Как найти пср в физике - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Аналогия с потоком воды

Формулы для определения электрического сопротивления

Как измерять электрического сопротивление?

Некоторые факты

Советы

Об этой статье

Была ли эта статья полезной?

Предложите, как улучшить StudyLib

Практическая работа № 42

Раздел 5. Оптика

Тема 5.1. Природа света

Название практической работы: определение показателя преломления

Учебная цель: наблюдать преломление света с помощью стеклянной пластины с двумя параллельными гранями, использовать законы преломления для расчета показателя преломления.

Учебные задачи: определить показатель преломления стекла относительно воздуха, сравнить с табличным значением, оценить погрешности

Правила безопасности: правила проведения в кабинете во время выполнения практического занятия

Норма времени: 2 часа

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен

уметь: измерять показатель преломления вещества, делать выводы на основе экспериментальных данных. Представлять результаты измерений с учётом их погрешностей

знать: законы преломления света, что такое коэффициент преломления, его физический смысл

Обеспеченность занятия:

— методические указания по выполнению лабораторного занятия

— лабораторная тетрадь, стеклянная пластинка с двумя параллельными гранями, стеклянный полуцилиндр, Бумажный круг с градусами, карандаш хорошо отточенный, транспортир, линейка, циркуль, экран с щелью, источник света, таблица тригонометрических функций, таблица показателей преломления веществ относительно воздуха, бумага писчая

Порядок проведения занятия:

Для выполнения лабораторной работы учебная группа выполняет три задания (с разными пластинами)
Теоретическое обоснование

Свет при переходе из одной среды в другую меняет своё направление, т. е. преломляется. Преломление объясняется изменением скорости при переходе из одной среды в другую и подчиняется следующим законам:

Падающий и преломлённый лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведённым через точку падения луча к границе раздела двух сред.
Отношение синуса угла падения  к синусу угла преломления  – величина постоянная для данных двух сред и называется коэффициентом преломления n второй среды относительно первой: n = = n

Вопросы для закрепления теоретического материала к занятию:

В чём сущность явления преломления света и какова причина этого явления?
В каких случаях свет на границе раздела двух прозрачных сред не преломляется?
Что называется коэффициентом преломления и в чём различие абсолютного и относительного коэффициентов преломления?
Докажите, что показатель преломления второй среды относительно первой

n 2,1 = n 2 / n 1, где n 1 и n 2 –абсолютные показатели первой и второй

сред.

5. Как определить геометрически показатель преломления n оп.

6. Как с помощью радиуса и перпендикуляра к нормали определить

синус угла падения и синус угла преломления?

Как рассчитать абсолютную погрешность показателя преломления стекла n?
Как рассчитать относительную погрешность измерения показателя преломления стекла? Каковы численные значения?
Что показывает запись результата опыта n оп — n ≤ n ≤ n оп + n?
Зависит ли показатель преломления стекла от угла падения луча света на пластину? Где в вашем опыте это видно?
Чему соответствует ваш показатель преломления стекла по таблице? Что это за вещество или какой вид оптического стекла?

Содержание и Последовательность выполнения практической работы:

Задачи практической работы:

Задание 1

Положить стеклянную пластинку на лист бумаги, обвести хорошо отточенным карандашом её контуры.
Щель экрана направить на источник света. Экран перемещать, пока луч света не попадёт в среднюю точку на грань пластины.
Отметить точками 1, 2, 3, 4 падающий луч на пластину и вышедшей луч из неё.
Снять пластину (рисунок1) через точки 1, 2, 3, 4 провести прямые до пересечения с противоположными гранями. Через точку 2 провести перпендикуляр к границе сред воздух – стекло.
Отметить угол падения  и угол преломления , транспортиром измерить эти углы и по таблице значений синусов определить синусы измеренных углов.
Опыт повторить 2 – 3 раза, меняя каждый раз угол .
Вычислить коэффициент преломления, найти среднее значение. Определить погрешность измерения методом среднего арифметического. Результаты измерений, вычислений записать в таблицу №1

