Дати визначення ККД

· По кожній таблиці виконати розрахунки a_сер і b_сер. Записати результати розрахунків у таблиці.

· Розрахувати за формулою фокусні відстані і оптичну силу лінз № 1, № 2 і системи лінз № 1+№ 2. Виміряти відстань d між головними площинами лінз № 1 і № 2 (розміщених щільно). Розрахувати за формулою D = D ₁+ D ₂– d·D ₁· D ₂ фокусну відстань і оптичну силу системи лінз № 1+№ 2 (товстої лінзи).

· Порівняти розраховані значення фокусної відстані і оптичної сили системи лінз № 1+№ 2 (товстої лінзи) зі знайденими експериментально.

· Розрахувати похибки вимірювань і для лінзи № 1.

· Розрахувати похибки вимірювань фокусної відстані f і оптичної сили D для лінзи № 1, скориставшись формулою для відносної похибки .

· Зробити висновки.

Білет

1. Коливання матеріальної точки. Рівняння гармонічного коливання.

Коливаннями, або коливальним рухом, називають рух якому властива деяка міра повторюваності у часі. Приклади: маятник, коло з індуктивністю L та ємністю С, рух поршнів у двигуні вібрації фундаментів, мостів тощо. Періодичні коливання - це такі коливання, коли значення фізичних величин, що характеризують ці коливання, повторюються через рівні проміжки часу. Період коливання Т - найменший проміжок часу, після якого значення усіх фізичних величин, що характеризують ці коливання, повторюються (або майже повторюються). Іншими словами, період коливання Т- це час, за який відбувається одне коливання. Частота коливань - це число повних коливань за одиницю часу: Формула періодичного коливання . Найпростішим типом коливання є гармонічне коливання, тобто таке, що описується гармонічною функцією cosx, sinx: , . Ці записи є рівноцінні - сталі величини, А>0 за визначенням. А - амплітуда коливання - максимальне абсолютне значення х, - фаза коливання - визначає х у момент t, - початкова фаза - фаза коливання у момент початку відліку, - циклічна або колова частота: .

Коливання виникають тоді, коли системі, що може коливатися, надано енергію. Не всяка система може коливатися. Є необхідні відповідні умови.

2. ЕРС індукції.

ЕРС індукції прямо пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, який пересікає контур провідника.

- закон електромагнітної індукції Фарадея, де Ф- магнітний потік.

3. Дати визначення внутрішньої енергії системи.

Внутрішня енергія тіла складається з кінетичної енергії поступального та обертального руху молекул, кінетичної та потенціальної енергії коливального руху атомів та молекул, потенціальної енергії взаємодії між молекулами та внутрішньо молекулярної енергії (тобто енергії електронних оболонок атомів, внутрішньоядерної енергії). Внутрішня енергія – величина адитивна та вона є функцією стану системи.

4. Молярної теплоємності -Дж/моль*К. Числа ступенів вільності -1/2, 2/5,5/7.

5. Описати метод визначення довжини світлової хвилі.

Мета роботи: ознайомитися й навчитися працювати з дифракційними ґратками.

Прилади та обладнання: дифракційні ґратки, світлофільтри, оптич­на лава, екран зі щілиною і шкалою, електрична лампочка.

· Виставити відстань від дифракційних ґраток до щілини R ₁. Для заданого R ₁ виміряти S – відстані від середини щілини до максимуму даного кольору для порядку спектра m= –1, m= +1, m= –2, m= +2.

· Виставити відстань від дифракційних ґраток до щілини R ₂. Для заданого R ₂ виміряти S – відстані від середини щілини до максимуму даного кольору для порядку спектра m = –1, m = +1, m = –2, m = +2.

· Повторити виставлення відстані від дифракційних ґраток до щілини R ₁ і виміряти відстані S від середини щілини до максимуму даного кольору для порядку спектра m = –1, m = +1, m = –2, m = +2.

· Розрахувати (для кожного кольору, враховуючи m = –1 і m = +1) S_сер, використовуючи значення відстаней S (ліворуч і праворуч) з табл. 1, 3 (чотири значення S).

· Розрахувати Δ S ₁, Δ S ₂, Δ S ₃, Δ S ₄, Δ S _сер і

· Визначити довжину хвилі λ за формулою (17), використовуючи значення S_сер.

· Розрахувати Δ R/R. За Δ R взяти приладову похибку, за R взяти R ₁.

