Virtuálne laboratórium Virtuálne laboratórium. Fyzikálne laboratóriá

Materiál je súborom laboratórnych cvičení pre pracovný program vzdelávacej disciplíny ODP.02 „Fyzika“. Práca obsahuje vysvetlivku, hodnotiace kritériá, zoznam laboratórnych prác a didaktický materiál.

Stiahnuť ▼:

Náhľad:

Ministerstvo všeobecného odborného vzdelávania

Sverdlovská oblasť

Štátna autonómna vzdelávacia inštitúcia

stredné odborné vzdelanie

Sverdlovská oblasť „Pervouralská polytechnika“

LABORATÓRNE PRÁCE

K PRACOVNÉMU PROGRAMU

VÝCVIKOVÁ DISCIPLÍNA

ODP 02. FYZIKA

Pervouralsk

2013

Náhľad:

Vysvetlivka.

Laboratórne úlohy sú rozpracované v súlade s pracovným programom disciplíny „Fyzika“.

Účel laboratórnej práce: formovanie predmetových a metasubjektových výsledkov osvojenia študentmi hlavného vzdelávacieho programu základného kurzu fyziky.

Úlohy laboratórnych prác:

Správa z laboratórnej práce obsahuje:

1. Počet pracovných miest;
2. Cieľ;
3. Zoznam použitého vybavenia;
4. Postupnosť vykonaných akcií;
5. Inštalačný výkres alebo schéma;
6. Tabuľky a / alebo grafy na zaznamenávanie hodnôt;
7. Výpočtové vzorce.

Hodnotiace kritériá:

Zoznam laboratórnych prác.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

"Stanovenie tuhosti pružiny".

Cieľ: Určte tuhosť pružiny pomocou grafu elastickej sily proti predĺženiu. Urobte záver o povahe tejto závislosti.

Vybavenie: statív, dynamometer, 3 závažia, pravítko.

Pracovný proces.

1. Zaveste váhu z pružiny dynamometra, zmerajte silu a predĺženie pružiny.
2. Potom pripevnite druhé k prvému závažiu. Opakujte merania.
3. Tretie pripevnite k druhému závažiu. Zopakujte merania.

1. Zostrojte pružnú silu proti predĺženiu pružiny:

Fupr, N

0 0,02 0,04 0,06 0,08 Al, m

1. Z grafu nájdite priemerné hodnoty pružnej sily a predĺženia. Vypočítajte priemernú hodnotu koeficientu pružnosti:

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

"Stanovenie koeficientu trenia".

Cieľ: Koeficient trenia určte pomocou grafu trecej sily verzus telesná hmotnosť. Urobte záver o pomere súčiniteľa klzného trenia a statického súčiniteľa trenia.

Vybavenie: tyč, dynamometer, 3 závažia s hmotnosťou každého 1 N, pravítko.

Pracovný proces.

1. Pomocou dynamometra zmerajte hmotnosť tyče P.
2. Umiestnite lištu vodorovne na pravítko. Pomocou dynamometra zmerajte maximálnu statickú treciu silu Ffr0 .
3. Rovnomerne pohyb tyče pozdĺž pravítka zmerajte klznú treciu silu Ftr.
4. Umiestnite závažie na blok. Opakujte merania.
5. Pridajte druhú váhu. Opakujte merania.
6. Pridajte tretie závažie. Zopakujte merania.
7. Výsledky zadajte do tabuľky:

1. Zostrojte grafy trecej sily proti hmotnosti tela:

Fupr, N

0 1,0 2,0 3,0 4,0 P, H

1. Z grafu nájdite priemernú hmotnosť tela, statickú treciu silu a klznú treciu silu. Vypočítajte priemerné hodnoty súčiniteľa statického trenia a súčiniteľa klzného trenia:

μ cf 0 \u003d F cv.tr 0; μ cf \u003d F cv.tr;

Rsr Rsr

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Štúdium pohybu tela pôsobením niekoľkých síl.“

Cieľ: Študujte pohyb tela pod vplyvom síl pružnosti a gravitácie. Urobte záver o plnení Newtonovho zákona II.

Vybavenie: statív, dynamometer, hmotnosť 100 g na vlákno, kruh papiera, stopky, pravítko.

Pracovný proces.

1. Zaveste závažie na šnúrky pomocou statívu cez stred kruhu.
2. Rozbaľte lištu v horizontálnej rovine a pohybujte sa pozdĺž hranice kruhu.

R F kontrola

1. Zmerajte čas t, počas ktorého telo urobí najmenej 20 otáčok n.
2. Zmerajte polomer kruhu R.
3. Zoberte záťaž na okraj kruhu, pomocou dynamometra zmerajte výslednú silu rovnú pružnej sile pružiny Fnapr.
4. Pomocou Newtonovho zákona II vypočítajte dostredivé zrýchlenie:

F \u003d m. a cs; a cs \u003d v2; v \u003d 2. π. R; T \u003d _ t _;

R T n

A cs \u003d 4.π 2. R. n 2;

(π 2 možno brať rovných 10).

1. Vypočítajte výslednú silu m. acs.
2. Výsledky zadajte do tabuľky:

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Meranie gravitačného zrýchlenia.“

Cieľ: Zmerajte gravitačné zrýchlenie pomocou kyvadla. Urobte záver o zhode získaného výsledku s referenčnou hodnotou.

Vybavenie: statív, guľa na nite, dynamometer, stopky, pravítko.

Pracovný proces.

1. Guľu zaveste na šnúrku pomocou statívu.

1. Vytlačte loptu z rovnováhy.

1. Zmerajte čas t, počas ktorého kyvadlo vykonáva najmenej 20 kmitov (jedna oscilácia je odchýlka v oboch smeroch od rovnovážnej polohy).

1. Zmerajte dĺžku zavesenia gule l.

1. Pomocou vzorca pre periódu oscilácie matematického kyvadla vypočítajte gravitačné zrýchlenie:

T \u003d 2.π. l; T \u003d _ t _; _ t _ \u003d 2.π. l; _ t 2 \u003d 4.π 2. l

G n n g n 2 g

G \u003d 4.π 2. l. n 2;

(π 2 možno brať rovných 10).

1. Výsledky zadajte do tabuľky:

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Experimentálna skúška zákona Gay-Lussac.“

Cieľ: Preskúmajte izobarický proces. Urobte záver o implementácii zákona Gay-Lussac.

Vybavenie: skúmavka, pohár horúcej vody, pohár studenej vody, teplomer, pravítko.

Pracovný proces.

1. Rúrku vložte otvorený koniec do horúcej vody, aby sa vzduch v nej zohrieval najmenej na 2 - 3 minúty. Zmerajte teplotu horúcej vody t1 .
2. Palcom zatvorte otvor trubice, vyberte hadičku z vody a otočením hadičky ju vložte do studenej vody.Pozor! Aby ste zabránili úniku vzduchu zo skúmavky, vyberte prst z otvoru skúmavky iba pod vodou.
3. Rúrku nechajte otvorený koniec dole niekoľko minút v studenej vode. Zmerajte teplotu studenej vody t2 ... Pozorujte stúpanie vody v skúmavke.

1. Po zastavení stúpania vyrovnajte povrch vody v skúmavke s povrchom vody v pohári. Teraz je tlak vzduchu v skúmavke rovný atmosférickému tlaku, t.j. podmienka izobarického procesu P \u003d const je splnená. Zmerajte výšku vzduchu v skúmavke l2 .
2. Vylejte vodu zo skúmavky a odmerajte dĺžku skúmavky l1 .
3. Skontrolujte implementáciu zákona Gay Lussac:

V1 \u003d V2; V 1 \u003d _ T 1.

T 1 T 2 V 2 T 2

Pomer objemov možno nahradiť pomerom výšok vzduchových stĺpcov v skúmavke:

l 1 \u003d Ti

L 2 T 2

1. Prepočítajte teplotu zo stupnice Celzia na absolútnu stupnicu: T \u003d t + 273.
2. Výsledky zadajte do tabuľky:

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

Msgstr "Meranie koeficientu povrchového napätia".

Cieľ: Zmerajte koeficient povrchového napätia vody. Urobte záver o zhode získanej hodnoty s referenčnou hodnotou.

Vybavenie: pipeta s odmerkami, pohár vody.

Pracovný proces.

1. Pridajte vodu na pipetu.

1. Z pipety nalejte po kvapkách vodu. Spočítajte počet kvapiek n zodpovedajúci určitému objemu vody V (napríklad 0,5 cm3 ) sa vyliala z pipety.