Таблица №1

№ опыта	Угол падения светового луча  град	Угол преломления светового луча  град	Коэффициент преломления n	Среднее значение коэффициента преломления n ср.	Абсолютная погрешность n = nср – n 	Среднее значение абсолютной погрешности nср	Относительная погрешность = 100%

Рисунок 1

Задание 2

Рекомендации

Для определения отношения, стоящего в правой части формулы,

n =,

поступают следующим образом. Перед тем, как направить на пластину световой пучок, её располагают на столе, на листе миллиметровой бумаги так, чтобы одна из её параллельных граней совпала с предварительно отмеченной линией на бумаге. Эта линия укажет границу раздела сред воздух – стекло. Тонко очинённым карандашом проводят линию вдоль второй параллельной грани. Эта линия изображает границу раздела сред стекло – воздух. Не смещая пластины, на её первую параллельную грань направляют узкий световой пучок под каким – либо углом к грани. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из неё световых пучков тонко очинённым карандашом ставят точки 1, 2, 3, 4 (рисунок 3). Лампочку выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий и преломлённый лучи. Через точку. В границы раздела сред воздух – стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения  и преломления . Циркулем проводят окружность с центром в точке В и строят прямоугольные треугольники АВЕ и СВД.

Так как Sin  = , Sin  = и АВ. = ВС, то формула для определения показателя преломления стекла примет вид

n = (1)

Длину отрезков АЕ и DC измеряют по миллиметровой бумаге или с помощью линейки. Инструментальную погрешность можно считать равной 1 мм.

Максимальную относительную погрешность +

Максимальная относительная погрешность определяется по формуле:_пр . приближённое значение рассчитывается по формуле (1).

Окончательный результат измерения показателя преломления записывается так: n = n_пр 

Порядок выполнения работы

Подготовить бланк отчёта с таблицей для записи результатов измерений и вычислений, таблица №2
Подключить лампочку через выключатель к источнику тока. С помощью экрана с щелью получить тонкий световой пучок.
Измерить показатель преломления стекла относительно воздуха, при каком – ни будь угле падения. Результат записать с учётом погрешностей.
Повторить то же при другом угле падения.
Сравнить результаты, полученные по формулам n₁пр —  n₁  n₁  n₁пр +  n₁ n₂пр —  n₂  n₂  n₂пр +  n₂.
Сделать вывод о зависимости (или независимости) показателя преломления от угла падения.

Рисунок 3

Таблица №2

Задание 3

Порядок выполнения работы

Положить стеклянный полуцилиндр на бумажный круг, разделённый на градусы, так чтобы центр круга и центр полуцилиндра совпадали рисунок 4
Щель экрана направить на источник света перемещать прибор до тех пор, пока луч света не попадёт в среднюю точку на плоской грани полуцилиндра, рисунок 5

Рисунок 4 Рисунок 5

Измерить по кругу угол падения луча α и угол преломления  и их значения использовать для определения коэффициента преломления стекла.
Перемещая экран со щелью получить несколько значений для углов падения и преломления луча.
Направить световой луч перпендикулярно плоской грани полуцилиндра, пронаблюдать ход луча в полуцилиндре и сделать вывод.
Результаты измерений вычислить и записать в таблицу №2
Найти среднее значение коэффициента преломления и вычислить методом среднего арифметического погрешности измерения

По окончанию практической работы студент должен представить: — Выполненную в лабораторной тетради работу в соответствии с вышеуказанными требованиями.
Список литературы:

В. Ф. Дмитриева Физика для профессий и специальностей технического профиля М.: ИД Академия – 2016
Р. А. Дондукова Руководство по проведению лабораторных работ по физике для СПО М.: Высшая школа,2000
Лабораторные работы по физике с вопросами и заданиями

О. М. Тарасов М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2015

Источник

Электрическое сопротивление характеризует свойство проводника оказывать противодействие направленному движению заряженных частиц.

