Mekanik 1. yıl laboratuvar çalışması. Laboratuvar çalışmaları
ÖNSÖZ
Yayın, fizikte laboratuvar çalışması yapmak için yönergeler içerir. Her eserin açıklaması şu bölümlerden oluşur: Eserin başlığı; Amaç; aletler ve aksesuarlar; incelenmekte olan modeller; gözlem yapma talimatları; sonuçların işlenmesi görevi; Kontrol soruları.
İş hazırlama görevi
Öğrenci çalışmaya hazırlanırken şunları yapmalıdır:
1) iş tanımını inceleyin ve güvenlik sorularının yanıtlarını düşünün;
2) hazırlamak raporun giriş kısmı: başlık sayfası, çalışmanın başlığı, çalışmanın amacı, laboratuvar kurulumunun açıklaması (diyagram veya çizim) ve üzerinde çalışılan modellerin kısa bir açıklaması;
3) bir gözlem protokolü hazırlar.
Gözlem protokolü şunları içerir: çalışmanın başlığı; çalışma sırasında doldurulan tablolar; öğrenci hakkında bilgi (tam ad, grup numarası). Tabloların formu öğrenci tarafından bağımsız olarak geliştirilir.
Gözlem protokolü ve laboratuvar raporu A4 kağıdın bir yüzüne düzgünce çizilmiş.
1) başlık sayfası;
2) giriş bölümü: çalışmanın başlığı, çalışmanın amacı, araçlar ve aksesuarlar, metodolojik talimatların “araştırma modelleri” bölümünün özeti;
3) “sonuç işleme görevine” uygun olarak hesaplama kısmı;
4) çalışmadan sonuçlar.
Hesaplamalar ayrıntılı olmalı ve gerekli yorumlarla birlikte sağlanmalıdır. Hesaplama sonuçları, eğer uygunsa, bir tabloda özetlenmiştir. Çizimler ve grafikler, grafik kağıdı üzerine kurşun kalemle yapılır.
ÇALIŞMA 1.1. Tüketim Ortamındaki Cisimlerin Hareketinin İncelenmesi
Cihazlar ve aksesuarlar: test sıvısının bulunduğu kap; sıvının yoğunluğundan daha büyük yoğunluğa sahip toplar; kronometre; ölçek çubuğu.
Çalışmanın amacı: Çevresel direnç varlığında bir cismin düzgün bir kuvvet alanındaki hareketini incelemek ve ortamın iç sürtünme katsayısını (viskozite) belirlemek.
İncelenmekte olan modeller
Viskoz bir sıvı içinde cismin hareketi. Viskoz bir sıvıya düşen oldukça küçük katı bir top, üç kuvvetin etkisi altındadır (Şekil 1):
1) yerçekimi mg = 4 3 r 3 πρ g, burada r, topun yarıçapıdır; ρ – yoğunluğu;
2) Arşimet kaldırma kuvveti Fa a = 4 3 r 3 πρ c g , burada ρ c sıvının yoğunluğudur;
3) orta direnç kuvveti (Stokes kuvveti)
Fc = 6 πη rv, |
burada η sıvının viskozite katsayısıdır; v topun düşme hızıdır.
Formül (1.1), homojen bir sıvı içinde düşük hızda hareket eden katı bir topa, sıvının sınırlarına olan mesafenin topun çapından önemli ölçüde daha büyük olması koşuluyla uygulanabilir. Bileşke kuvvet
F = 4 3 r 3 π(ρ−ρc ) g −6 πηrv .
ρ > ρ c olduğunda, hareketin başlangıç aşamasında, v hızı küçükken, top ivmelenerek düşecektir. Belirli bir v ∞ hızına ulaşıldığında, sonuçta ortaya çıkan
kuvvet sıfır olur, topun hareketi tekdüze hale gelir. Düzgün hareketin hızı, v ∞ değerini veren F = 0 koşulundan belirlenir:
v∞ = |
2 r 2 gr |
ρ - ρc |
|
Hareketin tüm aşamalarında hızın v(t) zamana bağımlılığı şu ifadeyle tanımlanır:
v (t ) = v ∞ (1 - e - t τ ) , |
topun hareket denkleminin integrali alındıktan ve başlangıç koşulları değiştirildikten sonra elde edilir. Cismin başlangıçtaki hıza eşit bir ivme ile düzgün bir şekilde ivmelenerek hareket ederek sabit bir v ∞ hızına ulaşabileceği süre τ
gevşeme süresi denir (bkz. Şekil 2). Topun düzgün düşüşünün sabit durum hızını v ∞ deneysel olarak belirledikten sonra sıvının viskozite katsayısını bulabiliriz.
η = |
2r 2 (ρ - ρ c )g |
η = |
(1 − |
|||||
3 π Dv∞ |
||||||||
9v∞ |
||||||||
burada D topun çapıdır, m = π 6 ρ D3 kütlesidir.
