 |
Зміст. Передмова
|
|
|
|
Зміст
Передмова. 10
Модуль 1. 12
1. Вступ до лабораторного практикуму. 12
1. 1. Обробка результатів вимірювань, обчислення похибок, представлення даних у вигляді таблиць і графіків. 12
Лабораторна робота № 1. 1 „Експериментальне визначення густини речовини”. 15
Теоретичні відомості та обґрунтування методики. 15
Порядок вимірювання та розрахунків. 16
Контрольні запитання. 17
2. Механіка твердого тіла. 17
2. 1. Обертальний рух твердого тіла. 17
2. 1. 1. Кінематика обертального руху матеріальної точки. 17
2. 1. 2. Динаміка. 18
Лабораторна робота № 2. 1 „Вивчення законів динаміки обертального руху”. 21
Теоретичні відомості та обґрунтування методики. 21
2. Методика вимірювання. 21
Контрольні запитання. 23
Лабораторна робота № 2. 2 „Визначення моментів інерції тіл”. 23
Порядок вимірювання та розрахунків: 24
Контрольні запитання. 25
Модуль 2. 26
3. Електрика. 26
3. 1. Електростатика. 26
3. 2. Постійний електричний струм. 29
3. 2. 1. Закони постійного струму. 31
Лабораторна робота № 3. 1 „Визначення ємності конденсатора по дослідженню кривої струму розряду”. 35
Порядок виконання роботи. 36
Порядок розрахунків. 36
Контрольні запитання. 37
Лабораторна робота № 3. 2 „Вивчення методів вимірювання опору та визначення температури нитки лампи розжарювання”. 37
Порядок виконання роботи та порядок розрахунків. 38
Контрольні запитання. 39
Лабораторна робота № 3. 3 „Дослідження залежності опору провідника від його довжини та визначення його питомого опору”. 40
Порядок виконання роботи та порядок розрахунків. 40
Контрольні запитання. 41
Лабораторна робота № 3. 4 „Дослідження вольт – амперної залежності, потужності, температури нитки лампи розжарювання”. 41
|
|
|
Порядок виконання роботи та порядок розрахунків. 42
Контрольні запитання. 42
Лабораторна робота № 3. 5 „Вивчення температурної залежності питомого опору металу електричному струму”. 43
Порядок виконання роботи та порядок розрахунків. 44
Контрольні запитання. 44
Модуль 3. 46
4. Магнетизм. 46
4. 1. Магнітне поле у речовині. 46
Парамагнетики. 46
Діамагнетики. 47
Феромагнетики. 49
Питання для самостійного контролю. 50
Лабораторна робота № 4. 1 „Дослідження залежності магнітної проникності феромагнетика від напруженості зовнішнього поля”. 50
Порядок виконання роботи. 52
Контрольні запитання. 52
Лабораторна робота № 4. 2 „Дослідження кривої намагнічування феромагнетика методом амперметра та вольтметра”. 52
Порядок виконання роботи. 54
Контрольні запитання. 54
Лабораторна робота № 4. 3 „Зняття петлі гістерезису та визначення Нс, Вr та втрат методом електронного осцилографа”. 54
Порядок виконання роботи. 56
Контрольні запитання. 56
Питання для самоконтролю з теми “Магнетизм”. 57
Модуль 4. 58
5. Коливання та хвилі. 58
5. 1. Власні коливання. 58
Лабораторна робота № 5. 1 „Дослідження згасаючих електромагнітних коливань”. 61
Порядок вимірювання та розрахунків. 61
Контрольні запитання. 62
5. 2. Вимушені коливання. 62
5. 2. 1. Змінний струм, який тече крізь резистор з опором R (L ® 0, C ® ¥ ) 62
5. 2. 2. Змінний струм, який тече крізь котушку індуктивності L (R ® 0, C ® ¥ ) 62
5. 2. 3. Змінний струм, який тече крізь конденсатор ємністю С (R ® 0, L ® 0). 63
5. 2. 4. Коло змінного струму, яке має послідовно з’єднані резистор, котушку індуктивності і конденсатор. 63
5. 2. 5. Коло змінного струму, яке має паралельно з’єднані резистор, котушку індуктивності і конденсатор. 64
Лабораторна робота № 5. 2 „Вивчення вимушених електромагнітних коливань”. 66
Порядок вимірювання та розрахунків. 66
Контрольні запитання. 67
5. 3. Звукові і світлові хвилі. 67
5. 4. Інтерференція хвиль. Стоячі хвилі. 68
|
|
|
5. 5. Інтерференція світлових хвиль. 70
Лабораторна робота № 5. 3 „Хвилі в пружних середовищах. Додавання хвиль. Стояча хвиля”. 71
Порядок вимірювання та розрахунків. 72
Контрольні запитання. 72
Лабораторна робота № 5. 4 „Хвильові властивості світла. Інтерференція світла в тонких плівках”. 73
Порядок розрахунків. 74
Лабораторна робота № 5. 5 „Хвильові властивості світла. Дифракція”. 74
Порядок розрахунків: 76
Модуль 5. 78
6. Квантова фізика. 78
6. 1. Теплове випромінювання. 78
Лабораторна робота № 6. 1 „Визначення ступеня чорноти нитки лампи розжарювання”. 81
