VENÄJÄN FEDERAATIOIN OPETUSMINISTERIÖ

SIBERIAN VALTION ILMA-ALUSYLIOPISTO

nimetty akateemikko M.F. Reshetnev

Teknisen fysiikan laitos

Lab #8

NELJÄN ANTURIMENETELMÄ PUOLIJOHTEIDEN VASTUKSEN MITTAAMISEEN

Laboratoriotöiden suorittamisohjeet kurssilla "Solid State Electronics"

Kokoonpano: Parshin A.S.

Krasnojarsk 2003

Laboratoriotyö №8. Neljän koettimen menetelmä puolijohteiden resistanssin mittaamiseen1

Menetelmä teoria . 1

Kokeellinen asennus . 3

Työmääräys .. 5

Raportin muotoiluvaatimukset . 7

testikysymykset .. 7

Kirjallisuus . 7

Laboratoriotyö №8. Neljän anturinpuolijohteiden resistanssin mittausmenetelmä

Tavoite: spesifisen lämpötilariippuvuuden tutkimus sähkövastus puolijohde neljän koettimen menetelmällä, puolijohteen kaistavälin määritys.

Menetelmä teoria

Neljän anturin puolijohteiden ominaisvastusmittausmenetelmä on yleisin. Tämän menetelmän etuna on, että sen soveltaminen ei edellytä ohmien kontaktien luomista näytteeseen, vaan on mahdollista mitata erimuotoisten ja -kokoisten näytteiden resistanssi. Sen käytön ehto näytteen muodon suhteen on tasaisen pinnan olemassaolo, jonka lineaariset mitat ylittävät anturijärjestelmän lineaariset mitat.

Piiri resistanssin mittaamiseksi neljän anturin menetelmällä on esitetty kuvassa. 1. Neljä metallista koetinta, joilla on pieni kosketuspinta, asetetaan suoraa linjaa pitkin näytteen tasaiselle pinnalle. Antureiden väliset etäisyydet s 1 , s2 ja s3 . Ulkoisten antureiden kautta 1 ja 4 läpäise sähkövirtaa minä 14 , sisäisissä antureissa 2 ja 3 mittaa potentiaaliero U 23 . Mitattujen arvojen mukaan minä 14 ja U 23 puolijohteen ominaisvastus voidaan määrittää.

Resistiivisyyden laskentakaavan löytämiseksi tarkastellaan ensin potentiaalijakauman ongelmaa erillisen pistesondin ympärillä (kuva 2). Tämän ongelman ratkaisemiseksi on tarpeen kirjoittaa Laplacen yhtälö pallomaiseen koordinaattijärjestelmään, koska potentiaalijakaumalla on pallosymmetria:

.(1)

Yhtälön (1) ratkaisu edellytti, että potentiaali at r = 0 positiivinen, yleensä nolla, erittäin suuri r on seuraava muoto

Integraatiovakio FROM voidaan laskea sähkökentän voimakkuuden ehdosta E jonkin matkan päässä anturista r=r0 :

.

Koska virran tiheys kulkee puolipallon läpi, jonka säde r0 , j =minä/(2πr0 2) ja Ohmin lain mukaisesti j =E/ρ , sitten E(r0)=I ρ / (2π r0 2).

Tällä tavalla

Jos kosketussäde r1 , sitten sen kärjen potentiaali

On selvää, että näytteen potentiaalilla sen kosketuspisteessä anturin kanssa on sama arvo. Kaavan (3) mukaan tästä seuraa, että pääjännitehäviö tapahtuu lähikontaktialueella ja siksi näytteen läpi kulkevan virran arvo määräytyy lähikontaktialueen resistanssin mukaan. Tämän alueen pituus on mitä pienempi, sitä pienempi on anturin säde.

Sähköpotentiaali missä tahansa näytteen kohdassa voidaan löytää kunkin anturin virran tuossa kohdassa luomien potentiaalien algebrallisena summana. Näytteeseen tulevan virran potentiaali on positiivinen ja näytteestä ulos tulevan virran potentiaali on negatiivinen. Kuvassa esitetylle anturijärjestelmälle. 1, mittausanturien potentiaalit 2 ja 3

;

.

Mittauskoskettimien välinen potentiaaliero 2 ja 3

Tästä johtuu näytteen ominaisvastus

.(5)

Jos koettimien väliset etäisyydet ovat samat, ts. s 1 = s 2 = s 3 = s , sitten

Siten mitata erityistä sähkövastus näyte neljän anturin menetelmällä, riittää mittaamaan koettimien välinen etäisyys s , Jännitteen putoaminen U 23 mittausantureista ja näytteen läpi kulkevasta virrasta minä 14 .

Kokeellinen asennus

Mittauskokoonpano toteutetaan yleismaailmallisen laboratoriotelineen pohjalta. Tässä laboratoriotyössä käytetään seuraavia laitteita ja laitteita:

1. Lämpökammio näytteellä ja mittauspäällä;

2. DC-lähde TES-41;

3. DC-jännitelähde B5-47;

4. Yleiskäyttöiset digitaaliset volttimittarit V7-21A;

5. Kytkentäjohdot.

Koejärjestelyn lohkokaavio on esitetty kuvassa. 3.

Näyte asetetaan lämpökammion mittaustasolle. Manipulaattorin jousimekanismi painaa mittauspäätä näytteen tasaiseen kiillotettuun pintaan. Mittauspöydän sisällä on lämmitin, joka saa virtansa stabiloidusta tasavirtalähteestä TES-41, joka toimii virran stabilointitilassa. Näytteen lämpötilaa ohjataan termoparilla tai lämpövastus. Mittausprosessin nopeuttamiseksi voit käyttää liitteessä esitettyjä asteikkokäyriä, joiden avulla voit määrittää näytteen lämpötilan lämmitinvirrasta. Lämmittimen virran arvo mitataan virtalähteeseen sisäänrakennetulla ampeerimittarilla.

