Построение графиков

График – наглядное представление зависимости между двумя физическими величинами. Применение графиков позволяет наглядно представить взаимосвязь измеряемых величин, найти их аналитическое выражение, обнаружить грубые ошибки, возникшие при измерении, сравнить установленные в данном эксперименте зависимости между физическими величинами полученными теоретически и экспериментально. Точки на графике – это значения физических величин, полученные в ходе эксперимента или из уравнения, если оно известно. Физические величины, откладываемые по осям Х (ось абсцисс) и Y (ось ординат) называются переменными. Физическую величину, регулируемую в процессе эксперимента, следует откладывать по оси Х, величину, которая получается в результате эксперимента, по оси Y. Например, V=f(t) зависимость скорости V (ось Y) от времени t (ось Х) (рис.7), или R=f(t) зависимость сопротивления R (ось Y) от температуры t (ось Х) (рис.8), или I=f(U) зависимость силы тока I (ось Y) от напряжения U (ось X) (рис.9).

Для построения графиков используется только миллиметровая бумага.

Масштаб по осям координат выбирается так, чтобы полученные в ходе эксперимента значения было легко определить, а экспериментальные точки распределялись по всей площади графика (квадратики координатной сетки не должны представлять числа, кратные трем). Интервал числовых значений определяющих масштаб измерения физической величины может быть любым, но позволяющим отобразить все экспериментальные значения. Количество числовых значений не может быть меньше трёх (рис.7). На графике должно быть отмечено начало координат (Точка с числовым значением “0”, в которой обе величины или одна из двух, откладываемых по осям, равны нулю). Если числовые значения измеряемой физической величины велики по отношению к началу координат, но изменяются в малом числовом интервале, необходим большой график для наглядности отображения всех экспериментально полученных результатов. Этого можно избежать, исключив часть координатной сетки (рис.10), где нет экспериментальных значений, и размеры графика значительно уменьшатся, но при этом не утратится наглядность отображения экспериментально полученных результатов зависимости физических величин.

рис.7 рис.8

На координатных осях должны быть проставлены обозначения (или названия) физических величин и единицы измерения: например, скорость/м/с или V,м/с.

Наиболее ценным в графике является положение экспериментальных точек. Поэтому они должны быть четко видны на графике. Точки на графике следует отмечать значками цветным карандашом или пастой. Например, (красный), (синий), (зеленый), (коричневый), где центр значка соответствует экспериментально полученному значению физической величины.

Следует проводить гладкую (аппроксимированную) кривую или прямую, наилучшим образом удовлетворяющую отмеченным точкам (поскольку, как правило, физические величины определенным образом связаны между собой). Количество точек сверху и снизу от нее, должно быть примерно, одинаково. Простое соединение точек часто не дает гладкой кривой – из–за погрешностей эксперимента. Вычерченная кривая не должна скрывать экспериментальные точки.

рис.9 рис.10

Величина разброса точек относительно гладкой кривой есть показатель погрешностей вследствие неточности методики, приборов и измерений (это неизбежно при любом эксперименте). Отдельные точки, попавшие далеко от кривой (рис.7, рис.8), вероятно получены из–за допущенных погрешностей во время опыта. Однако не следует пренебрегать такой точкой – следует проверить это значение и, если возможно, провести повторное измерение.

Если для проведения расчетов в данной лабораторной работе необходимо брать значения физических величин с графиков, то они должны быть отображены на нём (рис.8).