1. Vypočítajte koeficient povrchového napätia: σ \u003dF , kde F \u003d m. g; l \u003d π .d

σ \u003d m. g, kde m \u003d ρ .V σ \u003d ρ .V. g

π .d n π .d. n

ρ \u003d 1,0 g / cm3 - hustota vody; g \u003d 9,8 m / s2 - gravitačné zrýchlenie; n \u003d 3,14;

d \u003d 2 mm - priemer padacieho hrdla, ktorý sa rovná vnútornej časti hrotu pipety.

1. Výsledky zadajte do tabuľky:

1. Porovnajte získanú hodnotu súčiniteľa povrchového napätia s referenčnou hodnotou: σref. \u003d 0,073 N / m.

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

"Meranie modulu pružnosti gumy".

Cieľ: Určte modul pružnosti gumy. Urobte záver o zhode získaného výsledku s referenčnou hodnotou.

Vybavenie: statív, kúsok gumenej šnúry, sada závaží, pravítko.

Pracovný proces.

1. Gumovú šnúru zaveste na statív. Zmerajte vzdialenosť medzi značkami na kábli l0 .
2. Na voľný koniec šnúry pripevnite závažia. Hmotnosť závaží sa rovná elastickej sile F, ktorá vzniká v kordu počas deformácie v ťahu.
3. Zmerajte vzdialenosť medzi značkami, keď je kábel deformovaný. L.

1. Vypočítajte modul pružnosti gumy pomocou Hookovho zákona: σ \u003d E. ε kde σ \u003dF

- mechanické namáhanie, S \u003dπ. d 2 je plocha prierezu kordu, d je priemer kordu,

ε \u003d Δl \u003d (l - l 0) - relatívne predĺženie šnúry.

4. F \u003d E. (l - l 0) E \u003d 4. F. l 0, kde π \u003d 3,14; d \u003d 5 mm \u003d 0,005 m.

π. d 2 l π.d 2. (l –l 0)

1. Výsledky zadajte do tabuľky:

1. Porovnajte získanú hodnotu modulu pružnosti s referenčnou hodnotou:

E ref. \u003d 8. 10 8 Pa.

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Štúdium závislosti prúdu na napätí.“

Cieľ: Zostrojte charakteristiku I - V kovového vodiča pomocou získanej závislosti určte odpor rezistora a urobte záver o charaktere charakteristiky I - V.

Vybavenie: Batéria galvanických článkov, ampérmeter, voltmetr, reostat, odpor, spojovacie vodiče.

Pracovný proces.

1. Odčítajte hodnoty z ampérmetra a voltmetra nastavením napätia na rezistore reostatom. Výsledky zadajte do tabuľky:

1. Podľa údajov z tabuľky zostrojte charakteristiku I - V:

Ja, A

U, B

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8

1. Určte priemerné hodnoty prúdu Iav a napätia Uav pomocou charakteristiky I - V.

1. Vypočítajte odpor rezistora pomocou Ohmovho zákona:

Uav

R \u003d.

Iav

1. Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Meranie odporu vodiča.“

Cieľ: Určte špecifický odpor niklového vodiča a urobte záver, že získaná hodnota sa zhoduje s referenčnou hodnotou.

Vybavenie: Batéria galvanických článkov, ampérmeter, voltmeter, niklový drôt, pravítko, spojovacie vodiče.

Pracovný proces.

1) Zostavte reťaz:

A V

3) Zmerajte dĺžku drôtu. Výsledok zadajte do tabuľky.

R \u003d ρ. l / S - odpor vodiča; S \u003d π. d2 / 4 - plocha prierezu vodiča;

ρ \u003d 3,14. d 2. U

4. I. l

6) Porovnajte túto hodnotu s referenčnou hodnotou pre odpor niklu:

0,42 Ohm .. mm 2 / m.

7) Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Štúdia sériového a paralelného zapojenia vodičov.“

Cieľ: Urobte záver o plnení zákonov sériového a paralelného zapojenia vodičov.

Vybavenie : Batéria galvanických článkov, ampérmeter, voltmetr, dva odpory, pripojovacie vodiče.

Pracovný proces.

1) Zostavte reťaze: a) s dôsledným ab) paralelné pripojenie

Rezistory:

A V A V

R 1 R 2 R 1

2) Odčítajte hodnoty z ampérmetra a voltmetra.

R CR \u003d;

A) Rtr \u003d R1 + R2; b) R1 .R2

R tr \u003d.

(R1 + R2)

Výsledky zadajte do tabuľky:

5) Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

"Meranie EMF a vnútorného odporu zdroja prúdu."

Cieľ: Zmerajte EMF a vnútorný odpor zdroja prúdu, vysvetlite dôvod rozdielu medzi nameranou hodnotou EMF a nominálnou hodnotou.

Vybavenie: Zdroj prúdu, ampérmeter, voltmeter, reostat, kľúč, pripojovacie vodiče.

Pracovný proces.

1) Zostavte reťaz:

A V

2) Odčítajte hodnoty z ampérmetra a voltmetra. Výsledky zadajte do tabuľky.

3 ) Otvorte kľúč. Odčítajte hodnoty z voltmetra (EMF). Výsledok zadajte do tabuľky. Porovnajte nameranú hodnotu EMF s nominálnou hodnotou: εnom \u003d 4,5 V.

I. (R + r) \u003d e; I. R + I. r \u003d ε; U + I. r \u003d ε; I. r \u003d e - U;

ε - U

5) Výsledok zadajte do tabuľky:

6) Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Pozorovanie vplyvu magnetického poľa na prúd.“

Cieľ: Zistite smer prúdu v cievke pomocou pravidla ľavej ruky. Urobte záver o tom, od čoho závisí smer Ampérovej sily.

Vybavenie: Cievkový drôt, batéria elektrochemických článkov, kľúč, spojovacie vodiče, oblúkový magnet, statív.

Pracovný proces.

1) Zostavte reťaz:

2) Prineste magnet do slučky bez prúdu. Vysvetlite pozorovaný jav.

3) Severný pól magnetu (N) priveďte prúdom do slučky, potom južný pól (S). Ukážte na obrázku relatívnu polohu cievky a póly magnetu, uveďte smer Ampérovej sily, vektor magnetickej indukcie a prúd v cievke:

4) Opakujte experimenty so zmenou smeru prúdu v slučke:

S S

5 ) Urobte záver.

Náhľad:

Laboratórne práce č.

„Pozorovanie odrazu svetla.“

Cieľ:pozorovať jav odrazu svetla. Urobte záver o splnení zákona odrazu svetla.

Vybavenie: zdroj svetla, clona so štrbinou, ploché zrkadlo, uhlomer, hranaté.

Pracovný proces.

1. Nakreslite rovnú čiaru, pozdĺž ktorej umiestnite zrkadlo.

3. Posvieťte si na zrkadlo lúčom svetla. Označte incident a odrazené lúče dvoma bodmi. Po spojení bodov zostrojte dopadajúce a odrazené lúče, v mieste dopadu bodkovanou čiarou obnovte kolmicu na rovinu zrkadla.

1 1’

2 2’

3 3’

α γ

v centre list).

A E

α

IN

β

D.

F

4. Na určenie indexu lomu používame zákon lomu svetla:

n \u003dhrešiť α

hriech β

5. Zostrojte kruhsvojvoľný polomer (vezmite polomer kruhu, ako je to možnéviac) so stredom v bode B.
6. Označte bod A priesečníka dopadajúceho lúča s kruhom a bod C priesečníka lomeného lúča s kruhom.
7. Z bodov A a C znížte kolmice na kolmicu na rovinu platne. Výsledné trojuholníky BAE a BCD sú obdĺžnikové s rovnakými preponami BA a BC (polomer kruhu).
8. Pomocou mriežky získajte obrázky spektier na obrazovke; za týmto účelom sa pozrite na vlákno žiarovky cez štrbinu na obrazovke.

1 max

b

φ a

0 max. (Štrbina)

difrakčné

mriežkab

1 max

obrazovka

3. Pomocou pravítka na obrazovke zmerajte vzdialenosť od štrbiny po červené maximum prvého rádu.
4. Urobte podobné meranie pre fialovú farbu prvého rádu.
5. Vypočítajte vlnové dĺžky zodpovedajúce červeným a fialovým koncom spektra pomocou rovnice difrakčnej mriežky: d. hriech φ \u003d k. λ, kde d je doba difrakčnej mriežky.

d \u003d1 mm \u003d 0,01 mm \u003d 1. desať-2 mm \u003d 1. desať-5 m; k \u003d 1; hriech φ \u003d tg φ \u003da (pre malé uhly).