Ajankohta yhteystietojen kautta 1 ja 4 luodaan säädettävällä stabiloidulla tasavirtalähteellä B7-47 ja sitä ohjataan yleisellä digitaalilaitteella V7-21A, joka on kytketty päälle ampeerimittaritilassa. Mittausanturien 2 ja 3 välillä esiintyvä jännite tallennetaan suurresistanssiisella digitaalisella volttimittarilla V7-21A. Mittaukset on suoritettava pienimmällä näytteen läpi kulkevalla virralla, joka määräytyy mahdollisten pienten jännitteiden mittaamisen perusteella. Suurilla virroilla näytteen kuumeneminen on mahdollista, mikä vääristää mittaustuloksia. Käyttövirran vähentäminen vähentää samanaikaisesti näytteen johtavuuden modulaatiota, joka aiheutuu varauksenkuljettajien ruiskuttamisesta virran aikana.

Suurin ongelma mittauksessa sähkövastus koetinmenetelmien ongelma on kontaktien ongelma. Suurtyhjiönäytteitä varten on joskus tarpeen suorittaa koskettimien sähköinen muotoilu alhaisten kosketusresistanssien saamiseksi. Mittapään koskettimien muodostaminen tapahtuu kohdistamalla mittauspäälle hetkeksi useiden kymmenien tai jopa satojen volttien vakiojännite.

Työmääräys

1. Tutustu työn suorittamiseen tarvittavien laitteiden kuvaukseen. Kokoa mittausjärjestelmän kaavio kuvan 1 mukaisesti. 3. Kun kytket yleisjännitemittareita V7-21A, huomioi, että toisen on toimittava jännitteen mittaustilassa, toisen - virranmittauksessa. Kaaviossa ne on merkitty kuvakkeilla. " U" ja " minä" vastaavasti. Tarkista näiden laitteiden tilakytkimien oikeat asetukset.

2. Kun opettaja tai insinööri on tarkistanut mittauslaitteiston asennuksen oikeellisuuden, kytke volttimittarit ja B7-47 jännitelähde päälle.

3. Aseta B7-47-lähteen jännite 5 V:iin. Jos näytteen jännite ja virta muuttuvat ajan myötä, niin opettajien tai insinöörin avulla mittausanturin koskettimien sähkömuovaus.

4. Suorita jännitehäviön mittaukset U+ 23 ja U– 23 eri virtasuunnaille minä 14 . Saaduista jännitearvoista lasketaan keskiarvo th:lle, jotta voidaan tällä tavalla sulkea pois lämpötilagradientin vuoksi näytteeseen syntyvä pitkittäinen lämpö-EMF. Syötä kokeen tiedot ja jännitysarvojen laskelmat taulukkoon 1.

Taulukkolomake 1

	Lataan, A	T,K	I 14, mA	U + 23 , AT	U – 23 , AT

5. Toista mittaukset eri näytteen lämpötilassa. Tätä varten sinun on asetettava lämpökammion lämmittimen virta minä ladata,= 0,5 A, odota 5–10 minuuttia, jotta näytteen lämpötila tasaantuu, ja kirjaa laitteen lukemat taulukkoon 1. Määritä näytteen lämpötila käyttämällä liitteessä esitettyä kalibrointikäyrää.

6. Suorita mittaukset peräkkäin lämmittimen virta-arvoille 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A. Kirjaa kaikkien mittausten tulokset taulukkoon 1.

7. Käsittele saadut kokeelliset tulokset. Laske tätä varten käyttämällä taulukossa 1 esitettyjä tuloksia 10 3 /T , erityistä sähkövastus näyte jokaisessa lämpötilassa ρ kaavan (6) mukaisesti sähkönjohtavuus

sähkönjohtavuuden luonnollinen logaritmi ln σ . Kirjaa kaikki laskentatulokset taulukkoon 2.

Taulukkolomake 2

	T, K	, K-1	ρ, Ohm m	σ, (Ohmm) -1	log σ

8. Rakenna riippuvuuskaavio. Analysoi käyrien kulku, merkitse epäpuhtaudet ja sisäiset johtavuudet. lyhyt kuvaus työssä asetetusta tehtävästä;

· mittausasetuskaavio;

· mittausten ja laskelmien tulokset;

· riippuvuuskaavio;

· saatujen tulosten analysointi;

· työn johtopäätökset.

testikysymykset

1. Sisäiset ja ulkoiset puolijohteet. Sisäisten ja epäpuhtauspuolijohteiden nauharakenne. bandrapin leveys. Epäpuhtauksien aktivointienergia.

2. Sisäisten ja ulkoisten puolijohteiden sähkönjohtavuusmekanismi.

3. Sisäisten puolijohteiden sähkönjohtavuuden lämpötilariippuvuus.

4. Epäpuhtauspuolijohteiden sähkönjohtavuuden lämpötilariippuvuus.

5. Epäpuhtauden kaistavälin ja aktivointienergian määrittäminen sähkönjohtavuuden lämpötilariippuvuudesta.

6. Neljän anturin Mittausmenetelmä sähkövastus Puolijohteet: laajuus, sen edut ja haitat.

7. Sähkökentän potentiaalin jakautumisen ongelma anturin lähellä.

8. Laskentakaavan (6) johtaminen.

9. Koejärjestelyn kaavio ja toimintaperiaate.

10. Selitä kokeellisesti saatu riippuvuuskäyrä, miten kaistaväli määritettiin tästä graafista?

Kirjallisuus

1. Pavlov L.P. Puolijohdemateriaalien parametrien mittausmenetelmät: Oppikirja yliopistoille. - M .: Korkeampi. koulu., 1987.- 239 s.

