Эксперимент в физике. Физический практикум. - Шутов В. И.
ISBN:5-9221-0632-5
Скачать (прямая ссылка):
/ ч (1т тт х , /г х ч АГ1+АГ2 . А/2 + А/1 Л / ч
• (г) = е(1]\ - и2) + ^(Д - Д) = —:-:— + -, Аг = е(г)г.
/2-/1
Погрешности прямых измерений с (17) и с(7) указаны в документации на соответствующие приборы. Окончательный результат
Исследование работы источника в цепи постоянного тока
121
3. Погрешности для ЭДС ? , вычисляемой по формуле (4): е{?) = eihlh - hU2) + e(h - h) = А(/2^1/2/1) + =
hih /2 /і
= A(J2^i) + A(Ji^2) + АІ2 + А/і =
hu!- 11 U2 12 - h
= e(I^'i)hUi.+e(liU2)liU2 + AJ2 + А/і =
ЫЛ - /і(;2 h ~h
= (g(^) + ?(Ui))hUi + + ?(U2))hU2 + AJ2 + Ali
hu!- hU2 I2 - h
A? = e(?)?.
Окончательный результат
? = ? ±Д?, e{?) = ... %.
4. Для построения графиков полезной мощности Р(Д) и коэффициента полезного действия г](Щ для каждой точки нужно записать значения Д, Р(Д) и ту (Д), а также погрешности АД, АР и Ar], предварительно
рассчитав их.:
Д = - , є(Д) = є(17) + АД = e(R)K
f2R є(Р) = 2є(?) + є(Д) + 2e(R + г)
(Я + г)
= 2е{?) + е(Д) + 2(АД + Аг), АР = е(Р)Р.
Я + г
7? = , ф) = ?(Д) + ?(Л + Г) = е(Д) + ^ + ^ , Д(Г,) = ?(77)7?.
Я + г Я + г
Запись для каждой точки графика должна выглядеть как Д = ...Ом, АД = еЩ = ...%,
Р = ...Вт, АР= е(Р) = ...%,
?]= Аг/ = ..., ф) = ...%.
122
Исследование работы источника в цепи постоянного тока
5. Графики Р , г](И) необходимо построить на миллиметровой бумаге по точкам с изображением «прямоугольников ошибок» .
6. Необходимо сделать выводы о согласовании графиков с теорией.
Контрольные вопросы
• Что такое электрическое напряжение между двумя точками цепи?
• Что такое Э Д С, как связаны Э Д С и напряжение между двумя точками?
• Чему равно напряжение на полюсах источника?
• Что такое полезная, потерянная и полная мощность, выделяемая в цепи?
• При каком значении внешнего сопротивления достигается максимальная полезная мощность? Вывести формулу максимальной полезной мощности.
• Вывести формулу для определения 7] источника.
• Как рассчитать погрешности определения Р , г/(Я) ?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 19
Целью работы является проверка основных законов геометрической оптики. Определяется угол полного внутреннего отражения и абсолютный показатель преломления стекла.
Теоретическое введение
Длины воспринимаемых глазом световых волн очень малы (порядка 10 ~7 м). Поэтому распространение видимого света можно в первом приближении рассматривать, отвлекаясь от его волновой природы и полагая, что свет распространяется вдоль некоторых линий, называемых лучами. Под лучом в физическом смысле этого слова понимают достаточно узкий световой пучок.
Когда луч света достигает плоской границы раздела двух прозрачных сред (рис. 1), он частично проходит во вторую среду (преломляется), частично возвращается обратно (отражается).
1. Закон отражения света. Этот закон был известен еще грекам и упоминается в сочинении Евклида (III век до н. э.) Установление его связано с применением полированных металлических поверхностей (зеркал), известных уже в очень отдаленную эпоху. Этот закон утверждает, что падающий луч АО и отраженный луч О А' лежат в одной плоскости с нормалью ММ, проведенной к границе раздела сред через точку О падения луча (эта плоскость называется плоскостью падения), причем угол отражения /3 равен углу падения а (рис. 1 а):
(] = а. (1)
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ОТРАЖЕНИЯ И ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
124
Отражение и преломление света
2. Закон преломления света. Закон был установлен экспериментально в 1621 г. голландским ученым Снеллиусом (1580- 1626) и опубликован только после его смерти. Согласно закону преломления, преломленный луч OA " (рис. 1 а) лежит в плоскости падения, причем отношение синуса угла падения а к синусу угла преломления 7 для рассматриваемых сред зависит только от относительного показателя преломления и не зависит от угла падения:
sin а , /оч
- = П21 = const. (2)
sin 7
Постоянная величина п2\ называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Для абсолютного показателя преломления среды п волновая теория дает: п = c/v, где с « 3 • 108 м/с — скорость света в вакууме, а V — скорость света в среде. Относительный показатель преломления П21 выражается через показатели преломления сред п\ и п2 соотношением
По
п21 = — ,
т
поэтому закон Снеллиуса можно записать как
п\ sin а = п2 sin 7. (3)
3. Полное внутреннее отражение света. Если луч АО падает из более оптически плотной среды на границу раздела с менее плотной (п2 > п\), преломление происходит обычным образом (падающий луч АО, преломленный луч OA " (рис. 1 б)).
При угле падения а0 таком, что 7 = тг/2, преломленный луч скользит по поверхности раздела сред (падающий луч A iO, преломленный луч OA'/)-
Если угол падения становится больше угла «о , луч не проникает в менее плотную среду, происходит явление полного внутреннего отражения (падающий луч А 20, отраженный луч OA 2 ).
Угол падения а0 , при котором оно возникает, называется предельным углом полного внутреннего отражения, причем
