Дати визначення сили

Одне із фундаментальних понять фізики – це поняття сили. Силою називають векторну величину, що характеризує дію на дане тіло інших тіл. Сила є мірою взаємодії матеріальних тіл. Одиницею сили в системі СІ є 1 ньютон (1 Н). Один ньютон дорівнює силі, що тілу з масою в 1 кг надає прискорення в 1 м/с .

4. Постійної Планка - Дж*с чи МэВ*м .Частоти коливань - Гц (Герц).

5. Описати метод вимірювання затримуючого потенціалу при фотоефекті.

Мета роботи: оволодітиекспериментальним методом перевірки основних законів внутрішнього фотоефекту; встановити відповідність теоретичного матеріалу із експериментальними даними; побудувати і встановити відповідність отриманих залежностей з теоретичними даними та лекційним матеріалом. Прилади та обладнання: вакуумний фотоелемент Ф-26; гальванометр; освітлювач з тумблером для вмикання лампи освітлювача; джерело постійного струму; реостат; набір світлофільтрів.

Одним із явищ, яке підтверджує гіпотезу існування фотонів, є фотоелектричний ефект.

· Для початку потрібно зніти вольамперну характеристику фотоелемента.

· Встановити фотоелемент на оптичну лаву, досягти максимального освітлення фотоелемента, при цьому положенні зафіксувати максимальний струм і відстань між освітлювачем і фотоелементом, занести його покази до таблиці

· Віддаляючи фотоелемент від освітлювача на _______см (вказує викладач) знімати покази гальванометра та заносити їх до таблиці.

· Розрахувати значення L² та 1/L², та занести до таблиці.

· За результатами обрахунків побудувати графік залежності фотоструму від освітленості фотоелемента I = f (1/L²).

· Побудувати графік та зробити висновки.

Білет

1. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея.

Електромагнітна індукція — виникнення електрорушійної сили у провіднику, що перебуває у змінному магнітному полі. Явище електромагнітної індукції відкрив Майкл Фарадей.

Фарадей становив кількісний закон електромагнітної індукції, описавши його рівнянням: де - електрорушійна сила (ЕРС), яка виникає в котушці, що перебуває у змінному магнітному полі, у вольтах; N — кількість витків у котушці; Φ — магнітний потік у веберах.

Закон ,де - довільний замкнений контур; S – довільна поверхня, яка спирається на контур L називають ос­новним законом електромагнітної індукції Фарадея: при всякій зміні в часі потоку магнітного поля в точках простору, де є така зміна, збуджується вихрове електричне поле, циркуляція напру­женості якого по довільному замкненому контуру L дорівнює швид­кості зміни потоку магнітної індукції крізь довільну поверхню S, яка спирається на контур L.

2. Явище люмінесценції.

Отже, люмінесценцією називають світіння атомів чи молекул, яке виникає в результаті електронного переходу в частинках речовини при їх переході із збудженого стану в не збуджений. Класифікують явища люмінесценції за часом та методом збудження. За часом післясвітіння розрізняють два типи люмінесценції – флуоресценцію – світіння яке миттєво зникає після припинення дії джерела збудження і фосфоресценцію, світіння, продовжується певний проміжок часу. В залежності від методу збудження розрізняють фотолюмінесценцію – свічення, яке виникає при поглинанні світлової енергії; катодолюмінісценцію – основану на свіченні речовин при поглинанні катодних променів (електронів) та хемілюмінесценцію – свічення, яке виникає при протіканні хімічних реакцій. Всі люмінесціюючи речовини мають загальну назву – люмінофори.

3. Дати визначення електроємності.

Наданий провідникові електричний заряд розподіляється на його поверхні так, що поверхня провідника є еквіпотенціальною. Зміна заряду провідника призводить до відповідної зміни його потенціалу. Різні за розмірами і формою відокремлені провідники, розміщені в однорідному нерухомому середовищі без дії зовнішніх електричних полів, при однаковому заряді набувають неоднакових потенціалів. Проте для кожного відокремленого провідника відношення заряду до потенціалу провідника є величиною сталою, тобто: С=q/ .Це відношення називають електроємністю. Електроємність чисельно дорівнює зарядові, який потрібний для зміни потенціалу провідника на одиницю. Одиницею електроємності в системі СІ є фарад (Ф).

4. Імпульсу фотона -. Періоду дифракційної гратки - Н.

5. Описати метод визначення моменту інерції тіла відносно осі обертання.

Мета роботи: вивчити основні закони механіки, опанувати один із методів визначення моменту інерції, визначити момент інерції та кутову швидкість махового колеса, визначити силу тертя.

Прилади та установка: секундомір, вертикальна лінійка, штангенциркуль, махове колесо.

Рух махового колеса – це обертальний рух.