2. Lysov V.F. Työpaja puolijohdefysiikasta. –M .: Valaistus, 1976.- 207 s.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Solid State Electronics: opetusohjelma. yliopisto-opiskelijoille. - M .: Korkeampi. koulu., 1986.- 304 s.

4. Ch. Kittel, Johdatus kiinteän olomuodon fysiikkaan. - M.: Nauka, 1978. - 792 s.

5. Shalimova K.V. Puolijohdefysiikka: Oppikirja lukioille. - M .: Energia, 1971. - 312 s.

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. Elektronisen tekniikan fyysiset perusteet: Oppikirja yliopistoille. - M .: Korkeampi. koulu ., 1982.- 608 s.

Oppitunti 47

Epätasaisen liikkeen nopeuden mittaus

Prikaati __________________

__________________

Laitteet: laite suoraviivaisen liikkeen tutkimiseen, kolmijalka.

Tavoite: Todista, että kaltevalla tasolla suoraviivaisesti liikkuva kappale liikkuu tasaisella kiihtyvyydellä ja löydä kiihtyvyyden arvo.

Oppitunnilla varmistimme esittelykokeen aikana, että jos keho ei kosketa kaltevaa tasoa, jota pitkin se liikkuu (magneettinen levitaatio), niin sen liike kiihtyy tasaisesti. Edessämme on tehtävä ymmärtää, kuinka keho liikkuu, jos se liukuu kaltevaa tasoa pitkin, ts. pinnan ja rungon välissä on kitkavoima, joka estää liikkeen.

Esitetään hypoteesi, että kappale liukuu kaltevaa tasoa pitkin, myös tasaisesti kiihdytettynä, ja tarkistetaan se kokeellisesti piirtämällä liikkeen nopeuden riippuvuus ajasta. Tasaisesti kiihdytetyllä liikkeellä tämä kuvaaja on suora viiva, joka tulee ulos origosta. Jos rakentamaamme kuvaajaa mittausvirheeseen asti voidaan pitää suorana, niin liikettä tutkittavalla polun segmentillä voidaan pitää tasaisesti kiihtyneenä. Muuten se on monimutkaisempi epäyhtenäinen liike.

Nopeuden määrittämiseksi hypoteesimme puitteissa käytämme tasaisesti muuttuvan liikkeen kaavoja. Jos liike alkaa levosta, niin V = klo (1), missä a- kiihtyvyys, t- Matkustusaika V- kehon nopeus kerrallaan t. Tasaisesti kiihdytetylle liikkeelle ilman alkunopeutta, relaatio s = klo 2 /2 , missä s- kehon liikkeen aikana kulkema polku t. Tästä kaavasta a =2 s / t 2 (2) Korvaa (2) kohtaan (1), saamme: (3). Joten kappaleen nopeuden määrittämiseksi tietyssä liikeradan pisteessä riittää mitata sen liike aloituspisteestä tähän pisteeseen ja liikkeen aika.

Virherajojen laskeminen. Nopeus saadaan kokeesta epäsuorien mittausten avulla. Suorilla mittauksilla löydämme polun ja ajan ja sitten kaavan (3) mukaan nopeuden. Kaava nopeusvirherajan määrittämiseksi tässä tapauksessa on: (4).

Saavutettujen tulosten arviointi. Koska etäisyyden ja ajan mittauksissa on virheitä, nopeuden V arvot eivät ole tarkalleen suoralla viivalla (kuva 1, musta viiva). Vastatakseen kysymykseen, voidaanko tutkittua liikettä pitää tasaisesti kiihtyvänä, on tarpeen laskea nopeuden muutoksen virherajat, piirtää nämä virheet kaavioon jokaiselle muuttuneelle nopeudelle (punaiset palkit), piirtää käytävä (katkoviivat) ,

Virherajojen ulkopuolella. Jos tämä on mahdollista, tällaista liikettä tietyllä mittausvirheellä voidaan pitää tasaisesti kiihdytettynä. Koordinaattien origosta tuleva suora (sininen), joka sijaitsee kokonaan tässä käytävässä ja kulkee mahdollisimman läheltä mitattuja nopeuksien arvoja, on nopeuden haluttu riippuvuus ajasta: V = at. Kiihtyvyyden määrittämiseksi sinun on otettava mielivaltainen piste kaaviosta ja jaettava nopeuden arvo tässä pisteessä V 0 ajan t 0:lla: a=V 0 / t 0 (5).

Edistyminen:

1. Kokoamme asennuksen nopeuden määritystä varten. Kiinnitämme ohjainkiskon 18-20 cm korkeuteen Asetamme vaunun kiskon yläosaan ja sijoitamme anturin niin, että sekuntikello käynnistyy sillä hetkellä, kun vaunu lähtee liikkeelle. Toinen anturi sijoitetaan peräkkäin suunnilleen etäisyyksille: 10, 20, 30, 40 cm neljää koetta varten. Tiedot syötetään taulukkoon.

2. Teemme 6 vaunun käynnistystä kutakin toisen anturin asentoa kohden syöttäen joka kerta sekuntikellon lukemat taulukkoon. Pöytä

Nopeus		Nopeus		Nopeus		Nopeus

3. Laskemme antureiden välisen kelkan liikeajan keskiarvon - t vrt.

4. Korvaamalla s:n ja t cf:n arvot kaavaan (3), määritämme nopeudet kohdissa, joihin toinen anturi on asennettu. Tiedot syötetään taulukkoon.

5. Rakennamme kaavion kuljetusnopeuden riippuvuudesta ajasta.

6

Reitin ja ajan mittausvirhe:

∆s= 0,002 m, ∆t=0,01 s.

7. Kaavan (4) avulla löydämme ∆V kullekin nopeusarvolle. Tässä tapauksessa kaavan aika t on t vrt.

8. Löydetyt ∆V:n arvot piirretään kuvaajalle jokaiselle piirretylle pisteelle.

. Rakennamme virhekäytävän ja katsomme putoavatko lasketut nopeudet V siihen.

10. Piirretään koordinaattien origosta virhekäytävään suora V=at ja määritetään kaaviosta kiihtyvyysarvo a kaavan (5) mukaan: a=

Johtopäätös:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Lab #5

Lab #5

Suppenevan linssin optisen tehon ja polttovälin määrittäminen.

Varusteet: viivain, kaksi suorakulmaista kolmiota, pitkä tarkennus suppeneva linssi, hehkulamppu jalustassa korkilla, virtalähde, kytkin, liitäntäjohdot, näyttö, ohjauskisko.

Teoreettinen osa:

Yksinkertaisin tapa mitata linssin taitevoimaa ja polttoväliä on käyttää linssin kaavaa

d on kohteen ja linssin välinen etäisyys

f on etäisyys objektiivista kuvaan

F - polttoväli

Linssin optista tehoa kutsutaan arvoksi

Esineenä käytetään hajavalolla hehkuvaa kirjainta valaisimen korkissa. Tämän kirjeen todellinen kuva saadaan näytöltä.

Kuva on todella ylösalaisin suurennettuna:

Kuva on kuvitteellinen suoraan suurennettuna:

Työn arvioitu edistyminen:

F = 8 cm = 0,08 m

F = 7 cm = 0,07 m

F = 9 cm = 0,09 m

Fysiikan laboratoriotyö nro 3

Fysiikan laboratoriotyö nro 3

11. luokan oppilaat "B"

Alekseeva Maria

Vapaan pudotuksen kiihtyvyyden määritys heilurin avulla.

Laitteet:

Teoreettinen osa:

Vapaan pudotuksen kiihtyvyyden mittaamiseen käytetään erilaisia ​​gravimetreitä, erityisesti heilurilaitteita. Niiden avulla on mahdollista mitata vapaan pudotuksen kiihtyvyys absoluuttisella virheellä luokkaa 10 -5 m/s 2.

Teoksessa käytetään yksinkertaisinta heilurilaitetta - palloa langalla. Pienillä pallokokoilla verrattuna langan pituuteen ja pieniin poikkeamiin tasapainoasennosta, värähtelyjakso on yhtä suuri kuin

Jaksomittauksen tarkkuuden lisäämiseksi on tarpeen mitata aika t heilurin kokonaisvärähtelyn jäännösmäärästä N. Sitten ajanjakso

Ja vapaan pudotuksen kiihtyvyys voidaan laskea kaavalla

Kokeen suorittaminen:

Aseta jalusta pöydän reunalle.

Vahvista rengasta sen yläpäässä kytkimellä ja ripusta siihen pallo langalle. Pallon tulee roikkua 1-2 cm etäisyydellä lattiasta.

Mittaa teipillä heilurin pituus l.

Herätä heilurin värähtelyt kääntämällä palloa sivulle 5-8 cm ja vapauttamalla se.

Mittaa heilurin värähtelyjen aika t 50 useissa kokeissa ja laske t vrt.

Laske ajanmittauksen keskimääräinen absoluuttinen virhe ja syötä tulokset taulukkoon.

Laske vapaan pudotuksen kiihtyvyys kaavalla

Määritä ajanmittauksen suhteellinen virhe.

Määritä suhteellinen virhe heilurin pituuden mittauksessa

Laske suhteellinen mittausvirhe g kaavan avulla

Johtopäätös: Osoittautuu, että vapaan pudotuksen kiihtyvyys heilurilla mitattuna on suunnilleen yhtä suuri kuin vapaan pudotuksen taulukkokiihtyvyys (g \u003d 9,81 m / s 2), jonka kierteen pituus on 1 metri.

Alekseeva Maria, 11 "B"-luokan oppilas kuntosali nro 201, Moskovan kaupunki

Fysiikan opettaja lukion nro 201 Lvovsky M.B.

Laboratorio nro 4

Laboratorio nro 4

Lasin taitekertoimen mittaus

11. luokan "B" oppilaat Alekseeva Maria.

Tavoite: puolisuunnikkaan muotoisen lasilevyn taitekertoimen mittaus.

Teoreettinen osa: lasin taitekerroin suhteessa ilmaan määritetään kaavalla:

Laskutaulukko:

Laskelmat:

n pr1= AE1 / DC1 =34mm/22mm =1,5

n pr2= AE2 / DC2 =22mm/14mm =1,55

Johtopäätös: Lasin taitekertoimen määrittämisen jälkeen voimme todistaa, että tämä arvo ei riipu tulokulmasta.

Lab #6

Laboratoriotyö №6.

Valon aallon mittaus.

Varustus: diffraktiohila, jonka jakso on 1/100 mm tai 1/50 mm.

Asennuskaavio:

1. Pidin.

2. Musta näyttö.

   Kapea pystysuora rako.

Työn tarkoitus: valoaallon kokeellinen määritys diffraktiohilan avulla.

Teoreettinen osa:

Diffraktiohila on joukko erittäin kapeita rakoja, joita erottaa läpinäkymättömiä tiloja.

Lähde

Aallonpituus määritetään kaavalla:

Missä d on hilajakso

k on spektrin järjestys

Kulma, jossa valon enimmäismäärä havaitaan

Diffraktiohilan yhtälö:

Koska kulmat, joissa 1. ja 2. kertaluvun maksimi havaitaan, eivät ylitä 5 , voidaan käyttää niiden tangentteja kulmien sinien sijasta.

Näin ollen

Etäisyys a laskettuna viivainta pitkin arinasta näyttöön, etäisyys b– näytön asteikolla raosta spektrin valittuun viivaan.

Lopullinen kaava aallonpituuden määrittämiseksi on

Tässä työssä aallonpituuksien mittausvirhettä ei arvioida johtuen epävarmuudesta spektrin keskiosan valinnassa.

Työn arvioitu edistyminen:

b = 8 cm, a = 1 m; k = 1; d = 10 - 5 m

(Punainen väri)

d on hilajakso

Johtopäätös: Mitattuamme kokeellisesti punaisen valon aallonpituuden diffraktiohilan avulla, tulimme siihen tulokseen, että sen avulla voit mitata valoaaltojen aallonpituudet erittäin tarkasti.

Oppitunti 43

Oppitunti 43

Kehon kiihtyvyyden mittaus

Prikaati ____________________

____________________

Tutkimuksen tarkoitus: mittaa tangon kiihtyvyys suoraa kaltevaa kourua pitkin.

Laitteet ja materiaalit: kolmijalka, ohjauskisko, vaunu, painot, aika-anturit, elektroninen sekuntikello, vaahtomuovityyny.

Teoksen teoreettinen perustelu:

Määritetään kappaleen kiihtyvyys kaavan mukaan: , jossa v 1 ja v 2 ovat kappaleen hetkelliset nopeudet pisteissä 1 ja 2 mitattuna ajanhetkellä t 1 ja t 2 . Valitse X-akselille ohjauskiskon varrella oleva viivain.

Edistyminen:

1. Valitsemme viivaimesta kaksi pistettä x 1 ja x 2, joissa mitataan hetkelliset nopeudet ja syötetään niiden koordinaatit taulukkoon 1.

Pöytä 1.

X-akselin pisteet hetkellisen nopeuden mittaamiseen		Δx 1 \u003d x ' 1 - x 1 Δх 1 = cm				Δx 2 \u003d x ' 2 - x 2 Δх 2 = cm
Aikavälien määritelmä	Δt 1 \u003d t ’ 1 - t 1 Δ t 1 = c			Δt 2 \u003d t ’ 2 - t 2 Δ t 2 = c
Hetkellisen nopeuden määritys	v 1 \u003d Δx 1 / Δt 1 v 1 = neiti		v 2 \u003d Δx 2 / Δt 2 v 2 = neiti		Δ v= neiti
Nopeuden mittauspisteiden välisen aikavälin määrittäminen	Δ t= kanssa
Vaunun kiihtyvyyden määrittäminen

2. Valitse viivainpisteistä x ’ 1 ja x ’ 2 hetkellisten nopeuksien mittausvälien päätepisteet ja laske segmenttien pituudet Δх 1 ja Δх 2 .

3. Asenna ajanmittausanturit ensin pisteisiin x 1 ja x ' 1, käynnistä vaunu ja tallenna mitattu aikaväli vaunun kulkua varten anturien välillä Δ t 1 pöytään.

4. Toista mittaus intervallille Δ t 2 , aika, jonka vaunu kulkee pisteiden x 2 ja x ' 2 välillä, asettamalla anturit näihin kohtiin ja käynnistämällä vaunun. Tiedot syötetään myös taulukkoon.

5. Määritä hetkelliset nopeudet v 1 jav 2 pisteissä x 1 ja x 2 sekä nopeuden muutos pisteiden välillä Δ v, tiedot syötetään taulukkoon.

6. Määritä aikaväli Δ t\u003d t 2 - t 1, jonka vaunu käyttää pisteiden x 1 ja x 2 välisen segmentin ohitukseen. Tätä varten asetamme anturit pisteisiin x 1 ja x 2 ja käynnistämme vaunun. Sekuntikellon näyttämä aika syötetään taulukkoon.

7. Laske vaunun kiihtyvyys a kaavan mukaan. Laitamme tuloksen taulukon viimeiselle riville.

8. Päättelemme, minkälaisen liikkeen kanssa olemme tekemisissä.

Johtopäätös: __________________________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Puramme asennuksen huolellisesti, luovutamme työt ja lähdemme luokasta onnistuneena ja arvokkaasti.

Fysiikan laboratoriotyöt №7

11. luokan "B" oppilaat Sadykova Maria

Jatkuvien ja viivaspektrien havainnointi.

Laitteet: projektori, spektriputket vedyllä, neonilla tai heliumilla, korkeajännitekela, virtalähde, kolmijalka, liitäntäjohdot, lasilevy viisteillä reunoilla.

Tavoite: tarkkaile (kokeellisesti) jatkuvaa spektriä, neonia, heliumia tai vetyä tarvittavilla laitteilla.

Edistyminen:

Asetamme levyn vaakasuoraan silmän eteen. Reunojen läpi tarkkailemme näytöllä kuvaa projisointilaitteen liukuvasta raosta. Näemme tuloksena olevan jatkuvan spektrin päävärit seuraavassa järjestyksessä: violetti, sininen, syaani, vihreä, keltainen, oranssi, punainen.

Tämä spektri on jatkuva. Tämä tarkoittaa, että kaikki aallonpituudet ovat edustettuina spektrissä. Siten havaitsimme, että jatkuvat spektrit antavat kappaleita, jotka ovat kiinteässä tai nestemäisessä tilassa, sekä voimakkaasti puristettuja kaasuja.

Näemme monia värillisiä viivoja erotettuina leveillä tummilla raidoilla. Viivaspektrin läsnäolo tarkoittaa, että aine emittoi vain tietyn aallonpituuden valoa.

Vetyspektri: violetti, sininen, vihreä, oranssi.

Kirkkain on spektrin oranssi viiva.

Heliumspektri: sininen, vihreä, keltainen, punainen.

Kirkkain on keltainen viiva.

Kokemuksemme perusteella voimme päätellä, että viivaspektrit antavat kaikki kaasumaisessa tilassa olevat aineet. Tässä tapauksessa valoa säteilevät atomit, jotka eivät käytännössä ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Eristetyt atomit lähettävät tiukasti määriteltyjä aallonpituuksia.

Oppitunti 37

Oppitunti42 . Laboratoriotyö №5.

Sähkömagneetin voimakkuuden riippuvuus virran voimakkuudesta

prikaati ___________________

___________________

Tavoite: Määritä sähkömagneetin kelan läpi kulkevan virran voimakkuuden ja sen voiman välinen suhde, jolla sähkömagneetti vetää puoleensa metalliesineitä.

Laitteet ja materiaalit: ydinkela, ampeerimittari, säädettävä vastus (reostaatti), dynamometri, virtalähde, naula, liitäntäjohdot, jakoavain, kolmijalka pidikkeellä, metalliteline magneettiosille.

X työ od:

1. Kokoa kuvan mukainen asennus. Kiinnitä pidikkeen kieleke jalustan yläosaan. Kiinnitä dynamometrin yläosa pitimeen kuvan mukaisesti. Sido lanka kynteen niin, että se menee kynnen terävän pään syvennykseen eikä irtoa siitä. Tee langan vastakkaiselle puolelle silmukka ja ripusta naula dynamometrin koukkuun.

Kirjaa dynamometrin lukemat. Tämä on naulan paino, tarvitset sitä magneetin voimakkuutta mittaaessasi:

3. Kokoa kuvan mukainen sähköpiiri. Älä kytke virtaa päälle ennen kuin opettaja on tarkistanut oikean kokoonpanon.

4. Sulje avain ja pyörittämällä reostaattia maksimivasemmalta maksimioikealle asennosta määritä piirin virran muutoksen alue.

Nykyinen muuttuu arvosta ___A arvoon ____A.

5. Valitse kolme nykyistä arvoa, suurin ja kaksi pienempää, ja syötä

Ne taulukon toisessa sarakkeessa. Teet kolme koetta kullakin nykyisellä arvolla.

6. Sulje piiri ja aseta ampeerimittari reostaatilla ensimmäiseen valitsemaasi virta-arvoon.

7. Kosketa kelan ydintä dynamometrissä roikkuvan naulan päähän. Naula tarttui ytimeen. Laske kela pystysuoraan alas ja seuraa dynamometrin lukemia. Merkitse muistiin dynamometrin lukema kelan katkeamishetkellä ja kirjoita se sarakkeeseen F 1 .

8. Toista koe vielä kaksi kertaa tällä virranvoimakkuudella. Syötä sarakkeisiin F 2 ja F 3 dynamometrin voima-arvot naulan repeytymishetkellä. Ne voivat poiketa hieman ensimmäisestä mittausvirheiden vuoksi. Etsi kelan keskimääräinen magneettinen voimakkuus kaavalla F cp \u003d (F 1 + F 2 + F 3) / 3 ja kirjoita sarake "Keskimääräinen voimakkuus".

9. Dynamometri näytti voima-arvon, joka oli yhtä suuri kuin naulan painon ja käämin magneettisen voiman summa: F = P + F M . Tästä syystä kelan lujuus on F M \u003d F - P. Vähennä naulan P paino F cp:stä ja kirjoita tulos "Magneettinen voima" -sarakkeeseen.

Määrä	Nykyinen minä, A	Dynamometrin lukemat F, N			Keskimääräinen voima F cp , N	Magneettinen voima FM,N

10. Toista kokeet kahdesti muilla virroilla ja täytä taulukon loput solut.

I,A 1. Piirrä magneettinen voima F M nykyisestä voimasta minä.

nopeus Laitteet ... laboratoriotyö Uusi laboratorioTyö Teema 4 laboratorioTyö №6. Mittaus luonnollinen...

Avdeeva tutkimustyö ekologian käyttöönotosta

Väitöskirjan abstrakti

Arviot nopeus veden virtaus pidätettäväksi mitatnopeus vesivirrat Laitteet: ... työpaja, päällä oppitunteja Maantiede luokka 7 as laboratoriotyö”… autojen tutkimukselle on ominaista merkittävä epäsäännöllisyys tilassa ja ajassa...

Fysiikan oppitunnin luonnos 8. luokalla

Aihe: Laboratoriotyö "Sähkölampun virran tehon ja työn mittaus."Oppitunnin tavoitteet : 1. Muodostaa opiskelijoiden käytännön taitoja työskennellä sähköpiirit. 2. Kehittää kognitiivisia prosesseja: muistia, loogista ajattelua - johtopäätösten rakentamisen kautta, huomiokykyä - kyvyn kautta analysoida, tehdä johtopäätöksiä, tehdä yhteenvetoa käytännön työssä ja ongelmien ratkaisussa. 3. Anna jokaiselle opiskelijalle mahdollisuus tuntea potentiaalinsa.

TUTKIEN AIKANA

minä Tiedon toteuttaminen, tavoitteiden asettaminen. Asetetaan tavoite niin tämän oppitunnin jälkeenhelposti kuka tahansa voi mitataminä, jaU, laske sähkövirran työ ja teho.Tänään selvitämme sähkövirran työn ja tehon. Jokainen työskentelee omaan tahtiinsa, joten joku pystyy tekemään vähemmän, joku enemmän, mutta laboratorio on pakollinen kaikille.Edistysraportti arvioidaan. Toisto, valmistautuminen laboratoriotöihin.

1. Mikä on sähkövirran työ? Miten se voidaan laskea? Millä yksiköillä se mitataan? Mikä on sähkövoima? Miten se voidaan laskea? Millä yksiköillä se mitataan? Mitä menetelmiä fyysisten suureiden mittaamiseen tiedät? Miten suosittelisitte virran ja jännitteen mittaamista? Kuinka kytket ampeerimittarin ja volttimittarin piiriin?

Joten hahmotellaan suunnitelma työn toteuttamiselle. Arvioitu opiskelijan vastaus: - Piirrä kaavio sähköpiiristä. - Kokoa sähköpiiri kaavion mukaan. – Mittaa virta ja jännite. - Laske kaavat työn ja virran teholle. - Laske teho hehkulampun pohjassa olevista lukemista. – Vertaa laskelmia kahdessa tapauksessa.

II. Toistamme käyttäytymissäännöt laboratoriotunnilla, jonka jälkeen allekirjoitamme turvallisuuspäiväkirjaan.

I N S T R U K T I A

turvassa fysiikan luokkahuoneeseen

Ole varovainen ja kurinalainen, noudata tarkasti opettajan ohjeita.

Älä aloita työtä ilman opettajan lupaa.

Sijoita laitteet, materiaalit, laitteet työpaikallesi siten, että ne eivät putoa tai kaatu.

Ennen työn suorittamista on tarpeen tutkia huolellisesti sen sisältö ja edistyminen.

Estä putoaminen kokeiden aikana kiinnitä lasiesineet jalustan jalkaan.

Kun suoritat kokeita, älä salli mittauslaitteiden enimmäiskuormia. Ole erityisen varovainen, kun työskentelet lasiesineiden kanssa. Älä poista lämpömittareita jähmettyneistä koeputkista.

Tarkista kaikkien laitteiden ja kiinnittimien kiinnikkeiden huollettavuus. Älä koske koneen pyöriviin osiin tai nojaa niiden päälle.

Käytä kokeellisia kokoonpanoja koottaessa johtoja, joissa on vahva eristys ilman näkyviä vaurioita.

Sähköpiiriä koottaessa tulee välttää johtojen risteytymistä, on kiellettyä käyttää johtimia, joissa on kulunut eristys ja avoimet kytkimet.

Kytke virtalähde sähköpiiriin viimeisenä. Kytke koottu piiri päälle vasta tarkastuksen jälkeen ja opettajan luvalla.

Älä koske virtapiirien jännitteisiin osiin, joissa ei ole eristystä. Älä kytke virtapiirejä uudelleen tai vaihda sulakkeita ennen kuin virtalähde on irrotettu.

Varo koskettamasta vahingossa sähkökoneiden pyöriviä osia käytön aikana. Älä tee uudelleenkytkentöjä koneiden sähköpiireihin ennen kuin koneen ankkuri tai roottori on pysähtynyt kokonaan

III. Näytöllä on mahdollinen suunnitteluvaihtoehto opiskelijoiden käyttöön.

Lab #7

"Sähkölampun virran tehon ja työn mittaaminen"

Tavoite: Opi määrittämään lampun tehon ja virran toiminta ampeerimittarilla, volttimittarilla ja kellolla . Laitteet ja materiaalit: virtalähde, pienjännitelamppu telineessä, volttimittari, ampeerimittari, avain, liitäntäjohdot, kello sekuntiosoittimella. Työkaavat: P = U Xminä A = P Xt .
Työn loppuun saattaminen1 .Kokoon ketjun kaavion mukaan:
2. Mittaan lampun jännitteen volttimittarilla : U = B3. Mittaan virran ampeerimittarilla: minä = A4. Lasken lampun virran tehon: P = W. 5. Huomaan lampun syttymis- ja sammutusajan: t = 60 c . Määritä lampun virran toiminta sen palamisen ja tehon aikana : A = J. 6. Tarkistan, vastaako vastaanotettu tehoarvo lampussa ilmoitettua tehoa. Lampun tehollaP = U Xminä = ti Kokeessa = ti Johtopäätös: lampun teho on W, virran tekemä työ minuutissa \u003d J. Lampussa ilmoitettu teho ja kokeessa saatu teho eivät täsmää, koska
IV. Ongelmanratkaisu (niille, jotka pystyvät käsittelemään sitä aikaisemmin):
1. Kun lanka vedettiin vetokoneen läpi, sen pituus kasvoi 3 kertaa (samalla tilavuudella). Kuinka monta kertaa langan poikkileikkauspinta-ala ja resistanssi muuttuivat tässä tapauksessa? Vastaus: Pinta-ala pieneni 3 kertaa ja vastus kasvoi 9 kertaa.
2. Siinä on kaksi samanpituista kuparijohtoa. Ensimmäisen langan poikkipinta-ala on 1,5 kertaa suurempi kuin toisen. Missä johdossa virran voimakkuus on suurempi ja kuinka monta kertaa samalla jännitteellä? Vastaus : AT 1 lanka, virran voimakkuus on 1,5 kertaa suurempi, koska. tämän johdon vastus on pienempi.
3. Kahdella johdolla - alumiinilla ja kuparilla - on sama poikkileikkauspinta-ala ja vastus. Kumpi lanka on pidempi ja kuinka paljon? (kuparin ominaisvastus on 0,017 ohm mm 2 /m ja alumiinin 0,028 ohm mm 2 /m) Vastaus: Kuparilanka on 1,6 kertaa pidempi, koska kuparin ominaisvastus on 1,6 kertaa pienempi kuin alumiinin.

Yhteenveto oppitunnista:

1. Mikä oli henkilökohtainen tavoitteesi? Onko se saavutettu? Arvioi työsi luokassa.

Laboratoriotyöt 8 Sähkölampun virran tehon ja työn mittaus Työn tarkoituksena on oppia määrittämään lampun virran teho ja toiminta ampeerimittarilla, volttimittarilla ja kellolla. Laitteet - akku, avain , pienjännitelamppu jalustassa, ampeerimittari, volttimittari, liitäntäjohdot, sekuntikello.

Teoria Kaava virran työn laskemiseksi A= IUt Kaava virran tehon laskemiseksi P= IU tai P= Jakoarvo = ___= A ampeerimittarin jakoarvo =___= V volttimittarin P teoria. =U-teoria. minä teoria. / laskettu lampun pohjassa olevista U- ja I-arvoista / Sähkökytkentäkaavio

Laskelmat: A= P = A teoria. = P-teoria. = Johtopäätös: Tänään laboratoriotyössä opin määrittämään lampun virran tehon ja työn ampeerimittarilla, volttimittarilla ja sekuntikellolla. Laskettu (a) virran työn ja hehkulampun tehon arvot: A \u003d J R \u003d W (osoita fyysisten suureiden erityiset kokeelliset arvot). Laskettu myös (a) hehkulampun virran ja tehon teoreettiset arvot: A teoria. = J R teoria. \u003d W Työn kokeelliset arvot ja lampun virtateho (suunnilleen) ovat samat kuin lasketut teoreettiset arvot. Siksi laboratoriotyötä tehtäessä tehtiin pieniä mittausvirheitä. (Saadut kokeelliset arvot lampun työn ja virran tehosta eivät täsmää laskettujen teoreettisten arvojen kanssa. Siksi laboratoriotyössä tehtiin merkittäviä satunnaismittausvirheitä.)

Laboratoriotyö nro 8 "Vapaan pudotuksen kiihtyvyyden mittaus heilurilla."

Työn tarkoitus: laskea vapaan pudotuksen kiihtyvyys kaavasta matemaattisen heilurin värähtelyjaksolle:

Tätä varten on tarpeen mitata värähtelyjakso ja heilurin jousituksen pituus. Sitten kaavasta (1) voimme laskea vapaan pudotuksen kiihtyvyyden:

Mittaus:

1) kello, jossa on sekuntiosoitin;

2) mittanauha (Δl = 0,5 cm).

Materiaalit: 1) pallo, jossa on reikä; 2) lanka; 3) kolmijalka kytkimellä ja renkaalla.

Työmääräys

1. Aseta jalusta pöydän reunalle. Vahvista rengasta sen yläpäässä kytkimellä ja ripusta pallo siitä langalle. Pallon tulee roikkua 3-5 cm etäisyydellä lattiasta.

2. Siirrä heiluri tasapainoasennosta 5-8 cm ja vapauta se.

3. Mittaa ripustimen pituus mittanauhalla.

4. Mittaa aika Δt 40 täydellistä värähtelyä (N).

5. Toista Δt:n mittaukset (muuttamatta kokeen olosuhteita) ja selvitä Δt:n keskiarvo vrt.

6. Laske värähtelyjakson T avg keskiarvo Δt avg:n keskiarvosta.

7. Laske g cp:n arvo kaavalla:

8. Syötä tulokset taulukkoon:

Määrä	l, m	N	Δt, s	Δtav, s

9. Vertaa saatua g cp:n keskiarvoa arvoon g = 9,8 m/s 2 ja laske suhteellinen mittausvirhe kaavalla:

Fysiikkaa opiskellessa jouduttiin usein käyttämään maan pinnalla tapahtuvan vapaan pudotuksen kiihtyvyyden arvoa tehtävien ratkaisussa ja muissa laskelmissa. Otit arvon g \u003d 9,81 m / s 2, eli sillä tarkkuudella, joka on aivan riittävä laskelmillesi.

Tämän laboratorion tarkoituksena on määrittää kokeellisesti vapaan pudotuksen kiihtyvyys heilurin avulla. Matemaattisen heilurin T = värähtelyjakson kaavan tunteminen

g:n arvo voidaan ilmaista suureina, jotka voidaan helposti määrittää kokeella ja laskea g jollain tarkkuudella. Ilmaista

missä l on jousituksen pituus ja T on heilurin värähtelyjakso. Heilurin värähtelyjakso T on helppo määrittää mittaamalla aika t, joka tarvitaan tiettyyn määrään N heilurin täydellistä värähtelyä

Matemaattinen heiluri on ohuesta venymättömästä langasta ripustettu paino, jonka mitat ovat paljon pienemmät kuin langan pituus ja massa on paljon suurempi kuin langan massa. Tämän kuorman poikkeama pystysuorasta tapahtuu äärettömän pienessä kulmassa, eikä siinä ole kitkaa. Todellisissa olosuhteissa kaava

on likimääräinen.

Harkitse tällaista runkoa (meidän tapauksessamme vipua). Siihen vaikuttaa kaksi voimaa: kuormien P paino ja voima F (dynamometrin jousen kimmoisuus), niin että vipu on tasapainossa ja näiden voimien momenttien on oltava absoluuttisesti keskenään samat. Voimien F ja P momenttien absoluuttiset arvot määritetään vastaavasti:

Laboratorio-olosuhteissa voit käyttää jonkin verran tarkkuutta mittaamaan pientä, mutta massiivista metallipalloa, joka on ripustettu 1-1,5 m pitkälle kierteelle (tai pidemmälle, jos tällainen ripustus voidaan sijoittaa) ja kääntää sitä pienessä kulmassa. Työn kulku käy täysin selväksi sen kuvauksesta oppikirjassa.

Mittaustyökalut: sekuntikello (Δt = ±0,5 s); viivain tai mittanauha (Δl = ±0,5 cm)