Протоколы отчетов лабораторных работ. 9 класс.

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 1 по теме:

«Исследование равноускоренного движения без начальной скорости».

Цель работы: определить ускорение движения шарика при равноускоренном прямолинейном движении и его мгновенную скорость перед ударом о цилиндр.

Приборы и материалы: желоб металлический длиной 1,4 м; штатив с муфтой и лапкой; металлический шарик диаметром 1,5 – 2 см; металлический цилиндр; секундомер; измерительная лента (линейка).

Ход работы:

В случае скатывания шарика по желобу его движение является прямолинейным равноускоренным. В этом случае движение шарика описывается уравнениями

s = v₀ t+ at² / 2 v₀ - начальная скорость (м/с)

где а – ускорение (м/с²)

v = v₀ + at t – время (с)

s – пройденный путь(м)

Учитывая, что начальная скорость шарика v₀ = 0 , получаем: Рис. 1

s = at² / 2 (1)

a = 2s / t² (2)

v

1. Соберите экспериментальную установку, показанную на рисунке. С помощью штатива закрепите желоб в наклонном положении под небольшим углом к горизонту. Наклон должен быть не значительным. У нижнего конца желоба положите в него металлический цилиндр.

2

Рис. 2.

3. С помощью линейки определите пройденное шариком расстояние (s). (см. рис. 1).

4. Повторите опыт 3 раза (следите за тем, чтобы цилиндр находился на одном месте, чтоб расстояние пройденное шариком было одинаковым во всех трех опытах).

5. Найдите среднее значение времени по формуле: t_ср = (t₁ +t₂ +t₃) / 3.

________________________________________________________________________________

6. Пользуясь формулой a = 2s / (t_ср )² , вычислите ускорение шарика.

________________________________________________________________________________

7. Пользуясь формулой v = at_ср, вычислите мгновенную скорость шарика перед ударом о цилиндр.

________________________________________________________________________________

8. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу № 1 с учетом абсолютной погрешности, полагая: Δt = 0,01с; Δt₁ = |t₁ - t _ср|; Δt₂ = |t₂ - t _ср|; Δt₃ = |t₃ - t _ср|;

Δt_ср = (Δt₁ + Δt₂ + Δt₃) / 3 - средняя абсолютная погрешность трех измерений времени;

Δs = 0,5 мм = 0,0005 м; ∆a = (Δs/s +2Δt_ср / t_ср) · a; ∆v = ∆a/a + ∆t_ср / t_ср

Таблица №1

Δt₁ = |t₁ - t _ср|=____________ Δt₂ = |t₂ - t _ср|=______________ Δt₃ = |t₃ - t _ср|=_____________

(Δt₁ + Δt₂ + Δt₃)

Δt_ср = --------------------- =

3 ____________________________________________________________

Δs 2Δt_ср

∆a = ------ + ------- · a =

s t_ср ____________________________________________________________

∆a ∆t_ср

∆v = ------ + -------- =

a t_ср __________________________________________________

Напишите вывод о проделанной работе.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дополнительное задание.

1. Используя формулами s = at² / 2, вычислите пройденный путь шарика за 1, 2, 3, 4 и 5 секунд от начала движения (s₁-?; s₂ -?; s₃ -?; s₄ -?; s₅ -?).

2. Используя формулу v = at, вычислите значения мгновенной скорости шарика через 1, 2, 3, 4 и 5 секунд после начала движения.(v₁ -?; v ₂-?; v₃ -?; v₄ -?; v₅-?)

Результаты вычислений занести в таблицу № 2.

Таблица № 2.

3. По данным таблицы построить два графика:

1). зависимость пройденного пути ( OY) от времени (OX);

2

v, м/c

0 1 2 3 4 5 t, c 0 1 2 3 4 5 t, c

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 1

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 2 по теме:

«Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины».

Цель работы: выяснить, как зависят период и частота свободных колебаний математического маятника от его длины.

Приборы и материалы: штатив с муфтой и лапкой, металлический шарик с нитью, секундомер, измерительная лента(линейка).

Ход работы:

1. Установите на краю стола штатив.

2. Закрепите нить маятника длиной 10см = 0,1м в лапке штатива, используя кусочек ластика или плотной бумаги. (Длина маятника измеряется от точки подвеса до середины шарика).

