Методическая разработка «Лабораторные работы по физике в 10-12 классах»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Вечерняя (сменная) общеобразовательная школа №11» при федеральном казенном учреждении «Исправительная колония №2 Управления Федеральной службы исполнения наказаний по Брянской области»

ФИЗИКА

Лабораторные работы (10 - 12 класс)

Базовый уровень

Автор-составитель Голенок Н.П.

2020г.

Содержание

Источники:

1. Физика. 10 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый уровень /

Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. Н.А. Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2018

2. Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый уровень /

Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин; под ред. Н.А. Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2018

№ 1.ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ПО ОКРУЖНОСТИ

Цель работы: определить центростремительное ускорение шарика при его равномерном движении по окружности.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, лента измерительная, циркуль, динамометр лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, кусочек пробки с отверстием, лист бумаги, линейка.

Порядок выполнения работы.

Определите массу шарика на весах с точностью до 1 г.

Нить проденьте сквозь отверстие в пробке и зажмите пробку в лапке штатива (рис. Л.2, б).

Начертите на листе бумаги окружность, радиус которой около 20 см. Измерьте радиус с точностью до 1 см.

4. Штатив с маятником расположите так, чтобы продолжение нити про­ходило через центр окружности.

5. Взяв нить пальцами у точки подвеса, вращайте маятник так, чтобы шарик описывал такую же окружность, как и начерченная на бумаге.

6. Отсчитайте время, за которое маятник совершает заданное число (на­пример, в интервале от 30 до 60) оборотов.

7. Определите высоту конического маятника. Для этого измерьте рассто­яние по вертикали от центра шарика до точки подвеса.

8. Найдите модуль центростремительного ускорения по формулам:

9.Оттяните горизонтально расположенным динамометром шарик на рас­стояние, равное радиусу окружности, и измерьте модуль составляющейF. Затем вычислите ускорение по формуле:

10.Результаты измерений (в СИ) и вычислений занесите в таблицу.

Сравните полученные три значения модуля центростремительного уско­рения и сделайте вывод.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 2. ИЗМЕРЕНИЕ ЖЁСТКОСТИ ПРУЖИНЫ

Цельработы: определить жёсткость пружины, а также исследовать за­висимость жёсткости от толщины проволоки, из которой изготовлена пружина.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, пружинный динамометр, пружина, отличающаяся по толщине проволоки от пружины динамометра, три груза, линейка.

Порядоквыполненияработы.

Укрепите динамометр на штативе.

Измерьте динамометром вес первого, второго и третьего грузов, а ли­нейкой удлинениехпружины динамометра в каждом случае.

Укрепите на штативе пружину, поставьте рядом линейку, запишите значение высоты h₀,на которой находится нижний конец пружины в недеформированном состоянии.

Поочерёдно подвесьте грузы и определите положение нижнего конца пружины (высоту h_i)в трёх случаях.

5.Используя полученные данные и учитывая, что в нашем случае F_упр = P, сделайте расчёты.

6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Сделайте вывод о зависимости жёсткости от толщины проволоки, из ко­торой изготовлена пружина.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 3. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

Цель работы: определить коэффициент трения скольжения и его за­висимость от свойств поверхности.

Оборудование: доска, два разных бруска, различающиеся по гладко­сти поверхностей, лист плотной бумаги, штатив, линейка.

Порядоквыполненияработы.

1. Измерьте длину lдоски.

2. На штативе укрепите кусок плотной бумаги, как показано на рисунке Л.3. Нижний конец листа должен касаться стола.

3. Положите первый брусок на доску.

4. Один конец доски не должен двигаться, поэтому прижмите его к ка­кой-нибудь опоре, например к стопке книг. Начинайте медленно поднимать доску за другой конец.

Зафиксируйте, на какой высоте будет находиться конец доски, при кото­рой брусок начнёт скользить. Проведите на бумаге черту.

Измерьте расстояние h₁ на бумаге от нижнего края до черты.

Повторите опыт три раза.