Viskozite katsayısı η, katmanlar arasında birim temas alanı ve katmanlara dik yönde birim hız gradyanı ile bitişik sıvı veya gaz katmanları arasındaki sürtünme kuvvetine sayısal olarak eşittir. Viskozite birimi 1 Pa·s = 1 N·s/m2'dir.
Enerji tüketen bir sistemde enerji kayıpları. Kararlı durumda, hareket
Bu durumda sürtünme kuvveti ile yer çekimi kuvveti (Arşimet kuvveti dikkate alınarak) birbirine eşit olur ve yer çekimi işi tamamen ısıya dönüşür ve enerji yayılımı meydana gelir. Kararlı durumda enerji dağılım oranı (güç kaybı)
P ∞ = F 0 v ∞ olarak bulun; burada F 0 = m a 0 = m v ∞ / τ; Böylece
P ∞ = m v ∞ 2 / τ .
Gözlem yapma talimatları
Hareketi incelenen cisim çapı bilinen çelik bir toptur (ρ = 7.9.10–3 kg/cm3), ortamı ise viskoz sıvılardır (çeşitli yağlar). Ölçekli silindirik bir kap, üzerinde farklı seviyelerde iki enine işaretin belirtildiği sıvı ile doldurulur. Topun ∆ l yolu boyunca bir işaretten diğerine düştüğü süre ölçülerek ortalama hızı bulunur. Bulunan değer, bu çalışmada yapılan, üst işaretten sıvı seviyesine olan mesafenin gevşeme yolunu l τ = v ∞ τ / 2'yi aşması durumunda v ∞ hızının kararlı durum değeridir.
1. Topun çapını, incelenen sıvının yoğunluğunu ve top malzemesinin yoğunluğunu gözlem protokolüne kaydedin. Topun kütlesini hesaplayın ve sonucu gözlem protokolüne kaydedin. Ölçümler için 5 top hazırlayın.
2. Sıfır başlangıç hızıyla dönüşümlü olarak topları giriş borusundan sıvıya indirerek, zamanı bir kronometre ile ölçün. her topu geçmek
Kaptaki işaretler arasındaki mesafeler ∆ l. Sonuçları tabloya girin.
3. İşaretler arasındaki ∆ l mesafesini ölçün. Sonucu gözlem protokolüne kaydedin.
Sonuçları işleme görevi
1. Dinlenme süresinin belirlenmesi. Elde edilen verileri kullanarak her topun hızını v hesaplayın. a 0 = g (1 – ρ c / ρ ) formülünü kullanarak başlangıç ivmesini hesaplayın.
Toplardan biri (herhangi biri) için gevşeme süresini τ = v ∞ / a 0 tahmin edin. Formül (1.2)'yi kullanarak 0 zaman aralığı için v (t) bağımlılığını çizin< t < 4τ через интервал 0.1 τ . Проанализировать, является ли движение шарика установившимся к моменту прохождения им первой метки, для чего оценить путь релаксации по формуле l τ = v ∞ τ .
2. Enerji dağıtımı değerlendirmesi. Gevşeme süresinin belirlendiği hareketin gözlem sonuçlarına dayanarak, topun sabit bir hareket durumunda sürtünme kayıplarının gücünü hesaplayın.
3. İç sürtünme katsayısının belirlenmesi . Her topun hareket hızına bağlı olarak iç sürtünme katsayısını belirleyin (η ) sıvılar. Ortalama ve güven hatasını hesaplayın∆η .
Kontrol soruları
1. Hangi medyaya dağıtıcı denir?
2. Enerji tüketen bir ortamda bir cismin hareket denklemini yazınız.
3. Gevşeme süresi ne denir ve bu, vücudun ve çevrenin hangi parametrelerine bağlıdır?
4. Ortamın yoğunluğundaki değişiklikle gevşeme süresi nasıl değişir?
ÇALIŞMA 2.1. OBERBECK SARKACININ ATALET MOMENTİNİN BELİRLENMESİ
Cihazlar ve aksesuarlar: Oberbeck sarkacı, ağırlık seti, kronometre, terazi cetveli.
Çalışmanın amacı: Haç biçimli bir Oberbeck sarkacının dönme hareketi yasalarını incelemek, sarkacın atalet momentini ve sürtünme kuvvetlerinin momentini belirlemek.
