- •Методическое указание по курсу “Физика”
- •2008 Г.
- •Введение
- •Как вести себя на зачетах и экзамене
- •Основные понятия и определения
- •1М 1650763,73λ0,
- •1С 9192631770t0,
- •Производные единицы системы си
- •Определения основных понятий в соответствии с din
- •Скалярные и векторные величины
- •Десятичные кратные и дольные единицы
- •Физические величины и единицы измерения
- •Методы измерений
- •Аналоговые и цифровые методы измерения
- •Непрерывные и дискретные методы
- •Метод отклонения и компенсационный метод
- •Погрешности измерений и причины погрешностей
- •Методы обработки экспериментальных результатов
- •Введение в практикум
- •Примеры оформления задач
- •Советы и указания
- •Выполнение работы и оформление отчета
- •20__ Г. План проведения занятия в лаборатории
- •Правила оформления раздела отчета по лабораторной работе
- •Таблицы
- •Построение графиков
- •Электроизмерительные приборы
- •Вспомогательные электрические приборы
- •Источники тока
- •Шкала приборов
- •Чувствительность и цена деления электроизмерительного прибора
- •Оценка погрешностей приборов
- •Пример оформления таблицы при использовании электроизмерительных приборов
- •Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Обработка результатов физических измерений Понятие об измерении
- •Виды погрешностей
- •Вычисление случайных погрешностей при измерениях
- •Вычисление погрешностей косвенных измерений
- •Приближенные вычисления
- •Графическое представление результатов измерений
- •Некоторые советы и указания
- •Описание приборов
- •Штангенциркуль
- •Микрометр
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 2 Определение момента инерции махового колеса
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Упражнение 1
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2
- •Упражнение 3
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 4
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 4 Определение момента инерции махового колеса методом колебаний
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Измерения и обработка результатов изменений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 9
- •Краткая теория
- •Описание установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Задачи уирс
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Поверхностное натяжение
- •Теория метода
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание метода
- •Порядок выполнения работы
- •Задачи уирс
- •Устройство вискозиметра впж–2
- •Порядок выполнения работ
- •Задачи уирс
- •Устройство вискозиметра вз-4
- •Порядок выполнения работ
- •Задачи уирс
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные формулы
- •Пример оформления отчета по лабораторной работе Лабораторная работа № 6
- •Краткая теория
- •Вычисление искомых величин и расчет погрешностей
- •Графики
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №2 Изучение резонанса напряжений
- •Краткая теория
- •§1 Вынужденные электрические колебания.
- •§2 Изменение амплитуды в контуре при изменении частоты внешнего воздействия.
- •§3 Фазовые резонансные кривые.
- •§4. Резонанс напряжений.
- •§5. Резонансные кривые.
- •Изучение резонанса напряжений.
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2. Разрядка конденсатора
- •3. Схема экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы Проверка технического амперметра
- •Контрольные вопросы
- •Метод определения точки Кюри
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Метод тангенс–гальванометра
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные формулы
- •Пример оформления отчета по лабораторной работе Лабораторная работа № 1
- •Краткая теория
- •Вычисление искомых величин и расчет погрешностей
- •Графики
- •Описание поляриметра см
- •Принцип действия прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Длины волн светофильтров
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №2 Определение концентрации сахара
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки использующей оптическую скамью
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №4 Определения главного фокусного расстояния оптических систем
- •Краткая теория
- •Упражнение 1 Определение фокусного расстояния собирающей линзы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2 Определение фокусного расстояния системы линз и рассеивающей линзы
- •Задачи уирс
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №5 Определение показателя преломления с помощью рефрактометра
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание метода
- •Порядок выполнения работы
- •Длины волн светофильтров
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №7 Определение постоянной Стефана-Больцмана
- •Краткая теория
- •Закон Кирхгофа
- •Закон Вина
- •Формула Релея – Джинса
- •Формула Планка
- •Экспериментальная часть
- •Описание пирометра и подготовка к работе
- •Оценка температуры
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №8 Определение относительной энергии абсолютно чёрного тела при различных температурах
- •Краткая теория
- •Закон Вина
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №11 Исследование температурной зависимости сопротивления металла и полупроводника
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №12 Изучение статических характеристик транзистора
- •Краткая теория
- •Вольтамперные статистические характеристики полупроводниковых транзисторов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные формулы
- •Графики
- •Пример оформления отчета по лабораторной работе Лабораторная работа № 9
- •Краткая теория
- •Вычисление искомых величин и расчет погрешностей
- •Графики
- •Физические постоянные
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Содержание
Производные единицы системы си
Все производные единицы измерения физических величин представляют собой произведения степеней основных единиц системы СИ, не содержащие числовых коэффициентов, то есть образуются когерентно из основных единиц. Другие единицы являются некогерентными и поэтому не входят в СИ.
Пример:
Ватт (Вт) – когерентная единица мощности, поскольку
, то есть она выведена без численного коэффициента.
Киловатт (кВт) – некогерентная единица мощности, поскольку
, то есть она выведена с помощью численного коэффициента.
Определения основных понятий в соответствии с din
ИЗМЕРЯЕМАЯ ВЕЛИЧИНА – физическая величина, определяемая в процессе измерения (например, длина, давление, электрическое сопротивление и т.д.).
