1. Назначение трансформатора. Кем и когда он был изобретен?
2. Назвать основные элементы устройства трансформатора.
3. Объяснить принцип работы трансформатора.
4. Что называют коэффициентом трансформации?
5. Какой трансформатор называют повышающим? Какой понижающим? Каков коэффициент трансформации у каждого из них?
6. С какой целью для передачи электрической энергии используют трансформатор? Ответ обосновать.
7. Какие виды электростанций можете назвать?
8. Что вы знаете о единой энергетической системе?
Лабораторная работа №12
Определение показателя преломления стекла
Цель работы: получить практические навыки в определении показателя преломления стекла.
Оснащение работы:
Оборудование: плоскопараллельная пластинка, транспортир, линейка, булавки, таблица значений синусов для углов 0-900.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, § 16.2-16.3, с 400-406
Ход работы:
I способ
1. Положить на середину листа стеклянную пластинку и обвести ее карандашом.
2. Построить перпендикуляр и луч падения желательно, чтобы он был (40-500). На падающем луче отметить две точки А и В воткнуть в них булавки (рис. 9)
Рис 9
3. С противоположной стороны стекла отыскать А и В найти такое положение глаза, чтобы булавки закрывали друг друга. Чтобы зафиксировать луч зрения, с этой стороны у самого стекла поставьте третью булавку так, чтобы все три булавки казались на одной линии. Отметьте точку С. Точно также, на некотором расстоянии от стекла найдите точку D.
4. Проведите прямую CD и постройте луч преломления (рис.10)
Рис.10
5.Измерить углы падения и преломления и рассчитать показатель преломления стекла по формуле:
n=sinα/sin β
II способ
1. На расстоянии 8-15 мм друг от друга провести две параллельные прямые. На них положить пластинку (рис 11)
Рис.11
2. Посмотрите на параллельные прямые через стекло также, как это делали в предыдущем опыте. Поворачивайте пластинку до тех пор, пока две прямые не сольются в одну.
3. Обведите пластинку карандашом и достройте его, как показано на рис.12 (построить перпендикуляр и прямую АВ).
Рис.12
4. Измерить углы L и B и рассчитать n:
n2= sinα/sin β
5. Рассчитайте среднее значение для показателя преломления из первого и второго опыта:
n= (n1+n2)/2
6. Рассчитайте относительную погрешность
δ=(|ncр-nm|)· х 100% / nm,
где nm-табличное значение
7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:
№ опыта | Угол падения α | Угол преломления β | Показатель преломления n | Средний показатель преломления ncр | Относительная погрешность δ |
Контрольные вопросы:
1. Что называют относительным показателем преломления и абсолютным показателем преломления? Что они характеризуют?
2. Запишите закон преломления света при переходе границ сред с абсолютными показателями преломления п1 и п2. Чем отличается ход луча при его преломлении в оптически более плотную среду от преломления в оптически менее плотную?
3. Сформулируйте закон преломления света и докажите его с помощью принципа Гюйгенса.
4. Какое физическое явление называют полным внутренним отражением?
5. Как вычислить угол полного внутреннего отражения?
6. За стеклянной призмой происходит разложение белого света в цветной спектр. Какой из перечисленных цветов отклоняется на наименьший угол: зеленый, оранжевый, желтый, голубой, синий.
Лабораторная работа №13
Определение оптической силы и фокусного расстояния линзы
Цель работы: научиться на практике, получать изображения с помощью двояковыпуклой линзы и находить фокусное расстояние.
Оснащение работы:
Оборудование: двояковыпуклая линза, экран, линейка, источник света.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, § 17.2-17.13, с 440-445.
Ход работы:
I. Получить: увеличенное, действительное и обратное изображение
1. Для этого между источником света и экраном поместить линзу и передвигая ее получить данное изображение
2. Измерить расстояния d и f, определить фокусное расстояние и оптическую силу линзы
3. Построить изображение
II. Получить: уменьшенное, действительное и обратное изображение
1. Сделать измерения d и f, определить фокусное расстояние и оптическую силу линзы во втором опыте
2. Построить изображение
3. Определить среднее значение Д ср и сделать проверку
4. Проверка. Получить действительное, обратное равное изображение, поместить линзу между экраном и источником света так, чтобы d и f равнялись двойному фокусному расстоянию. Если изображение не получится равным, опыт повторить.
5. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:
№ опыта | d,м | f,м | F, м | Д, дптр | Дср, дптр | В=f/d | Вид изобр |
Контрольные вопросы:
1. Что такое линза?
2. Что необходимо знать для нахождения фокусного расстояния по формуле линзы?
3. Что такое оптическая сила линзы, и какими единицами она измеряется? (дать определение)
4. Чем отличается линзы выпуклые от вогнутых линз по оптическим параметрам?
5. Назвать типы изображений. Что такое мнимое и действительное изображение?
6. Какова роль линз при устранении дальнозоркости и близорукости глаз?
Лабораторная работа № 14
Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
Цель работы: познакомиться с дифракционной решеткой как оптическим прибором и с ее помощью измерить длину световой волны
Оснащение работы:
Оборудование: прибор для определения длины световой волны, дифракционная решетка, источник света
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, §.17.6, с 428
Ход работы:
1. Вставить дифракционную решётку в рамку прибора.
2. Экран прибора установить на возможно большем расстоянии от дифракционной решетки
3. Смотря через дифракционную решетку, определить расстояние от нулевого деления шкалы экрана до середины фиолетовой полосы справа или слева «а» для спектров I порядка
4. Измерить по шкале бруска установки расстояние «b» от экрана прибора до дифракционной решетки.
5. Опыт повторить со спектром II порядка.
6. Такие же измерения выполнить и для красных полос дифракционного спектра.
7. Вычислить по формуле (I) длину волны фиолетового света для спектров I и II порядков, длину волны красного света I и II порядка.
8. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу:
№ опыта | период дифракционной решетки, мм | порядок спектра | расстояние от дифракц. решетки до экрана, мм | расстояние от нулевого макс до фиол. света, мм | расстояние от нулевого максимума до красного света мм | длина световой волны | |
красного излучения мм | Фиолето вого излуче ния, мм | ||||||
Контрольные вопросы:
1. Какое физическое явление называют дифракцией? Каким волновым процессам оно свойственно.
2. Кто разработал теорию дифракции?
3. Почему нулевой максимум дифракционного спектра белого света – белая полоса, а максимум высших порядков набор цветных полос?
4. Почему максимумы располагаются как слева, так и справа от нулевого максимума?
5. Какой вид имеет интерференционная картина в случае монохроматического света?
6. В каких точках экрана получается световой минимум?
Лабораторная работа № 15
Изучение явления фотоэффекта
Цель работы: определить задерживающее напряжение, максимальную кинетическую энергию выбитых электронов и работу выхода.
Оснащение работы:
Оборудование: вакуумный фотоэлемент на панели, потенциометр, миллиамперметр, вольтметр, метр, светофильтр из школьного набора светофильтров с известной частотой ν пропускаемого света, источник электрической энергии, электрическая лампочка в патроне и с вилкой для включения в осветительную цепь, ключ, соединительные провода, миллиметровая бумага.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, § 18.3, с 463-466
Ход работы:
1.
|
Рис.13
2. Установить светофильтр С перед фотоэлементом и осветить его, включив электрическую лампочку S.
3. 
Замкнуть цепь. С помощью потенциометра получить в цепи наименьшее напряжение. Снять показание измерительных приборов.
4. Плавно изменять положение скользящего контакта потенциометра, увеличивая напряжение, подаваемое на фотоэлемент. Снять 5-7 показаний измерительных приборов.
5. Получить напряжение, при котором фототок равен нулю. Записать показание Uз вольтметра.
6. Вычислить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, используя соотношение
mv max/2 = eUзап
7. Вычислить работу выхода электрона, используя соотношение
hv = Авых + mv max/2
8. Выразить работу выхода в электрон-вольтах.