· Розрахувати ε і Δ λ, скориставшись формулою .

· Результати перенести у таблиці та зробити висновки.

Білет

1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини.

Молекулярна фізика вивчає тепловий рух. Тепловий рух зумовлює внутрішні властивості тіл, і його вивчення дає змогу зрозуміти багато фізичних процесів, які відбуваються в тілах.

Основні положення МКТ речовини:

1. Будь-які речовини мають дискретну (переривчасту) будову. Вони складаються з найдрібніших частинок молекул і атомів. Підтвердженням дискретності є прокатка, кування металу, отримання 1974 року фотографії окремих молекул і атомів, розчинність речовин тощо.

Молекули - найменші частинки, які мають хімічні властивості речовини. Молекули складаються з більш простих частинок - атомів хімічних елементів. У природі є 92 хімічні елементи. Разом із штучними наразі налічується 105 елементів. Речовину, яка побудована з атомів лише одного виду, називають елементом (водень, кисень, азот тощо). Кожен елемент має свій номер Z в таблиці Менделєєва. Число Z визначає кількість протонів у ядрах атомів і електронів, що рухаються в атомі навколо ядра.

2. Молекули знаходяться в стані неперервного хаотичного (невпорядкованого) руху, що називається тепловим і у загальному випадку є сукупністю поступального, обертального і коливального рухів. Під час нагрівання речовини швидкість теплового руху і кінетична енергія його частинок збільшуються, а під час охолодження зменшуються. Ступінь нагрітості тіла характеризує його температура, яка є мірою середньої кінетичної енергії хаотичного поступального руху молекул цього тіла.

3. Молекули взаємодіють одна з одною із силами електромагнітної природи, причому на великих відстанях вони притягуються, а на малих - відштовхуються. Сили притягання і відштовхування між молекулами діють постійно.

2. Умови інтерференційних максимумів.

Інтерференцією називають явище підсумовування хвиль, що надійшли у дану точку різними шляхами або від декількох когерентних джерел. досягає максимуму , коли , тоді досягає мінімуму , коли , тоді Як бачимо сусідні та знаходяться на відстанях у

3. Дати визначення питомої теплоємності речовини.

Питома теплоємність – кількість теплоти, яку треба передати одиниці маси тіла, щоб підвищити його температуру на один кельвін. Вимірюється в Дж/кг*К.

4. Електричного заряду -Кл (Кулон). ЕРС – В (Вольт).

5. Описати метод визначення концентрації сухих розчинних речовин рефрактометром.

Прилади: оптико-акустична установка, соки.

· Ознайомитись із схемою, приладами та джерелами живлення, усвідомити їх призначення та режими роботи.

· Заповнити вимірювальну кювету дистильованою водою і встановити її на джерело ультразвукових коливань.

· Включити блок ультразвукових коливань на частоті_________.

· Включити блок освітлення.

· Спостерігаючи дифракційну картину за допомогою зорової труби зняти покази відхилення дифракційного максимуму Z_m.

· Заповнити кювету досліджуваним соком.

· Повторити експеримент із соком.

· 3а градуйованим графіком визначити концентрацію сухих речовин в досліджуваному соку.

· Повторити експерименти із розбавленими дистильованою водою соками в пропорціях 1:2 та 1:3.
Білет

1. Перше начало термодинаміки.

Зміна внутрішньої енергії може відбуватися за рахунок двох різних процесів: виконання над тілом роботи А та передачі йому деякої кількості теплоти Q.

Перший початок термодинаміки формулюється так: кількість теплоти, надана тілу, витрачається на збільшення його внутрішньої енергії та на виконання тілом роботи над зовнішніми тілами (зовнішнім середовищем): . Перший початок термодинаміки у диференціальній формі записується так: , де - елементарна кількість теплоти, dU - диференціал внутрішньої енергії, - елементарна робота. Не можливо побудувати машину, що діє періодично, яка виконувала б роботу без одержання енергії ззовні або виконувала б більшу роботу, ніж одержана ззовні енергія. Це є друге формулювання першого закону термодинаміки.

Створення або зникнення енергії є не можливим. Це є третє формулювання першого закону термодинаміки. Цим формулюванням фіксується взаємоперетворення видів енергії.

2. Умови інтерференційних мінімумів.