100 b

λ = d.b

a

6. Porovnajte získané výsledky s referenčnými hodnotami: λk \u003d 7,6. desať-7 m; λph \u003d 4, .0,0. desať

   Laboratórne práce č. 16.

   "Pozorovanie čiarových spektier".

   Cieľ:pozorovať a načrtnúť spektrá vzácnych plynov. Urobte záver o zhode získaných snímok spektier so štandardnými snímkami.

   Vybavenie: napájanie, vysokofrekvenčný generátor, spektrálne trubice, sklenená doska, farebné ceruzky.

   Pracovný proces.

   1. Získajte obraz vodíkového spektra. Za týmto účelom sledujte svetelný kanál spektrálnej trubice cez nerovnobežné okraje sklenenej platne.
   2. Načrtnite spektrumvodík (H):

   400 600 800, nm

   3. Podobne získajte a načrtnite obrázky spektier:

   kryptón (Kr)

   400 600 800, nm

   hélium (nie)

   400 600 800, nm

   neón (Ne)

   1. Preložte stopy častíc do notebooku (cez sklo),umiestnením do rohov stránky.
   2. Určte polomery zakrivenia stôp RJa, RII, RIII, RIV... Za týmto účelom nakreslite dva akordy z jedného bodu trajektórie, zostavtestredný kolmice na akordy. Priesečník kolmíc je stredom zakrivenia dráhy O. Zmerajte vzdialenosť od stredu k oblúku. Získané hodnoty zadajte do tabuľky.

   R R

   O TOM

   3. Určte špecifický náboj častice porovnaním so špecifickým nábojom protónu H11 q = 1.

   m

   Lorentzova sila pôsobí na nabitú časticu v magnetickom poli: Fl \u003d q. B. v. Táto sila dodáva častice dostredivé zrýchlenie: q. B. v \u003d m.v2 q proporcionálny1 .

   R m R

   -

   1,00

   II

   Deuteron H12

   0,50

   III

   Triton H13

   0,33

   IV

   α - He častica24

   0,50

   5. Urobte záver.
   
   

   Vizuálna fyzika poskytuje učiteľovi príležitosť nájsť najzaujímavejšie a najefektívnejšie vyučovacie metódy, vďaka čomu sú hodiny zaujímavé a intenzívnejšie.

   Hlavnou výhodou vizuálnej fyziky je možnosť demonštrácie fyzikálnych javov v širšej perspektíve a ich komplexné štúdium. Každá práca obsahuje veľké množstvo učebných materiálov vrátane materiálov z rôznych oblastí fyziky. To poskytuje dostatok príležitostí na upevnenie interdisciplinárnych vzťahov, na zovšeobecnenie a systematizáciu teoretických vedomostí.

   Interaktívna práca vo fyzike by sa mala uskutočňovať v učebni formou workshopu pri vysvetľovaní nového materiálu alebo na konci štúdia určitej témy. Ďalšou možnosťou je vykonávať prácu mimo školských hodín, v rámci voliteľných, individuálnych hodín.

   Virtuálna fyzika (alebo fyzika online) je nový a jedinečný smer vo vzdelávacom systéme. Nie je žiadnym tajomstvom, že 90% informácií prichádza do nášho mozgu optickým nervom. A nie je prekvapujúce, že kým človek sám seba neuvidí, nebude schopný jasne pochopiť podstatu určitých fyzikálnych javov. Proces výučby preto musí byť podporený vizuálnymi materiálmi. A je úžasné, keď vidíte nielen statický obraz znázorňujúci fyzikálny jav, ale tiež sa na tento jav pozeráte v pohybe. Tento zdroj umožňuje učiteľom ľahkým a uvoľneným spôsobom vizuálne ukázať nielen pôsobenie základných fyzikálnych zákonov, ale tiež pomáha vykonávať online laboratórne práce vo fyzike vo väčšine častí všeobecného vzdelávacieho programu. Ako napríklad môžete vysvetliť slovami princíp spojenia pn? Iba tým, že dieťaťu ukážeme animáciu tohto procesu, je mu hneď všetko jasné. Alebo môžete vizuálne zobraziť proces prechodu elektrónov, keď sa sklo trení o hodváb, a potom bude mať dieťa menej otázok o podstate tohto javu. Vizuálne pomôcky navyše pokrývajú takmer všetky časti fyziky. Napríklad chcete vysvetliť mechaniku? Tu sú animácie zobrazujúce druhý Newtonov zákon, zákon zachovania hybnosti pri zrážke telies, pohyb telies v kruhu pôsobením gravitácie a pružnosti atď. Ak chcete študovať sekciu optiky, nemôže to byť jednoduchšie! Názorne sú uvedené experimenty s meraním dĺžky svetelnej vlny pomocou difrakčnej mriežky, pozorovanie kontinuálnych a líniových emisných spektier, pozorovanie interferencie a difrakcie svetla a mnoho ďalších experimentov. A čo elektrina? A táto časť dostala napríklad niekoľko vizuálnych pomôcok experimenty na štúdium Ohmovho zákona pre kompletný obvod, prieskum spojenia zmiešaných vodičov, elektromagnetická indukcia atď.

   Proces učenia sa teda zmení od „povinnosti“, na ktorú sme si všetci zvyknutí na hru. Pre dieťa bude zaujímavé a zábavné sledovať animácie fyzikálnych javov, čo nielen zjednoduší, ale aj urýchli proces učenia. Dieťa môže byť okrem iného schopné podať ešte viac informácií, ako by mohlo získať pri obvyklej forme vzdelávania. Mnoho animácií môže navyše úplne nahradiť jednu alebo druhú laboratórne prístrojeje teda ideálny pre mnoho vidieckych škôl, kde bohužiaľ nenájdete vždy ani Brownov elektromer. Čo však môžem povedať, veľa zariadení nie je ani v bežných školách vo veľkých mestách. Možno zavedením takýchto vizuálnych pomôcok do učebných osnov povinného vzdelávania získame po ukončení štúdia záujemcov o fyziku, z ktorých sa časom stanú mladí vedci, z ktorých niektorí budú môcť robiť veľké objavy! Oživí sa tak vedecká éra veľkých ruských vedcov a naša krajina opäť, rovnako ako za sovietskych čias, vytvorí jedinečné technológie, ktoré predbehnú svoju dobu. Preto si myslím, že je potrebné takéto zdroje čo najviac spopularizovať, informovať o nich nielen učiteľov, ale aj samotných študentov, pretože veľa z nich bude zaujímavé študovať fyzikálne javy nielen v triede v škole, ale aj doma vo voľnom čase a táto stránka im dáva túto príležitosť! Fyzika online je to zaujímavé, poučné, vizuálne a ľahko dostupné!

   Vizuálna fyzika poskytuje učiteľovi príležitosť nájsť najzaujímavejšie a najefektívnejšie vyučovacie metódy, vďaka čomu sú hodiny zaujímavé a intenzívnejšie.

   Hlavnou výhodou vizuálnej fyziky je možnosť demonštrácie fyzikálnych javov v širšej perspektíve a ich komplexné štúdium. Každá práca obsahuje veľké množstvo učebných materiálov vrátane materiálov z rôznych oblastí fyziky. To poskytuje dostatok príležitostí na upevnenie interdisciplinárnych vzťahov, na zovšeobecnenie a systematizáciu teoretických vedomostí.

   Interaktívna práca vo fyzike by sa mala uskutočňovať v učebni formou workshopu pri vysvetľovaní nového materiálu alebo na konci štúdia určitej témy. Ďalšou možnosťou je vykonávať prácu mimo školských hodín, v rámci voliteľných, individuálnych hodín.