Проведите аналогичные опыты со вторым бруском и измерьте рас­стояние h₂.

Сделайте расчёт основания наклонной плоскости для каждого случая по формуле d = √ l^{2 –} h²

и коэффициента трения по формуле µ = tgα = h / d

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

10. Переверните брусок на другую грань и повторите опыт. Проверьте, существенно ли различается высота подъёма конца доски, при которой бру­сок начинает скользить. Сделайте вывод.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 4. ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА, БРОШЕННОГОГОРИЗОНТАЛЬНО

Цель работы: проверить закон независимости движений на примере движения тела, брошенного горизонтально.

Оборудование: небольшой шарик, жёлоб, линейка, секундомер, указ­ка, ящик с песком.

Порядоквыполненияработы.Работу должны выполнять двое учащихся.

Поставьте на поверхность стола жёлоб, по которому будет катиться шарик, таким образом, чтобы его конец совпал с концом стола.

Измерьте высоту h,с которой будет падать шарик, как только он ото­рвётся от поверхности жёлоба.

Первый учащийся ударяет указкой по шарику так, чтобы он двигался по жёлобу.

Второй учащийся включает секундомер, когда шарик оторвётся от жёло­ба, и выключает, когда услышит удар о пол.

Два раза, изменив силу, с которой вы ударяете шарик, измените его скорость. Измерьте время падения шарика.

Поставьте ящик с песком в месте, где предположительно упадёт шарик. Ударьте по шарику и определите расстояние l от стола до точки падения.

Передвиньте ящик и ударьте по шарику слабее. Измерьте расстояние от стола то точки падения шарика.

Зная высоту h,с которой падал шарик, и ускорение свободного падения, вычислите время движения шарика t= √2*h/g. Сравните рассчитан­ное значение времени падения со средним временем падения, определённым из опыта. Сделайте вывод.

Определите из формулы I=v_{0 *} tначальную скорость шарика для каж­дого из измеренных значений дальности полёта.

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Выбрав правильный масштаб по осям ОХ и OY и воспользовавшись уравнением траектории,

Постройте траекторию движения шарика для одного из найденных значений начальной скорости.

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 5. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Цельработы: научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землёй тела и деформированной пружины; сравнить два значения по­тенциальной энергии системы.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр лаборатор­ный, линейка, груз массойm на нити длиной lнабор картонок толщиной порядка 2 мм, краска и кисточка.

Указания к работе.

Для выполнения работы собирают установку, по­казанную на рисунке Л.4

Порядоквыполненияработы.

Привяжите груз к одному концу нити, другой конец нити привяжите к крючку динамометра и из­мерьте вес груза F_Т =mg(в данном случае вес груза равен силе тяжести).

Измерьте длину lнити, на которой привязан груз.

На нижний конец груза нанесите немного краски.

Поднимите груз до точки закрепления нити к крючку динамометра.

Отпустите груз и убедитесь по отсутствию кра­ски на столе, что груз не касается его при падении.

Повторяйте опыт, каждый раз подкладывая картонки до тех пор, пока на верхней картонке не появятся следы краски.

Взявшись за груз рукой, растяните пружину до его соприкосновения с верхней картонкой и измерьте динамометром максимальную силу упругости F_ynp и линейкой максимальное растяжение пружины ∆1,отсчитывая его от нулевого деления динамометра.

Вычислите высоту, с которой падает груз: h =l + ∆l(это высота, на которую смещается центр тяжести груза).

Вычислите потенциальную энергию поднятого груза: Е_п1 =mg(l + ∆l).

Вычислите энергию деформированной пружины: Е_п2 =F_ynp(∆l/2)

11. Результаты измерений (в СИ) и вычислений занесите в таблицу

12. Сравните значения энергий Е_п1и Е_п2.Подумайте, почему значения этих энергий совпадают не совсем точно.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 6. ИЗУЧЕНИЕ РАВНОВЕСИЯ ТЕЛА ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕСКОЛЬКИХ СИЛ

Цель работы: убедиться в правильности первого и второго условий равновесия.

