 |
|
Порядок действий в лаборатории и Методика измерений
Механика и молекудярная физика
Лабораторный практикум
Челябинск
Издательство ЮУрГУ
УДК 531(075.8) + 539.1(075.8)
Б597
Одобрено
учебно-методической комиссией филиала ЮУрГУ в г. Златоусте
Рецензенты:
Г.Ф.Путин, В.Ф.Юдаев
| Б597 | Биглер, В.И. Механика и молекулярная физика: лабораторный практикум / В.И. Биглер. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. – 52 с. |
| Пособие является руководством при выполнении лабораторных работ по первой части курса общей физики. Содержит описание 7 лабораторных работ по механике, молекулярной физике и термодинамике. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 140400, 151900, 230100, 100100, 270800, 151400, степень подготовки 62 – бакалавр. |
УДК 531(075.8) + 539.1(075.8)
ã Издательский центр ЮУрГУ, 2011
Предисловие к третьему изданию
За время, прошедшее с момента выхода второго издания [1] (2001 г.), в лаборатории сменилось оборудование, модернизированы лабораторные установки, поставлена новая лабораторная работа по изучению законов сохранения при столкновениях тел.
Внешним фактором, потребовавшим изменения содержания лабораторного практикума, явилось существенное снижения уровня математической подготовки абитуриентов вследствие бесконечных реформ в сфере общего среднего образования. Поэтому пришлось расширить вводный раздел, посвящённый правилам приближённого счёта, графикам наиболее употребительных функций, аналитической и графической обработке результатов измерений, правилам оформления отчётов по лабораторным работам. Описания методик дополнены конкретными числовыми примерами их применения.
Также более подробно изложены теоретические основы проводимых экспериментов, детализированы и конкретизированы действия, которые нужно выполнить студенту для достижения целей, заявленных в начале описания каждой лабораторной работы.
ВВЕДЕНИЕ
Какова цель лабораторной практики в высшем учебном заведении? Таких целей несколько. Лабораторные работы позволяют:
· проиллюстрировать теоретические положения физики;
· познакомиться с приборами;
· приобрестиопытвпроведении экспериментов;
· научиться обрабатывать и анализировать результаты измерений.
Каждая из этих целей важна и сама по себе, но в целом лабораторный практикум может дать нечто большее. Он может дать представление о том, каков общий метод физики.
Физика – эта одна из тех наук, цель которых – познание природы. Когда физик сталкивается с каким-либо явлением природы, он старается выделить те особенности явления, которые ему кажутся самыми важными. Затем, обобщая то, что выделил, строит теорию, из которой следуют те или иные выводы. Выводы же проверяются путем эксперимента. Но теоретические выводы относятся к идеализированной или упрощенной ситуации. Чтобы их проверить, нужно создать такую упрощённую ситуацию в сложном, полном хаоса окружающем мире, что не всегда легко сделать.
На лекциях вам преподносят теорию. При этом рассматриваются те стороны реального мира, которые существующая теория считает самыми важными. Может получиться так, что ваше познание природы ограничится только этими сторонами и вы будете уверены, что это и есть весь реальный мир, а не отдельные его стороны. К тому же в такой картине мира всё столь хорошо увязано, что легко утратить представление о том, какие усилия потребовались человеческому гению для её создания. Самое лучшее лекарство от такой болезни – идти в лабораторию и там убедиться в сложности реального мира.
Занимаясь экспериментами, вы узнаете, как трудно бывает проверить теорию, измерить именно то, что хотите, а не что-то иное, и научитесь преодолевать такие трудности. Но кроме всего прочего, у вас появится взгляд на физику в целом, на взаимоотношение между теорией и экспериментом, которое составляет главное содержание предмета.
Общие Рекомендации
Для успешного освоения курса физики необходимо систематически и последовательно прорабатывать конспект лекций и выполнять домашние задания, то есть решать задачи, и оформлять лабораторные отчёты по выполненным измерениям.
Выполнение лабораторной работы включает три этапа:
· получение допуска (проверка знаний по теории, по методике проведения измерений, по обработке данных, полученных при измерениях);
· выполнение измерений;
· оформление отчёта по установленной форме (приложение 1) и его сдача на проверку через неделю (не позже!) после выполнения измерений. Без предъявления отчёта к следующей лабораторной работе студент не допускается!
Первые два пункта выполняются на лабораторном занятии, а подготовка к допуску и оформление отчёта – в часы самостоятельной работы. (Напоминаем, что на самостоятельную работу планируется не меньше времени, чем на аудиторные занятия.)
Измерения проводятся после получения допуска у преподавателя и с разрешения руководителя (лаборанта) в лаборатории. Результаты измерений заносятся чернилами (пастой) в личный черновик с заранее заготовленными таблицами. В заголовке черновика – фамилия студента, номер группы, название лабораторной работы, отметка о допуске и дата выполнения измерений. По окончании измерений черновик нужно предъявить руководителю для получения удостоверяющей подписи. Исправления в подписанном черновикене допускаются!
Отчёт выполняется на двойном тетрадном листе вручную каждым студентом самостоятельно строго по указаниям в описании лабораторной работы и только по своим измерениям. Все расчёты – в единицах системы СИ. В отчёт вкладывается заверенный черновик (без черновика отчёт не проверяется!). Выполненные (на миллиметровке!) графики прикрепляются к отчёту. Форма и образцы отчётов представлены на планшетах в лаборатории.
Отчёты с ошибками возвращаются студенту с указаниями места и смысла ошибок. На их исправление в отчёте даётся ещё одна неделя. Принятые отчёты не возвращаются!
Если по вине студента отчёт не принят в течение этого срока (две недели!), то результаты измерений аннулируются и студенту предоставляется возможность вновь выполнить лабораторную работу (все три этапа!) в дополнительно оплаченное время(каждая лабораторная работа – 2 часа). Пропущенные и просроченные лабораторные работы выполняются в конце семестра группами не более 8–9 человек.
Зачёт в конце семестра получают студенты, выполнившие все лабораторные работы и удовлетворительно написавшие контрольные работы.
Помните! Только систематическое, своевременное и самостоятельное выполнение всех заданий гарантирует успех и предотвращает опасность попадания в непочётную категорию «хвостистов»!
Порядок действий в лаборатории и Методика измерений
Получив допуск, студент идёт в лабораторию, показывает лаборанту черновик с допуском, получает измерительные приборы и принадлежности, а также напечатанную инструкцию по проведению измерений и осваивается на указанном лаборантом рабочем месте. Чтобы работа в лаборатории была оперативной, точной и успешной, рекомендуем придерживаться следующего порядка действий.
1. Внимательно прочитать инструкцию, сопоставляя текст и рисунки с реальной лабораторной установкой.
2. Определить и записать в черновик абсолютные погрешности используемых в лабораторной работе измерительных приборов.
3. Следуя инструкции, собрать установку (электрическую схему), подготовить её к измерениям, разместив приборы наиболее удобным образом. После проверки лаборантом или преподавателем включить приборы и провести пробные измерения под наблюдением лаборанта.
4. Получить у руководителя работ конкретные указания на рабочем месте и начать измерения. Измерения следует делать тщательно и самостоятельно, не доверяя эту важную процедуру «помощникам».
5. Результаты прямых измерений нужно аккуратно и разборчиво записывать в соответствующие таблицы черновика. Записи следует делать чернилами (не карандашом!), избегая исправлений и не округляя показания приборов.
6. По окончании измерений отключить приборы от напряжения питания и, не разбирая установку, представить свой черновик с результатами измерений преподавателю или лаборанту для подписи, удостоверяющей факт выполнения измерений.
7. Получив удостоверяющую подпись, разобрать схему, сдать оборудование лаборанту и навести порядок на своём рабочем месте.