3. Отклоните шарик от положения равновесия на небольшую амплитуду(1-2 см) и отпустите. Измерьте промежуток времени (t), за который маятник совершит 20 полных колебаний.

4. Проведите еще 4 опыта так же как и в п.2-3 изменяя длину маятника.

5. Для каждого опыта вычислите период колебаний и частоту по формулам: Т = t / N ν = N / t

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

Таблица.

6. Для каждого опыта вычислите период колебаний по формуле:

Т=2π√ℓ/g, где π = 3,14; g = 9,8 м/с².

1)

2)

3)

4)

5)

Напишите выводы о том, как зависят период и частота свободных колебаний маятника от длины его нити.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дополнительное задание.

1. Выберете верное утверждение:

При увеличении длины маятника в 4 раза период его колебаний:

А) увеличивается в 4 раза; Б) уменьшается в 4 раза;

В) увеличивается в 2 раза; Г) уменьшается в 2 раза;

2. Определите абсолютную погрешность периода колебаний для первого опыта по формулам:

Результат записать в виде: (Т₁ + ΔТ) с

_________________________________

3

Т,с

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 l, м

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 2

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 3 по теме:

«Исследование зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины».

Цель работы: выяснить, как зависит период свободных колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины. Рассчитать период колебаний груза на пружине. Сравнить данные полученные различными методами.

Приборы и материалы: штатив с муфтой и лапкой, набор пружин, набор грузов, секундомер, измерительная лента.

Ход работы:

Опыт № 1.

Определите жесткости трех разных пружин.

• Д

  

  ля этого, закрепляя по очереди пружины разной жесткости в лапке штатива, и подвешивая к каждой пружине одинаковый груз (m = 200г = 0,2кг) определите деформацию (удлинение) каждой пружины по формуле:

Δ x = (x – x₀). см. Рис.

Δ x₁ = ______________________________________

Δ x₂ =_______________________________________

Δ x₃ = ______________________________________

Если груз, подвешенный к пружине, покоиться, то F_упр = F_т = mg

П

• Определите жесткость каждой пружины по формуле:

1)

2)

3)

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу № 1.

Расчет жесткости пружин (m = const) Таблица № 1

Опыт № 2

В

• Для этого возьмите пружину с большей жесткостью и подвесьте один груз m = 100г к данной пружине.

• Выведите пружину с грузом из состояния равновесия и определите с помощью секундомера время (t) 10 –ти полных колебаний (N = 10) и вычислите период (T) колебания пружинного маятника по формулам:

T = t / N

• Подвешивая грузы, повторите опыт с двумя и тремя грузами.

Заполните таблицу №2 зависимости периода колебаний от массы груза для одной и той же пружины, где k = const.

Напишите вывод о том, как зависит период свободных колебаний пружинного маятника от массы груза.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт № 3.

Выясните, как период колебаний пружинного маятника зависит от жесткости пружины.

• Значения жесткости пружин перенесите из таблицы № 1.

• Для этого, оставив один груз (m = 200г = 0,2 кг) и меняя пружины разной жесткости

определите период колебаний груза по формулам: T= t / N.

Заполните таблицу №3 зависимости периода колебаний пружинного маятника от жесткости пружины для груза массой 200г. (m = const).

Напишите вывод о том, как зависит период свободных колебаний пружинного маятника от жесткости пружины. ОЦЕНКА__________

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 3

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 4 по теме:

«Измерение ускорения свободного падения».

Цель работы: измерить ускорение свободного падения с помощью математического маятника и определить отклонение от действительного значения.

Приборы и материалы: груз небольших размеров, длинная нить, штатив с муфтой, секундомер, линейка.

Ход работы:

Вы знаете, что ускорение свободного падения характеризует гравитационное поле Земли. Земля неоднородна. Поэтому ускорение свободного падения в каждой точке земной поверхности можно определить экспериментально. Один из способов основан на знании формулы периода колебаний математического маятника:

Возводим все в квадрат:

откуда , где π = 3,14

Из последней формулы видно, что для определения ускорения свободного падения необходимо знать длину математического маятника и период его колебаний. Длину маятника можно измерить непосредственно. Период колебаний можно измерить при помощи секундомера, для этого необходимо замерить время (t) за которое маятник совершает (N) полных колебаний, т.е. T = t / N.