Теоретическаячасть.

Для равновесия твёрдого тела необходимо и достаточно выполнение двух условий:

1)векторная сумма внешних сил, действующих на тело, должна быть равна нулю;

2)алгебраическая сумма моментов сил, действующих на твёрдое тело, от­носительно оси вращения должна быть равна нулю.

Оборудование: три динамометра, не­большое колечко, набор грузиков, планка с отверстиями, штатив, транспортир.

Порядоквыполненияработы.
Проверьте первое условие равновесия.
1. Укрепите конец одного из динамоме­тров (рис. Л.5). Второй его конец зацепите за кольцо.

Зацепите два других динамометра за это же кольцо и тяните та­ким образом, чтобы два последних динамометра образовывали прямой угол. Когда кольцо станет неподвижным, снимите показания динамомет­ров.

Повторите опыт, стараясь расположить динамометры так, чтобы угол между ними был 120°. Снимите показания динамометров.

Запишите результаты измерений в таблицу

Рассчитайте равнодействующую сил F₂иF₃:Сравните полученное значение со значением F₁. Сделайте вывод.

Нарисуйте три силы под углом 120°. Убедитесь в том, что при равно­весии эти силы равны.

Проверьте второе условие равнове­сия.

Возьмите планку с отверстиями (рис. Л.6, а)и закрепите её на штативе.

С одной стороны от точки закре­пления на расстоянии 1₁ = 4 см под­весьте грузик массой т₁.

Подвешивайте меньший грузик массой т₂с другой стороны на разных расстояниях 1₂до тех пор, пока план­ка не установится горизонтально. За­пишите значения масс грузиков и рас­стояний от точки закрепления планки до грузиков в таблицу.

К первому грузику на левой сто­роне планки подвесьте ещё один грузик массойт₃.

С правой стороны подвесьте ещё один грузик массой т₄ на таком рас­стоянии 1₄,чтобы планка опять вернулась в горизонтальное положение. За­пишите все значения в таблицу.

При подвешивании грузика на планку действует сила давления крючка (рис. Л.6, б).Эта сила давления по третьему закону Ньютона равна силе, действующей на крючок, которая, в свою очередь, равна силе тяжести, так как грузик находится в состоянии равновесия. Поэтому при расчётах можно использовать силу тяжести грузика.

По данным таблицы 9 вычислите сумму моментов сил, действующих на планку и алгебраическую сумму сил, действующих на планку. Сделайте вывод.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ГЕЙ-ЛЮССАКА

Цель работы: экспериментально проверить справедливость соотношения V₁/V₂ = T₁/T₂

Оборудование: стеклянная трубка, запаянная с одного конца, длиной 600 мм и диаметром 8—10 мм; цилиндрический сосуд высотой 600 мм и диаметром 40—50 мм, наполненный горячей водой (t» 60 °С); стакан с водой комнатной температуры; пластилин.

Порядоквыполненияработы.

1. Подготовьте бланк отчёта с таблицей для записи результатов из­мерений и вычислений (инструментальные погрешности определяются с по­мощью таблицы 1).

Подготовьте стакан с водой комнатной температуры и сосуд с горячей водой.

Измерьте длину 1₁стеклянной трубки и температуру воды в цилин­дрическом сосуде.

Приведите воздух в трубке во второе состояние так, как об этом ска­зано выше. Измерьте длину 1₂воздушного столба в трубке и температуру окружающего воздуха Т₂.

Вычислите отношения l₁/l₂ иT₁/T₂ , относительные (ԑ₁ и ԑ₂) и абсолютные (∆₁ и ∆₂) погрешности измерений этих отношений.

6. Сравните отношения l₁/l₂ иT₁/T₂ и сделайте вывод о справедливости закона Гей-Люссака.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 8. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ

Цель работы: проверить основные закономерности последовательного и параллельного соединений проводников (резисторов), а также справедли­вость формул для определения эквивалентного сопротивления.

