Общая физика. Руководство по лабораторному практикуму. Крынецкий И.Б., Струков Б.А. 2008

Название: Общая физика. Руководство по лабораторному практикуму.
Автор: Крынецкий И.Б., Струков Б.А.
2008
   Содержит подробное описание 66 лабораторных работ по всем основным разделам курса общей физики: механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм, оптика, строение вещества, в том числе атомная физика и физика твердого тела.
Для студентов ВУЗов и преподавателей кафедр общей физики при организации лабораторного практикума.
   Предлагаемая вниманию читателей настоящая книга является результатом многолетней работы коллектива сотрудников кафедры общей физики и магнитоупорядоченных сред физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова по созданию лабораторного физического практикума для студентов нефизических специальностей университетов. Создание практикума ставило своей целью, во-первых, обеспечение возможности самостоятельной экспериментальной проверки студентами основных физических закономерностей и, во-вторых, обучение студентов навыкам самостоятельной работы на экспериментальных установках.
В соответствии с действующей в настоящее время программой по общей физике для указанных специальностей задачи лабораторного практикума сгруппированы в пяти разделах: Механика — Электричество и магнетизм — Молекулярная физика и термодинамика — Оптика — Строение вещества. В свою очередь, каждый раздел практикума содержит задачи, отнесенные к различным темам. Всего лабораторный практикум содержит 66 задач. Для удобства студентов все задачи помимо детального описания экспериментальных установок и процесса выполнения сопровождаются достаточно подробным выводом основных соотношений, необходимых для анализа изучаемых физических явлений.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ 3
ТЕМА 1 ВВЕДЕНИЕ 5
РАЗДЕЛ 1 ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ 5
РАЗДЕЛ 2 ПРОСТЕЙШИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ 22
Задача № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТЕЛ ПРОСТЕЙШЕЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ 29
ТЕМА 2 МЕХАНИКА ТОЧКИ. МЕХАНИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 34
РАЗДЕЛ 1 ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ 34
Задача №2
ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА АТВУДА 34
Задача № 3
ИЗУЧЕНИЕ УПРУГОГО И НЕУПРУГОГО СОУДАРЕНИЯ ТЕЛ 38
Задача № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПУЛИ ПРИ ПОМОЩИ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА 45
РАЗДЕЛ 2 ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ 50
Задача № 5
ПРОВЕРКА ЗАКОНОВ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА 50
Задача № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТЕЛ И ПРОВЕРКА ТЕОРЕМЫ ШТЕЙНЕРА МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 58
Задача № 7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ КОЛЕСА 65
Задача № 8
КРУТИЛЬНЫЙ БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК 72
Задача № 9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ МАЯТНИКА МАКСВЕЛЛА 81
Задача № 10
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 86
Задача № 11
ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ГИРОСКОПА 92
РАЗДЕЛ 3 КОЛЕБАНИЯ 100
Задача № 12
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО МАЯТНИКА 100
Задача № 13
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ФИЗИЧЕСКОГО МАЯТНИКА 105
Задача № 14
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ С ПОМОЩЬЮ УНИВЕРСАЛЬНОГО МАЯТНИКА 110
Задача № 15
ИЗУЧЕНИЕ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ 118
Задача № 16
ИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ 124
Задача № 17
ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ МАЯТНИКА С ДВИЖУЩЕЙСЯ ТОЧКОЙ ПОДВЕСА 132
Задача № 18
ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ СВЯЗАННЫХ СИСТЕМ 142
РАЗДЕЛ 4 ДЕФОРМАЦИЯ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ 153
Задача № 19
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА ПО ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЯ 153
ТЕМА 3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ 163
РАЗДЕЛ 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. СВОЙСТВА И ОПИСАНИЕ 163
Задача №20
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ 168
РАЗДЕЛ 2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 171
Задача №21
ЗАКОНЫ ОМА И ПРАВИЛА КИРХГОФА 171
Задача №22
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВАКУУМНОГО ТРИОДА 180
Задача № 23
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА 192
Задача №24
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРАНЗИСТОРЕ 198
Задача № 25
ИЗУЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 205
Задача № 26
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 215
Задача № 27
ИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ 231
Задача №28
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА 241
Приложение
КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О РАСПОЛОЖЕНИИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОМ НАЗНАЧЕНИИ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ 252
