Фізіка
Выдавец: Народная асвета
Памер: 286с.
Мінск 1991
Мы расказалі тут далёка не аб усіх баках рэвалюцыянізуючага ўплыву фізікі на розныя галіны сучаснай навукі і тэхнікі. Але і прыведзеных намі прыкладаў дастаткова, каб пераканацца ў тым, што сучасная фізіка ўносіць рашаючы ўклад у навуковатэхнічную рэвалюцыю.
Наша краіна ўступіла на шлях перабудовы. Перабудова звязана з развіццём навуковатэхнічнага прагрэсу, усебаковай інтэнсіфікацыяй народнай гаспадаркі. Чакаецца карэнная перабу дова ўсіх асноўных галін прамысловасці і сельскай гаспадаркі, усёй нашай эканомікі. Вялікі ўклад у рашэнне гэтых праблем павінны ўнесці фізікаматэматычныя навукі. У сувязі з гэтым прадугледжана развіваць тэарэтычную і прыкладную матэматыку, інфарматыку і кібернетыку, фізіку элементарных часціц, атамнага ядра і цвёрдага цела, мікра і квантавую электроніку і оптыку, радыёфізіку, а таксама даследаванні ў галше атамнай і тэрмаядзернай энергетыкі, асваенні нетрадыцыйных крыніц энергп.
1 У інтэгральных схемах замест звычайных радыёдэталей і правадоў, якія іх злучаюць, выкарыстоўваюцца тонкія слаі малекул пэўнага сорту, што ўводзяць унутр крышталіка правадніка або напыляюць на яго паверхню. Дзякуючы гэтаму можна на паверхні паўправадніковага крышталя плошчай 1 см2 раз
мясціць сотні тысяч транзістараў і іншых элементаў схемы.
ЛАБАРАТОРНЫЯ РАБОТЫ
1 ВЫВУЧЭННЕ 3 ЯВЫ ЭЛЕКТРАМАГНІТНАЙ ІНДУКЦЫІ
Абсталяванне
Міліамперметр, крыніца жыўлення, шпулі са стрыжнямі, дугападобны магніт, выключальнік кнопкавы, злучальныя правады магнітная стрэлка (компас), рэастат.
Падрыхтоука да правядзення работы
^став>Ць У адну са шпуль жалезны стрыжань, замацаваўшы яго ганкан. Падключыць гэту шпулю праз міліамперметр, рэастат і ключ да крыніцы жыўлення. Замкнуць ключ і з дапамо'гай магнітнан стрэлкі (компаса) вызначыць размяшчэнне магнітных полюсау шпулі з токам. Зафіксаваць, у які бок адхіляецца пры гэтым стрэлка міліамперметра. Далей пры выкананні работы можна будзе меркаваць аб размяшчэнні магнітных полюсаў шпулі з токам па напрамку адхілення стрэлкі міліамперметра.
2. Адключыць ад ланцуга рэастат і ключ, замкнуць міліамперметр на шпулю, захаваўшы парадак злучэння іх клем.
Правядзенне эксперымента
'; Прыставіць стрыжань да аднаго з полюсаў дугападобнага магніта і ўсунуць унутр шпулі, назіраючы адначасова за стрэлкай міліамперметра.
2. Паўтарыць назіранне, высоўваючы стрыжань са шпулі а таксама мяняючы полюсы магніта.
3. Зарысаваць схему доследу і праверыць выкананне правіла Ленца ў кожным выпадку.
4. Размясціць другую шпулю побач з першай так, каб іх восі супадалі.
5. Уставіць у абедзве шпулі жалезныя стрыжні і далучыць ДРУ£УЮ шпулю праз выключальнік да крыніцы жыўлення
6. Замыкаючы і размыкаючы ключ, назіраць адхіленне стрэлкі міліамперметра. Е
7. Зарысаваць схему доследу і праверыць выкананне правіл з J іенцз.
Інструкцыі да лабараторных работ складзены А. Б. Даліцкім і А. 3. Сіня ковым пры ўдзеле Ю. I. Дзіка і Г. Р. Нікіфарава.
268
2. ВЫМЯРЭННЕ ПАКАЗЧЫКА ПРАЛАМЛЕННЯ ШКЛА
Абсталяванне, неабходныя вымярэнні, сродкі вымярэння
У рабоце вымяраецца паказчык праламлення шкляной пласціны, якая мае форму трапецыі. На адну з паралельных граней пласціны нахільна да яе накіроўваюць вузкі светлавы пучок. Праходзячы праз пласціну, гэты пучок святла зведвае двухкратнае праламленне. Крыніцай святла служыць электрычная лямпачка, падключаная праз ключ да якойнебудзь крыніцы току. Светлавьі пучок ствараецца пры дапамозе металічнага экрана са шчылінай. ГІры гэтым шырыня пучка можа мяняцца за кошт змянення адлегласці паміж экранам і лямпачкай. Паказчык праламлення шкла адносна паветра вызначаецца па формуле
sin a
П sin Р ’
дзе a — вугал падзення пучка на грань пласціны з паветра ў шкло; 0 — вугал праламлення светлавога пучка ў шкле.