Оборудование: источник тока, резисторы, ам­перметр, вольтметр, реостат, соединительные провода, ключ.

Порядоквыполненияработы.

Соберите схему, состоящую из соединённых по­следовательно источника тока, реостата, амперметра, одного резистора (рис. Л.8).

Подключите к точкам С и Dвольтметр парал­лельно резистору.

Замкните цепь и измерьте силу тока 1₁и напря­жение U₁.

4.Замените первый резистор вторым и измерьте
силу тока 1₂и напряжение U₂.

5.Подключите между точками СиDоба резистора последовательно. Параллельно им подключите вольтметр. Измерьте силу тока 1₃и напряжение U₃.

6.Соедините резисторы параллельно, подключите их между точками С и D,затем параллельно им подключите вольтметр. Измерьте силу тока 1₄и напряжение U₄.

7. Результаты измерений запишите в таблицу

8. Проведите расчёты и заполните таблицу

Сравните значения эквивалентных сопротивлений при последовательном и параллельном соединениях резисторов. Возможное несовпадение результа­тов объясняется погрешностями измерений.

9. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерений.

Оцените, насколько ошибки измерений повлияли на совпадение резуль­татов. Запишите окончательные результаты измерений сопротивлений для каждого случая в виде

R- ∆R≤ R ≤ R + ∆R.

Сделайте вывод о справедливости приведённых выше формул.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 9. ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА

Цельработы: научиться измерять ЭДС источника тока и косвенными измерениями определять его внутреннее сопротивление.

Оборудование: аккумулятор или батарейка для карманного фонаря, вольтметр, амперметр, реостат, ключ.

Порядоквыполненияработы.

1. Подготовьте бланк отчёта со схемой электрической цепи и таблицами 13 и 14 для записи результатов измерений и вычислений.

Л.9.

Таблица13

Таблица14

Соберите электрическую цепь согласно рисунку Л.9. Проверьте надёж­ность электрических контактов, правильность подключения амперметра и вольтметра.

Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом ключе.

Измерьте ЭДС источника тока.

Снимите показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе для трёх положений движка реостата и вычислите г_пр. Результаты измере­ний и вычислений занесите в таблицу 13.

Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока, используя данные о классе точности приборов. Занесите все данные в таблицу 14.

Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления ис­точника тока:

Ɛ = Ɛ_пр ± ∆Ɛ, ԑ_ԑ= %;

R = r_пр ± ∆r, ԑ_r = %.

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 10. НАБЛЮДЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НАТОК

Цельработы: исследовать взаимо­действие тока с постоянным магнитом.

Оборудование: источник тока, рео­стат, ключ, витки проволоки, катушка, по­лосовой магнит, штатив, динамометр, ам­перметр, соединительные провода.

Рис. 1Рис. 2

Порядок выполненияработы

Первый опыт

На штативе подвесьте динамометр, к динамометру прикрепите магнит, под магнитом расположите катушку и соберите электрическую схему согласно рисунку 1.

Установите бегунок реостата в положение, соответствующее макси­мальному сопротивлению.

Замкните цепь.

Изменяйте силу тока, уменьшая сопротивление реостата, и записывай­те показания динамометра в таблицу.

Измените направление тока в катушке. Проведите аналогичные измерения, также записывая результаты измерений в таблицу. Отметьте изменения показаний динамометра.

Нарисуйте катушку и обозначьте по­люсы её магнитного поля.

Постройте график зависимости силы взаимодействия катушки с магнитом от силы тока, сделайте вывод.

Второй опыт

1. На штативе подвесьте витки из про­волоки и соберите электрическую схему со­гласно рисунку 2.

Поднесите к мотку проволоки магнит и понаблюдайте за движением витков проволоки. Запишите свои наблюдения.

Поверните магнит и поднесите его к виткам проволоки другим полю­сом. Наблюдения запишите.

Измените направление тока в витках проволоки и поднесите к ним магнит сначала одним полюсом, затем другим.