Порядок виконання роботи. 81
Контрольні питання. 82
6. 2. Лінійчаті спектри атомів в газах. 82
Лабораторна робота № 6. 2 „Визначення сталої Ридберга”. 84
Порядок виконання роботи. 85
Контрольні питання. 86
6. 3. Фотоелектричний ефект. 86
Лабораторна робота № 6. 3 „Визначення сталої Планка”. 87
Порядок виконання роботи. 89
Контрольні питання. 89
7. Елементи фізики твердого тіла. 89
7. 1. Зонна теорія електропровідності. 89
Лабораторна робота № 7. 1 „Визначення ширини забороненої зони напівпровідника”. 93
Порядок вимірювань. 94
Порядок розрахунків. 95
7. 2. Випрямляння струму на p-n – переході. Напівпровідниковий діод. 95
Лабораторна робота № 7. 2 „Дослідження напівпровідникового діода”. 97
Порядок вимірювань. 98
Порядок розрахунків. 99
Модуль 6. 101
8. Молекулярна фізика і термодинаміка. 101
8. 1. Основні параметри та закони. 101
Лабораторна робота № 8. 1 " Визначення відношення Сp/СV повітря методом Клемана – Дезорма". 103
8. 1. 1. Теплоємності і внутрішня енергія моделі ідеального газу. 103
8. 1. 2. Методика вимірювань і розрахунків. 105
Порядок вимірів. 106
Порядок розрахунків: 106
Лабораторна робота № 8. 2 „Визначення відносної й абсолютної вологості повітря”. 107
8. 2. 1. Методика визначення вологості. 107
Порядок вимірів. 108
Порядок розрахунків: 108
Лабораторна робота № 8. 3 " Визначення питомої теплоти паротворення води". 109
8. 3. 1. Фазові переходи. 109
8. 3. 2. Методика вимірів та розрахунків. 111
Порядок вимірів. 112
Порядок розрахунків: 112
Лабораторна робота № 8. 4 “Визначення коефіцієнта поверхневого натягу води”. 112
8. 4. 1. Молекулярна структура рідини і поверхневий натяг. 113
Порядок вимірів. 115
|
|
|
Порядок розрахунку. 115
Лабораторна робота № 8. 5 " Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя повітря, середньої довжини вільного пробігу, середнього часу вільного пробігу й ефективного діаметра його молекул". 115
8. 5. 1. Нерівноважні процеси переносу. 116
8. 5. 2. Методика вимірів та розрахунків. 117
Порядок вимірів. 118
Порядок розрахунків: 118
Лабораторна робота № 8. 6 “Визначення коефіцієнта теплопровідності твердого тіла”. 119
8. 6. 1. Процеси переносу в твердих тілах. 119
Порядок вимірів. 121
Порядок розрахунків: 122
9. Віртуальні лабораторні роботи з курсу фізики. 123
Лабораторна робота № 9. 1 „Рівномірний рух тіла по колу”. 123
Завдання. 123
Порядок виконання роботи. 123
Контрольні питання і вправи. 123
Лабораторна робота № 9. 2 „Механічна робота і енергія”. 124
Завдання. 124
Порядок виконання роботи. 124
Контрольні питання і вправи. 124
Лабораторна робота № 9. 3 „Пружні і непружні взаємодії”. 124
Завдання. 124
Порядок виконання роботи. 125
Контрольні питання і вправи. 125
Лабораторна робота № 9. 4 „Кулонівська взаємодія точкових зарядів”. 125
Завдання. 125
Порядок виконання роботи. 125
Контрольні питання і вправи. 126
Лабораторна робота № 9. 5 „Рух заряду в полі плоского конденсатора”. 126
Завдання. 126
Порядок виконання роботи. 127
Контрольні питання і вправи. 127
Лабораторна робота № 9. 6 „Взаємні перетворення електромагнітної і механічної енергії”. 127
Порядок виконання роботи. 127
Контрольні питання і вправи. 128
Лабораторна робота № 9. 7 „Магнитне поле струмів різної конфігурації”. 128
Завдання. 128
Порядок виконання роботи. 129
Контрольні питання і вправи. 129
Лабораторна робота № 9. 8. 130
„Рух заряду в магнітному полі”. 130
Завдання. 130
Порядок виконання роботи. 130
Контрольні питання і вправи. 130
Лабораторна робота № 9. 9 „Вивчення електромагнітної індукції”. 130
Завдання. 130
Порядок виконання роботи. 131
Контрольні питання і вправи. 131
Лабораторна робота № 9. 10 „Поляризація світла. Закон Малюса”. 131
Завдання. 131
Порядок виконання роботи. 132
Контрольні питання і вправи. 132
|
|
|
Лабораторна робота № 9. 11 „Хвильові властивості електронів”. 132
Завдання. 132
Порядок виконання роботи. 133
Контрольні питання і вправи. 133
Лабораторна робота № 9. 12 „Дифракційна решітка”. 133
Завдання. 133
Порядок виконання роботи. 134
Контрольні питання і вправи. 134
Лабораторна робота № 9. 13 „Квантові частинки в потенціальному полі”. 134
Завдання. 134
Порядок виконання роботи. 134
Контрольні питання і вправи. 135
Лабораторна робота № 9. 14. 135
„Ядерні перетворення”. 135
Завдання. 135