   Virtuálna fyzika (alebo fyzika online) je nový a jedinečný smer vo vzdelávacom systéme. Nie je žiadnym tajomstvom, že 90% informácií prichádza do nášho mozgu optickým nervom. A nie je prekvapujúce, že kým človek sám seba neuvidí, nebude schopný jasne pochopiť podstatu určitých fyzikálnych javov. Proces výučby preto musí byť podporený vizuálnymi materiálmi. A je úžasné, keď vidíte nielen statický obraz znázorňujúci fyzikálny jav, ale tiež sa na tento jav pozeráte v pohybe. Tento zdroj umožňuje učiteľom ľahkým a uvoľneným spôsobom vizuálne ukázať nielen pôsobenie základných fyzikálnych zákonov, ale tiež pomáha vykonávať online laboratórne práce vo fyzike vo väčšine častí všeobecného vzdelávacieho programu. Ako napríklad môžete vysvetliť slovami princíp spojenia pn? Iba tým, že dieťaťu ukážeme animáciu tohto procesu, je mu hneď všetko jasné. Alebo môžete vizuálne zobraziť proces prechodu elektrónov, keď sa sklo trení o hodváb, a potom bude mať dieťa menej otázok o podstate tohto javu. Vizuálne pomôcky navyše pokrývajú takmer všetky časti fyziky. Napríklad chcete vysvetliť mechaniku? Tu sú animácie zobrazujúce druhý Newtonov zákon, zákon zachovania hybnosti pri zrážke telies, pohyb telies v kruhu pôsobením gravitácie a pružnosti atď. Ak chcete študovať sekciu optiky, nemôže to byť jednoduchšie! Názorne sú uvedené experimenty s meraním dĺžky svetelnej vlny pomocou difrakčnej mriežky, pozorovanie kontinuálnych a líniových emisných spektier, pozorovanie interferencie a difrakcie svetla a mnoho ďalších experimentov. A čo elektrina? A táto časť dostala napríklad niekoľko vizuálnych pomôcok experimenty na štúdium Ohmovho zákona pre kompletný obvod, prieskum spojenia zmiešaných vodičov, elektromagnetická indukcia atď.

   Proces učenia sa teda zmení od „povinnosti“, na ktorú sme si všetci zvyknutí na hru. Pre dieťa bude zaujímavé a zábavné sledovať animácie fyzikálnych javov, čo nielen zjednoduší, ale aj urýchli proces učenia. Dieťa môže byť okrem iného schopné podať ešte viac informácií, ako by mohlo získať pri obvyklej forme vzdelávania. Mnoho animácií môže navyše úplne nahradiť jednu alebo druhú laboratórne prístrojeje teda ideálny pre mnoho vidieckych škôl, kde bohužiaľ nenájdete vždy ani Brownov elektromer. Čo však môžem povedať, veľa zariadení nie je ani v bežných školách vo veľkých mestách. Možno zavedením takýchto vizuálnych pomôcok do učebných osnov povinného vzdelávania získame po ukončení štúdia záujemcov o fyziku, z ktorých sa časom stanú mladí vedci, z ktorých niektorí budú môcť robiť veľké objavy! Oživí sa tak vedecká éra veľkých ruských vedcov a naša krajina opäť, rovnako ako za sovietskych čias, vytvorí jedinečné technológie, ktoré predbehnú svoju dobu. Preto si myslím, že je potrebné takéto zdroje čo najviac spopularizovať, informovať o nich nielen učiteľov, ale aj samotných študentov, pretože veľa z nich bude zaujímavé študovať fyzikálne javy nielen v triede v škole, ale aj doma vo voľnom čase a táto stránka im dáva túto príležitosť! Fyzika online je to zaujímavé, poučné, vizuálne a ľahko dostupné!

   ​ Ako absolvovať a zariadiť laboratórne práce

   Pri štúdiu fyziky sa študenti musia naučiť, ako vykonávať a správne navrhovať laboratórne práce. Hlavnou vecou na prvých hodinách fyziky je naučiť študentov oboznámiť sa so základnými technikami vykonávania fyzikálnych meraní a pravidlami spracovania výsledkov. Zároveň je potrebné rozvíjať určité zručnosti, čo je predpokladom pre ďalšiu úspešnú prácu na hodinách fyziky. Účelom laboratórnej práce je hlbšie pochopenie študentov fyzikálnych javov a zákonitostí. Túto úlohu je možné úspešne vyriešiť, iba ak sa laboratórne práce vykonávajú s dostatočným pochopením podstaty skúmaných javov. Preto je domáca príprava na laboratórne práce jednou z najdôležitejších etáp.

   Príprava na laboratórne práce.

   Pri príprave na prácu sa odporúča dodržiavať nasledujúci plán.

   Prečítajte si popis práce od začiatku do konca, nemusíte sa zaoberať odvodzovaním vzorcov. Úlohou prvého čítania je zistiť, čo je účelom laboratórnej práce, aký fyzikálny zákon alebo jav sa v tejto práci študuje a akou metódou sa vykonáva.

   Prečítajte si učebnicový materiál súvisiaci s touto prácou. Analyzujte výstup vzorca podľa učebnice (ak je to potrebné). Nájdite odpovede na bezpečnostné otázky uvedené na konci popisu úlohy (ak sú).

   Zvážte podľa učebnice zariadenie a princíp činnosti zariadení, ktoré sa budú používať pri práci.

   Zistite, aké fyzikálne veličiny a s akou presnosťou sa budú priamo merať a ako sa volajú.

   V popise laboratórnej práce v učebnici zvážte schematický diagram experimentu a tabuľku, do ktorej budú zapísané výsledky merania. Ak stôl nie je v práci, doplňte ho.

   Zvážte, aký konečný výsledok a záver by sa malo získať v tejto laboratórnej práci.

   Laboratórne práce.

   Pri vykonávaní práce by ste sa mali najskôr oboznámiť s prístrojmi. Je potrebné preukázať ich zhodu s popisom, pri príprave zariadenia na prevádzku postupujte podľa poradia činností odporúčaných v popise zariadenia. Určte hodnotu rozdelenia stupnice prístroja a jeho chybu merania. Ďalej by sa mal vykonať predbežný experiment s cieľom pozorovať kvalitatívne študovaný jav, vyhodnotiť limity nameraných hodnôt. Po vykonaní prípravy môžete začať merať. Malo by sa pamätať na to, že každé meranie, ak je to možné, sa musí vykonať viackrát.

   Merania vykonané prístrojmi sa zaznamenávajú ihneď po ich vykonaní v podobe, v akej boli načítané zo stupnice prístroja - bez akýchkoľvek prepočtov na faktor stupnice (ak existuje) alebo sústavu jednotiek. Jednotky merania (multiplikátor) by sa mali zaznamenať v záhlaví príslušnej tabuľky alebo v stĺpci s výsledkami merania. Všetky záznamy počas laboratórnych prác by sa mali uchovávať výlučne v zošite pre laboratórne práce (môžete ich tiež vypracovať v koncepte alebo v špeciálne pripravenom formulári (protokole) pre koncepty poznámok. Tento formulár je koncept a poznámkový blok - čistá kópia. Mal by byť udržiavané čo najpresnejším spôsobom. laboratórne práce, vykonaná práca je formalizovaná podľa pokynov na jej vykonávanie.

   Návrh laboratória.

   Negramotné pracovné záznamy o poradí laboratórnych prác a výsledkoch meraní môžu negovať všetku vykonanú prácu.

   Nie je ťažké sa naučiť, ako správne vykonávať laboratórnu prácu v zošite, musíte len pozorne dodržiavať niektoré základné požiadavky. Výsledky je možné zaznamenávať pri vykonávaní laboratórnych prác ako do notebooku, tak aj na samostatné podpísané listy.

   Pri vykonávaní laboratórnych prác je veľmi dôležité okamžite zaznamenať všetko, čo sa urobilo.Všetky priame merania by sa mali zaznamenávať okamžite a bez akejkoľvek manipulácie iba s perom. Z tohto pravidla neexistujú žiadne výnimky. Záznamy by mali byť také, aby boli po určitom čase ľahko zrozumiteľné. Príklady bežných chýb sú nejednoznačnosť a nejednoznačnosť. Písmená a čísla musia byť napísané zreteľne.

   Zvyk opravovať čísla je nepriateľom prehľadnosti. Nenúťte svojho učiteľa, ktorý kontroluje vaše poznámky v zošite, a seba tiež, aby ste lámali hlavu nad opravenými číslami.

   Pred zapísaním výsledku merania nevykonávajte v hlave žiadne, ani najjednoduchšie výpočty.

   Ak je to potrebné, nezabudnite do notebooku nakresliť výkres alebo inštalačný diagram. Existuje starodávne čínske príslovie: „Jeden obrázok je lepší ako tisíc slov.“ Kresba a nápisy k nej musia byť urobené ceruzkou, aby ste pomocou gumy mohli opraviť chyby.

   Ak je možné vykonať predbežné výpočty bez chýb, musí sa to urobiť, aby sa zabezpečilo správne vykonanie experimentu. Ak je možné zostaviť harmonogram prác, musí sa to urobiť. Na grafoch je príčina zvyčajne zobrazená horizontálne a efekt vertikálne.

