єктний мікрометр так, щоб його шкала була вертикальною.

1.2. На підставку поруч з мікроскопом на відстані найкращого зору від окуляра розташувати міліметрову лінійку так, щоб вона була паралельною до шкали об'єктного мікрометра.

1.3. Одним оком дивитися на об'єктний мікрометр крізь мікроскоп, а іншим ? на лінійку поруч з мікроскопом. При цьому визначити, скільки поділок міліметрової лінійки вкладається в одну поділку об'єктного мікрометра.

1.4. За формулою ,з урахуванням ціни поділки об'єктного мікрометра та міліметрової лінійки, розрахувати видиме збільшення мікроскопа Г.

1

2. Визначення числової апертури мікроскопа.

2.1. На предметний столик мікроскопа слід покласти непрозору пластину з дуже малим отвором і сфокусувати мікроскоп на цей отвір.

2.2. Відхилити в сторону освітлювальне дзеркало мікроскопа і під непрозорою пластинкою на відстані  = 10 см (рис. 5.5.3) розташувати міліметрову лінійку. Вийняти окуляр з оправи.

2.3. Розглядаючи лінійку крізь тубус мікроскопа виміряти відстань (рис. 5.5.3) (межі поля зору), тобто полічити кількість поділок міліметрової лінійки, видимих через отвір непрозорої пластинки. Визначити числову апертуру за формулою: , де .

2.4. Обчислити роздільну здатність за формулою (5.5.7) для довжини хвилі  = 555 нм (максимум чутливості ока для денного світла).

Контрольні запитання

1. Закони геометричної оптики.

2. Призначення мікроскопа, як оптичної системи.

3. Принципова відмінність оптичної системи мікроскопа від телескопічної системи.

4. Головні оптичні характеристики мікроскопа. Як вони визначаються у даній лабораторній роботі?

5. Особливості об'єктива та окуляра мікроскопа.

6. Хід променів та побудова зображення у мікроскопі.

Лабораторна робота № 5.6. ВИЗНАЧЕННЯ РОБОТИ ВИХОДУ ЕЛЕКТРОНА З МЕТАЛІВ МЕТОДОМ ГАЛЬМУВАННЯ ФОТОЕЛЕКТРОНІВ В ЕЛЕКТРИЧНОМУ ПОЛІ

Мета роботи ? вивчити основні закономірності зовнішнього фотоефекту; визначити роботу виходу та максимальну швидкість фотоелектронів.

Вказівки до виконання роботи

Для виконання роботи треба вивчити такий теоретичний матеріал: зовнішній фотоефект та його закони; рівняння Ейнштейна; фотоелементи та їхнє застосування.

[1, т.3, §§ 9.1-9.3; 2, §§ 202-204; 3, §§ 13.5; 4, т.3, §§ 9]

Процес взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною, в результаті якого енергія фотонів передається електронам речовини, називається фотоелектричним ефектом (фотоефектом). Явище фотоефекту поділяється на зовнішній та внутрішній фотоефект. Зовнішній фотоефект ? це процес, при якому електрон під дією випромінювання виходить за межі поверхні речовини, а внутрішній ? призводить тільки до збільшення числа вільних електронів в середині речовини.

Теоретичне обґрунтування зовнішнього фотоефекту зробив А. Ейнштейн на основі квантової теорії світла (гіпотези Планка), згідно з якою світло випромінюється і поглинається речовиною окремими порціями - квантами (або фотонами). Енергія фотона, який відповідає світловій хвилі з частотою (довжиною хвилі ), визначається за формулою

,

де h - стала Планка; с - швидкість світла у вакуумі; - довжина хвилі світла.

При падінні пучка фотонів на поверхню металу виникає взаємодія фотона з електроном, в результаті якої фотон віддає електрону всю свою енергію. Якщо ця енергія перевищує роботу виходу електрона з металу (Авих), то електрон виходить за межі матеріалу та має певну кінетичну енергію. Кінетична енергія буде максимальною у тому випадку коли, електрон, при виході з металу, не витрачав енергію на зіткнення з кристалічною граткою та іншими електронами.

Тоді, відповідно до закону збереження енергії,

, (5.6.1)

тобто енергія фотона при взаємодії з електроном повністю витрачається на виривання електрона з поверхні речовини та надання йому кінетичної енергії.

Рівняння (5.6.1) називається рівнянням Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту і пояснює всі основні його закони (закони Столєтова).