1.Установите на краю стола штатив. Подвесьте к штативу шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 1 - 2 см от пола.

2

Угол отклонения не больше 5 ⁰.

3. Измерьте время (t₁) 10 полных колебаний маятника (N = 10).

4. Повторите измерения времени (не изменяя условия опыта) еще два раза. (t₂, t₃)

5. Найдите среднее значение времени:

6. Вычислите среднее значение периода колебаний (Т_ср) по среднему значению времени (t_ср) по формуле: Т_ср= t_ср / N.

____________________________________________________________

4. Измерьте длину математического маятника (ℓ).

5. Вычислите среднее значение ускорения свободного падения по формуле:

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу с учетом погрешности измерений, пологая что:

Δt = 0,01с; Δt₁ = |t₁ - t _ср|; Δt₂ = |t₂ - t _ср|; Δt₃ = |t₃ - t _ср|; Δt_ср = (Δt₁ + Δt₂ + Δt₃) / 3;

ΔТ_ср = (Δt_ср / t_ср)·T_ср; Δℓ = 0,5 мм = 0,0005м; Δg_ср = |g_ср - g_табл|= |g_ср – 9,8 м/с²|.

Таблица

Δt₁ = |t₁ - t _ср|= _________; Δt₂ = |t₂ - t _ср|= __________; Δt₃ = |t₃ - t _ср|= __________.

Δg_ср = |g_ср - g_табл|= |g_ср – 9,8 м/с²|= _________________________________________

Рассчитайте относительную погрешность определения g_ср по формуле:

Сделайте вывод о проделанной работе.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОЦЕНКА_______

Дополнительное задание.

Определите длину нитяного маятника, если за время 10 с он совершает 5 колебаний.

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 4

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 5 по теме:

«Изучение явления электромагнитной индукции».

Цель работы: изучить явление электромагнитной индукции и научиться получать индукционный ток.

Приборы и материалы: миллиамперметр, катушка-моток, магнит дугообразный или полосовой, батарея (4,5 В), катушка с железным сердечником от разборного электромагнита, реостат, ключ, соединительные провода.

Ход работы:

1. Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

2. Наблюдая за показаниями миллиамперметра, подводите один из полюсов магнита к катушке, потом несколько секунд остановите магнит, а затем вновь приближайте его к катушке, вдвигая в нее.

3. Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток:

а) во время движения магнита относительно катушки? _______________________

б) во время его остановки? _______________________

1. Запишите, менялся ли магнитный поток Ф, пронизывающий катушку:

а) во время движения магнита? _________________________________________

б) во время остановки? _________________________________________________

Напишите вывод о том, при каком условии в катушке возникал индукционный ток.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Почему при приближении магнита к катушке магнитный поток, пронизывающий эту катушку, менялся? (Вспомните от каких величин зависит Ф и одинаков ли модуль вектора В вблизи этого магнита и вдали от него).

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Проверьте, одинаковым или различным будет направление индукционного тока в катушке при приближении к ней магнита и при удалении от неё того же полюса магнита? ( о направлении тока в катушке можно судить по тому, в какую сторону от нулевого деления отклоняется стрелка миллиамперметра).

_________________________________________________________________________

1. Приближайте полюс магнита к катушке с такой скоростью, чтобы стрелка миллиамперметра отклонялась не более чем на половину предельного значения его шкалы. Повторите тот же опыт, но при большей скорости движения магнита, чем в первом случае. Напишите:

При большей или меньшей скорости движения магнита относительно катушки магнитный поток Ф, пронизывающий эту катушку, менялся быстрее? ___________

При быстром или медленном изменении магнитного потока сквозь катушку в ней возникал больший по модулю ток? ______________

Напишите вывод о том, как зависит модуль силы индукционного тока, возникающего в катушке, от скорости изменения магнитного потока Ф, пронизывающего эту катушку.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дополнительное задание.

1. Соберите установку для опыта.

1. На катушку с сердечником наденьте катушку-моток (катушка 1), к которой подключен миллиамперметр.