   Takže správne sformovaný by mala obsahovať nasledujúce časti.

   Názov práce a jej počet.

   Vybavenie.

   Údaje pre výpočet chyby merania.

   Účel práce (nesmiete ju napísať. Je formulovaný v učebnici).

   Výkres alebo schéma inštalácie so symbolmi nameraných hodnôt použitých pri práci (ak je to potrebné).

   Poradie diela.

   Výsledky všetkých priamych meraní.

   a) záznamy o výsledkoch merania by nemali byť predmetom rôznej interpretácie;

   b) vyčiarknite zjavne chybné záznamy, aby sa dali v prípade potreby prečítať;

   c) neumožniť podkopávanie a zahmlievanie záznamov, neumožňovať prepisovanie pracovných výkonov. To vedie k možnej strate informácií a vylučuje možnosť falšovania výsledkov.

   Výsledky meraní a výpočtov (bez chýb) vo forme tabuliek.

   Grafy.

   Záver (musí zodpovedať účelu práce). Na výstupe označte chybu merania.

   Kritériá na hodnotenie laboratórnej práce.

   Hodnotenie "5" je stanovené, ak študent vykonáva prácu v plnom rozsahu v súlade s požadovanou postupnosťou pokusov a meraní, samostatne a racionálne zostavuje potrebné vybavenie, vykonáva všetky experimenty v podmienkach a režimoch, ktoré zabezpečujú správne výsledky a závery, dodržiava požiadavky bezpečnostných predpisov, správne a presne vykonáva všetky záznamy, tabuľky, obrázky, výkresy, grafy, správne vykonáva analýzu chýb.

   Hodnotenie "4" sa kladie, ak sú splnené všetky požiadavky na hodnotenie „5“, ale boli urobené dva alebo tri nedostatky, nie viac ako jedna veľká chyba a jeden nedostatok

   Hodnotenie "3" sa umiestni, ak práca nie je dokončená úplne, ale objem jej vykonanej časti umožňuje získať správny výsledok a záver, alebo ak sa počas experimentu a merania vyskytli chyby

   Hodnotenie „2“ sa kladie, ak práca nie je dokončená úplne alebo objem dokončenej časti práce neumožňuje urobiť správne závery, alebo ak boli experimenty, merania, výpočty, pozorovania vykonané nesprávne.

   Vo všetkých prípadoch sa skóre zníži, ak študent nedodržal bezpečnostné pravidlá!

   Hrubé chyby:

   nevedomosť definície základných pojmov, zákony, pravidlá, základné ustanovenia teórie, vzorce, všeobecne akceptované symboly na označovanie fyzikálnych veličín, jednotky ich merania;

   neschopnosť zdôrazniť hlavnú vec v odpovedi;

   neschopnosť aplikovať vedomosti na riešenie problémov a vysvetlenie fyzikálnych javov, nesprávne formulované otázky problému alebo nesprávne vysvetlenie priebehu jeho riešenia, neznalosť metód riešenia problémov podobných tým, ktoré boli predtým riešené v učebni, chyby preukazujúce nesprávne pochopenie problémového stavu alebo nesprávnu interpretáciu riešenia;

   neschopnosť čítať a vytvárať grafiku a koncepty;

   neschopnosť pripraviť inštalačné alebo laboratórne zariadenie na prevádzku, vykonať experiment, potrebné výpočty alebo použiť získané údaje na závery;

   neopatrný postoj k laboratórnemu zariadeniu a meracím prístrojom;

   neschopnosť určiť odčítanie meracieho zariadenia;

   porušenie požiadavky pravidiel bezpečnej práce pri vykonávaní experimentu.

   Hrubé chyby:

   nepresnosť formulácie, definície, pojmy, zákony, teórie spôsobené neúplným pokrytím hlavných znakov definovaného pojmu, chyby spôsobené nedodržaním podmienok experimentu alebo meraní;

   chyby v legende na schematických diagramoch nepresnosti vo výkrese, grafy, diagramy;

   prejsť alebo nepresný pravopis názvov jednotiek merania fyzikálnych veličín;

   iracionálne výber kurzu riešenia.

   Chyby merania.

   Realizácia laboratórnej a praktickej práce vo fyzike je spojená s meraním rôznych fyzikálnych veličín a následným spracovaním ich výsledkov. Meranie je operácia porovnania veľkosti skúmaného objektu s veľkosťou jedného objektu (aleboMeranie - empirické zistenie hodnoty fyzikálnej veličiny pomocou prostriedkov). Napríklad meter sa berie ako jednotka dĺžky a na základe merania dĺžky určitého segmentu sa určí, koľko metrov tento segment obsahuje. Vo fyzike a technológii neexistujú absolútne presné prístroje a iné meracie prístroje, preto neexistujú absolútne presné výsledky merania. Stále však musíte merať. Nakoľko môžete dôverovať dosiahnutým výsledkom?

   Je zvykom rozlišovaťpriame a nepriame merania . S priamym meranie sa vykonáva priamym porovnaním veľkosti meraného objektu s veľkosťou jedného objektu. Inými slovami, jedná sa o meranie, pri ktorom je výsledok priamo v procese čítania zo stupnice (alebo odpočtov digitálneho zariadenia). Vďaka tomu sa požadovaná hodnota zistí priamo z údajov meracieho prístroja, napríklad objem - podľa hladiny kvapaliny v odmernom valci (kadičke), hmotnosť - podľa napätia pružiny dynamometra atď. Chyba priameho merania (označená symbolom∆ ) závisí iba od kvality meracieho prístroja. V učebnici fyziky pre siedmy ročník od autora A.V. Peryshkin predstavuje koncept chyby merania (strana 11 učebnice):chyba merania ∆а sa rovná polovici dielu stupnice meracieho prístroja a že pri zaznamenávaní nameranej hodnoty, berúc do úvahy chybu, by ste mali použiť vzorec

   А \u003d výsledok meraní + ∆а.

   V stupni 10 je tento koncept formulovaný odlišne: chyba priameho merania je súčtom inštrumentálnej chyby zariadenia∆ a A a chyby pri čítaníО А ... Autor učebnice 7. ročníka pravdepodobne použil takzvané pravidlo „zanedbateľných chýb“:obe zložky chyby priameho merania by sa mali brať do úvahy, iba ak sú blízko seba. Ktorýkoľvek z týchto výrazov možno zanedbať, ak nepresahuje 1/3 - 1/4 druhého.

   Inštrumentálne

   chyba

   +

   Študentský vládca

   Až 30 cm

   1 mm

   1 mm

   Kresliace pravítko

   Až 50 cm

   1 mm

   0,2 mm

   Pravítko na náradie (oceľ)

   Až 30 cm

   1 mm

   0,1 mm

   Demonštračný vládca

   100 cm

   1 cm

   0,5 cm

   Meracia páska

   150 cm

   0,5 cm

   0,25 cm

   Merací valec

   Až 250 ml

   1 ml

   1 ml

   Strmene

   150 mm

   0,1 mm

   0,05 mm

   Mikrometer

   25 mm

   0,01 mm

   0,005 mm

   Tréningový dynamometer

   4 s

   0,1 N

   0,05 N.