1

На рисунку 5.6.1 зображено типові вольт-амперні характеристики фотоелемента ? залежність фотоструму від напруги між катодом та анодом при сталій освітленості катода Е1 та Е2 (Е1>Е2). З графіка I=f (U) видно, що при деякій напрузі Uн>0 фотострум досягає максимального значення і далі залишається незмінним. Цей струм, що називають струмом насичення Iнас, відповідає стану, при якому всі фотоелектрони, що вириваються світлом за одиницю часу з катода, досягають анода. Значення сили фотоструму насичення може бути змінене при зміні інтенсивності світла, що падає на катод (Інас1>Інас2).

З графіка (рис. 5.6.1) видно, що при відсутності напруги між катодом та анодом сила фотоструму відмінна від нуля. Це пояснюється тим, що деякі електрони, які вириваються з катода під дією світла, мають кінетичну енергію, достатню для того, щоб досягти анода без дії зовнішнього електричного поля. Ці електрони і створюють фотострум при нульовій напрузі. Для того, щоб послабити або зовсім припинити цей струм, між катодом та анодом необхідно створити поле, що гальмує електрони. Чим більшою буде напруга, тим меншим буде фотострум, і при деякому значенні UГ сила фотоструму стає рівною нулю. При такій напрузі UГ всі електрони (навіть найбільш швидкі) будуть затримуватись електричним полем.

Таким чином, робота електричного поля при гальмуванні електронів дорівнює зміні їхньої кінетичної енергії:

, (5.6.2)

де е ? заряд електрона; max ? максимальне значення швидкості фотоелектронів; m ? маса електрона; UГ ? гальмівна напруга.

Після підстановки значення максимальної кінетичної енергії фотоелектронів із умови (5.6.2) у формулу (5.6.1), маємо

. (5.6.3)

Зовнішній фотоефект можливий тільки у випадку, коли або, врахувавши зв'язок с=,

.

У граничному випадку , тому червона межа фотоефекту:

. (5.6.4)

1

Експериментальну установку зібрано на основі вакуумного сурм'яно-цезієвого фотоелемента. Це скляний балон Б, на внутрішню поверхню якого нанесено світлочутливий шар - катод К (рис. 5.6.2.). Анод - невеликий диск А, що знаходиться в центрі скляного балона.

Схему установки зображено на рисунку 5.6.2, де - джерело світла; Ф - змінний світлофільтр; Fe - фотоелемент; П - потенціометр; Г - гальванометр; V - вольтметр.

Хід роботи

1. Включити установку та за допомогою потенціометра П встановити між катодом та анодом напругу, що дорівнює нулю.

2. Включити освітлювальну лампу, розташувавши перед нею синій світлофільтр. При цьому гальванометр Г повинен фіксувати значення фотоструму, відмінне від нуля.

3. За допомогою потенціометра встановити негативну напругу між катодом та анодом UГ, при якій фотострум у колі буде відсутній (І=0). За допомогою вольтметра виміряти значення гальмівної напруги UГ та занести до таблиці 5.6.1.

4. Пункти 1-3 повторити для оранжевого світлофільтру.

5. Розрахувати максимальну швидкість фотоелектронів max для кожного з випадків (окремих світлофільтрів) за формулою (5.6.2).

6. Значення частоти світла (вказані на лабораторній установці) та довжини хвилі для кожного світлофільтра занести до таблиці 5.6.1.

7. Розрахувати роботу виходу електронів Авих за формулою (5.6.3).

8. Розрахувати середнє значення роботи виходу Авих.сер та обчислити червону межу даного світлочутливого шару фотоелемента черв за формулою (5.6.4).

9. Визначити середнє значення роботи виходу Авих у електрон-вольтах. Врахувати, що 1 еВ = 1,6·10?19 Дж.

10. Результати вимірів та розрахунків занести до таблиці 5.6.1.

Таблиця 5.6.1

Колір світлофільтра

, Гц

, мкм

UГсер, В

max, м/с

Авих, Дж

Авих.сер,

еВ

Синій

Оранжевий

Контрольні запитання

1. Що таке фотоелектричний ефект?

2. В чому різниця між внутрішнім та зовнішнім фотоефектом?

3. Приведіть схему експериментальної установки для дослідження зовнішнього фотоефекту.

4. Покажіть типову вольт-амперну характеристика. Що називають фотострумом насичення і затримуючою різницею потенціалів?