2. Проверьте, возникает ли в катушке – мотке 1 индукционный ток в следующих случаях:

а) при замыкании и размыкании цепи, в которую включена катушка 2? __________

б) при протекании через катушку 2 постоянного тока? ______________________

в) при увеличении и уменьшении силы тока, протекающего через катушку 2, путем перемещения в соответствующую сторону движка реостата?___________________

1. В каких из перечисленных в пункте 3 случаев меняется магнитный поток, пронизывающий катушку 1?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОЦЕНКА__________

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 5

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 6 по теме:

«Наблюдение сплошного и линейчатых спектров испускания».

Цель работы: наблюдение сплошного спектра с помощью стеклянных пластин со скошенными гранями и линейчатого спектра испускания с помощью двухтрубного спектроскопа.

Оборудование: проекционный аппарат, спектроскоп двухтрубный спектральные трубки с водородом, неоном или гелием, высоковольтный индуктор, источник питания, (эти приборы являются общими для всего класса), стеклянная пластина со скошенными гранями (выдается каждому).

Теоретическое обоснование.

• Дисперсия света – зависимость абсолютного показателя преломления света от частоты колебаний (или длины волны). Вследствие дисперсии света узкий пучок белого света, проходя сквозь призму из стекла или другого прозрачного вещества, разлагается в дисперсионный спектр, образуя радужную полоску.

• Спектр испускания (или поглощения) — это набор волн определенных частот, которые излучает (или поглощает) атом данного вещества.

Типы спектров.

• Спектр испускания – совокупность частот (или длин волн), которые содержатся в излучении какого-либо вещества. Они бывают трех видов.

• Сплошной – это спектр, содержащий все длины волн определенного диапазона от красного с λ_к=7,6·10^-7 м до фиолетового с λ_ф=4·10^-7 м . Сплошной спектр излучают нагретые твердые и жидкие вещества, газы, нагретые под большим давлением.

• Линейчатый – это спектр, испускаемый газами, парами малой плотности в атомарном состоянии. Состоит из отдельных линий разного или одного цвета, имеющих разные расположения. Каждый атом излучает набор электромагнитных волн определенных частот. Поэтому каждый химический элемент имеет свой спектр.

• Полосатый – это спектр, который испускается газом в молекулярном состоянии.

Линейчатые и полосатые спектры можно получить путем нагрева вещества или пропускания электрического тока.

• Спектр поглощения – это совокупность частот, поглощаемых данным веществом.

Спектры поглощения получают, пропуская свет от источника, дающего сплошной спектр, через вещество, атомы которого находятся в невозбужденном состоянии.

Согласно закону Кирхгофа вещество поглощает те линии спектра, которые и испускает, являясь источником света.

• Исследование спектров испускания и поглощения позволяет установить качественный состав вещества. Количественное содержание элемента в соединении определяется путем измерения яркости спектральных линий. Метод определения качественного и количественного состава вещества по его спектру называется спектральным анализом.

• Спектроскоп. Для наблюдения спектров пользуются спектроскопом. Наиболее распространенный призматический спект­роскоп состоит из двух труб, между которыми помещают трех­гранную призму. В трубе , называемой коллима­тором, имеется узкая щель, ширину которой можно регулиро­вать поворотом винта. Перед щелью помещается источник света, спектр которого необходимо исследовать. Щель располагается в фокальной плоскости линзы коллиматора, и поэтому световые лучи из коллиматора выходят в виде параллельного пучка. Пройдя через призму, световые лучи направляются в трубу , через которую наблюдают спектр.

Ход работы:

Для наблюдения линейчатых спектров испускания на демонстрационном столе зажигают поочередно спектральные трубки с водородом, гелием и неоном.

Через плоскопараллельную пластину со скошенными гранями наблюдают вертикальный святящийся канал трубки S. При этом видимое изображение спектра S₁ сдвинуто в сторону преломляющегося угла. Наблюдения проводят два раза: через грани, образующие угол 60° и угол 45°.

Спектр каждого газа виден как ряд отдельных узких полос, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и окрашенных в различные цвета.

1. Включите спектральную трубку с водородом.

2. Расположить пластину горизонтально перед глазом. Проведите наблюдение линейчатого спектра водорода с помощью плоскопараллельной пластинки: через грани, образующие угол 60° и угол 45°. Запишите последовательность цветов видимых спектральных линий.