ПОКАЗАНИЯ В АНАЛОГОВЫХ ПРИБОРАХ – считываемое со шкалы положение указателя. Показание может быть представлено в виде численного значения, в зависимости от оцифровки шкалы в единицах измеряемой величины, в делениях шкалы или в единицах длины.
ДИАПАЗОН ПОКАЗАНИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА – область значений измеряемой величины, в которой она может быть отсчитана на показывающем измерительном приборе (диапазон шкалы).
ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ – часть диапазона показаний, в пределах которой погрешность находится в предписанных пределах.
ДИАПАЗОН ПОДАВЛЕНИЯ – область значений измеряемой величины, выше которой начинается показание измерительного устройства.
ИЗМЕРЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ – значение физической величины, определяемое по показанию; оно выражается в виде произведения числового значения и единицы измерения величины (например, 3м; 6,5Ом).
Результат измерения в общем случае получают из многих измеренных значений по известным соотношениям. В простейшем случае результатом измерения является отдельное измеренное значение.
ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО – совокупность средств, используемых при измерении. Оно включает чувствительный элемент, воспринимающий измеряемую величину, вычислительное устройство, усилитель и устройство представления результата измерения.
Измерительная система включает как измерительное устройство, так и области процесса, оказывающие влияние на процесс измерения.
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР – конструктивно законченный узел, содержащий измерительное устройство, которое составляет весь прибор или только его часть.
ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ – физическое явление, положенное в основу измерения. Например, при измерении температуры принципом измерения может быть изменение длины, термоэлектрический эффект и т. д.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ – способ действия измерительного устройства (например, прямой и косвенный, аналоговый и цифровой).
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ – величина перемещения указателя по шкале (мм), отнесенная к единице измеряемой величины. В приборах со световым отсчетом чувствительность относится к длине светового луча 1м. Чувствительность приборов с цифровой индикацией равна числу цифровых шагов, отнесенных к единице измеряемой величины. В нелинейных показывающих приборах чувствительность является функцией измеряемого значения.
Скалярные и векторные величины
В физике для описания явлений и законов используются скалярные и векторные величины.
Скалярные величины полностью характеризуются численным значением и единицей измерения. Например: время t, температура T, электрический заряд q.
Для обозначения скалярных величин используются строчные и прописные буквы латинского и греческого алфавитов (таблица 2).
В расчетах скалярные величины выражаются действительными числами и с ними можно производить все без исключения действия, которые выполняются с действительными числами. Скалярные величины могут иметь положительное или отрицательное численное значение (исключение составляет температура по шкале Кельвина).
Векторная величина полностью характеризуется численным значением, единицей измерения и направлением. Например: скорость V, сила F, напряженность электрического E или магнитного B поля.
Для обозначения векторной величины используются строчные и прописные буквы латинского и греческого алфавитов (таблица 2).
Для указания на векторный характер физической величины над обычным её обозначением ставится стрелка, либо черта V, либо векторы обозначают готическими буквами, либо жирным шрифтом. Векторные величины во всех методических указаниях обозначены жирным шрифтом.
Векторная величина геометрически изображается вектором, то есть отрезком, имеющим определенные направление и длину. Свободные векторы можно перемещать параллельно самим себе в плоскости или пространстве. В физике векторы чаще всего связаны с их линией действия и могут перемещаться только вдоль неё (коллинеарные векторы). Векторы, которые исходят из строго определенной точки (например, из начала координат), вообще не могут перемещаться и называются орт–векторами. Векторы, направление которых связываются с направлением вращения, называются псевдовекторами или аксиальными векторами.
Таблица 2
Латинский алфавит | |||||||
Буквы |
Название букв |
Буквы |
Название букв |
Буквы |
Название букв |
Буквы |
Название букв |
A, a |
а |
H, h |
ха (аш) |
O, o |
о |
V, ν |
ве |
B, b |
бе |
I, i |
и |
P, p |
пе |
W, w |
дубль–ве |
C, c |
це |
J, j |
йот (жи) |
Q, q |
ку |
X, x |
икс |
D, d |
де |
K, k |
ка |
R, r |
эр |
Y, y |
игрек |
E, e |
е |
L, ℓ |
эль |
S, s |
эс |
Z, z |
зет |
F, f |
эф |
M, m |
эм |
T, t |
тэ |
|
|
G, g |
ге (же) |
N, n |
эн |
U, u |
у |
|
|
Греческий алфавит | |||||||
Буквы |
Название букв |
Буквы |
Название букв |
Буквы |
Название букв |
Буквы |
Название букв |
А, α |
альфа |
Н, η |
эта |
N, ν |
ни (ню) |
Т, τ |
тау |
В, β |
бета |
Θ(), |
тета |
Ξ, ξ |
кси |
, υ |
ипсилон |
Г,γ |
гамма |
І, ι |
иота |
О, о |
омикрон |
Ф, φ |
фи |
Δ, δ |
дельта |
Κ, |
каппа |
П, π |
пи |
Х, |
хи |
Е, ε |
эпсилон |
, λ |
ламбда |
Р, ρ |
ро |
Ψ, ψ |
пси |
Ζ, ζ |
дзета |
М, μ |
ми (мю) |
Σ, σ |
сигма |
Ω, ω |
омега |
Математические операции над векторными величинами подчиняются особым закономерностям.
Часто встречаются следующие величины:
сумма векторных величин,
разность векторных величин,
произведение векторной и скалярной величин,
скалярное произведение двух векторных величин,
векторное произведение двух векторных величин.
Соответствующие правила можно найти в учебниках по математике.