9. Результаты измерений, вычислений записать в таблицу:
№ опыта | Частота излучения v, Гц | Сила фототока Iф, А | Напряжение, подаваемое на фотоэлемент, U, В | Максимальная энергия фотоэлектронов Ек, Дж | Работа выхода Авых, Дж | Работа выхода Авых, эВ |
Контрольные вопросы:
1. Рассказать об устройстве, принципе действия и назначении фотоэлементов.
2. 
Начертить вольтамперную характеристику фотоэлемента; объяснить ход графика.
3. Привести примеры практического использования фотоэлементов.
4. Сформируйте законы внешнего фотоэффекта.
5. Какое уравнение дает теоретическое обоснование законам фотоэффекта? Запишите его. На основании какого закона это уравнение записывается?
Лабораторная работа № 15*
Изучение явления фотоэффекта
Цель работы: исследовать зависимость фототока и напряжения от светового потока, определить красную границу для данного материала и работу выхода.
Оснащение работы:
СД «Открытая физика», интерактивная доска, ПК
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, § 18.3, с 463-466
Ход работы:
1. Откройте в разделе «Квантовая физика» окно модели «Фотоэффект».
2. Установите следующие значения:
λ = 380 нм (длина волны падающего света);
Р =1 мВт (мощность падающего света).
3. Нажмите кнопку «Старт», понаблюдайте за происходящим на экране явлением.
4. Модель является компьютерным экспериментом по исследованию закономерностей внешнего фотоэффекта. На экране отображаются установка для наблюдения фотоэффекта, график I (U), текущее значения U, В; Р, мВт; λ, нм; hv, эВ; I, мА.
5. Прервите процесс кнопкой «Сброс».
6. Обратите внимание на то, что в компьютерном эксперименте можно изменять значение напряжения между анодом и катодом фотоэлемента и его знак, длину волны λ в диапазоне видимого света и мощность светового потока Р.
7. Для продолжения эксперимента снова нажмите кнопку «Старт».
8. Проведите компьютерные эксперименты.
Эксперимент 1
Исследовательская задача
а). Выясните, что означает знак « - » перед значением напряжения. Установите отрицательное значение напряжения. Напишите, что происходит и почему.
б). Понаблюдайте и напишите, как зависит фототок I и запирающее напряжение Uзап от величины светового потока.
в). Понаблюдайте и напишите, что происходит, если увеличить разность потенциалов между электродами (не меняя интенсивность падающего излучения)? От чего зависит кинетическая энергия вырываемых светом электронов?
Эксперимент 2
Исследовательская задача
а) Понаблюдайте, при каком значении λ фотоэффект не возникает.
б).Определите «красную границу» фотоэффекта для материала, использованного в данном компьютерном эксперименте.
Эксперимент 3
Исследовательская задача
а). Осветите фотоэлемент синим светом. Плавно увеличивая напряжение, подаваемое на фотоэлемент, измерьте напряжение Uзan, при котором происходит запирание фототока в цепи, т. е. стрелка гальванометра не отклоняется (сила тока равна нулю).
б). По известному значению частоты света v, пропускаемого светофильтром, и измеренному значению напряжения Uзan из катода фотоэлемента.
Теория. Работу выхода Авых электрона с катода вакуумного фотоэлемента определяют из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта
hv = Авых + mv max/2
и равенства eU3an- mv max/2, из которых следует:
Авых = hv – eUзап
в). Выразите полученный результат в джоулях и электрон - вольтах.
г). Результаты измерений и вычислений запишите в отчетную таблицу.
№ опыта | Длина волны λ, нм | Частота излучения v, Гц | Работа выхода А, Дж | Напряжение U, эВ | Напряжение U, В |
д) Осветите фотоэлемент красным цветом. Повторите эксперимент.
(Далее следуют проверочные задачи 1 -5, представленные на диске).
Эксперимент 4. Определите с помощью использования установки постоянную Планка.
(Далее следуют проверочные задачи 1 -5, представленные на диске).
Эксперимент 5. Творческая задача
В рамках данной темы придумайте, сформулируйте и решите задачу. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте свой ответ. Сделайте вывод на основе проделанной работы.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