3. Укажите отличие линейчатых спектров в этих двух случаях.

4. Повторите наблюдения линейчатых спектров: а) для гелия, б) для неона, согласно п. 2 и 3.Заполните таблицу.

Таблица линейчатых спектров

1. Газ	Угол	Последовательность цветов	Отличия
   Водород	600
   	450
   Гелий	600
   	450
   Неон	600
   	450

   Проведите наблюдение сплошного спектра от светлой вертикальной полоски, спроецированной на экран проекционным аппаратом, через грани, образующие угол 45° и угол 60°. Укажите последовательность чередования цветов в сплошном спектре. Опишите отличие сплошных спектров при их наблюдении через разные грани.

Таблица сплошного спектра.

Напишите вывод о проделанной работе.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА_________

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 6

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 7 по теме:

«Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков».

Цель работы: применить закон сохранения импульса для объяснения движения двух ядер, образовавшихся при делении ядра атома урана.

Приборы и материалы: фотография треков заряженных частиц, образовавшихся при делении ядра атома урана, линейка.

Ход работы:

1. Рассмотрите фотографию и найдите треки осколков.

Пояснения. На фотографии вы видите треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Трек – тонкий след из капелек который оставляет частица вдоль всего пути, т.е. видимая траектория движения частицы. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой. По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).

Длина трека тем больше, чем больше энергия. Толщина трека тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше ее скорость.

2. Измерьте длины треков осколков с помощью миллиметровой измерительной линейки и сравните их. Левый трек ________ мм, правый трек _________ мм.

3. Пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Одинаковы ли заряды и энергия осколков? _____________________________________

5. По каким признакам вы можете судить об этом? ______________________________

6. Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Д.И. Менделеева.

Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом: ₉₂U + ₀n → ₅₆ Ba + _z X + 2 · ₀n,

где символом _z X обозначено ядро атома одного из химических элементов.

Пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Д.И. Менделеева, определите, что это за элемент.

____________________________________________________________________________

Вывод:________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА_____

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 9 по теме:

«Измерение естественного радиационного фона дозиметром».

Цель работы: получение практических навыков по использованию бытового дозиметра для измерения радиационного фона.

Оборудование: дозиметр бытовой, инструкция по его использованию.

Тренировочные задания и вопросы.

1. В чем причина негативного воздействия радиации на живые существа?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Что называют поглощенной дозой излучения?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Напишите формулу поглощенной дозы и ее единицы измерения.

________________________________________________________________

4. При большей или меньшей дозе излучение наносит организму большой вред, если все остальные условия одинаковы? _________________________________________________

5. Одинаковый или различный по величине эффект вызывают в живом организме разные виды ионизирующих излучений? ______________________________________ Приведите примеры. ______________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Что показывает коэффициент качества? _______________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Напишите чему он равен для α-, β-, γ- и рентгеновского излучения.

___________________________________________________________________________ 7. В связи с чем и для чего была введена величина, называемая эквивалентной дозой излучения? ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ По какой формуле она определяется и в каких единицах измеряется?

____________________________________________________________________________

8. Какие факторы следует учитывать при оценке воздействий ионизирующих излучений

на живой организм? _______________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. От какого вида излучения труднее всего защититься? Объясните почему.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Для чего используют дозиметры? ____________________________________________

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р

Дата _____________ ФИ___________________________________________________ 9 «_____» класс

Лабораторная работа № 8 по теме:

«Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям».

Цель работы: объяснить характер движения заряженных частиц.

Оборудование: фотографии треков заряженных частиц.

Ход работы:

Запомните:

1. длина трека тем больше, чем больше энергия частицы и чем меньше плотность среды);

2. толщина трека тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше её скорость;

3. при движении заряженной частицы в магнитном поле трек её получается искривлённым, причём радиус кривизны трека тем больше, чем больше масса и скорость частицы и чем меньше её заряд и модуль индукции магнитного поля;

4. ч

   

   

   астица двигалась от конца трека с большим радиусом к концу трека с меньшим радиусом кривизны (радиус кривизны по мере движения уменьшения, так как из-за сопротивления среды уменьшается скорость частицы).

Рис 1 Рис 2 Рис 3

Задание 1. На двух из трёх представленных вам фотографий изображены треки частиц, движущихся в магнитном поле.

