Порядок проведення лабораторної роботи:

1. Закріпити в штативі колбу з водою.

2. Зібрати за схемою електричне коло.

3. Вставити пробірку з опором в колбу з водою.

4. Виміряти термометром температуру провідника.

5. Після перевірки схеми викладачем увімкнути схему.

6. Виміряти напругу і силу струму.

7. Підставити спиртівку і знімати покази міліамперметра і вольтметра через кожні 8^o-10^o. Зняти 7-10 таких показів струму та напруги.

8. П огасити спиртівку, розімкнути коло.

9. За законом Ома для ділянки кола визначити опір для всіх проведених замірів експерименту.

10. Визначити температурний коефіцієнт опору провідника:

,

де R₀ — опір провідника при першому замірі напруги та сили струму, R_T — опір провідника при інших замірах температури, T — температура води (до неї ми прирівнюємо опір провідника), ΔT — різниця температур.

11. Результат записати в таблицю:

№ досл.	Температура, T, К	Напруга, U, В	Сила струму, I, А	Опір провідника, R, Ом	Т.к.о.п., α, К^-1
1
2
3
Середня абсолютна похибка, ∆сер, К^-1			Відносна похибка, δ, %

12. Побудувати графік залежності опору від температури, де на осі абсцис розташувати шкалу температур, на осі ординат — опір провідника.

13. Обчислити похибки: абсолютну ∆, середню абсолютну ∆_сер та відносну δ.

14. Написати висновок на основі проведених дослідів, побудованого графіка.

Оформлення роботи

Звіт з виконання лабораторної робити роботи повинен мати в собі: титульний лист, короткі тезиси з теорії, дані вимірювань, обчислення, таблицю з результатами обчислень, висновки. Якщо звіт оформлюється рукописно, то необхідно звернути увагу на каліграфію при письмі.

Захист роботи:

1. Що таке електричний опір? Як змінюється електрична провідність в металах зі зміною температури і чому? Як змінюється електрична провідність в напівпровідниках зі зміною температури і чому?

2. Різниця між тепмературним коефіцієнтом опору та температурним коефіцієнтом провідності?

3. Фізична природа електричного опору.

Лабораторна робота № 5

Тема роботи: «Визначення швидкості звукової хвилі»

Мета роботи: Визначити швидкість звукової хвилі методом звукового резонансу.

Обладнання:

1. Труба з динаміком та мікрофоном на кінцях.

2. Генератор електричних сигналів.

3. Осцилограф.

4. Сполучні провідники.

5. Лінійка.

Короткі теоретичні положення

Звук – коливальний рух частинок пружного середовища, що поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі. Звуки сприймаються вухом людини і тварин. Людина чує звук з частотами від 16 Гц до 20 кГц. Звуки з частотами до 16 Гц називаються інфразвуком, понад 20000 Гц – ультразвуком.

Характеристиками звуку є частота, довжина хвилі, амплітуда і швидкість. Швидкість звуку в повітрі за нормальних умов становить 330 м/с, вона може змінюватися в залежності від температури. В твердих тілах та рідинах звук загалом розповсюджується швидше.

,

де λ – довжина хвилі, ν – частота хвилі.

Частота — це кількість коливань певної точки звукової хвилі в секунду. Одному циклу коливання в секунду відповідає величина 1 Гц ( ).

В залежності від частоти виділяють: інфразвук (від 0,001 Гц до 16 Гц), звук у чутному діапазоні (20 Гц - 20000 Гц), ультразвук (від 15—20 кГц і до 1 ГГц), гіперзвук (10⁹-10¹³ Гц).

Висота звуку залежить від частоти коливань хвиль. Гучність залежить, у першу чергу, від амплітуди коливань.

В газах та рідинах звук розповсюджується як повздовжня хвиля, тобто як послідовність стиснень та розширень. В твердих тілах крім повздовжніх звукових хвиль можуть поширюватись також поперечні звукові хвилі, в яких коливання відбуваються у напрямку перпендикулярному до напрямку розповсюдження. Повздовжні та поперечні хвилі розповсюджуються із різними швидкостями. В неізотропних середовищах, кристалах спостерігається анізотропія швидкості, коли швидкість звуку змінюється в залежності від напрямку розповсюдження.

Резонанс — явище сильного зростання амплітуди вимушеного коливання у разі, коли частота зовнішньої сили збігається з власною частотою коливань. Явище резонансу широко використовується в науці та техніці. На ньому ґрунтується робота багатьох радіотехнічних схем та пристроїв, таких як коливні контури. Використовуючи явище резонансу ми вибираємо із багатого різноманіття електромагнітних хвиль в просторі навколо нас саме ті, які відповідають нашій улюбленій радіостанції, вибираємо телевізійний канал тощо.

Проте не завжди резонанс корисний. Відомі випадки, коли навісні мости руйнувалися при проходжені по ним солдат "в ногу". Це відбувалося через те, що частота власних коливань полотна моста співпадала з частотою ходьби людей.

В лабораторній роботі потрібно знайти момент резонансу, коли відбита хвиля по фазі та амплітуді співпадає з генеруємою хвилею.

Стояча хвиля — тип коливань у неперервному середовищі, при яких кожна точка середовища здійснює періодичний рух зі сталою амплітудою, залежною від її положення. При існуванні в середовищі стоячої хвилі, існують точки, амплітуда коливань у яких дорівнює нулю. Ці точки називаються вузлами стоячої хвилі. Точки, в яких коливання мають максимальну амплітуду називаються пучностями.