Для вызначэння адносіны, якая стаіць у правай частцы формулы, паступаюць наступным чынам. Перад тым як направіць на пласціну светлавы пучок, яе размяшчаюць на стале на лісце міліметровай паперы (або лісце паперы ў клетку) так, каб адна з яе паралельных граней супала з папярэдне адзначанай лініяй на паперы. Гэта лінія пакажа мяжу падзелу асяроддзяў паветра — шкло. Тонка завостраным карандашом праводзяць лінію ўздоўж другой паралельнай грані. Гэта лінія паказвае мяжу падзелу асяроддзяў шкло — паветра. Пасля гэтага, не зрушваючы пласціны, на яе першую паралельную грань накіроўваюць вузкі светлавы пучок пад якімнебудзь вуглом да грані. Уздоўж светлавога пучка, які падае на пласціну і выходзіць з яе, тонка завостраным карандашом ставяць кропкі 1, 2, 3 і 4 (рыс. 192). Пасля гэтага лямпачку выключаюць, пласціну здымаюць і з дапамогай лінейкі прачэрчваюць прамені, якія ўваходзяць, выходзяць і праламляюцца (рыс. 193). Праз пункт В мяжы падзелу асяроддзяў
269
паветра — шкло праводзяць да мяжы перпендыкуляр, адзначаюць вуглы падзення а і праламлення 0. Далей пры дапамозе цыркуля праводзяць акружнасць з цэнтрам у пункце В і будуюць прамавугольныя трохвугольнікі ABE і CBD.
Паколькі sin a = sin 0 = ^ і AB = ВС, то формула для вызначэння паказчыка праламлення шкла прыме выгляд:
АЕ
п ~ DC■ 0)
Даўжыню адрэзкаў АЕ і DC вымяраюць па міліметровай паперы або пры дапамозе лінейкі. Пры гэтым у абодвух выпадках хібнасць інструментаў можна лічыць роўнай 1 мм. Хібнасць адліку трэба ўзяць таксама роўнай 1 мм, каб улічыць недакладнасць размяшчэння лінейкі адносна краю светлавога пучка.
Максімальную адносную хібнасць е вымярэння паказчыка праламлення вызначаюць па формуле
\АЕ , ADC е = ДГ+оГ
Максімальная абсалютная хібнасць вызначаецца па формуле Afi = Лпр£.
(Тут «пр — прыбліжанае значэнне паказчыка праламлення, які вызначаецца па формуле (1).)
Канчатковы рэзультат вымярэння паказчыка праламлення запісваецца так:
П — Ппр + Ап.
Падрыхтоўка да правядзення работы
1. Падрыхтаваць бланк справаздачы з табліцай для запісу рэзультатаў вымярэнняў і вылічэнняў.
Вымерана Вылічана
АЕ, мм DC, мм ^пр ААЕ, мм \DC, мм ₽ °/ /0 Дп
2. Падключыць лямпачку праз выключальнік да крыніцы току. Пры дапамозе экрана са шчылінай атрымаць тонкі светлавы пучок. Правядзенне эксперымента, апрацоука рэзультатаў вымярэнняў
1. Вымераць паказчык праламлення шкла адносна паветра пры якімнебудзь вугле падзення. Рэзультат вымярэння запісаць з улікам вылічаных хібнасцей.
2. Паўтарыць тое ж пры другім вугле падзення.
270
3. Параўнаць рэзультаты, атрыманыя па формулах
Піпр — АМ| < Ml < Міпр + ДМ1, П2пр — А«2 < M2 < М2пр + ДМ2
4. Зрабіць вывад аб залежнасці (ці незалежнасці) паказчыка праламлення ад вугла падзення. (Метад параўнання рэзультатаў вымярэнняў ёсць ва ўводзінах да лабараторных работ у падручніку фізікі для X класа.)
Кантрольнае пытанне
Каб вызначыць паказчык праламлення шкла, дастаткова вьімераць транспарцірам вуглы a і Р і вылічыць адносіну іх сінусаў. Які з метадаў вызначэння паказчыка праламлення з’яўляецца лепшым: гэты ці выкарыстаны ў рабоце?
3. ВЫМЯРЭННЕ ДАЎЖЫНІ СВЕТЛАВОЙ ХВАЛІ
Абсталяванне, неабходныя вымярэнні, сродкі вы.мярэння
у рабоце для вызначэння даўжыні светлавой хвалі выкарыстоўваецца дыфракцыйная рашотка з перыядам ^mm або 5gмм (перыяд указаны на рашотцы). Яна з’яўляецца асноўнай часткай вымяральнай устаноўкі, паказанай на рысунку 194. Рашотка / устанаўліваецца ў дзяржанні 2, якое прымацавана да канца лінейкі 3. На лінейцы размяшчаецца чорны экран 4 з вузкай вертыкальнай шчылінай 5 пасярэдзіне. Экран можа перамяшчацца
ўздоўж лінейкі, што дазваляе і дыфракцыйнай рашоткай. На экране і лінейцы ёсць міліметровыя шкалы. Уся ўстаноўка мацуецца на штатыве 6.
Калі глядзець скрозь рашотку і проразь на крыніцу святла (лямпу напальвання ці свечку), то на чорным фоне экрана можна назіраць па абодва бакі ад шчыліны дыфракцыйныя спектры 1га, 2га і г. д. парадкаў.
Даўжыня хвалі X вызначаецца па формуле
, d sin <р
дзе d — перыяд рашоткі, k — парадак спектра, ф — вугал, пад якім назіраецца максімум святла адпаведнага колеру.
Паколькі вуглы, пад якімі
змяняць адлегласць паміж ім
271
Канчатковая формула для выгляд:
назіраюцца максімумы 1га і 2га парадкаў, не перавышаюць 5°, можна замест сінусаў вуглоў скарыстаць іх тангенсы.
3 рысунка 195 відаць, што
Адлегласць а адлічваюць па лінейцы ад рашоткі да экрана, адлегласць Ь — па шкале экрана ад шчыліны да выбранай лініі спектра.
вызначэння даўжыні хвалі мае
і db
ka'
У гэтай рабоце хібнасць вымярэнняў для хваль не ацэньваецца зза некаторай няпэўнасці выбару сярэдзіны часткі спектра дадзенага колеру.
Падрыхтоўка да правядзення работы
1. Падрьіхтаваць бланк справаздачы з табліцай для запісу рэзультатаў вымярэнняў і вылічэнняў.
2. Сабраць вымяральную ўстаноўку, устанавіць экран на адлегласці 50 см ад рашоткі.
3. Гледзячы праз дыфракцыйную рашотку і шчыліну ў экране на крыніцу святла і перамяшчаючы рашотку ў дзяржанні, устанавіць яе так, каб дыфракцыйныя спектры размяшчаліся паралельна шкале экрана.
Правядзенне эксперымента, апрацоўка рэзультатаў вымярэнняў
1. Вылічыць даўжыню хвалі чырвонага святла ў спектры 1га парадку справа і злева ад шчыліны ў экране, вызначыць сярэдняе значэнне рэзультатаў вымярэння.
2. Прарабіць тое ж для фіялетавага святла.
3. Параўнаць атрыманыя рэзультаты з даўжынямі хваль чырвонага і фіялетавага колеру на каляровай уклейцы V, 1.
Кантрольнае пытанне
Чым адрозніваецца дыфракцыйны спектр ад дысперсійнага?
272
4. НАЗІРАННЕ ІНТЭРФЕРЭНЦЫІ I ДЫФРАКЦЫІ СВЯТЛА
Абсталяванне
Пласціны шкляныя — 2 шт., абрэзкі капронавыя або батыставыя, засвечаная фотаплёнка з прораззю, зробленай лязом брытвы, грампласцінка (або асколак грампласцінкі), штангенцыркуль, лямпа з прамой ніццю напалу (адна на ўвесь клас).
Назіранне інтэрферэнцыі
1. Шкляныя пласціны акуратна працерці, скласці разам і сціснуць пальцамі.
2. Разглядваць пласціны ў адбітым святле на цёмным фоне (размяшчаць іх трэба так, каб на паверхні шкла не ўтвараліся вельмі яркія блікі ад вокан або ад белых сцен).
3. У асобных месцах судакранання пласцін назіраць яркія вясёлкавыя кольцападобныя або няправільнай формы палосы.
4. Заўважыць змяненні формы і размяшчэння атрыманых інтэрферэнцыйных палос са змяненнем націску.
5. Паспрабаваць убачыць інтэрферэнцыйную карціну ў праходзячым святле.
КНІГІ ОНЛАЙН