Укажите, на каких. ___________________________

Ответ обоснуйте. _____________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 2. Рассмотрите фотографию треков α-частиц, двигавшихся в камере Вильсона (Рис. 1) и ответьте на следующие вопросы:

1. В каком направлении двигались α-частицы? (слева направо или наоборот).

_______________________________________

Ответ обоснуйте. _____________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Длина треков α-частиц примерно одинакова. О чём это говорит?

____________________________________________________________________________

1. Как менялась толщина трека по мере движения частиц? Что из этого следует?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 3. На рисунке 2 дана фотография треков α-частиц в камере Вильсона, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии:

а) Почему менялись радиус кривизны и толщина треков по мере движения α-частиц?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) В какую сторону двигались частицы? _______________________________________

Задание 4. На рисунке 3 дана фотография трека электрона в пузырьковой камере, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии:

а) Почему трек электрона имеет форму спирали?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) В каком направлении двигался электрон? (по часовой стрелке или против движения часовой стрелки). _____________________________________

Ответ обоснуйте. ___________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

в) Что могло послужить причиной того, что трек электрона на рисунке 3 гораздо длиннее треков α-частиц на рисунке 2?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОЦЕНКА ___________

9 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 8

Муниципальное образование Динской район

Бюджетное общеобразовательное учреждение муниципального образования Динской район

«Средняя общеобразовательная школа № 1

имени Героя Российской Федерации Туркина Андрея Алексеевича»

Тетрадь для лабораторных работ

по ФИЗИКЕ

Ученика (цы) 9 _____ класса

БОУСОШ №1

Ф_____________________

И_____________________

2014-2015 год

Учитель: Суздальцева Наталия Васильевна

Погрешности при физических измерениях. Физические измерения

Физика, как точная экспериментальная наука, основывается на количественных данных наблюдений. Свойства физических объектов и явлений характеризуются физическими величинами. Числовое значение физической величины может быть найдено посредством измерений. Измерение – определение значения физической величины опытным путём с помощью средств измерений (технических средств или измерительных приборов). К техническим средствам относятся: линейка, измерительная лента, транспортир, мензурка, равновесие и др. Измерительные приборы: штангенциркуль, микрометр, весы, секундомер, динамометр, термометр, барометр, амперметр, вольтметр и др.

Различают прямые и косвенные измерения.

Прямое измерение – нахождение числового значения искомой физической величины непосредственно посредствами измерения. Например, линейные размеры предмета измеряют линейкой или штангенциркулем, атмосферное давление – барометром, силу тока – амперметром.

Косвенное измерение - нахождение числового значения искомой физической величины по формуле, связывающей её с другими физическими величинами, определяемые в результате прямых измерений.

Задача измерений состоит не только в том, чтобы получить числовую оценку какой – либо величины, но и обязательно указать погрешность этой оценки, т.е. абсолютную или относительную погрешность.

Результат измерения физической величины всегда отличается от её истинного значения, наиболее точно отражающего соответствующую физическую характеристику.

При прямых измерениях отклонение действительного значения величины от её истинного значения вызывают следующие факторы:

1) ограниченная точность измерительного прибора, связанная с несовершенством его конструкции и определяемая ценой деления шкалы прибора;

2) непостоянство внешних условий опыта (например, колебания температуры и давление воздуха);

3) Несовершенные действия экспериментатора (например, запаздывание включения секундомера, ошибочный отсчёт данных из-за несовпадения положения уровня глаз наблюдателя и делений на шкале прибора).

При косвенных измерениях отклонение действительного значения величины от её истинного значения является следствием таких факторов, как:

1) неточность метода измерений, т. е. идеализация условий протекания эксперимента (например, при изучения движения тела не учитывается сопротивление воздуха);

2) неполное соответствие исследуемого объекта используемой упрощённой физической модели (наприме6р, измеряемый брусок может не быть идеальным параллелепипедом из-за наличия закруглений на рёбрах и вершинах).

Абсолютная и относительная погрешности

Точность измерения определяется близостью действительного значения физической величины к истинному. Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины называется погрешностью измерений.