Влияние электрического сопротивления на электрический ток можно представить следующим образом:

Движение свободных носителей электрического заряда внутри проводника приводит к тому, что свободные носители заряда сталкиваются с атомами и нарушают их поток.
Этот эффект называется сопротивлением, которое обладает свойством ограничивать электрический ток в электрической цепи.
Столкновение носителей электрического заряда с атомами также имеет тепловой эффект. Соответствующий элемент электрической цепи становится теплым или даже горячим. Если он перегреется, он может выйти из строя.

Электрическое сопротивление говорит о том, какое напряжение U необходимо, чтобы заставить электрический ток определенной силы тока I протекать через проводник. В физике для обозначения электрического сопротивления в формуле используется прописная буква R (от английского слова «Resistor» или «Resistance»).

Когда речь идет об электрическом сопротивлении в физике, необходимо различать два случая:

Электрические сопротивления как элементы электрической цепи (см. пример на рисунке 2). То есть, если вы называете элемент в электротехнике резистором, то вы имеете в виду конкретный элемент, предназначенный для целей ограничения протекания электрического тока в электрической цепи.
Электрическое сопротивление как физическая величина. Вы также можете спросить, насколько сильно тот или иной элемент препятствует протеканию электрического тока или вообще как можно рассчитать электрическое сопротивление. Здесь вы говорите об электрическом сопротивлении как о физической величине.

Примечание. Резистор — это прибор с постоянным сопротивлением. Если необходимо регулировать силу тока в электрической цепи, то используют для этой цели реостаты — приборы с переменным сопротивлением. В составе реостата имеется подвижный контакт, при помощи которого изменяется длина участка, включённого в цепь. Реостат используется, например, в регуляторах громкости радиоприёмников.

Вы можете проиллюстрировать работу резистора как элемента (т.е. случай 1) с помощью модели протекания воды в трубе.

Если представить поток электрического тока как поток воды через трубу, то резистор, имеющий электрическое сопротивление R, выполняет функцию сужения трубы. Сужение в трубе препятствует потоку воды, подобно тому, как резистор препятствует потоку электрического тока. Если вы сильнее сузите трубу, то сопротивление потоку воды увеличится. Тем самым труба будет больше препятствовать потоку воды.

Рис. 1. Суть электрического сопротивления на примере модели протекания воды в трубе

Согласно закона Ома для участка электрической цепи следует, что если вы измеряете напряжение U на проводнике и через него течет ток силой I, то проводник имеет электрическое сопротивление R, равное U, деленное на I, т.е. R = U / I. Единицей измерения электрического сопротивления в СИ является Ом, которая названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома. То есть, 1 Ом — это сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток силой 1 А. Поэтому, иногда, электрическое сопротивление ещё могут называть «омическим сопротивлением».

Рис. 2. Определение электрического сопротивления

Для очень малых или очень больших сопротивлений используются такие дополнения, как милли-, кило- или мегаом. Применяются следующие отношения:

1 Миллиом = 1 мОм = 1*10^-3 Ом;
1 Килоом = 1 кОм = 1*10³ Ом;
1 Мегаом = 1 МОм = 1*10⁶ Ом.

Интересный факт! Электрическое сопротивление человеческого тела может изменяться от 20000 Ом до 1800 Ом.

Также вы можете рассчитать электрическое сопротивление проводников с помощью их геометрических характеристик. Формула для этого следующая (см. также рисунок 3):

R = (ρ * l) / S, где

R — электрическое сопротивление проводника;
l — длина проводника;
S — площадь поперечного сечения проводника;
ρ — удельное сопротивление вещества проводника (выбирается по таблицам).

Рис. 3. Электрическое сопротивление проводника

Другими словами, чем тоньше и длиннее проводник, тем больше его сопротивление электрическому току. Весомое значение имеет также материал, из которого изготовлен проводник.

Для измерения электрического сопротивления необходимо придерживаться следующих правил:

Измерение проводить нужно параллельно элементу электрического цепи;
Элемент должен быть обесточен;
Элемент не должен быть подключен к электрической цепи;
Измерение имеет смысл только для обычного резистора.

Значение омического сопротивления лучше всего определять с помощью цифрового мультиметра, чтобы избежать ошибок и неточностей в показаниях.

При измерении с помощью измерительного прибора измеряемый элемент не должен быть подключен к источнику напряжения во время измерения. Измеряемый элемент должен быть отпаян от электрической цепи, по крайней мере, с одной стороны. В противном случае расположенные параллельно элементы будут влиять на результат измерения.

Источник

Государственное
профессиональное

автономное учреждение

Ярославской области

Ярославский промышленно-экономический колледж,

г. Ярославль

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Способы определения
показателей преломления прозрачных и слабо прозрачных жидкостей в учебном эксперименте

Выполнили

Ситников Кирилл (15 БИО)

Постникова Валерия (15 БИО)

Зубов Вадим (15 АТП)

Звягина Дарья (15 АТП)

Чернышева Анна (15 АТП)

Научные руководители:

Преподаватель
физики высшей категории, к.ф.-м.н.

А.С. Голованов

Преподаватель
физики высшей категории

Л.Б. Кулдавлетова
а

Ярославль,
2016

Введение

Актуальность
проекта. Измерение
показателя преломления оптически прозрачных твердых тел не представляется
достаточно затруднительным. Самый известный метод определения показателя
преломления, используемый в школе, достаточно прост, не требует специального
оборудования и основан на законах преломления светового луча в среде. Измерение
показателя преломления твердых тел также изучено и основано на поляризации
электромагнитной волны при отражении и преломлении. Определения показателя
преломления жидкости в большинстве своем требует специального оборудования.
Знание данного оптического параметра широко используется от пищевой
промышленности до медицины.

Мы предлагаем несколько
простых методов для определения показателя преломления жидкости, которые можно
легко повторить, и они не требуют специального оборудования.

Цель данного исследования: Предложить
способы определения показателя преломления жидкостей. Экспериментальным путем
проверить их физическую состоятельность.

Содержание исследования:

1.
Измерение
показателя преломления жидкости с помощью циркуля и линейки

2.
Определение
показателя преломления жидкости с помощью дифракционной решетки

3.
Определение
показателя преломления жидкости с помощью плоского зеркала

4.
Определение
показателя преломления жидкости с помощью вогнутого зеркала

5.
Определение
показателя преломления жидкости с помощью полного отражения света

ИЗМЕРЕНИЕ
ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

С ПОМОЩЬЮ ЦИРКУЛЯ
И ЛИНЕЙКИ

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:

Не направляйте луч лазера в глаза, это может повредить
сетчатку глаза!

ОБОРУДОВАНИЕ:

·
стеклянный
сосуд с вертикальными стенками

·
калька

·
миллиметровая
бумага

·
лазерная
указка (при ее отсутствии можно обычную указку)

·
циркуль

·
копировальная
бумага

·
исследуемая
жидкость.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

На чертеже
показаны падающий и преломленный лучи света в двух экспериментах. Показатель
преломления не зависит от угла падения. Чтобы не измерять углы и находить их
синусы воспользуемся окружностью с центром в точке падения и как можно большим
радиусом, тогда значение синусов углов можно найти из прямоугольных
треугольников, как отношение противолежащего катета к гипотенузе. Поскольку
гипотенузы прямоугольных треугольников равны радиусу окружности, отношение
синусов углов определяется как отношение катетов треугольников.

