Файл: Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных работ и практических занятий специальность 21. 02. 01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.docx

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №23

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА
Цель работы: научиться на практике рассчитывать показатель преломления стекла.

Оборудование

1. 
   Стеклянная пластинка с двумя параллельными гранями.
   
2. 
   Транспортир.
   
3. 
   Линейка.
   
4. 
   Два цветных карандаша.
   
5. 
   Таблица синусов.
   

Теория

Изменение скорости и направления распространения света на границе разде­ла двух прозрачных сред различной оптической плотности называют преломлением света. При этом свет меняет свое направление. Преломление света подчиняется следующим законам'.

Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина посто­янная для двух данных сред и называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой:

n = sin α / sin β (1)

Луч падающий и луч преломленный, а также перпендикуляр, проведенный через точку падения луча к границе двух сред, лежат в одной плоскости.

Порядок выполнения работы

1. 
   На листе тетради провести две параллельные линии разного цвета на расстоянии 0,5-1,5 см друг от друга.
   
2. 
   Положить на эти линии плоскопараллельную пластинку так, чтобы линии входили в одну из параллельных граней.
   
3. 
   Поворачивать пластинку так, чтобы начало одной цветной линии совпало с про­должением линии другого цвета.
   
4. 
   Обвести параллельные грани пластинки, это и будет граница раздела двух сред (см. рисунок1).
   

5. 
   Снять пластинку с листа бумаги, прочертить ход преломленного луча в пластинке.
   
6. 
   Провести перпендикуляр к границе раздела двух сред «воздух-стекло» через точку падения светового луча (к одной из параллельных граней).
   
7. 
   Отметить и измерить транспортиром угол падения светового луча.
   
8. 
   Отметить и измерить транспортиром угол преломления светового луча.
   
9. 
   По формуле (1) вычислить показатель преломления стекла.
   

10. 
    Всего проделать 3 таких опыта, меняя расстояния между двумя разноцветными линиями.
    
11. 
    Рассчитать абсолютную погрешность вычислений для каждого опыта
    

---

Δn= | n _табл-n| , где для стекла n _табл ⁼ 1,5

12. Рассчитать относительную погрешность вычислений для каждого опыта.

δn= Δn ^.100% /nтабл

13. Результаты измерений и вычислений записать в отчет по лабораторной работе.

Контрольные вопросы

Вариант 1

1. 
   Чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного показа­
   теля?
   
2. 
   На чем основано явление рефракции в атмосфере⁷
   
3. 
   Почему, сидя у костра, мы видим предметы по другую сторону костра колеблю­
   щимися?
   
4. 
   Показатель преломления алмаза 2,4. Чему равна скорость света в алмазе?
   
5. 
   Почему изменяется направление луча света при его переходе из одной прозрачной
   среды в другую?
   

Вариант 2

1. 
   В чем сущность явления преломления света и какова причина этого явления?
   
2. 
   В каких случаях свет на границе раздела двух прозрачных сред не преломляется?
   
3. 
   Покажите на чертеже ход луча и стекла в воду?
   
4. 
   Что можно сказать о длине и частоте светового луча при переходе его из воздуха в алмаз?
   
5. 
   Показатель преломления воды 1,33. Чему равна скорость света в воде?
   

Рекомендуемая литература

1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.222-225)

2.Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 261-262)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 24

НАБЛЮДЕНИЕ СПЛОШНОГО И ЛИНЕЙЧАТОГО СПЕКТРОВ

Цель работы: научиться наблюдать спектры испускания веществ.

Оборудование

1. 
   Спектроскоп.
   
2. 
   Люминесцентная лампа.
   
3. 
   Спектральные трубки.
   
4. 
   Источник тока.
   
5. 
   Цветные карандаши.
   

Теория

Если узкий пучок света направить на трехгранную стеклянную призму, а на пути прошедших через призму лучей поместить экран, то на экране можно видеть цветную полоску радуги - спектр. Спектром называют совокупность монохромати­ческих цветов, расположенных в определенном порядке. Причина наблюдаемого явления состоит в том, что лучи света в вакууме имеют одинаковую скорость "с", а в другой среде их скорость неодинакова и зависит от частоты колебаний. Так как ко­

---

эффициент преломления n=c/v зависит от скорости-распространения световых волн, то лучи разных частот преломляются по-разному. Наблюдать спектр можно с по­мощью спектроскопа, В зависимости от природы источника света получают сплош­ной спектр и спектр поглощения. Сплошной спектр дают светящиеся твердые и жидкие тела, а также плотный газ. Линейчатый спектр дают светящиеся пары и га­зы. Спектр поглощения образуется при прохождении светового потока через газо­вую среду.

В данной наблюдение спектров испускания различных веществ производится с помощью спектроскопа.

Порядок выполнения работы

Наблюдение сплошного спектра.

1. Пронаблюдать спектр дневного света и спектр люминесцентной лампы дневного света, приблизив окуляр спектроскопа к глазу.

2.Зарисовать спектры, сохранив последовательность расположения основных цве­тов спектра и яркость отдельных участков.

Наблюдение линейчатого спектра.

1. 
   Направить щель спектроскопа параллельно щели спектральной трубки.
   
2. 
   Рассмотреть спектры газов, отметить характерные для них цветные линии, расположенные на некотором расстоянии друг от друга.
   

3. Зарисовать спектры, сохраняя наблюдаемые в них цвета линий и относительное расстояние между ними.

Сделать выводы по каждому наблюдению и подпись к каждому спектру, в ко­торой отметить вид спектра и вещества.

Контрольные вопросы

Вариант 1

1. 
   Какова причина разложения белого света призмой?
   
2. 
   Будут ли изменяться частота и длина световой волны при переходе зеленого света
   из воздуха в воду •
   
3. 
   Почему спектр, полученный с помощью призмы, применяют в основном для изучения состава коротковолнового излучения, а длинноволновое излучение анализируют с помощью дифракционного спектра?
   
4. 
   Почему при уменьшении напряжения "световая отдача" ламп накаливания
   уменьшается и свечение приобретает красный оттенок?
   
5. 
   Электрическую лампу накаливают постепенно. Какие изменения в спектре лампы
   при этом наблюдаются?
   

Вариант 2

1. 
   Как объяснить происхождение линейчатых спектров?
   
2. 
   В чем отличия дифракционного и дисперсионного спектров?
   
3. 
   Почему стеклянная призма непригодна для получения спектров инфракрасного и ультрафиолетового излучения? Какие призмы нужны для этих двух случаев?
   
4. 
   Что можно узнать о составе сплава по яркости спектральных линий в его спектре?
   
5. 
   По каким спектрам можно производить спектральный анализ?
   

---

Рекомендуемая литература

1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.237-240)

2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 294-295)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №25

ИЗУЧЕНИЕ ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПО ГОТОВЫМ

ФОТОГРАФИЯМ

Цель работы

1. 
   Ознакомиться с одним из методов изучения заряженных частиц. 2.Закрепить и углубить знания по теме « Элементарные частицы».
   

Оборудование

1.Фотографии или рисунки косых столкновений частиц.

2.Транспортир.

3.Линейка.

4.Тонко заточенный карандаш.

Теория

В результате нецентрального (косого) соударения двух элементарных частиц каждая разделяется по траектории, выходящей из одной точки, поэтому образуется "вилка".



На рис. 1 показана импульсная диаграмма такого взаимодействия движущейся час­тицы и неподвижной. Здесь

М - масса движущейся частицы;

v , v₁ - скорость движущейся частицы до и после взаимодействия;

m- масса неподвижной частицы;

u - скорость движения неподвижной частицы после взаимодействия;


θ - угол рассеяния;

φ - угол отдачи;

М v и М v₁ - векторы импульсов налетающей частицы до и после взаимо­действия;

mu - вектор импульса неподвижной частицы после взаимодействия; Используя закон сохранения энергии и теорему синусов можно вывести соотношение:
M / m = sin (θ + 2 φ) / sin θ (1)
позволяющее решить ряд задач по трекам частиц на готовых фотографиях.
Порядок выполнения работы

1.Используя рисунок (фотографию), скопировать его на прозрачную бумагу, при­крепить в тетрадь скопированный трек налетающей частицы и продолжить его тон­кими линиями.

2. 
   Начертить прямолинейные участки треков взаимодействующих частиц, сохранив углы рассеяния θ и отдачи φ. Отметить эти углы и измерить транспортиром.
   
3. 
   Записать массу m или М известной частицы в а.е.м. и, используя формулу (1), вычислить массу неизвестной частицы .
   
4. 
   Зная массу и используя таблицу " Периодическая система элементов ", определить ядром какого атома является неизвестная частица. Назвать эту частицу.
   
5. 
   Результаты измерений записать в таблицу 1.
   

---

Таблица 1

№	θ	φ	M (а.е.м.)	m (а.е.м.)	Вид частицы

Контрольные вопросы

Вариант 1

1. 
   Что вам известно о протоне?
   
2. 
   Дайте определение атомной единицы массы. Укажите ее соотношение с
   

кило­граммом.

3. 
   Как узнать ядро какого атома приобретает большую кинетическую энергию после столкновения?
   
4. 
   По какому принципу частицы делят на адроны и лептоны?
   
5. 
   Какими частицами обмениваются нуклоны в ядре при взаимодействиях?
   

Вариант 2

1.Что вам известно об α- частице?

2. Какие частицы относятся к нуклонам?

3.По какой схеме распадается свободный нейтрон? Каково время его жизни?

4.Какой заряд и массовое число имеет электрон? Его обозначение в ядерных реак­- циях?

5.Какие законы сохранения действуют в ядерных реакциях?

Рекомендуемая литература

1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.328-333)

2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 297-298)

Лабораторное занятие №26 «Расчет смешанного соединения резисторов»

Цель: применить метод расчета эквивалентного сопротивления резисторов при их смешанном соединении.

Вопросы для подготовки к практическому занятию:

1. Как могут быть соединены отдельные проводники электрической цепи между собой?

2 . Какие соединения изображены на рисунке?



3. Как соединены проводники, если по ним проходит один и тот же ток?

4. Напишите формулы для вычисления общего сопротивления при последовательном и параллельном соединении проводников.
Задание

Определить общее сопротивление цепи, токи во всех ветвях и напряжения на каждом сопротивлении, если напряжение U=120 В.

---