5. Сформулюйте закони Столєтова для зовнішнього фотоефекту.

6. Що називають червоною межею фотоефекту?

7. Запишіть і поясніть рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту. Що таке квант світла (фотон)?

8. Що таке робота виходу електрона з металу?

9. Як пояснити закони фотоефекту на основі рівняння Ейнштейна?

10. Фотоелементи та їх застосування.

Розділ 6. Фізика атомів, молекул та твердого тіла

Лабораторна робота № 6.1. ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ШИРИНИ ЗАБОРОНЕНОЇ ЗОНИ НАПІВПРОВІДНИКА

Мета роботи - вивчити елементи зонної теорії твердих тіл, визначити ширину забороненої зони напівпровідника.

Вказівки до виконання роботи

Перед виконанням лабораторної роботи слід вивчити такий теоретичний матеріал: розщеплення енергетичних рівнів та виникнення енергетичних зон у кристалах; Принцип Паулі; розподіл електронів по енергетичних станах; розподіл твердих тіл на провідники, напівпровідники та діелектрики з точки зору зонної теорії.

[1, т.2 §§3.2, 3.5, 3.6; т.3 §§ 14.2; 2, §§ 240-243; 4, т.3 §§ 51, 53, 58, 59]

1

Зонна структура напівпровідника з власною провідністю та функція Фермі розподілу електронів по енергетичних станах приведені на рис. 6.1.1, де N - повна кількість енергетичних рівнів, - кількість носіїв різного типу - електронів в зоні провідності ЗП () та дірок у валентній зоні ВЗ (). Штрих-пунктирами позначена функція розподілу Фермі-Дірака та відмічено рівень Фермі .

Враховуючи, що розподіл носіїв і по зонах є рівноважним, запишемо рівняння балансу переходів електронів між зонами:

. (6.1.1)

У рівнянні (6.1.1) зліва - потік знизу вгору, який пропорційний кількості електронів у валентній зоні (), кількості вільних рівнів у зоні провідності () та експоненціальному множнику Больцмана для переходів з енергетичним бар'єром . Справа - потік згори вниз, який пропорційний кількості електронів у зоні провідності () та кількості вільних місць у валентній зоні (). Енергетичного бар'єру для таких переходів немає. Враховуючи, що при звичайних умовах , із (6.1.1) отримаємо:

.

Питомий опір напівпровідника обернено пропорційний кількості носіїв, тому

,

а опір, таким чином, визначається формулою:

, (6.1.2)

де - ширина забороненої зони, - стала Больцмана, - абсолютна температура.

1

Коефіцієнт залежить від температури, але порівняно з експонентою, ця залежність дуже слабка, тому у досить вузькому інтервалі температур його можна вважати сталим. Температурна залежність, описувана формулою (6.1.2), показана на рисунку 6.1.2.

Запишемо формулу (6.1.2) для двох різних значень температури:

, .

Поділивши перше рівняння на друге, одержимо:

.

Логарифмуючи цей вираз і розв'язуючи одержане рівняння відносно , одержимо формулу для визначення ширини забороненої зони:

. (6.1.3)

На рисунку 6.1.3 показано схему експериментальної установки.

1

На схемі прийнято такі позначення: 1 - термометр; 2 - масляна баня; 3 - терморезистор; 4 - нагрівник; 5 - омметр.

Хід роботи

1. За допомогою омметра визначити опір терморезистора при кімнатній температурі.

2. Увімкнути нагрівник і через кожні 5...100С вимірювати опір. Температура не повинна перевищувати 80єС.

3. Результати вимірювань занести до табл.6.1.1.

4. Побудувати графік залежності від і за формулою (6.1.3) обчислити ширину забороненої зони. *Зауваження: для розрахунку значення величин і брати не з таблиці 6.1.1, а визначати за масштабом на прямолінійній ділянці графіка.

5. Виразити значення ширини забороненої зони в електрон-вольтах, враховуючи, щоеВ = 1,6 10-19 Дж.

Таблиця 6.1.1

t, оC

T, K

, K-1

R, Ом

lnR

Контрольні запитання

1. Поясніть, як виникають енергетичні зони в кристалах?

2. Що таке заборонені та дозволені енергетичні зони?

3. Що таке валентна зона? Зона провідності?

4. Яка зона називається забороненою? Чому дорівнює її енергетична ширина?

5. Заповнення зон металів, діелектриків та напівпровідників.

6. Елементи якої групи таблиці Менделєєва відносяться, переважно, до напівпровідників?

7. Що таке власна та домішкова провідності напівпровідників?

8. Де розташований рівень Фермі у власному напівпровіднику? В донорному та акцепторному напівпровідниках?

9. Як змінюється з температурою опір напівпровідників?

Лабораторна робота № 6.2. ВИмірювання ВОЛЬТ-АМПЕРНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ВИПРЯМЛЯЧА

Мета роботи - вивчити властивості p-n переходу та його випрямляючу дію; виміряти вольт-амперну характеристику напівпровідникового діода.

Вказівки до виконання роботи

Для виконання роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: власна та домішкова провідність напівпровідників; електронний та дірковий напівпровідники; контактна різниця потенціалів; контакт електронного та діркового напівпровідників /p-n перехід/.

[1, т.2 §§ 3.6; 2, §§ 243, 249, 250; 4, т.3 §§ 59, 64]

Основним елементом напівпровідникових випрямлячів є напівпровідникові (кристалічні) діоди, які мають ряд переваг в порівнянні з вакуумними діодами. Необхідно відмітити малі габарити, велику механічну міцність, довговічність та інші позитивні якості напівпровідникових діодів.

В основі роботи напівпровідникових діодів лежить випрямляюча дія p-n переходу (електронно-діркового переходу). Р-n перехід - це тонкий шар на межі між двома областями напівпровідника, які відрізняються типом провідності. Відомо, що в напівпровідниках можливі два різних процеси електропровідності - електронний і дірковий.

Для утворення домішкового напівпровідника з електронним типом провідності (напівпровідника n-типу) в кристал германію або кремнію (4-х валентної речовини) додають атоми домішок з більшою валентністю, наприклад, 5-ти валентного миш'яку. Для утворення ковалентних зв'язків з атомами основної речовини миш'яку достатньо 4-х електронів. П'ятий електрон, не зв'язаний з атомами кристалічної решітки, при наданні йому незначної енергії ДW1 (рис. 6.2.1,а) стає вільним - електроном провідності. Атом домішки (миш'як) перетворюється на додатній іон, який не може переміщуватись в кристалі. Домішки, які постачають електрони провідності, називають донорами.

...

Подобные документы

  • Поверхневий натяг рідини та його коефіцієнт. Дослідження впливу на поверхневий натяг води розчинення в ній деяких речовин. В чому полягає явище змочування та незмочування, капілярні явища. Як залежить коефіцієнт поверхневого натягу від домішок.

    лабораторная работа [261,2 K], добавлен 20.09.2008

  • Визначення дослідним шляхом питомого опору провідника та температурного коефіцієнту опору міді. Вимірювання питомого опору дроту. Дослідження залежності потужності та ККД джерела струму від його навантаження. Спостереження дії магнітного поля на струм.

    лабораторная работа [244,2 K], добавлен 21.02.2009

  • Основи вимірювання опору системи захисного заземлення електроустановок, питомого опору ґрунту й опору провідників за допомогою вимірювача заземлення типу МС-08. Суть методів амперметра-вольтметра та трьох земель. Порядок виконання вимірювальних робіт.

    лабораторная работа [14,9 K], добавлен 31.08.2009

  • Густина речовини і одиниці вимірювання. Визначення густини твердого тіла та рідини за допомогою закону Архімеда та, знаючи густину води. Метод гідростатичного зважування. Чи потрібно вносити поправку на виштовхувальну силу при зважуванні тіла в повітрі.

    лабораторная работа [400,1 K], добавлен 20.09.2008

  • Визначення коефіцієнтів у формі А методом контурних струмів. Визначення сталих чотириполюсника за опорами холостого ходу та короткого замикання. Визначення комплексного коефіцієнта передачі напруги, основних частотних характеристик чотириполюсника.

    курсовая работа [284,0 K], добавлен 24.11.2015

  • Гідродинаміка - розділ механіки рідини, в якому вивчаються закони її руху. Фізична суть рівняння Бернуллі. Побудова п’єзометричної та напірної ліній. Вимірювання швидкостей та витрат рідини. Режими руху рідини. Дослідження гідравлічного опору труб.

    учебное пособие [885,0 K], добавлен 11.11.2010

  • Визначення резонансної частоти, хвильового опору та смуги пропускання контуру, напруги та потужності на його елементах. Побудова векторних діаграм для струмів та напруг. Трикутники опорів та потужностей для частот. Графіки для функціональних залежностей.

    контрольная работа [866,6 K], добавлен 10.05.2013

  • Визначення динамічних параметрів електроприводу. Вибір генератора та його приводного асинхронного двигуна. Побудова статичних характеристик приводу. Визначення коефіцієнта форсування. Розрахунок опору резисторів у колі обмотки збудження генератора.

    курсовая работа [701,0 K], добавлен 07.12.2016

  • Визначення параметрів синхронної машини. Трифазний синхронний генератор. Дослід ковзання. Параметри обертання ротора проти поля статора. Визначення індуктивного опору нульової послідовності, індуктивних опорів несталого режиму статичним методом.

    лабораторная работа [151,6 K], добавлен 28.08.2015

  • Обчислення швидкості течії рідини в трубах, втрати опору на окремих ділянках та енергоефективності насосного агрегату. Розрахунок повітропроводів, підбір вентиляторів та електродвигуна для промислової вентиляційної системи. Шляхи підвищення ККД приладів.

    курсовая работа [791,8 K], добавлен 18.01.2010

  • Аналіз особливостей різних розділів фізики на природу газу й рідини. Основні розділи гідроаеромеханіки. Закони механіки суцільного середовища. Закон збереження імпульсу, збереження енергії. Гідростатика - рівновага рідин і газів. Гравітаційне моделювання.

    курсовая работа [56,9 K], добавлен 22.11.2010

  • Розрахунок електричного кола синусоїдального струму методов комплексних амплітуд. Визначення вхідного опору кола на частоті 1 кГц. Розрахунок комплексної амплітуди напруги, використовуючи задані параметри індуктивності, ємності і комплексного опору.

    контрольная работа [272,0 K], добавлен 03.07.2014

  • Суть та використання капілярного ефекту - явища підвищення або зниження рівня рідини у капілярах. Історія вивчення капілярних явищ. Формула висоти підняття рідини в капілярі. Використання явищ змочування і розтікання рідини в побуті та виробництві.

    презентация [889,7 K], добавлен 09.12.2013

  • Спостереження броунівського руху. Визначення відносної вологості повітря, руйнівної напруги металу. Вивчення властивостей рідин. Розширення меж вимірювання вольтметра і амперметра. Зняття вольт амперної характеристики напівпровідникового діода.

    практическая работа [95,3 K], добавлен 14.05.2009

  • Визначення загальної твердості вихідної, хімоочищеної, живильної і тепломережевої води комплеснометричним методом. Титрування досліджувальної проби води розчином трилону Б в присутності аміачної суміші і індикатора хромогенчорного або хромтемносинього.

    лабораторная работа [25,7 K], добавлен 05.02.2010

  • Розрахунок потужності і подачі насосу, вибір розподільників та фільтра. Застосування гідравліки у верстатах із звертально-поступальним рухом робочого органа. Втрата тиску в системі. Тепловий розрахунок гідросистеми, визначення об'єму бака робочої рідини.

    курсовая работа [169,3 K], добавлен 26.10.2011

  • Фундаментальні закони природи та властивості матерії. Визначення швидкості світла за методом Фізо. Фізичний зміст сталої Планка. Атомна одиниця маси. Формула для середнього квадрата переміщення броунівської частинки. Сталі Больцмана, Фарадея, Віна.

    реферат [279,2 K], добавлен 12.12.2013

  • Рівняння руху маятникового акселерометра. Визначення похибок від шкідливих моментів. Вибір конструктивної схеми: визначення габаритів та маятниковості, максимального кута відхилення, постійної часу, коефіцієнта згасання коливань. Розрахунок сильфону.

    курсовая работа [139,8 K], добавлен 17.01.2011

  • Визначення гідростатичного тиску у різних точках поверхні твердого тіла, що занурене у рідину, яка знаходиться у стані спокою. Побудова епюр тиску рідини на плоску і криволінійну поверхні. Основні рівняння гідродинаміки для розрахунку трубопроводів.

    курсовая работа [712,8 K], добавлен 21.01.2012

  • Експериментальна перевірка законів кінематики й динаміки поступального руху. Головне призначення та функції машини Атвуда. Виведення формули для шляху при довільному русі. Визначення натягу нитки при рівноприскореному русі. Розрахунки маси і ваги тіла.

    лабораторная работа [71,6 K], добавлен 29.09.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.