Покажите направление тока в витках проволоки.

Объясните результаты опытов.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 11. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Цель работы: изучить одно из самых важ­ных явлений электромагнетизма — явление элек­тромагнитной индукции.

Оборудование: источник тока, галь­ванометр, катушка 1,железный сердечник, U-образный магнит, магнитная стрелка, реостат, ключ, витки проволоки или катушка 2,диаметр которой больше диаметра катушки 1, соедини­тельные провода.

Порядоквыполненияработы

Приставьте сердечник к одному из полюсов U-образяого магнита и вдвиньте внутрь катушки, наблюдая одновременно за стрелкой гальванометра.

Повторите наблюдение, выдвигая сердечник из катушки, а также меняя полюсы магнита.

Зарисуйте схему опыта и проверьте выполне­ние правила Ленца в каждом случае.

Наденьте вторую катушку или витки прово­локи на первую катушку так, чтобы их оси совпа­дали. Замкните гальванометр на витки или вторую катушку

Вставьте в обе катушки железный сердечник и присоедините первую катушку через выключатель и реостат к источнику питания (см. рис. Л.5).

Замыкая и размыкая ключ, наблюдайте за отклонением стрелки галь­ванометра.

Зарисуйте схему опыта и проверьте выполнение правила Ленца.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ МАЯТНИКА

Цельработы: определить ускорение свободного падения при помощи маятника, оценить возможность и точность измерения ускорения данным способом.

Оборудование: часы с секундной стрелкой, измерительная лента с погрешностью ∆_л = 0,5 см, шарик с отверстием, нить, штатив с муфтой и кольцом.

Порядок выполнения работы

Установите на краю стола штатив. У его верхнего конца укрепите с по­мощью муфты кольцо и подвесьте к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 1—2 см от пола.

Измерьте лентой длину lмаятника (длина маятника должна быть не менее 50 см).

Возбудите колебания маятника, отклонив шарик в сторону на 5—8 см и отпустив его.

Измерьте в нескольких экспериментах время t50 колебаний маятника и вычислите t_cp

5. Вычислите среднюю абсолютную погрешность измерения времени и результаты занесите в таблицу.

6.Вычислите ускорение свободного падения.

Определите относительную погрешность измерения времени.

8. Определите относительную погрешность измерения длины маятника.

9. Вычислите относительную погрешность измерения.

10. Определите∆gи запишите результат измерения в виде

g_ср - ∆g ≤ g ≤ g_ср + ∆g

Убедитесь в достоверности измерений и проверьте принадлежность из­вестного значенияgполученному интервалу.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 13. ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА

Цельработы: изучить законы преломления света и определить по­казатель преломления стекла.

Оборудование:стеклянная пластина, лист миллиметровой бумаги, булавки или остро заточенный карандаш, миллиметровая линейка, лазерная указка или источник света и щель, позволяющие получить узкий световой пучок.

Порядоквыполненияработы

1. Подготовьте бланк отчёта с таблицей для записи результатов измере­ний и вычислений.

Направьте световой пучок так, чтобы он падал на грань пластины под углом. Убедитесь в том, что пучок испытывает двукратное преломление (см. рис. Л.6).

Измерьте показатель преломления стекла относительно воздуха при каком-нибудь угле падения. Результат измерения запишите с учётом вы­численных погрешностей.

Повторите то же при другом угле падения.

Сравните полученные результаты.

6.Сделайте вывод о зависимости (или независимости) показателя прелом­ления от угла падения.

Контрольныйвопрос

Чтобы определить показатель преломления стекла, достаточно измерить транспортиром углы α и β и вычислить отношение их синусов. Какой из методов определения показателя преломления предпочтительнее: этот или использованный в работе?

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ

И ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ СОБИРАЮЩЕЙ ЛИНЗЫ

Цель работы: научиться практически получать и графически строить изображения в собирающей линзе; определить оптическую силу линзы.