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА:

Начертить на
кальке горизонтальную линию и два падающих под разными углами луча.
Налить в сосуд
жидкость, закрыть одну из стенок сосуда калькой так, чтобы горизонтальная
линия совпала с поверхностью воды.
Направить луч
лазера по одному из лучей, отметить ход преломленного луча.
Сделать то же для
второго падающего луча.
Перевести чертеж
на миллиметровую бумагу.
Через точку В
границы раздела сред воздух-жидкость провести перпендикуляр к границе, и
отметить углы падения α и преломления β.
Провести
окружность с центром в точке В и отметить точки пересечения
окружности с падающим и отраженным лучами (соответственно точки А и
С).
Измерить
расстояние от точки А до перпендикуляра к границе раздела (АЕ).
Измерить
расстояние от точки С до перпендикуляра к границе раздела (СД).
Вычислить
показатель преломления стекла по формуле: .

11.
Найти
среднее арифметическое значений, полученных в опытах.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

Мы измеряли показатель преломления водопроводной воды.

№ опыта	АЕ, мм	СД, мм	n	n_ср
1	42	32	1,31	1,25
2	61	51	1,19

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТА:

·
В данном эксперименте можно непосредственно
наблюдать преломление луча света на границе раздела двух сред.

·
Для
того, чтобы увидеть преломленный луч на кальке, необходимо менять угол наклона
лазера, что может привести к его смещению и соответственно к появлению
погрешности в построении чертежа.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:

Не направляйте луч лазера в
глаза, это может повредить сетчатку глаза!

ОБОРУДОВАНИЕ:

лазерная
указка
дифракционная
решетка с периодом 6 мкм.
прозрачная
кювета
крепеж
для лазерной указки
скотч
(или изолента)
ножницы
калька.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Условие максимума первого порядка

— в воздухе:

—
в жидкости:

Найдем тангенсы углов из прямоугольных треугольников

— в воздухе: ,

— в жидкости:

Из геометрии мы знаем, что для малых углов:

Выразим из условия максимумов длины волн:

—
в воздухе:

— в жидкости:

Показатель преломления жидкости относительно воздуха:

где: — скорость света в воздухе

— скорость света в
жидкости

Окончательное значение показателя преломления жидкости относительно воздуха следующим образом:

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Прикрепить
дифракционную решетку на одну из внешних стенок кюветы

2. Налить
в кювету жидкость, показатель преломления которой нужно измерить.

3. Поместить
лист миллиметровой бумаги на экран и поместить его рядом с противоположной
стенкой кюветы.

4. Поместить
лазерную указку перед дифракционной решеткой так, чтобы его луч проходил над
поверхностью жидкости, и дифракционная картина была видна на миллиметровой
бумаге.

5. Измерить
расстояние между главным и первым максимумами дифракционной картины ().

6. Опустить
лазерную указку так, чтобы луч проходил через жидкость.

7. Измерить
новое расстояние между максимумами ()

8. Найти
значение показателя преломления по формуле: .

РЕЗУЛЬТАТЫ
ЭКСПЕРИМЕНТА

№	жидкость	, мм	, мм	n
1	Дистиллированная вода	30	25	1,2
2	Водопроводная вода	30	25	1,2
3	Раствор соли в воде	30	21	1,42
4	Растров сахара в воде	30	22	1,36
5	Раствор медного купороса в воде	30	20	1,50
6	Скипидар	30	20	1,50

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТА:

· в ходе
эксперимента мы убедились в том, что показатель преломления зависит от
концентрации раствора (заметное его изменение от показателя преломления воды
произошло только при достаточно большой концентрации вещества в воде)

· показатель
преломления зависит и от длины световой волны: красный луч лазера не проходит
через насыщенный раствор медного купороса и мы использовали зеленый лазер.
Измерив показатель преломления воды для зеленого света, мы получили другое
значение.

· Данный
способ измерения дает достаточно точные результаты.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

С
ПОМОЩЬЮ ПЛОСКОГО ЗЕРКАЛА

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:

Не направляйте луч лазера в глаза, это может
повредить сетчатку глаза!

Будьте осторожны при работе со стеклом

ОБОРУДОВАНИЕ:

·
стакан

·
штатив
с муфтой и лапкой

·
пробка
или ластик

·
линейка

·
два
одинаковых гвоздя (можно использовать абсолютно все, что имеет цилиндрическую
продолговатую форму и длину чуть меньше диаметра стакана)

·
зеркало
(шириной оно должно равняться радиусу стакана, а длинной должно быть больше
диаметра стакана)

·
исследуемая
жидкость.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

т.
— положение конца карандаша на дне сосуда
т. — его мнимое изображение

, , —
кажущаяся глубина, — действительная глубина, (для малых углов)

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА

1. На ровную
горизонтальную поверхность установите стакан, заполните его водой.

2. Один
гвоздь поместите на дно сосуда, заполненного водой; другой гвоздь воткните в
пробку или ластик и закрепите в лапке штатива поверх стакана так, чтобы его
положение было над нижним гвоздем строго параллельно и сонаправлено положению
нижнего гвоздя.

3. Положите
на стакан зеркало так, чтобы его положение было перпендикулярно обоим гвоздям
(отражающей поверхностью вверх). Зеркало должно закрывать примерно половину
поверхности воды.

4. Глядя на
закрепленный в лапке гвоздь перпендикулярно вниз путем перемещения лапки
штатива выше или ниже установите его в такое положение, при котором изображение
в зеркале полностью совпадет с мнимым изображением гвоздя, видимого сквозь
толщу воды.

5. Измерьте
расстояние между закрепленным в штативе гвоздем и зеркалом (x — мнимая
глубина).

6. Измерьте
расстояние от гвоздя на дне сосуда до поверхности воды (у — реальная
действительная глубина).

7. Рассчитайте
показатель преломления по формуле

РЕЗУЛЬТАТЫ
ЭКСПЕРИМЕНТА

№	x, мм	y, мм	n	n_ср
1	151	92	1,64	1.59
2	203	131	1,54

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТА:

Точность
определения показателя преломления определяется тем, насколько горизонтально вы
выстроите установку, и вертикально будете совмещать изображения. Погрешность
определяется еще и тем, насколько точно вам удастся визуально совместить
изображения. Способ относительно неточен.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

С
ПОМОЩЬЮ ВОГНУТОГО ЗЕРКАЛА

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:

Не направляйте луч лазера в глаза, это может
повредить сетчатку глаза!

Будьте осторожны при работе со стеклом

ОБОРУДОВАНИЕ

·
вогнутые
сферические зеркала

·
вода

·
карандаш

·
штатив
с муфтой и лапкой

·
линейка.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

(угол падения) =

(угол
преломления) =

Из
, , ,

При
совмещении кончиков изображений карандашей точка D будет близка к точке B.
Поэтому

В случае заполнения зеркала
водой точка B будет близка к точке P т.е.,

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Поставьте
вогнутое зеркало горизонтально к поверхности.

2. Зажмите
карандаш в штатив строго горизонтально.

3. Совместите
кончики реального изображения карандаша и его перевернутого изображения в
зеркале.

4. Измерьте
расстояние РС, используя отвес и линейку.

5. Теперь
добавьте небольшое количество воды в зеркало, чтобы изменить положение
изображения карандаша.

6. Установите
лапку штатива выше или ниже, чтобы совместить кончики изображений карандаша.

7. Измерьте
расстояние Р₁С₁ полюса зеркала до
карандаша.

8. Рассчитайте
показатель преломления: .

РЕЗУЛЬТАТЫ
ЭКСПЕРИМЕНТА

№ *зеркала*	*РС, мм*	*Р₁С₁, мм*	n	*n_ср*
1	160	119	1,34	1,32
2	163	12	1,38
3	70	55	1,27

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТА:

Зеркало
и поверхность воды должны быть чистыми.

Карандаш
должен быть зажат надежно в горизонтальном положении.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

С
ПОМОЩЬЮ ПОЛНОГО ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:

Не направляйте луч лазера в глаза, это может
повредить сетчатку глаза!

