Лабораторные работы по физики

Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести
Изучение закона сохранения механической энергии
Наблюдение зависимости скорости диффузии в жидкости от температуры
Проверка изотермического процесса
Определение относительной влажности воздуха
Определение мощности лампочки накаливания
Наблюдение и анализ явления электромагнитной индукции
Определение показателя преломления стекла
Наблюдение и объяснение полного отражения света
Определение световой волны света с помощью дифракционной решетки
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 18

«Определение световой волны света с помощью дифракционной решетки»

Цель работы: научиться наблюдать сплошной спектр и определять длину волны фиолетового и красного цвета

Оборудование:  дифракционная решетка с периодом d=1·10-2 мм; источник света,

 прибор для определения длины световой волны

Краткая теория

Дифракционная решетка – прибор, на который нанесено большое количество узких, параллельных линий – штрихов, разделенных прозрачными промежутками. Через них проходит свет и у края штриха испытывает отклонение от прямолинейного распространения -дифракцию. Затем, пройдя через линзу, фокусируются в одной точке, где и происходит сложение лучей - интерференция, усиление (в этом месте видим один цвет). Положение этого усиления зависит от длины волны света, поэтому решетка разлагает белый свет в спектр. От щели на экране видим расположение спектра от фиолетового λф = 4·10-7 м, до красного λк = 8·10-7 м. Данные значения длин волн измерены с помощью точных дифракционных решеток.

ХОД РАБОТЫ

При наблюдении спектра пользуемся только первой парой n=1

Устанавливаем дифракционную решетку в крепление прибора и определяем:

- расстояние от дифракционной решетки до экрана по линейке «b»;

расстояние от щели на экране до спектра первой пары «а»

Данные заносим в таблицу

n

d

мм

b

мм

a

мм

λ

мм

фиолетовый

красный

фиолетовый

красный

1

1·10-2

Длину волны света рассчитываем по формуле и заносим результат в таблицу

Вывод

Контрольные вопросы

дайте определение интерференции;

дайте определение дифракции;

расскажите об устройстве дифракционной решетки;

расскажите как ведет себя свет при прохождении через дифракционную решетку

Литература:

Буров В.А, Никифоров Г.Г.. Фронтальные лабораторные задания по физике. 2000

Бутырский Г.А, Сауров Ю.А. Экспериментальные задачи по физике. 2001

Кабардин О.Ф, Кабардин С.И. Задания для итогового контроля знаний по физике, 7-11 классы. – М.: Просвещение, 2001

Лабораторный практикум по теории и методике обучения физике в школе: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / С.Е. Каменецкий, С.В. Степанов, Е.Б. Петрова и др.; Под ред С.Е. Каменецкого и С.В. Степанова. – М. : Издательский центр «Академия», 2002

Мякишев Г.Я, Буховцев В.В. Физика: учебник для 11 класса средней школы. – М.: Просвещение, 2001 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 19

«Изучение треков частиц по готовым фотографиям»

Цель работы:

Сформировать элементарные умения анализировать фотографии треков заряженных частиц

Оборудование:

Фотографии треков частиц, полученных в камере Вильсона

Краткая теория

Треки заряженных частиц в камере Вильсона представляют собой цепочки микроскопических капелек жидкости (воды или спирта), образовавшиеся вследствие конденсации пересыщенного пара этой жидкости на ионах, расположенных вдоль траектории заряженной частицы.

Длина трека зависит от начальной энергии заряженной частицы и плотности окружающей среды: она тем больше, чем больше энергия частицы и чем меньше плотность среды.

Толщина трека зависит от заряда и скорости частицы: она чем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше её скорость.

При движении заряженной частицы в магнитном поле трек её получается искривленным. Радиус кривизны трека зависит от массы, заряда, скорости частицы и модуля индукции магнитного поля: он тем больше, чем больше масса и скорость частицы и чем меньше её заряд и модуль индукции магнитного поля.

По изменению радиуса кривизны трека можно определить направление движения частицы и изменение её скорости: начало её движения и скорость больше там, где больше радиус кривизны трека.


ХОД РАБОТЫ

Фото № 1

 
Рассмотрите фотографию № 1. Ответьте на вопросы.

В каком направлении двигались a - частицы? 

Почему длина треков a - частиц примерно одинакова?

Почему толщина треков a - частиц к концу пробега немного увеличивается?

Почему некоторые a - частицы оставляют треки только в конце своего пробега?

Фото № 2

 
Рассмотрите фотографию № 2 – треки a-частиц в камере Вильсона, помещённой в магнитное поле. Ответьте на вопросы.

В какую сторону двигались a - частицы?

Почему треки a - частиц искривлены?

Как был направлен вектор магнитной индукции?

Почему изменяются радиус кривизны и толщина треков a - частиц к концу их пробега?

Вывод

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20

«Вычисление отношения заряда частицы к её массе по фотографии трека»

Цель работы:

Познакомиться с методом вычисления отношения заряда к массе частицы по фотографии её трека

Приборы:

Фотографии треков частиц, полученных в камере Вильсона, помещённой в магнитное поле;

Линейка измерительная;

Транспортир;

Лист кальки размером 60*90 мм

краткая теория

Рассмотрите фотографию треков частиц в камере Вильсона. Частицы двигались в магнитном поле с индукцией 2,2 Тл, модули начальных скоростей частиц одинаковы.

Левый трек принадлежит ядру атома водорода, правый – неизвестной частице.

Отношение заряда атома водорода к его массе равно:

q / m = 9,6 107 Кл / кг

Найдите отношение заряда к массе неизвестной частицы.

ХОД РАБОТЫ

1. Переносим треки частиц на кальку. В средних участках треков проводим по две хорды и в середине к ним восстанавливаем перпендикуляры. Точки пресечения перпендикуляров будут центрами кривизны треков. Измеряем радиусы кривизны с помощью измерительной линейки, учитывая масштаб снимка.

2. На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца, вектор которой перпендикулярен вектору скорости частицы. Эта сила является центростремительной силой:

q u B = m u2 / R u1 = q1 R1 B / m1 , где u1 – модуль скорости неизвестной частицы

Модуль скорости ядра атома водорода равен: u2 = q2 R2 B / m2 

По условию скорости равны, следовательно, будут равны и правые части равенств:

q1 R1 B / m1 = q2 R2 B / m2 q1 / m1 = q2 R2 / m2 R1

Подставляем численные значения и находим отношение заряда к массе неизвестной частицы.