ТЕМА 4 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА 254
РАЗДЕЛ 1 ВЯЗКОСТЬ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ 254
Задача №29
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ ПО СКОРОСТИ ИСТЕЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ КАПИЛЛЯР 258
Задача №30
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ СТОКСА 262
Задача № 31
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА ПО СКОРОСТИ ИСТЕЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ КАПИЛЛЯР 266
Задача № 32
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ВОЗДУХА 277
РАЗДЕЛ 2 ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ 282
Задача № 33
ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА РЕБИНДЕРА 286
Задача № 34
ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ КАПИЛЛЯРНЫМ МЕТОДОМ 292
РАЗДЕЛ 3 ТЕПЛОЕМКОСТЬ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ 294
Задача № 35
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ И ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ МЕТОДОМ КЛЕМАНА-ДЕЗОРМА 299
Задача № 36
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ 309
Задача № 37
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА ПО СКОРОСТИ ЗВУКА 315
ТЕМА 5 ОПТИКА 325
РАЗДЕЛ 1 ЗАКОНЫ ОТРАЖЕНИЯ И ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА. ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ 325
Задача №38
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ 325
РАЗДЕЛ 2 ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА 340
Задача № 39
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛЯННОЙ ПЛАСТИНКИ ИЗ ОПЫТОВ ПО ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СВЕТОВЫХ ВОЛН 340
Задача №40
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ИСТОЧНИКА СВЕТА С ПОМОЩЬЮ БИЛИНЗЫ И БИПРИЗМЫ 351
Задача № 41
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ МЕТОДОМ КОЛЕЦ НЬЮТОНА 356
Задача № 42
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕМОНОХРОМАТИЧНОСТИ СВЕТА НА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННУЮ КАРТИНУ 370
РАЗДЕЛ 3 ДИФРАКЦИЯ СВЕТА 375
Задача № 43
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ ФРЕНЕЛЯ 375
Задача№ 44
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ ФРАУНГОФЕРА НА ЩЕЛИ ПРИ ПОМОЩИ ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА 380
Задача №45
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ ФРАУНГОФЕРА НА ОДНОЙ ЩЕЛИ И НА ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТКАХ 391
Задача № 46
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ 395
РАЗДЕЛ 4 ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА 400
Задача №47
ИЗМЕРЕНИЕ УГЛА БРЮСТЕРА ПРИ ОТРАЖЕНИИ СВЕТА ОТ СТЕКЛЯННОЙ ПЛАСТИНКИ, НАХОЖДЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ПРОПУСКАНИЯ ПОЛЯРОИДОВ И ПРОВЕРКА ЗАКОНА МАЛЮСА 400
Задача №48
ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЯВЛЕНИЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА 412
Задача №49
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРОХОЖДЕНИЯ СВЕТА ЧЕРЕЗ ДВА ДВУПРЕЛОМЛЯЮЩИХ КРИСТАЛЛА 425
Задача №50
ИЗУЧЕНИЕ ВРАЩЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА 440
Задача № 51
ДИСПЕРСИЯ ВРАЩЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ 445
ТЕМА 6 СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА 449
РАЗДЕЛ 1 КВАНТОВАЯ ОПТИКА 449
Задача № 52
ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО ПИРОМЕТРА С ИСЧЕЗАЮЩЕЙ НИТЬЮ 449
Задача № 53
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНОВ ПО ТЕРМОЭМИССИИ 457
Задача №54
ИЗУЧЕНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА 464
Задача № 55
ИЗУЧЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО ФОТОЭФФЕКТА 472
РАЗДЕЛ 2 АТОМНАЯ ФИЗИКА 482
Задача № 56
ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА АТОМАРНОГО ВОДОРОДА И КАЧЕСТВЕННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 482
Задача № 57
ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА 496
РАЗДЕЛ 3 ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 507
Задача №58
ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ 507
Задача № 59
ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ 514
Задача № 60
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГИСТЕРЕЗИСА В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ 525
Задача № 61
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ, ПОДВИЖНОСТИ И ТИПА НОСИТЕЛЕЙ ТОКА С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТАХОЛЛА 534
Задача № 62
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ 543
Задача № 63
ИЗУЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА 547
Задача № 64
ИЗУЧЕНИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНЕТИКА БАЛЛИСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 558
Задача № 65
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПЕТЛИ ГИСТЕРЕЗИСА ФЕРРОМАГНЕТИКА 572
Задача № 66
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ МЕТОДОМ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА 586