Лабораторна робота № 9. 15 „Робота газу. Цикл Карно”. 136
Завдання. 136
Порядок виконання роботи. 136
Контрольні питання і вправи. 136
Література. 137
Передмова
Тенденції сучасного розвитку Вищої школи висувають ряд вимог, яким повинне відповідати викладання фундаментальних дисциплін і, зокрема, фізики в ВНЗ технічної спрямованості, таких як Одеська державна академія холоду (ОДАХ). Гадане приєднання України до Болонської Хартії робить особливо актуальним рішення сукупності проблем, пов’язаних з переходом на кредитно-модульну форму навчання і контролю знань студентів. Здається важливим не лише використання можливостей, обумовлених введенням блочної структури формування базових знань, а й збереження того позитивного досліду викладання фундаментальних дисциплін, який був накопичений в попередні роки.
Підручник, який пропонується, покликаний сприяти рішенню цієї важливої задачі і повинен, хоч би частково, заповнити практичну відсутність навчально-допоміжної літератури, необхідної для самостійної роботи студента. Така відсутність неминуче виникає в результаті заміни традиційної форми викладання, коли семестр закінчувався іспитом (або заліком), і переходом до кредитно-модульної форми. На перший план в даному процесі виходить побудування блочно-модульної схеми навчання, підкріпленої наявністю відповідної учбової літератури. Така література і пропонований підручник, зокрема, повинна сприяти всебічному і поглибленому вивченню студентом матеріалу кожного з модулів. В даному випадку, увазі читача пропонується досить стисла, а проте, така, що відбиває всі основні положення курсу фізики, який складається з шести модулів, форма викладення теоретичного матеріалу. Кожен з розділів закінчується відповідним циклом лабораторних робіт, покликаних розширити і практично закріпити комплекс знань, одержуваних при вивченні теорії.
Автори вважають за необхідне включити до підручника цикл віртуальних лабораторних робіт, які поширюють інформативну частину курсу і закріплюють навички самостійної роботи студентів з комп’ютером в діалоговому режимі. Паралельно з підручником, який пропонується, на кафедрі фізики ОДАХ проводиться робота по створенню банку типових задач, що виносяться на модульний контроль знань. Цей збірник, що розглядається нами як додатковий підручник до пропонованого курсу фізики, планується видати в 2005 році.
|
|
|
В цілому книга, запропонована Вашій увазі, має вирішити важливе завдання: забезпечити студентів підручником, обсяг якого робить реальною можливість опрацювання його за два семестри, відведені на це. Отже, даний курс хоч і не охоплює всього матеріалу, що увійшов до докладних та великих підручників, але водночас уникає скоромовки, притаманної багатьом довідковим і майже довідковим посібникам. Задачі (які планується видати у найближчий час) та запитання, які містяться в пропонованому курсі, призначені для закріплення й поглиблення матеріалу, який підлягає вивченню.
Іншою особливістю цієї книги, окрім практичної спрямованості, є прагнення авторів підкреслити взаємозв’язок різних розділів фізики та виявити загальну структуру їх опису, яка може бути відображена рівняннями класичної механіки. Так структура, що становить математичний “кістяк” науки, не повинна випадати з уваги вивчаючих її.
Врешті, метою написання цієї книги слід вважати спробу орієнтації запропонованого курсу на матеріал, що вивчатиметься в наступних семестрах і безпосередньо формує майбутнього спеціаліста, якому у його професійній діяльності буде необхідно звертатися до методів та результатів сучасної фізики.
Чи справдилися наміри, що ними керувались автори, судитимуть читачі.
Книга містить і використовує весь позитивний досвід, накопичений декількома поколіннями викладачів кафедри фізики ОДАХ. При викладенні найбільш складних для сприйняття студентами розділів застосовувались методи і засоби подачі матеріалу, які пройшли на кафедрі всебічну апробацію. Розділи 1 – 5 написані Ю. К. Корнієнком і В. Б. Роганковим, розділи 6, 7 – В. І. Соколенком і В. Б. Роганковим, розділ 8 – В. Г. Мураховським і В. Б. Роганковим, розділ 9 – О. М. Герегою.
Автори вдячні всім співробітникам кафедри, обговорення і зауваження яких сприяли покращенню якості книги.
|
|
|