Оборудование: линейка, два прямоугольных треугольника, длин­нофокусная собирающая линза, лампочка на подставке с колпачком, ис­точник тока, выключатель, соединительные провода, экран, направляющая рейка.

Порядоквыполненияработы

В качестве предмета используется светящаяся рассеянным светом буква в колпачке осветителя. Действительное изображение этой буквы получают на экране.

Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.

Поставьте лампочку на один край стола, а экран — на другой край. Между ними поместите линзу, включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое изображение светя­щейся буквы.

Для уменьшения погрешности измерений, связанной с настройкой на рез­кость, целесообразно получить уменьшенное (и, следовательно, более яркое) изображение.

3.Измерьте расстояния dиf,обратив внимание на необходимость тща­тельного отсчёта расстояний.

При неизменном dповторите опыт несколько раз, каждый раз заново по­лучая резкое изображение. Вычислитеf_ср,D_cp,F_cp. Результаты измерений расстояний занесите в таблицу.

4. Вычислите абсолютную погрешность ∆D измерения оптической силы линзы.

5. Запишите результат в следующем виде:D_cp - ∆D≤ D≤ D_cp + ∆D.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 15. ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ

Цельработы: получить дифракционный спектр и определить длину волны света.

Оборудование: дифракционная решётка 1в держателе 2,линей­ка 3, по которой может перемещаться экран4с узкой щелью 5посереди­не, на экране линейка с миллиметровыми делениями (рис. Л.9). Установка крепится на штативе 6.За экраном находится источник света.

Порядоквыполненияработы

Соберите установку согласно рисунку. Экран должен находиться на расстоянии 50 см от решётки.

Убедитесь в том, что если смотреть сквозь ре­шётку и прорезь в экране на источник света, то на чёрном фоне экрана наблюдаются дифракционные спектры первого и второго порядков. Если карти­на смещена, то, перемещая решётку в держателе, установите её так, чтобы дифракционные спектры были параллельны шкале экрана.

3. Составьте самостоятельно таблицу, куда вы будете заносить значения измеренных величин.

4. Измерьте расстояния, равные 2х,между ли­ниями сначала красного, а затем фиолетового цве­та в спектре первого порядка.

5. Измерьте расстояние lот дифракционной ре­шётки до экрана.

6. Занесите в таблицу период dдифракционной решётки (он указан на самой решётке).

7. Вычислите длину волны красного цвета в спектре первого порядка справа и слева от щели в экране, определите среднее значение результатов измерений.

8. Повторите то же для фиолетового цвета.

9. Сравните полученные результаты с длинами волн красного и фиолето­вого цвета на рисунке V,1цветной вклейки.

Контрольный вопрос

Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 16. ОЦЕНКА ИНФОРМАЦИОННОЙ ЁМКОСТИ КОМПАКТ-ДИСКА (CD)

Цельработы: оценить объём информации, содержащейся на ком­пакт-диске (CD).

Теоретическаячасть

На применяемых в компьютерах компакт-дисках информация записыва­ется в виде тёмных меток (углублений), расположенных на витках спирали. При этом витки спирали тесно примыкают друг к другу так, что каждый участок диска представ­ляет собой практически дифракционную решётку. Определив расстояние между дорожками и зная среднюю длину дорожки, а также ширину участка диска, на котором произведена запись, можно оце­нить количество содержащейся в нём информации. При этом следует допустить, что расстояние между тёмными метками имеет то же значение, что и рас­стояние между дорожками. Для определения это­го расстояния можно рассмотреть дифракционный спектр, полученный в отражённом свете от дифрак­ционной решётки, образованной дорожками на поверхности диска. При этом удобно использовать монохроматический источник света — бытовой лазер или лазерную указку. Направив луч лазера на край диска, можно наблюдать несколько дифракционных максимумов (рис. Л. 10).

Оборудование: компакт-диск (CD), пластилин, лазерная указка, лист бумаги, линейка с миллиметровой шкалой, карандаш.