Будьте осторожны при работе со стеклом

ОБОРУДОВАНИЕ:

лазерная указка
стеклянный стакан
жидкость, показатель преломления которой известен
жидкость, показатель преломления которой нужно измерить (жидкости
не должны смешиваться и показатель преломления более легкой жидкости
должен быть меньше показателя преломления более тяжелой жидкости)
транспортир.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Для
полного отражения света справедлива формула

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА

1.
Налить в стакан раствор медного купороса и
скипидар. Дождаться, чтобы граница раздела была четкой.

2.
Направить луч лазера через медный купорос на
границу раздела двух сред и менять угол падения пока не добьетесь полного
отражения (луч лазера не проходит во вторую среду, а скользит по границе
раздела),

3.
Измерить угол падения луча.

4.
Рассчитать показатель преломления по формуле: .

Показатель
преломления скипидара (измеренный в предыдущем эксперименте) равен 1,5

РЕЗУЛЬТАТЫ
ЭКСПЕРИМЕНТА

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТА:

В работе получается достаточно большая
погрешность измерения угла падения луча с помощью транспортира.

ВЫВОДЫ

За
время работы над экспериментальным заданием мы рассмотрели возможные методы
определения показателя преломления жидкости. К сожалению, в нашем распоряжении
нет рефрактометра и набора по геометрической оптике, с помощью которых можно
измерить показатель преломления жидкости с более высокой точностью и оценить
наши результаты.

Из
предложенных способов измерения показателя преломления жидкости на наш взгляд
более точным является способ определения с помощью дифракционной решетки. Этот
способ был бы более точным, если мы использовали решетку с большим периодом,
чем у нас имеется.

Литература:

1. Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: Учебн. для общеобразоват.
учреждений. – 5-е изд., дораб. – М.: Дрофа, 2003. – 416с.: ил.

2. Физика для
профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для
образоват. учреждений нач. и сред, проф. образования / А. В. Фирсов ; под ред.
Т. И. Трофимовой. — 3-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2012.
— 432 с.

Источник

Загрузить PDF

Нужно вычислить сопротивление последовательной, параллельной или комбинированной цепей? Нужно, если вы не хотите сжечь плату! В этой статье мы расскажем вам, как это сделать. Перед чтением, пожалуйста, уясните, что у резисторов нет «начала» и нет «конца». Эти слова вводятся для облегчения понимания изложенного материала.

1
Определение. В последовательной цепи резисторы подключены один за другим: начало одного крепится к концу другого и так по цепочке. Каждый следующий резистор в цепи добавляет некоторое сопротивление к общему сопротивлению цепи.^[1]
- Формула для вычисления общего сопротивления последовательной цепи: R_eq = R₁ + R₂ + …. R_n где n — общее количество резисторов в цепи, соединенных последовательно. Таким образом, сопротивления всех резисторов просто суммируются. Например, найдем сопротивление цепи, показанной на рисунке.^[2]
- В этом примере резисторы R₁ = 100 Ом и R₂ = 300 Ом соединены последовательно. R_eq = 100 Ом + 300 Ом = 400 Ом
Реклама

1
Определение. Параллельное соединение резисторов — цепь, у которой начала всех резисторов соединены между собой и концы всех резисторов соединены между собой.^[3]
- Формула для вычисления сопротивления параллельной цепи:
  R_eq = 1/{(1/R₁)+(1/R₂)+(1/R₃)..+(1/R_n)} где n — общее количество резисторов в цепи, соединенных параллельно.^[4]
- Допустим, даны резисторы с сопротивлениями R₁ = 20 Ом, R₂ = 30 Ом, and R₃ = 30 Ом.
- Тогда общее сопротивление цепи для 3 резисторов, соединенных параллельно: R_eq = 1/{(1/20)+(1/30)+(1/30)} = 1/{(3/60)+(2/60)+(2/60)} = 1/(7/60) = 60/7 Ом = 8,57 Ом (примерно).

1
Определение. Комбинированная цепь — соединение последовательной и параллельной цепей между собой.^[5] Например, найдем сопротивление комбинированной цепи, показанной на рисунке.
- Резисторы R₁ и R₂ соединены последовательно. Поэтому их общее сопротивление (обозначим его R_s) равно: R_s = R₁ + R₂ = 100 Ом + 300 Ом = 400 Ом.
- Резисторы R₃ и R₄ соединены параллельно. Поэтому их общее сопротивление (обозначим его R_p1) равно: R_p1 = 1/{(1/20)+(1/20)} = 1/(2/20)= 20/2 = 10 Ом
- Резисторы R₅ и R₆ также соединены параллельно. Поэтому их общее сопротивление (обозначим его R_p2) равно: R_p2 = 1/{(1/40)+(1/10)} = 1/(5/40) = 40/5 = 8 Ом
- Мы получили цепь с четырьмя резисторами R_s, R_p1, R_p2 и R₇, которые соединены последовательно. Поэтому вам нужно просто сложить их сопротивления для вычисления общего сопротивления. Сопротивление R₇ нам известно изначально. R_eq = 400 Ом + 10 Ом + 8 Ом + 10 Ом = 428 Ом.
Реклама

Каждый электропроводный материал имеет некоторое сопротивление, являющееся сопротивляемостью материала электрическому току.
Сопротивление измеряется в Омах. Символ единицы измерения Ом — Ω.
Разные материалы имеют разные значения сопротивления.
- Например, сопротивление меди 0.0000017 Ом/см³
- Сопротивление керамики около 10¹⁴ Ом/см³
Чем больше значение сопротивления, тем выше сопротивляемость электрическому току. Медь, которая часто используется в электрических проводах, имеет очень малое сопротивление. С другой стороны, сопротивление керамики очень велико, что делает ее прекрасным изолятором.
Работа всей цепи зависит от того, какой тип соединения вы выберете для подключения резисторов в этой цепи.
U=IR. Это закон Ома, установленный Георгом Омом в начале 1800-х. Если вам даны любые две из этих переменных, вы легко найдете третью.
- U=IR. Напряжение (U) есть результат умножения силы тока (I) * на сопротивление (R).
- I=U/R. Сила тока есть частное от напряжение (U) ÷ сопротивление (R).
- R=U/I. Сопротивление есть частное от напряжение (U) ÷ сила тока (I).

Запомните: при параллельном соединении существует несколько путей прохождения тока по цепи, поэтому в такой цепи общее сопротивление будет меньше сопротивления каждого отдельного резистора. При последовательном соединении ток проходит через каждый резистор в цепи, поэтому сопротивление каждого отдельного резистора добавляется к общему сопротивлению.
Общее сопротивление в параллельной цепи всегда меньше сопротивления одного резистора с самым низким сопротивлением в этой цепи. Общее сопротивление в последовательной цепи всегда больше сопротивления одного резистора с самым высоким сопротивлением в этой цепи.
Чтобы закрепить материал, рассчитайте сопротивление по закону Ома:
- U = R * I
- P = U * I, где U можно заменить на RI
- P = RI * I
- P = R I^2
- Пример: дана лампа на 75 Вт, рассчитанная на напряжение в 220 В. Как найти ее сопротивление?
- P = U * I
- I = P/U => 75/220 = 0,34 Ом
- P = RI^2
- 75 Вт = R * 0,34^2
- R = 75/0,1156 = 648 A
- А теперь давайте проверим наш ответ с помощью другой формулы:
- U = R * I
- R = U/I
- R = 220/0,34 = 647 A. Ответы практически совпадают.

Эту страницу просматривали 161 357 раз.

Источник

Измерено

Вычислено

(Для жалоб на нарушения авторских прав, используйте

другую форму
)

Ваш е-мэйл

Заполните, если хотите получить ответ

Оцените наш проект

Источник