Oberbeck sarkacı masa üstü bir cihazdır (Şekil 1). Üç
braketler: üst 2, orta 3, alt 4. Tüm braketlerin dikey stand üzerindeki konumu kesinlikle sabittir. Yükün (8) asıldığı ipliğin (6) hareket yönünü değiştirmek için üst brakete (2) bir blok (5) takılmıştır.Bloğun (5) dönüşü, yatak tertibatında (9) gerçekleştirilir, bu da yükün azaltılmasını mümkün kılar. sürtünme. Orta brakete (3) bir elektromıknatıs (14) bağlanmıştır; bu, bir sürtünmeli kavrama kullanarak, kendisine voltaj uygulandığında sistemi yüklerle sabit tutar. Aynı brakette, ekseni üzerinde bir tarafa iki hızlı bir kasnağın (13) sabitlendiği bir yatak düzeneği (10) vardır (dişliyi (6) sabitlemek için bir cihaza sahiptir). Eksenin diğer ucunda, her 10 mm'de bir işaretlenmiş ve göbeğe (12) birbirine dik açılarla sabitlenmiş dört metal çubuktan oluşan bir haç vardır. Her çubuk üzerinde ağırlıklar II serbestçe hareket ettirilebilir ve sabitlenebilir, bu da sarkaç çaprazının atalet momentlerinin kademeli olarak değiştirilmesini mümkün kılar.
Alt braket (4) üzerine, zaman aralıklarının sayılmasını sonlandırmak için kronometreye (16) bir elektrik sinyali üreten bir fotoelektrik sensör (15) monte edilmiştir. Aynı brakete, dururken yükün çarptığı bir lastik amortisör (17) takılmıştır.
Sarkaç, ağırlıkların başlangıç ve son konumlarını belirlemek için kullanılan 18 mm'lik bir cetvelle donatılmıştır.
Kurulum, dönme hareketi dinamiğinin temel yasasının deneysel olarak doğrulanmasına olanak sağlar M = I ε. Bu çalışmada kullanılan sarkaç bir salıncaktır.
haç şeklinde bir şekil verilen bir vik (Şek. 2). mf kütleli yükler birbirine dik dört çubuk boyunca hareket edebilir. Ortak eksende bir makara var, etrafına bir iplik dolanıyor, ek bir bloğun üzerine atılıyor ve ucuna bir takım ağırlıklar bağlanıyor. Düşen bir yükün etkisi altında m i
iplik çözülür ve volanı eşit şekilde hızlandırılmış harekete geçirir. Sistemin hareketi aşağıdaki denklemlerle tanımlanır:
mi a = mig – T1 ; |
|
(T 1 – T 2) r 1 – M tr 0 = I 1ε 1, |
|
T 2r 2 – M tr = ben 2ε 2; |
burada a, yükün indirildiği ivmedir; I 1 – yarıçapı r 1 olan ek bir bloğun atalet momenti; Mtr 0 – ek bloğun eksenindeki sürtünme kuvvetlerinin momenti; I 2 – bir yük, iki kademeli bir makara ve haçın başlığı ile haçın toplam atalet momenti; Mtr – kasnak eksenindeki sürtünme kuvvetlerinin momenti; r 2 – ipliğin sarıldığı makaranın yarıçapı (r 1 = 21 mm, r 2 = 42 mm); ε 1, ε 2 – bloğun açısal ivmeleri ve
buna göre kasnak. ε i = a /r i dikkate alındığında (2.1)'den şunu elde ederiz: |
|
ben 2 = (M – M tr)/ε 2 = (r 2 –M tr)r 2 /a, |
|
burada M, makaraya uygulanan kuvvetlerin momentidir. |
|
Ek bloğun kütlesi m i'den çok daha azsa, o zaman küçük için |
|
a'nın g değerleri ile karşılaştırıldığında ifade (2.2) formunu alır |
|
ben 2 = (r 2 –M tr)r 2 /a. |
|
Yalnızca kasnağa etki eden kuvvetlerin, sürtünmenin momentini hesaba katarsak, o zaman denklem |
|
İlişki (2.2) şeklinde yazılacaktır. |
|
ben2 = r2/a. |
|
burada a, 2/2'de S = ifadesinden bulunabilir. |
|
Yol uzunluğu S ve yüklerin indirilme süresi t kurulumda ölçülür. O zamandan beri |
|
Sürtünme kuvvetlerinin momenti bilinmediğinden, I 2'yi bulmak için deney yapılması tavsiye edilir. |
|
M'nin ε 2'ye bağımlılığını iyice inceleyin, yani. |
|
M = ben ε 2 + M tr . |
|
İplikten asılan bir dizi ağırlık m ile çeşitli ε 2 değerleri sağlanır.
Böylece, M'nin ε 2'ye doğrusal bağımlılığının deneysel noktalarını elde ederek, (2.3)'ü kullanarak hem I 2 hem de M tr değerini bulmak mümkündür. I 2 ve Mtr, doğrusal regresyon formülleri (en küçük kareler yöntemi) kullanılarak belirlenir.
Gözlem yapma talimatları
1. Ağırlıkları, çubukların uçlarından eşit mesafelerde, dört adet karşılıklı dik çapraz parça çubuğuna yerleştirin.
Tabanın konumunu, ana ağırlığı bir çekül ipi olarak kullanarak, ayar desteklerini kullanarak ayarlayın (ağırlıklar, fotosensörün çalışma penceresinin ortasına inerek milimetre cetveline paralel hareket etmelidir).