Качество измерений физической величины характеризуют абсолютной погрешностью. Абсолютная погрешность при однократном прямом измерении равна приборной погрешности ∆a=∆a_пр. Приборная (экспериментальная) погрешность – погрешность средства измерения. Абсолютную погрешность выражают в единицах измеряемой величины. Чем меньше абсолютная погрешность измерения, тем точнее оно выполнено.

Любой прибор позволяет проводить измерения лишь с определённой точностью. Для средств измерения с линейной шкалой (линейка, измерительная лента, динамометр) приборная погрешность принимается равной половине цены деления шкалы. Секундомер имеет приборную погрешность, равна цене деления.

Результат однократного прямого измерения принято записывать в виде

а = a_изм ± ∆a, где а_{изм –} измеренное значение физической величины а, ∆a=∆a_пр.

Двойной знак ± перед абсолютной погрешностью означает, что истинное значение измеряемой величины лежит в интервале (а_изм - ∆a, a_изм±∆a).

Относительная погрешность при однократном прямом измерении – безразмерная физическая величина, равна отношению абсолютной погрешности к измерённому значению физической величины.

·100%

Точность измерений различных физических величин сравнивают по их относительным погрешностям. Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерения.

Итак, любая физическая величина всегда измеряется с определенной точностью, и записывать полученные результаты надо совместно с абсолютной погрешностью.

Если проведено несколько измерений (N – количество измерений):

1). Находится среднее значение измеряемой величины:

а₁ + а₂ + ……..+а_N

а_ср = --------------------------

N

2). Находится абсолютные погрешности всех (N) измерений:

Δа₁ = |а₁ - а_ср|; Δа₂ = |а₂ - а_ср|;. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Δа_n = |а_N - а_ср|.

3). Средняя абсолютная погрешность всех измерений:

Δа₁ + Δа₂ + ……………. Δа_N

Δа_ср = -----------------------------------------.

N

Окончательно истинное значение измерений:

а = а_ср ± Δа_ср

а_ср

 = -------- . 100% – относительная погрешность для нескольких (N)

а_ср измерений.

Расчет погрешностей при косвенных измерениях физической величины.

При косвенном измерении значение физической величины находится по формуле, связывающей искомую величину с другими величинами. Среди них могут быть: физические величины, характеристики установки, справочные и табличные данные, универсальные постоянные.

Погрешность косвенно изменяемой величины зависит от погрешностей всех величин, входящих в расчетную формулу.

Абсолютная погрешность ∆а величины x находятся по формуле

∆а = апр·ε

_{апр – приближенное значение физической величины, т.е. значение, полученное путем измерения.}

Окончательный результат записывают в виде: а = апр ± ∆а.

ε = …%

Сущность заключается в том, что погрешность косвенного измерения складывается из погрешностей прямых измерений, которые повторяются в качестве слагаемых столько раз, сколько раз та или иная прямо измеряемая величина входит в расчётную величину в первой степени.

Цена деления, чувствительность электроизмерительного прибора.

Ценой делений шкалы прибора - значение измеряемой величины, вызывающей отклонение указателя на одно деление шкалы. Если шкала прибора равномерна, то цена деления определяется отношением предела измерения прибора Аmax к полному числу делений N, т.е. цена деления равна: C = Amax/N.

Чем меньше цена деления, тем выше точность измерительного прибора.

Чувствительность прибора – величина, обратная его цене деления. Она характеризует число делений, на которое отклоняется стрелка прибора (амперметра, вольтметра и т.д.) при измерении силы тока в 1 А или напряжения в 1В:

= Чем больше чувствительность, тем выше точность измерения прибора.

Класс точности, погрешность измерения электроизмерительного прибора.

Погрешность измерения электроизмерительного прибора(систематическая погрешность) складывается из погрешности прибора А_пр (это его характеристика) и погрешности отсчетаА_отс.

А_сист= А_пр + А_отс

ΔA_отс = С/2 – стрелочный прибор. ΔA_от = С - цифровой прибор.

Где К –класс точности прибора, Аmax – максимальное отклонение стрелки прибора.

Класс точности указывают на шкале прибора или в его паспорте (знак % при этом не пишется). Существуют следующие классы точности электроизмерительных приборов: 0,1; 0,2; 0,5 ; 1,0 ; 1,5; 2,5 ; 4,0.

Значит погрешность измерения электроизмерительного прибора можно найти по выведенной формуле: