Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з фізики для студентів-заочників інженерно-технічних спеціальностей НУВГП. Частина ІІ

Предмет: 
Тип роботи: 
Методичні вказівки
К-сть сторінок: 
20
Мова: 
Українська
Оцінка: 

аналізатора можна змінювати, повертаючи аналізатор навколо вісі, що співпадає з напрямком світлового променя. Між інтенсивністю світлового променя І0, що падає на аналізатор, та інтенсивністю світла І після нього існує співвідношення

 , (1)
яке називають законом Малюса.
Після аналізатора світло падає на фотоелемент і сила струму і в колі фотоелемента, що вимірюється гальванометром, пропорційна до інтенсивності світла І. Тому
 , (2)
де і0 – максимальна сила струму при максимальній інтенсивності світла І0.
 
Хід роботи
1. Виставити покажчик кута повороту аналізатора на нуль і, обертаючи поляризатор, добитись максимальної сили струму через гальванометр.
2. Регулюючи струм розжарення лампочки освітлювача та змінюючи режим роботи кола гальванометра, добитись відхилення стрілки гальванометра на всю шкалу і записати це значення і0 в таблицю.
3. Обертаючи аналізатор, зняти покази гальванометра до кожного з кутів аж до 900. Відповідні значення кутів α та сил струмів і занести в таблицю.
4. Для кожного з кутів α розрахувати функцію
 . (3)
5. Записати в таблицю значення квадратів косинусів кутів α (cos2α)
6. На основі (2) та (3) побудувати графік залежності
 ,
ліва частина якої відповідає експерименту, а в правій кут α – це кут в законі Малюса. Згідно з законом Малюса повинна отримуватись пряма пропорційна залежність.
7. На основі графіка зробити висновок щодо виконання закону Малюса.
 
Таблиця 1
iо=
a,
i,
 
 
Cos2α
 
Контрольні запитання
1. Яке світло називають плоскополяризованим?
2. Яка причина того, що природнє світло неполяризоване?
3. Записати і сформулювати закон Малюса.
4. Записати формулу і пояснити закон Брюстера.
5. Пояснити принцип роботи призми Ніколя.
 
Лабораторна робота № 14. Дослідження зовнішнього фотоефекту
 
Мета роботи: 1) дослідити явище зовнішнього фотоефекту; 2) зняти вольт-амперні характеристики при двох освітленостях; 3) нарисувати на одному графіку дві криві вольт-амперних характеристик; 4) перевірити закон обернених квадратів.
 
Теоретичні відомості і опис установки
При освітленні речовини з малою роботою виходу з її поверхні вже в області видимого світла спостерігається виліт електронів, які в електричному полі у вакуумі прискорюються в напрямку анода, створюючи фотоелектричний струм. Чим більша освітленість катода, тим більша кількість електронів вибивається з його поверхні і тим більша буде сила струму насичення, яка спостерігається при високих анодних напругах.
Оскільки, освітленість катода Е обернено пропорційна до квадрату віддалі r від освітлювача до катода, то і сила струму насичення буде обернено пропорційна до r2. 
Тобто , (1)
де   та   - сили фотострумів насичення для віддалей відповідно r1 та r2. Співвідношення (1) називають законом обернених квадратів.
На схемі зображені елементи установки:
В – джерело постійного струму;
К – вимикач (ключ);
П – потенціометр;
V – вольтметр;
А – мікро¬амперметр;
Ф – фотоелемент.
 
Хід роботи
1. Розмістити освітлювач, по можливості, найближче до фотоелемента і виміряти віддаль між ними r1. Увімкнути освітлювач.
2. Збільшуючи напругу між катодом і анодом від нуля до максимально допустимої напруги, зняти вольт-амперну характеристику фотоелемента при даній освітленості, записуючи для 10-12 значень напруги відповідні їм значення сили струму. При цьому слід отримати не менше трьох різних значень напруги, при яких сила струму вже не зростає, тобто наступає насичення.
3. Змінити віддаль між освітлювачем і фотоелементом на r2, відсунувши освітлювач на 2-3 см далі від фотоелемента, і повторити п. 2.
4. Дані r1 та r2, U та І занести в таблицю з відповідним значенням r.
5. Побудувати на одному графіку вольт-амперні характеристики для двох різних віддалей від освітлювача до фотоелемента.
6. Визначити сили фотострумів насичення в обох випадках і знайти їх відношення  . Окремо знайти відношення   і порівняти його з попереднім відношенням.
7. Зробити висновок стосовно виконання співвідношення (1).
 
Таблиця 1.
          r1 =
І, μА
U, B
 
Таблиця 2.
          r2 =
І, μА
U, B
 
Контрольні запитання
1. Що таке фотоефект?
2. Нарисувати вольт-амперну характеристику зовнішнього фотоефекту і вказати на її характерні точки.
3. Сформулювати закони фотоефекту.
4. Записати і пояснити рівняння Ейнштейна для фотоефекту.
5. Пояснити будову і дію вакуумного фотоелемента.
 
Лабораторна робота № 15. Дослідження закону поглинання γ – променів
 
Мета роботи: експериментально перевірити закон поглинання γ – променів
 
Теоретичні відомості і опис установки
Радіоактивний розпад ядер атомів супроводжується випромінюванням α- , β- , γ – променів. При радіоактивному розпаді виконуються закони збереження енергії, імпульса, маси, заряду. Реакції α- та β-розпаду можна символічно записати у вигляді
 , (1)
 , (2)
де А – масове число, Z – зарядове число, Х – символ материнського ядра, Y – символ дочірнього ядра,   - ядро гелію (α-частинка),   - електрон (β-частинка).
В результаті α- та β-розпадів кількість радіоактивних ядер зменшується за законом
 , (3)
де   - початкова кількість радіоактивних ядер,   - кількість радіоактивних ядер в момент часу t, λ – стала радіоактивного розпаду.
α- та β-розпад супроводжується γ-випромінюванням – жорстким електромагнітним випромінюванням. Енергія γ-квантів порядку кількох МеВ, тому в речовині вони можуть іонізувати значну кількість атомів. Поглинання γ-квантів речовиною веде до зменшення інтенсивності випромінювання, що підлягає закону
 , (4)
де І0 – інтенсивність падаючого випромінювання, І – інтенсивність випромінювання, яке пройшло крізь шар речовини товщиною х, μ – коефіцієнт поглинання.
Інтенсивність випромінювання пропорційна кількості N γ-квантів, які фіксуються лічильником γ-випромінювання
 , (5)
де d – товщина пластинки поглинача, n – кількість пластинок.
Прологарифмуємо (5) і запишемо вираз для μ
 , (6)
де 
 . (7)
Якщо при експериментальній перевірці виявляється, що   дійсно лінійно залежить від  , то це буде означати, що виконується закон поглинання (4). Нахил функції   до осі   визначає коефіцієнт поглинання .
  (8)
Хід роботи
1. Увімкнути установку в мережу. Натиснути кнопку «Сеть» і прогріти установку декілька хвилин.
2. Задавши час експозиції (не менше 100 с), натиснути «Сброс», потім «Пуск». Після закінчення часу експозиції та зупинки підрахунку числа імпульсів фонового випромінювання, записати число імпульсів Nф.
3. Контейнер з радіоактивним препаратом поставити отвором в бік віконця лічильника. Натиснути кнопки «Сброс» і «Пуск». Після зупинки лічби записати значення  .
4. Виміряти штангенциркулем товщину пластинки поглинача з свинцю і поставити пластинку між отвором контейнера та віконцем лічильника. Знайти значення   і записати в таблицю.
5. Збільшуючи кількість пластинок, для кожного випадку знайти відповідне значення   і записати його в таблицю, збільшуючи число пластинок до 6-7 штук. Кожного разу слід натискати кнопки «Сброс» і «Пуск».
6. За формулами   та   визначити   – число γ-квантів, що дає джерело при відсутності поглинача і N – число γ-квантів, що проходять поглинач товщиною nd, де n – кількість пластинок, d – товщина однієї пластинки.
7. За формулою (7) визначити f(n) для кожного n.
8. Побудувати графік залежності f(n) від n і зробити висновок відносно виконання закону поглинання.
9. Визначити коефіцієнт поглинання μ γ-променів речовиною пластинок як тангенс кута нахилу прямої графіка f(n) до осі n.
 
Таблиця 1
 
Контрольні запитання
 
1. Записати і пояснити закон радіоактивного розпаду.
2. Що таке α-розпад? Схема -розпаду. 
3. Що таке β-розпад? Схема -розпаду.
4. Пояснити механізм -випромінювання.
5. Записати і пояснити закон поглинання. Що таке коефіцієнт поглинання?
Фото Капча