   Mechanické stopky

   0-30 minút

   0,2 s

   1 s za 30 min

   Elektronické stopky

   100 s

   0,01 s

   0,01 s

   Aneroidný barometer

   720 - 780 mm Hg

   1 mm Hg

   3 mm Hg

   Alkoholický teplomer

   0-100 оС

   1 oC

   1 oC

   Školský ampérmeter

   2 A

   0,1 A

   0,05 A

   Školský voltmeter

   6 palcov

   0,2 V

   0,1

   Pravdepodobne v 7. ročníku by sa mal koncept chyby merania zaviesť inak:chyba merania ∆а sa rovná inštrumentálnej chybe meracieho prístroja. Pretože pri meraniach uskutočňovaných v laboratórnych prácach v platovej triede 7 sa používajú aj jednoduché, ale stále meracie prístroje (pravítko, meracie pásmo, merací valec, dynamometer atď.),

   Inštrumentálna chyba meracích prístrojov, napríklad pri lineárnych rozmeroch, sa na samotnom prístroji obvykle označuje ako absolútna chyba alebo ako dielik stupnice. Ak to nie je na prístroji, potom sa to rovná polovici ceny najmenšej divízie. Rozdelenie mierky nástrojov je spravidla v súlade s inštrumentálnou chybou. Pre prístroje s digitálnym odčítaním nameraných hodnôt je metóda výpočtu chyby uvedená v pasových údajoch prístroja. Ak tieto údaje chýbajú, potom sa za absolútnu chybu považuje hodnota rovná polovici poslednej digitálnej číslice indikátora. Chyba načítania∆oA vzhľadom na skutočnosť, že ukazovateľ zariadenia sa nie vždy presne zhoduje s dielikmi stupnice (napríklad šípka na stupnici dynamometra, voltmetra). V tomto prípade chyba čítania nepresahuje polovicu hodnoty delenia stupnice a chyba čítania sa tiež považuje za polovicu hodnoty deleniaО А \u003d s / 2, kde s je dielik mierky meracieho zariadenia. Chyba čítania sa musí brať do úvahy iba vtedy, keď sa ukazovateľ prístroja počas merania nachádza medzi dielikmi vyznačenými na stupnici prístroja. Nemá vôbec zmysel hovoriť, a ešte viac sa snažiť zohľadniť chyby čítania digitálnych zariadení. Obidve zložky chyby priameho merania by sa mali brať do úvahy, iba ak sú blízko seba.
   V školskej laboratórnej praxi sa metódy matematickej štatistiky pri meraní prakticky nepoužívajú. Preto je pri vykonávaní laboratórnych prác potrebné určiť maximálne chyby pri meraní fyzikálnych veličín.

   Oveľa častejšie sa však merania uskutočňujú nepriamo, napríklad plocha obdĺžnika sa určuje zmeraním dĺžok jeho strán, - meraním hmotnosti a objemu atď. Vo všetkých týchto prípadoch sa požadovaná nameraná hodnota získa príslušnými výpočtami.Nepriame meranie - stanovenie hodnoty fyzikálnej veličiny pomocou vzorca, ktorý ju spája s inými fyzikálnymi veličinami určenými priamymi meraniami.

   Výsledok každého merania obsahuje vždy nejakú chybu. Úloha merania preto zahŕňa nielen zistenie samotnej veličiny, ale aj odhad chyby povolenej počas merania. Pokiaľ nie je urobený odhad chyby vo výsledku fyzikálneho merania, môžeme predpokladať, že nameraná hodnota je všeobecne neznáma, pretože chyba môže byť, všeobecne povedané, rovnakého rádu ako samotná nameraná hodnota alebo aj viac. Ide o rozdiel medzi fyzickými meraniami a domácimi alebo technickými meraniami, pri ktorých je na základe praktických skúseností vopred známe, že vybraný merací prístroj poskytuje prijateľnú presnosť, a vplyv náhodných faktorov na výsledok merania je zanedbateľný v porovnaní s hodnotou delenia použitého prístroja.

   Je bežné rozdeliť chyby vo fyzických meraniach na systematické, náhodné a hrubé. Systematické chyby sú spôsobené faktormi, ktoré pôsobia rovnakým spôsobom, keď sa rovnaké merania opakujú mnohokrát. Systematické chyby sú skryté v nepresnosti samotného prístroja a nezohľadňujú sa pri vývoji metódy merania. Hodnota systematickej chyby zariadenia je zvyčajne uvedená v jeho technickom pase. Pokiaľ ide o metódu merania, všetko závisí od kvalifikácie experimentátora. Aj keď celková systematická chyba pri všetkých meraniach uskutočňovaných v rámci tohto experimentu bude vždy viesť buď k zvýšeniu, alebo k zníženiu správneho výsledku, znak tejto chyby nie je známy. Túto chybu preto nie je možné opraviť, je však potrebné túto chybu pripísať konečnému výsledku merania.

   Náhodné chyby vďačia za svoj pôvod mnohým dôvodom, ktorých účinok je v každom experimente odlišný a nemožno ich brať do úvahy. Majú rôzny význam aj pre merania vykonané rovnakým spôsobom, to znamená, že sú náhodné. Povedzme, čo sa stalon opakované merania rovnakého množstva. Ak sa vykonávajú rovnakou metódou, za rovnakých podmienok a s rovnakým stupňom starostlivosti, potom sa také merania nazývajú rovnaká presnosť.

   Tretím typom chýb, s ktorými sa musíme vyrovnať, sú hrubé chyby alebo omyly. Za hrubú chybu merania sa považuje chyba, ktorá významne prevyšuje chybu očakávanú za daných podmienok. Môže sa to stať z dôvodu nesprávneho použitia zariadenia, nesprávneho zaznamenávania nameraných hodnôt zariadenia, chybného odčítania, nezohľadnenia multiplikátora mierky atď.

   Výpočet chýb.

   Uveďme notáciu: A, B, .... -fyzikálne veličiny. Apríl -približná fyzikálna veličina , t.j. hodnota získaná priamym alebo nepriamym meraním. Pripomeňme si toabsolútna chyba približné číslo je rozdiel medzi týmto číslom(Vymerané) a jeho presný význam(Bocian) , navyše presná hodnota ani absolútna chyba nie sú v zásade známe a sú predmetom vyhodnotenia z výsledkov merania.

   ∆ A \u003d Aizm - bocian

   Relatívna chyba (εа) približné číslo (meranie fyzikálnej veličiny) je pomer absolútnej chyby približného čísla k tomuto číslu samotnému.

   εА \u003d ∆А / Aizm

   Maximálna absolútna chyba priame merania sú súčtom absolútnej inštrumentálnej chyby a absolútnej chyby pri čítaní pri absencii ďalších chýb:
   ∆A \u003d ∆uA + ∆uA

   ∆a A -absolútna inštrumentálna chyba , určené konštrukciou prístroja (chyba meracích prístrojov). Nájdené v tabuľkách.
   ∆ a A -absolútna chyba čítania (vyplývajúce z nedostatočne presného odčítania údajov z meracích prístrojov) sa vo väčšine prípadov rovná polovičnému dielu stupnice; pri meraní času - cena rozdelenia stopiek alebo hodín.

   Absolútna chyba merania sa zvyčajne zaokrúhľuje na jednu platnú číslicu (∆A ~ 0,18 \u003d 0,20). Číselná hodnota výsledku merania je zaokrúhlená tak, aby jej posledná číslica bola na rovnakom mieste ako chybná číslica (A ~ 12,323 \u003d 12,30).

   Vzorce na výpočet relatívnych chýb pre rôzne prípady sú uvedené v tabuľke.

   Ako môžem použiť túto tabuľku?

   Nechajme napríklad fyzickú veličinuρ vypočítané podľa vzorca:

   ρ \u003d m / V ... Hodnotym aV. zistené priamymi meraniami pri laboratórnych prácach. Ich absolútne chyby sú rovnaké∆m \u003d ∆ am + .Оm a∆V \u003d ∆ aV. + ∆оV ... Gj Nahradenie získaných hodnôt∆m a∆V, m aV. do vzorca dostaneme približnú hodnotu∆ρ \u003d ∆m / ∆V. Nahradenie podobnem aV. do vzorca dostaneme hodnotuρpr ... Ďalej by ste mali vypočítať relatívnu chybu výsledkuερ ... To možno vykonať pomocou príslušného vzorca zo štvrtého riadku tabuľky.ερ \u003d εm + εV \u003d ∆m / m + ∆V / V

   Pretože v dôsledku prítomnosti náhodných chýb sú výsledky merania svojou povahou tiež náhodné premenné, skutočná hodnotaρist nameranú hodnotu nie je možné určiť. Môžete však nastaviť určitý interval hodnôt meranej veličiny blízko hodnoty získanej v dôsledku meraníρ pr , ktorý s určitou pravdepodobnosťou obsahujeρist . ρpr - ∆ρ ≤ ρst ≤ ρpr + ∆ρ.

   Potom možno konečný výsledok meraní hustoty zapísať nasledovne:

   ρst \u003d ρpr ± ∆ρ

   Problém s odhadom najlepšej hodnotyρist a stanovenie limitov rozsahu z meraní je vecou matematickej štatistiky. Ale toto je samostatný rozhovor ...