1. Опустити вантаж у найнижчу точку. Виміряти його положення на шкалі вертикальної лінійки. Позначити його положення через h _н (нижнє).

2. Покручуючи махове колесо, намотувати мотузок на вал до тих пір, поки вантаж не підніметься на висоту h _в (верхнє). Висоту підняття вантажу h _в визначає викладач. Тримати махове колесо рукою. Мотузок повинен намотуватися в один шар, виток до витка – справа наліво.Тоді Записати значення h ₁окремим рядком.

3. Одночасно відпустити (не гальмуючи, не розкручуючи!) махове колесо й запустити секундомір. Виміряти t ₁ – час опускання вантажу від верхнього положення до найнижчої точки. Момент досягнення найнижчої точки найкраще фіксувати, дивлячись на мотузок. Момент його здригання є моментом досягнення вантажу найнижчої точки. Повторити вимірювання (з одним і тим самим значенням h _в) п’ять разів. Показання секундоміра записати в табл. 2.

4. Підняти вантаж на ту саму висоту . Відпустити махове колесо й виміряти висоту підняття вантажу та час t ₁ +t ₂ (час опускання вантажу до найнижчої точки плюс час підняття його до висоти ). Фіксувати момент досягнення вантажем найвищої точки краще, спостерігаючи за обертанням махового колеса. Момент його зупинки буде моментом досягнення вантажем найвищої точки. Рукою зафіксувати положення махового колеса у момент зупинки й зупинити секундомір. Виміряти висоту . Висота підняття вантажу . Записати значення h ₂в табл. 3.

5. Розрахувати момент інерції махового колеса, кутову швидкість махового колеса w ₁ у момент t ₁ та відношення сили тертя F при t=t ₁ до сили тяжіння. Як завжди при розрахунках цих величин брати середні значення.

6. Визначити час t ₁ +t ₂. За результатами кожного вимірювання t ₁ +t ₂ розрахувати t ₂=(t ₁+ t ₂)– t _1сер і записати значення t ₂ в табл. 4.

7. Зробити висновок

Білет

1. Електрорушійна сила індукції. Правило Ленца.

За означенням ЕРС дорівнює роботі сторонніх сил при переміщенні одиничного пробного електричного заряду (q=1) по замкненому контуру. Якщо за замкнений контур довільного провідника в змінному магнітному полі, то можна записати , де - напруженість електричного поля, яке виникає при всякій зміні магнітного поля, що перетинає витки замкненого провідного контуру; - циркуляція вектора вздовж провідного контуру, яка дорівнює ЕРС індукції.

Правило Ленца — закон, за яким можна визначити напрям індукційного струму.

Найбільш загальне правило для визначення напряму індукційного струму запропонував Ленц: індукційний струм у замкненому провідному контурі має та­кий напрям, що створюване ним власне магнітне поле протидіє змінам магнітного поля, яке збуджує індукційний струм. На рис. 10.4 показано напрям індукційного струму в контурі, коли магнітний потік, що його пронизує, наростає. При спаданні магнітного потоку напрям індукційного струму зміниться на протилежний. Електромагнітна індукція лежить в основі роботи генераторів, трансформаторів, коливального контуру, електромагнітів тощо.

2. Активність радіоактивного апарату.

Радіоактивність – процес самовільного перетворення нестабільних ядер в інші з випромінюванням часток. Важливим для практичних застосувань радіоактивності є поняття активності радіоактивного препарату. Під активністю радіоактивного зразка розуміють число розпадів, які відбуваються в ньому за одиницю часу. Одиницею активності в системі СІ є беккерель (Бк), що відповідає одному розпадові за секунду. Позасистемними одиницями активності є К’юрі (Кі) та Резерфорд (Рд); Кі Бк, Рд Бк. За відомою активністю може бути розрахована експозиційна доза радіації та поглинута доза (енергія йонізуючого випромінювання, розрахована на одиницю маси поглинаючої речовини). Для вимірювання експозиційної та поглинутої доз використовуються прилади різних типів – дозиметри.

3. Дати визначення енергії.

Енергія – кіот кісна міра руху та взаємодії всіх видів матерії. Енергія не зникає і не виникає з нічого; вона може лише переходити з однієї форми в іншу. Згідно з різними формами руху розглядають пізні види енергії: механічну, електричну, ядерну, хімічну тощо. Механічна енергія буває двох видів: кінетична та потенціальна. Кінетична енергія визначається масами та швидкостями. Потенціальна енергія залежить від взаємного розміщення взаємодіючих між собою тіл.

4. ЕРС індукції -. В (Вольт) Коефіцієнта в’язкості - кг/ м .

5. Описати метод визначення густини твердого тіла.