Порядок выполнения работы

Составьте таблицу и записывайте в неё результаты измерений, а также длину волны лазерного луча (обычно λ= 0,6 мкм).

С помощью пластилина закрепите диск на столе таким образом, чтобы плоскость диска была перпендикулярна плоскости стола.

Разместите лазерную указку на стопке тетрадей так, чтобы лазерный луч был параллелен столу, направлен перпендикулярно диску и попадал на его рабочую поверхность. Расстояние между выходным окном лазера и дис­ком должно быть 100—150 мм.

Поместите лист бумаги за лазером и наблюдайте световые пятна, соот­ветствующие различным порядкам дифракции.

Проделайте в бумаге маленькое отверстие. Поместите лист бумаги на пути луча. Лазерный луч должен проходить через отверстие и на бумаге должны появиться два симметричных пятна, соответствующие спектру пер­вого порядка.

Отметьте карандашом положения этих пятен.

Измерьте расстояние 2lмежду этими пятнами (см. рис. Л. 10).

Измерьте расстояние Lмежду листом бумаги и диском.

Вычислите синус угла, соответствующий первому порядку дифракции.

10.Вычислите период решётки.

Измерьте линейкой ширину rрабочей зоны диска, т. е. ширину зер­кальной зоны, и вычислите число дорожек на диске: N₁ =r/d.

Определите средний радиус зеркальной зоны — от центра до середи­ны зеркальной поверхности: R_ср = (R₁ + R₂)/2,гдеR₁иR₂— малый и боль­шой радиусы зеркальной зоны диска.

Вычислите среднее количество информационных меток на дорожке: N₂ = 2πR_ср/d.

14. Определите объём информации на диске — число бит:N_b = N₁ * N₂.
В этой работе не имеет смысла рассчитывать погрешности, так как вы выполнили только приблизительную оценку объёма записанной на диске информации.

Контрольный вопрос

Сравните полученное значение со стандартным объёмом информации, запи­сываемой на подобном диске. За счёт чего у вас получилось другое значение?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

№ 8. НАБЛЮДЕНИЕ СПЛОШНОГО И ЛИНЕЙЧАТОГО СПЕКТРОВ

Цель работы: наблюдать разного вида спектры.

Оборудование: проекционный аппарат, спектральные трубки с водо­родом, неоном или гелием, высоковольтный индуктор, источник питания, штатив, соединительные провода (эти приборы общие для всего класса), сте­клянная пластина со скошенными гранями (на каждого учащегося).

Порядоквыполненияработы

При попадании излучения нагретого твёрдого тела на призму мы полу­чаем непрерывный(сплошной)спектр, состоящий из участков, окрашенных в разные цвета. Если источником света является, например, одноатомный газ, то мы получаем линейчатыйспектр, состоящий из отдельных линий.

Наблюдать спектры можно с помощью дифракционной решётки, а так­же с помощью призмы. В первом случае нам помогает явление дифракции света, а во втором — явление дисперсии. В этой работе для наблюдения спектров мы используем явление дисперсии.

Расположите пластину горизонтально перед глазом. Сквозь грани, со­ставляющие угол 45°, наблюдайте светлую вертикальную полоску на экра­не — изображение раздвижной щели проекционного аппарата.

Выделите основные цвета полученного сплошного спектра и запишите их в наблюдаемой последовательности.

Повторите опыт, рассматривая полоску через грани, образующие угол 60°. Запишите различия наблюдаемых спектров.

Наблюдайте линейчатые спектры водорода, гелия или неона, рассма­тривая светящиеся спектральные трубки сквозь грани стеклянной пластины. Запишите наиболее яркие линии спектров.

Объясните, почему вид спектров различен в зависимости от способа его наблюдения, для этого нарисуйте ход лучей при разных углах между гранями для лучей двух разных длин волн. Сделайте выводы.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, Имя обучающегося:____________________________________ Класс: _____

Дата:________ Оценка за лабораторную работу:_____ Учитель: ___________

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/419793-metodicheskaja-razrabotka-laboratornye-raboty