   O numerických výpočtoch

   Pri výpočte zvyčajne používajú mikrokalkulačku, vďaka čomu sa na indikátore v odpovedi automaticky získa toľko číslic, koľko sa na ňu zmestí. To vytvára dojem, že výsledok je príliš presný. Výsledky merania sú zároveň približnými číslami. Pripomeňme (pozri napríklad M.Ya. Vygodsky, Príručka základnej matematiky), že pre približné počty sa záznam 2,4 líši od 2,40, záznam 0,02 od 0,0200 atď. Písanie 2.4 znamená, že správne sú iba celé a desiate číslice, skutočná hodnota čísla môže byť napríklad 2,43 alebo 2,38. Písanie 2,40 znamená, že správne sú aj stotiny. Skutočné číslo môže byť 2,403 alebo 2,398, nie však 2,421 alebo 2,382. Rovnaké rozlíšenie sa vykonáva pre celé čísla. Záznam 382 znamená, že všetky čísla sú správne. Ak nie je možné zaručiť poslednú číslicu, potom je číslo zaokrúhlené, ale napísané nie v tvare 380, ale v tvare 38 · 10. Záznam 380 znamená, že posledná číslica (nula) je správna. Ak sú v čísle 4720 správne iba prvé dve číslice, musí sa to napísať ako 47 · 102 alebo 4,7 · 103. V prípadoch, keď sú číselné hodnoty fyzikálnych veličín oveľa väčšie alebo oveľa menšie ako jedna, je zvykom ich zapisovať ako číslo medzi 1 a 10 vynásobené zodpovedajúcou mocninou desiatich.

   Počet znakov v konečnom výsledku je nastavený podľa nasledujúcich pravidiel. Po prvé, počet platných číslic chyby je obmedzený. Významné číslice sú všetky platné číslice čísla, okrem úvodných núl. Napríklad v čísle 0,00385 sú tri platné číslice, v čísle 0,03085 sú štyri platné číslice, v čísle 2500 - štyri, v čísle 2,5 · 103 - dve. Chyba sa vždy zaznamenáva jednou alebo dvoma platnými číslicami. V takom prípade sa riadia nasledujúcimi úvahami.

   Veľkosť náhodnej chyby získanej pri spracovaní výsledkov určitého počtu meraní je sama o sebe náhodným číslom, t. J. Ak urobíte znova rovnaký počet meraní, získate všeobecne nielen rozdielny výsledok pre meranú veličinu, ale aj ďalší odhad za chybu. Pretože sa chyba javí ako náhodné číslo, potom je možné pomocou zákonov matematickej štatistiky nájsť pre ňu interval spoľahlivosti. Zodpovedajúce výpočty ukazujú, že aj pri pomerne veľkom počte meraní sa tento interval spoľahlivosti ukáže byť veľmi široký, t.j. veľkosť chyby sa zhruba odhaduje. Takže pri 10 meraniach presahuje relatívna chyba chyby 30%. Preto by sa mali uviesť dve platné číslice, ak je prvá z nich 1 alebo 2, a jedna platná číslica, ak je rovná alebo väčšia ako 3. Toto pravidlo je ľahko pochopiteľné, ak vezmeme do úvahy, že 30% z 2 je 0,6 a zo 4 už 1.2. Ak je teda chyba vyjadrená napríklad číslom začínajúcim na číslicu 4, potom toto číslo obsahuje nepresnosť (1,2) presahujúcu jednu z prvých číslic.

   Po zaznamenaní chyby sa hodnota výsledku zaokrúhli tak, aby sa jej posledná platná číslica nachádzala na rovnakom mieste ako chyba. Príklad správnej prezentácie konečného výsledku:t \u003d (18,7 ± 1,2) 102 s.

   Pravidlá tvorby grafov

   Grafy sú zostavené na milimetrovom papieri, na ktorý sú primárne zakreslené súradnicové osi. Na koncoch osí sú zobrazené uložené fyzikálne veličiny a ich rozmery. Potom sa na osi aplikujú dieliky mierky tak, aby vzdialenosť medzi dielikmi bola 1, 2, 5 jednotiek (alebo 0,1, 0,2, 0,5 alebo 10, 20, 50 atď.). Spravidla poradie stupnice, t.j. 10 ± n je predĺžená na koniec osi. Napríklad pre cestu prejdenú telom namiesto 1000, 1100, 1200 atď. metrov v blízkosti dielikov stupnice sa píše 1,0, 1,1, 1,2 a na konci osi sa fyzikálna veličina označuje ako S, 103 m alebo S · 10-3, m. Priesečník osí nemusí zodpovedať nule pozdĺž každej z osí. Počiatočný bod pozdĺž osí a mierok by sa mal zvoliť tak, aby graf zaberal celú súradnicovú rovinu. Po zakreslení osí sa experimentálne body vykreslia na milimetrový papier. Sú označené malými kruhmi, štvorcami atď. Ak je na jednej súradnicovej rovine vykreslených niekoľko grafov, potom sa pre body vyberú rôzne označenia. Potom z každého bodu hore, dole a doprava, doľava sa položia segmenty, ktoré zodpovedajú chybám bodov v mierkach osí. Ak sa chyba pozdĺž jednej z osí (alebo pozdĺž oboch osí) ukáže ako príliš malá, predpokladá sa, že sa v grafe zobrazuje podľa veľkosti samotného bodu.

   Experimentálne body spravidla nie sú navzájom spojené ani priamymi úsečkami, ani ľubovoľnou krivkou. Namiesto toho sa zostaví teoretický graf tejto funkcie (lineárny, kvadratický, exponenciálny, trigonometrický atď.), Ktorý odráža známu alebo predpokladanú fyzickú pravidelnosť, ktorá sa prejavuje v tomto experimente, vyjadrenú vo forme zodpovedajúceho vzorca. V laboratórnej praxi existujú dva prípady: teoretický graf sleduje cieľ extrakcie neznámych parametrov funkcie (tangens sklonu priamky, exponent atď.) Z experimentu, alebo sa porovnáva teoretická predikcia s experimentálnymi výsledkami.

   V prvom prípade je graf zodpovedajúcej funkcie nakreslený „od oka“ tak, aby prechádzal cez všetky oblasti chyby čo najbližšie k experimentálnym bodom. Existujú matematické metódy na vykreslenie teoretickej krivky experimentálnymi bodmi v určitom zmysle najlepším spôsobom. Pri kreslení grafu „od oka“ sa odporúča použiť vizuálny vnem nulového súčtu kladných a záporných odchýlok bodov od zakresľovanej krivky.

   V druhom prípade je graf zakreslený podľa výsledkov výpočtov a vypočítané hodnoty sa nachádzajú nielen pre tie body, ktoré boli získané v experimente, ale s určitým krokom po celej ploche merania, aby sa získala hladká krivka. Vynesenie výsledkov výpočtu vo forme bodov na milimetrový papier je pracovný moment - po nakreslení teoretickej krivky sa tieto body z grafu odstránia. Ak je do výpočtového vzorca zahrnutý už definovaný (alebo vopred známy) experimentálny parameter, potom sa výpočty vykonávajú tak s priemernou hodnotou parametra, ako aj s jeho maximálnymi a minimálnymi (v rámci chyby) hodnotami. V tomto prípade graf zobrazuje krivku získanú s priemernou hodnotou parametra a pásmo obmedzené dvoma vypočítanými krivkami pre maximálnu a minimálnu hodnotu parametra.

   Uvažujme o pravidlách mapovania v nasledujúcom príklade. Predpokladajme, že experiment skúmal zákon pohybu tela. Telo sa pohybovalo po priamke a úlohou experimentu bolo zmerať vzdialenosť, ktorú telo urazilo v rôznych časových obdobiach. Po vykonaní množstva experimentov a spracovaní výsledkov merania boli nájdené priemerné hodnoty meraných veličín a ich chyby. Výsledky experimentu uvedené v tabuľke je potrebné zobraziť vo forme grafu a nájsť z nich grafy telo za predpokladu rovnomerného pohybu.

   Tabuľka. Závislosť cesty prejdenej telom na čase

   ORGANIZÁCIA ŠTÚDIE PRIEBEHU FYZIKY

   V súlade s pracovným programom odboru „Fyzika“ študujú študenti denného štúdia kurz fyziky počas prvých troch semestrov:

   1. časť: Mechanika a molekulárna fyzika (1 semester).
   2. časť: Elektrina a magnetizmus (2. semester).
   3. časť: Optika a atómová fyzika (3 semester).

   Pri štúdiu každej časti kurzu fyziky sa poskytujú nasledujúce typy práce:
   

   1. Teoretické štúdium predmetu (prednášky).
   2. Cvičenia na riešenie problémov (praktické cvičenia).
   3. Vykonávanie a ochrana laboratórnych prác.
   4. Riešenie problémov svojpomocne (domáca úloha).
   5. Skúšobné papiere.
   6. Ofset.
   7. Poradenstvo.
   8. Skúška

   
   Teoretické štúdium kurzu fyziky.
   