Мета роботи: опанувати метод визначення густини твердих тіл правильної геометричної форми, навчитися користуватися штангенциркулем, мікрометром і терезами, визначити похибки результатів вимірювання.

Прилади та предмети: штангенциркуль, мікрометр, терези (з важками), циліндр, куля.

Для визначення густини тіла потрібно знати його масу та об’єм. Для однорідного циліндра , де d – діаметр, h – висота циліндра.Для однорідної кулі .

1. Перед вимірюванням мікрометром слід перевірити нуль мікрометра. Виміряти розміри тіл – циліндра, кулі – п’ять разів. При вимірюванні штангенциркулем діаметра циліндра його вісь має бути перпендикулярною до площини губок штангенциркуля. Розміри, величина яких не перебільшує 25 мм, слід вимірювати мікрометром, інші – штангенциркулем. П’ять разів зважити предмети. Результати зважування слід записувати з відповідним числом значущих цифр (за правилом, наведеним у п. 2).

2. Занести результати вимірювань у другі колонки табл.

3. Обробити результати вимірювань, керуючись методичними вказівками, заповнити табл.

4. Розрахувати середню відносну похибку непрямого вимірювання (за результатами прямих вимірювань маси і розмірів циліндра, кулі) згідно формул: а) для циліндра ; б) для кулі .

Тут Dm, Dd, Dh – абсолютні похибки прямих вимірювань відповідних розмірів та маси, Dp=p–p _набл, p = 3,141592654... – ірраціональне число; p _набл – наближене значення числа p, що використовується в розрахунках (з обмеженим числом значущих цифр, наприклад p _набл=3,1416; якщо брати число p з числом значущих цифр, яке перевищує точність вимірювань, то похибку Dp/p можна вважати такою, що дорівнює нулю). Обґрунтування цих формул дано у "Методичних вказівках".

5. Заокруглити і записати остаточний результат у системі СІ у стандартному вигляді.

Білет

1. Явище самоіндукції. Індуктивність котушки.

Явище виникнення індукційного струму в провіднику внаслідок зміни магнітного потоку, зумовленої зміною струму в цьому ж про­віднику, називають самоіндукцією.Явище самоіндукції є окремим випадком загального явища електромагнітної індукції. За правилом Ленца струм самоіндукції завжди напрямлений так, що протидіє змінам сили струму, який викликає самоіндукцію. Іншими словами, якщо струм у провіднику наростає, то струм самоіндукції напрямле­ний проти нього і протидіє цьому наростанню; якщо ж струм спадає, то напрям струму самоіндукції збігається з напрямом основного струму і протидіє його спаданню. Потік магнітної індукції Ф крізь певну фіксовану поверхню пропорційний силі струму, тобто , де L - коефіцієнт пропорційності, який не залежить від сили струму й індукції магнітного поля, а є однозначною характеристикою про­відного контуру, його називають індуктивністюконтуру. Індук­тивність залежить від форми і розмірів контуру, а також від маг­нітних властивостей навколишнього середовища. Індуктивність котушки залежить від числа витків, довжини та діаметра котушки, наявності та типу осердя і наявності екрану. Осердя із феромагнітних матеріалів підвищує величину індуктивності і дають можливість в певних межах регулювати її величину введенням та виведенням осердя. Іноді для осердя застосовують латунь. Введення металевого осердя в залежності від матеріалу змінює величину індуктивності.

2. Провідність напівпровідників.

1. Електропровідність речовин характеризується наявністю великої кількості вільних зарядів та їх рухливістю. 2. Провідність речовин залежить від температури наявності домішок та освітленості, так як ці фактори впливають на кількість вільних зарядів та їх рухливість. При нагріванні провідників І роду кількість вільних зарядів практично не міняється, а їх рухливість погіршується, що приводить до погіршення провідності. Наявність домішок також погіршує провідність. Освітленість практично впливає на провідність.

При нагріванні діелектриків появляється незначна кількість вільних зарядів, тому провідність трохи покращується. При сильнішому нагріванні діелектрик швидше руйнується (плавиться, горить) ніж в ньому появиться достатньо велика кількість вільних зарядів. Наявність домішок також незначно покращує провідність. Освітленість майже не міняє.

В напівпровідниках нагрівання, опромінення і наявність домішок різко збільшує кількість вільних зарядів і тому провідність значно покращується.

3. Розрізняють власну і домішкову провідність напівпровідників. Якщо напівпровідник нагріти або опромінити, то електрони почнуть відриватись від своїх атомів, а на їх місці виникне дірка (фактично позитивний іон), якій приписують позитивний заряд. Таким чином в напівпровіднику відбувається генерація (утворення) пар зарядів “електрон – дірка”, яких є однакова кількість.

Провідність, створена власними носіями заряду, називається власною.