Измерения, проводимые с помощью тех или иных приборов, никогда не могут быть абсолютно идеальными и точными

Для выполнения лабораторных работ

1

Оглавление

 

1 Введение……………………………………………………………………….4

2. Лабораторная работа № 1

«Экспериментальная проверка закона Бойля – Мариотта» ……………….13

3. Лабораторная работа № 2

«Определение относительной влажности воздуха» ………………………..15

4. Лабораторная работа № 3

«Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости» ….18

5. Лабораторная работа № 4

«Изучение электрического поля» ……………………………………………...21

6. Лабораторная работа № 5

«Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии» …………………………………………………………………………24

7. Лабораторная работа № 6

«Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания от напряжения на ее зажимах» ………………………………………………..26

8. Лабораторная работа № 7

«Определение электрохимического эквивалента меди» ………………………28

9. Лабораторная работа № 8

«Изучение свойств полупроводников» …………………………………………..29

10. Лабораторная работа № 9

«Изучение явления электромагнитной индукции» ……………………………..32

11. Лабораторная работа № 10

«Изучение устройства и работы трансформатора» ………………………..37

12. Лабораторная работа № 11

«Определение показателя преломления стекла» ……………………………..43

13. Лабораторная работа № 12

«Наблюдение интерференции, дифракции и поляризации света» …………..47

14. Лабораторная работа № 13

«Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки» …51

15. Лабораторная работа № 14

«Изучение явления фотоэффекта» ……………………………………………57

16. Лабораторная работа № 15

«Наблюдение сплошного и линейчатого спектров испускания» …………….60

17. Лабораторная работа № 16

«Изучение треков заряженных частиц (по готовым фотографиям)» ………62

Введение

Как проводить лабораторные работы

 

Лабораторные работы, как правило, проводят одновременно с изучением теоретического материала.

Студенты готовятся к лабораторным работам самостоятельно, повторяя соответствующие разделы курса физики. На занятии же они знакомятся с содержанием работы, с оборудованием и выполняют сами работу.

После выполнения работы студент представляет отчет. В отчете приводят:

1) дату выполнения работы;

2) название работы и ее номер;

3) перечень приборов и оборудования;

4) схему установки (или ее зарисовку);

5) таблицу результатов измерений и вычислений;

6) определение погрешностей измерений;

7) выводы из полученных результатов измерений и наблюдений.

Вычисления желательно проводить с помощью микрокалькуляторов. Следует иметь в виду, что микрокалькулятор выдает данные с большим числом разрядов, как правило, не соответствующим точности исходных данных. При проведении лабораторных работ нужно освоить приемы округления и правила приближенных вычислений.

Измерения, проводимые с помощью тех или иных приборов, никогда не могут быть абсолютно идеальными и точными.

Неточность измерения обусловлена тремя фактами: особенностями подготовки экспериментатора, природой измеряемого объекта, а также несовершенства приборов и самого эксперимента. Первые два фактора приводят к появлению так называемых случайных, третий – систематических погрешностей.

Случайные погрешности можно свести к минимуму подготовкой экспериментатора (тренировкой, специализацией, опытом), многократным повторением измерения, но устранить их совсем невозможно. Систематические погрешности, вообще говоря, можно полностью исключить исследованием самих приборов и условий опыта.

Если мы определяем значение какой-либо величины а и для этого многократно производим ее измерение (при одинаковых условиях эксперимента, чтобы исключить систематические погрешности), то в результате получаем несколько различных значений: а₁, а₂, а₃, …, а_n. Среднее арифметическое значение этой величины

<a> = (a₁ + a₂ + a₃ +…+а_n)/n,

где n – число измерений.

Заметим, что <a> - число приближенное (неточное), но так как оно получено путем многократных измерений, его обычно считают наиболее близким к истинному значению определяемой физической величины.

Разность между средним арифметическим значением измеряемой величины и результатом отдельного измерения называют абсолютной погрешностью данного измерения (Δа_n). Абсолютные погрешности для каждого из измерений в нашем случае имеют вид

Δа₁ = <a> - а₁; Δа₂ = <a> - а₂; …; Δа_n = <a> - а_n;

Абсолютная погрешность измеряемой величины (Δ<a>) выражается как среднее арифметическое абсолютных погрешностей всех измерений:

Δ<a> = (‌‌‌‍‌│Δа₁│ +│Δа₂│ +…+│Δа_n│)/n.

Результат измерений теперь можно записать в следующем виде:

а = <a> ± Δ<a>.

Отсюда видно, что истинное значение физической величины лежит в интервале

 

<a> + Δ<a> > а > <a> - Δ<a>.

Абсолютная погрешность не дает еще представления о точности измерения. Точность измерения в практике оценивается введением относительной погрешности – числа, показывающего, сколько процентов составляет абсолютная погрешность из измеряемой величины:

δ _а =(Δ<a>/а)·100 %.

Измерения физических величин могут быть прямыми и косвенными. При прямых измерениях числовое значение величины находят непосредственно сравнением с единицей измерения. Например, длину предмета, массу тела, давление соответственно находят с помощью линейки, взвешивания на весах, манометра.

При косвенных измерениях значение физической величины определяется вычислениями обычно по известным формулам.