   Teoretické štúdium fyziky sa uskutočňuje na streamovacích prednáškach čítaných v súlade s Programom kurzu fyziky. Prednášky sa konajú podľa harmonogramu katedry. Účasť na prednáškach pre študentov je povinná.

   Na samoštúdium disciplíny môžu študenti využiť zoznam základnej a doplnkovej učebnej literatúry odporúčaný pre zodpovedajúcu časť kurzu fyziky alebo učebnice pripravené a vydané pracovníkmi katedry. Učebnice pre všetky časti kurzu fyziky sú verejne dostupné na webovom sídle katedry.

   
   Workshopy

   Súbežne so štúdiom teoretického materiálu je študent povinný osvojiť si na praktických hodinách (seminároch) metódy riešenia úloh na všetkých úsekoch fyziky. Je povinná účasť na praktických kurzoch. Semináre sa konajú v súlade s harmonogramom katedry. Kontrolu aktuálneho pokroku študentov vykonáva učiteľ, ktorý vedie praktické krúžky podľa týchto ukazovateľov:

   • účasť na praktických hodinách;
   • výkon študentov v učebni;
   • úplnosť domácich úloh;
   • výsledky dvoch testov v učebni;

   Na vlastnú prípravu môžu študenti použiť študijné príručky na riešenie problémov pripravené a publikované zamestnancami katedry. Návody na riešenie problémov vo všetkých častiach kurzu fyziky sú voľne dostupné na webovej stránke katedry.

   
   Laboratórne práce
   
   Laboratórna práca je zameraná na oboznámenie študenta s meracími prístrojmi a metódami fyzikálnych meraní, na objasnenie základných fyzikálnych zákonov. Laboratórne práce sa uskutočňujú vo vzdelávacích laboratóriách Katedry fyziky podľa opisov vypracovaných pedagógmi katedry (sú verejne dostupné na webovej stránke katedry) a podľa harmonogramu katedry.

   V každom semestri musí študent absolvovať a obhájiť 4 laboratórne práce.

   Na prvej hodine učiteľ vedie bezpečnostné pokyny, informuje každého študenta o samostatnom zozname laboratórnych prác. Študent vykoná prvé laboratórne práce, výsledky meraní zapíše do tabuľky a vykoná príslušné výpočty. Študent by si mal pripraviť záverečnú správu o laboratórnych prácach doma. Pri príprave správy je potrebné využiť výchovno-metodický vývoj „Úvod do teórie meraní“ a „Metodické pokyny pre študentov k návrhu laboratórnych prác a k výpočtu chýb merania“ (dostupné vo verejnej doméne na webovej stránke katedry).

   Na ďalšiu hodinu študent musieť odošlite úplne dokončenú prvú laboratórnu prácu a pripravte zo svojho zoznamu súhrn ďalšej práce. Abstrakt musí spĺňať požiadavky na vypracovanie laboratórnych prác, obsahovať teoretický úvod a tabuľku, do ktorej budú zadané výsledky nadchádzajúcich meraní. Ak tieto požiadavky nie sú pre ďalšiu laboratórnu prácu splnené, študent nepovolené.

   Na každej vyučovacej hodine, počínajúc druhou, študent obháji predchádzajúce úplne ukončené laboratórne práce. Obrana spočíva v vysvetlení získaných experimentálnych výsledkov a odpovedi na kontrolné otázky uvedené v popise. Laboratórne práce sa považujú za úplne ukončené, ak je v zošite podpis učiteľa a zodpovedajúca značka v denníku.

   Po absolvovaní a obhájení všetkých laboratórnych prác stanovených v učebných osnovách učiteľ, ktorý vedie hodinu, zaznačí do laboratórneho denníka známku „vyhovel“.

   Ak študent z nejakého dôvodu nebol schopný dokončiť učebné osnovy pre laboratórnu fyzikálnu prax, potom je to možné vykonať v ďalších triedach, ktoré sa konajú podľa harmonogramu katedry.

   Pri príprave na vyučovanie môžu študenti použiť metodické odporúčania pre vykonávanie laboratórnych prác, ktoré sú verejne dostupné na webovej stránke katedry.

   Skúšobné papiere
   

   Na sledovanie pokroku študenta v každom semestri sa na praktických hodinách (seminároch) uskutočňujú dva testy v triede. V súlade s bodovým hodnotiacim systémom katedry sa každý test hodnotí 30 bodmi. Celkový počet bodov, ktoré študent získal za vykonanie testov (maximálny počet bodov za dva testy je 60), sa použije na vytvorenie hodnotenia študenta a zohľadňuje sa pri stanovení výsledného stupňa v odbore „Fyzika“.

   
   Ofset

   Študent získa zápočet z fyziky pod podmienkou, že boli ukončené a chránené 4 laboratórne práce (v laboratórnom časopise je známka za vykonávanie laboratórnych prác) a počet bodov za súčasné sledovanie pokroku je rovný alebo rovný 30. Učiteľ, ktorý vedie praktické hodiny, zapíše zápočet do zápočtovej knihy a výkazu ( semináre).

   Skúška
   
   Skúška sa vykonáva s lístkami schválenými katedrou. Každá vstupenka obsahuje dve teoretické otázky a problém. Na uľahčenie prípravy môže študent pri príprave na skúšku použiť zoznam otázok, na základe ktorých sa tvoria lístky. Zoznam skúšobných otázok je verejne prístupný na webovej stránke Katedry fyziky.

   1. 4 laboratórne práce boli úplne ukončené a chránené (na teste pre laboratórne práce je značka v laboratórnom časopise);
   2. celkové skóre súčasnej kontroly postupu v 2 testoch je väčšie alebo rovné 30 (z 60 možných);
   3. známka „vyhovel“ sa zapíše do záznamovej knihy a záznamového listu

   V prípade nesplnenia bodu 1 má študent právo zúčastniť sa na ďalších hodinách v laboratórnej praxi, ktoré sa konajú podľa harmonogramu katedry. Ak je položka 1 splnená a položka 2 nie je splnená, študent má právo získať chýbajúce body v testovacích komisiách, ktoré sa konajú počas zasadania podľa harmonogramu katedry. Študenti, ktorí počas súčasného monitorovania postupu dosiahli 30 a viac bodov, nesmú skúšobnej komisii zvyšovať hodnotiace skóre.

   Maximálny počet bodov, ktoré môže študent získať počas súčasnej kontroly postupu, je 60. Maximálny počet bodov za jednu kontrolu je 30 (za dve kontroly 60).

   Za študenta, ktorý navštevoval všetky praktické hodiny a aktívne na nich pracoval, má učiteľ právo pridať najviac 5 bodov (celkový počet bodov za súčasné sledovanie pokroku by v tomto prípade nemal presiahnuť 60 bodov).

   Maximálny počet bodov, ktoré môže študent získať na základe výsledkov skúšky, je 40 bodov.

   Celkový počet bodov dosiahnutých študentom za semester je základom pre hodnotenie disciplíny "Fyzika" v súlade s nasledujúcimi kritériami:

   • ak je súčet bodov súčasnej kontroly priebehu a priebežnej certifikácie (skúška) menej ako 60 bodov, potom je známka „neuspokojivá“;
   • 60 až 74 bodov, potom je známka „uspokojivá“;
   • ak súčet bodov súčasného monitorovania pokroku a strednej certifikácie (skúšky) spadá do rozsahu od 75 až 89 bodov, potom je známka „dobrá“;
   • ak súčet bodov súčasného monitorovania pokroku a strednej certifikácie (skúšky) spadá do rozsahu od 90 až 100 bodov, potom je známka „vynikajúca“.

   Známky „vynikajúci“, „dobrý“, „uspokojivý“ sú uvedené v skúšobnom liste a známke. Známka „nevyhovuje“ sa uvádza iba vo vyhlásení.

   LABORATÓRNE PRAXE

   Odkazy na stiahnutie laboratórií*
   * Ak chcete stiahnuť súbor, kliknite pravým tlačidlom myši na odkaz a vyberte možnosť „Uložiť cieľ ako ...“
   Ak chcete súbor prečítať, musíte si stiahnuť a nainštalovať program Adobe Reader

   
   
   

   Časť 1. Mechanika a molekulárna fyzika
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   Časť 2. Elektrina a magnetizmus
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   
   
   
   

   
   Časť 3. Optika a atómová fyzika