Інтерференцією називають явище підсумовування хвиль, що надійшли у дану точку різними шляхами або від декількох когерентних джерел. досягає максимуму , коли , тоді досягає мінімуму , коли , тоді Як бачимо сусідні та знаходяться на відстанях у

3. Дати визначення індукції магнітного поля.

Для кількісної характеристики магнітного поля струму вводять фізичну величину, яку називають індукцією магнітного поля. Магнітна індукція — векторна величина, що показує, з якою силою F магнітне поле діє на заряд q, рухомий з швидкістю . Точніше, — це такий вектор, що сила Лоренца F, що діє на заряд q, рухомий з швидкістю , рівна .

4. Електричної сталої -Ф/м. Сили струму – А(ампер).

5. Описати метод визначення концентрації розчину цукру.

Мета роботи: вивчити фізичні основи принципу дії і будову сахариметра і навчитися визначати концентрацію цукру в цукрових розчинах. Прилади та обладнання: сахариметр, розчини цукру різної концентрації, вимірювальні кювети.

· Увімкнути сахариметр в мережу 220 В. Увімкнути тумблер освітлення.

· Обертанням головки окуляра зорової труби при вийнятій кюветі встановити чітке зображення поля зору.

· Вирівняти яскравість полів порівняння обертанням рукоятки кварцового компенсатора.

· Сумістити нульову поділку ноніуса з нульовою поділкою шкали, переміщуючи ноніус. В результаті цих операцій встановлено нуль сахариметра.

· Вставити кювету з відомою концентрацією цукру у відділення для кювет сахариметра і, обертаючи рукоятку кварцового компен­сатора, досягти однакової яскравості обох половинок поля зору. Через лупу 1 визначити кут повороту площини поляризації α. Спосіб визначення показу на шкалах сахариметра близький до способу визначення показу на шкалах штангенциркуля! Результати вимірювань записати в таблицю.

· Повторити досліди для всіх кювет з відомою концентрацією. Результати вимірювань записати в таблицю.

· Вставити кювету з невідомою концентрацією цукру в камеру сахариметра і визначити кут повороту площини поляризації α. Результати вимірювань записати в таблицю.

· Вимкнути тумблер освітлення. Вимкнути сахариметр з мережі 220 В.

· На основі виконаних вимірювань побудувати графік залежності концентрації цукру в розчині С від кута повороту площини поляризації.

· Користуючись графіком залежності концентрації цукру в розчині С від кута повороту площини поляризації α визначити концент­рацію цукру в розчині з невідомою концентрацією.

· Зробити висновок.

Білет

1. Адіабатичний процес.

Процес, при якому немає теплообміну з навколишнім середовищем. При такому процесі механічна робота здійснюється за рахунок зменшення внутрішньої енергії. Крива такого процесу називається адіабата. Її рівняння називається рівняння Пуассона

Адіабатний процес є можливий за наявності термоізолюючої оболонки або у швидкоплинному процесі, коли система не встигає обмінятися теплотою із зовнішніми тілами. Для адіабатного процесу . де відношення теплоємності газу при сталому тиску до його теплоємності при сталому об'ємі (показник адіабати, коефіцієнт Пуассона) Отже, тепер рівняння адіабатного процесу матиме вигляд . Комбінуючи його з рівнянням Клапейрона - Менделєєва, дістаємо іншу форму рівняння адіабатного процесу: Можна одержати й третю форму рівняння адіабатного процесу, якщо знову скористатися рівнянням Клапейрона - Менделєєва й замінити Т на V: .

2. Формула дифракційної гратки.

Дифракційна ґратка — це оптичний елемент з періодичною структурою, який здатний впливати на поширення світлових хвиль так, що енергія хвилі, яка пройшла через ґратку, зосереджується в певних напрямках. Принцип роботи дифракційної ґратки ґрунтується на дифракції світлових хвиль, які взаємодіють з нею, та подальшій інтерференції цих дифрагованих хвиль. Число дифракційних максимумів та їх напрямки поширення залежать від періоду гратки і довжини хвилі світла і можуть бути визначені з допомогою рівняння: ,

де θi — кут падіння світлового пучка на гратку, θm(λ) — кут дифракції для пучка m-го порядку, λ — довжина хвилі світла, d — період гратки, m — порядок дифракції.

Це рівняння називається рівнянням дифракційної гратки. З цього рівняння випливає, що кут дифракції залежить від довжини хвилі світла. Отже, якщо на гратку буде падати біле світло, то воно буде розкладатися граткою у спектр.

3. Дати визначення енергетичної світності тіла.

Світність джерела є фізична величина, яка чисельно дорівнює повному світлому потоку, що випромінюється одиницею площі його поверхні в один бік, тобто у середину тілесного кута : . Одиницею світності в СІ є люмен на квадратний метр (лм/м )

4. Напруженості електричного поля - В/м (вольт на метр) .Опору провідника - Ом (Ом).

5. Описати метод визначення сталої Планка.

Мета роботи: визначити сталу Планка та дослідити залежність величини затримуючого потенціалу від частоти. Прилади та обладнання: вакуумний фотоелемент Ф-26; гальванометр; освітлювач з тумблером для вмикання лампи освітлювача; джерело постійного струму; реостат; набір світлофільтрів (отримати у завідувача лабораторії).

Для визначення сталої Планка використовується одне з фотоелектричних явищ, тобто явищ, які відбуваються під впливом світла (електромагнітного випромінювання), а саме, явище емісії електронів з металу (фотоефект), опроміненого електромагнітним полем (фотонами). Основним приладом даної методики визначення сталої Планка є фотоелемент із зовнішнім фотоефектом – вакуумний прилад, заснований на емісії електронів у вакуум під впливом світла.

· Реостат поставити на нуль (рухомий контакт пересунути до себе). Тумблер лампи освітлювача вимкнути (нижнє положення).

· Протерти світлофільтри тканиною, що не залишає ворсинок. Світлофільтр брати тільки за торці. Розмістити світлофільтр перед фотоелементом.

· Ввімкнути в мережу 220 В освітлювач та джерело постійного струму. Ввімкнути лампу освітлювача. УВАГА! Лампу освітлення вмикати лише на час зняття показів.

· Збільшуючи затримуючу напругу потенціометром R, встановити стрілку гальванометра у нульове положення.Необхідно мати на увазі, що струм залишається нульовим при збільшенні потенціалу понад затримуючий. Тому підходити до визначення затримуючого потенціалу необхідно тільки у напрямку його збільшення.Вимкнути освітлення. Записати відповідні покази вольтметра.

· Аналогічні вимірювання провести з кожним із запропонованих світлофільтрів. Для кожного світлофільтра вимірювання виконати не менше, ніж тричі. Результати вимірювань записати у таку таблицю.

· Знайти середні значення затримуючого потенціалу для кожного світлофільтра. Знайти частоту світла кожного кольору за формулою де с – швидкість світла у вакуумі.

· Використовуючи середні значення затримуючого потенціалу, розрахувати сталу Планка за робочою формулою. Знайти середнє значення сталої Планка, абсолютну та відносну похибки. Результат записати у вигляді h = h _сер ± D h _сер.

· Розрахувати відносну похибку вимірювання h тільки для фіолетового кольору світла за формулою .Знайти абсолютну похибку. Результат записати у вигляді .

· Порівняти отримане значення сталої Планка з табличним та зробити висновки щодо точності досліду.

Білет

1. Теплові машини. Цикл Карно.

Тепловою називають машину, в якій відбувається взаємоперетворення теплової енергії і механічної роботи. За своїм призначенням теплові машини поділяються на три основних типи: теплові двигуни, теплові насоси та холодильні машини. Термічний ККД теплового двигуна є відношення роботи, яку дістали в результаті здійснення прямого оборотного циклу, до теплоти, підведеної до робочого тіла від нагрівника

Цикл Карно – це цикл ідеальної теплової машини. У ній немає витрат на теплопровідність, теплове випромінювання, тертя і т.п. Зауважимо, що цикл Карно крім практичного теплотехнічного значення має також важливе значення для виведення кількісного формулювання другого закону термодинаміки.

Термічний коефіцієнт корисної дїї (ККД) циклу - робота за чикл. Адіабатні процеси циклу не впливають на загальний результат, оскільки роботи иа них однакові й протилежні за знаком. Зробивши деякі розрахунку отримаємо: . Звідси випливає, що термічний ККД оборотного циклу Карно виз­начається тільки температурами нагрівника і холодильника. Термічний ККД циклу Карно завжди менший від одиниці, оскільки, щоб мати ККД, який дорівнює одиниці, необхідно, щоб або , що нездійсненно. Ефективність циклу Карно визначається різницею температур .