3. Çapraz saat yönünün tersine döndürerek, ana yükü üst konuma taşıyın ve ipliği daha büyük yarıçaplı bir diske sarın.
4. Kronometrenin ön panelinde bulunan “GÜÇ” düğmesine basın (fotoğraf sensörünün ışıkları ve kronometrenin dijital göstergeleri yanmalı, ayrıca elektromanyetik kavrama çalışmalıdır) ve çapraz parçayı sabitleyin
V verilen pozisyon.
5. “RESET” düğmesine basın ve göstergelerin sıfıra ayarlandığından emin olun.
6. “BAŞLAT” düğmesine basın (ana ağırlık hareket etmeye başlar) ve basılı tutarak elektromıknatısın enerjisinin kesildiğinden, çapraz parçanın gevşemeye başladığından, kronometrenin zamanı geri saydığından ve o anda ana ağırlığın olduğundan emin olun. fotosensörün optik eksenini geçtiğinde zaman durur. Zaman sayımı durduktan sonra “BAŞLAT” düğmesine geri dönün
V ilk pozisyon. Bu durumda elektromanyetik kavrama çalışmalı ve çapraz parçayı yavaşlatmalıdır.
7. “BAŞLAT” düğmesine bastığınızda, ipliği daha büyük yarıçaplı bir diske sararak ağırlığı üst konuma yükseltin. “BAŞLAT” düğmesini orijinal konumuna getirin ve cetvel ölçeğinin değerini yazın h 1, ana parçanın alt kenarının tersi
kargo. Fotosensörün optik ekseninin konumu, cetvel ölçeğinde h 0 = 495 mm değerine karşılık gelir. “RESET” tuşuna basarak kronometre göstergelerini sıfırlayın.
8. Paragraf 6'daki talimatları izleyerek yükü indirme süresini sayın. Sonuçları bir tabloya kaydedin.
9. Paragraflara göre ölçümler. 7 ve 8'i 3 kez yapın.
10. Ana yüke ilaveler ekleyerek asılı yüklerin kütlesinin her değeri için 3 kez ölçüm yapın. S ve t: S = h 0 – h 1.
11. Paragraflara göre ölçümler. İpliği daha küçük yarıçaplı bir diske sararak 8..10'u gerçekleştirin.
12. Tablo tipini kendiniz geliştirin.
Sonuç işleme görevleri
Denklem (2.3)'ten, en küçük kareler yöntemini (LSM) kullanarak, şunu belirleyin:
I 2 ve M tr.
a) Bunu yapmak için, tüm m i ve I 2 değerleri için (2.4) ve (2.5) formüllerini kullanarak, M k ve ε 2 k değerlerini hesaplayın (toplamda 18 değer çifti);
b) Y = aX + b doğrusal bağımlılığını ve denklem (2.3)'ü karşılaştırarak şunu elde ederiz:
X = ε 2, Y = M, a = ben 2, b = M tr.
Bulduğumuz normal doğrusal regresyon formüllerini kullanarak , ∆ a ve , ∆ b belirli bir güven olasılığı için.
En küçük kareler kullanılarak bulunan doğrusal bağımlılığın parametrelerini kullanarak, M'nin ε 2'ye bağımlılığının bir grafiğini oluşturun. (ε 2 i , M i ) (i =1..18) noktalarını grafik üzerinde işaretleyin.
Kontrol soruları
1. Açısal hız ve açısal ivmeyi tanımlayın.
2. Nokta, bileşik ve katı cisimlerin eylemsizlik momentinin fiziksel anlamını tanımlayın ve açıklayın.
3. Dönme hareketinin dinamiği denklemini yazın. Denklemde yer alan vektörel büyüklüklerin yönlerini şekilde belirtiniz.
4. Bu çalışmada sarkacın hangi kısmının eylemsizlik momenti deneysel olarak belirlenmiştir?
5. Bir sarkacın eylemsizlik momentini hesaplamak için bir formül türetin.
6. Sürtünme momentinin olmadığını varsayarsak açısal ivmenin kuvvet momentine bağımlılığının biçimi nasıl değişecektir? Her iki bağımlılığı da çizin
Grafikte ε = f(M).
ÇALIŞMA 3.1. ATWOOD MAKİNASINDA ATALET MOMENTİNİN BELİRLENMESİ
Cihazlar ve aksesuarlar: Atwood makinesi, ağırlık seti, kronometre, terazi cetveli.
Çalışmanın amacı: Atwood makinesinde dönme ve öteleme hareketlerinin incelenmesi, bloğun atalet momentinin ve bloğun eksenindeki sürtünme kuvvetlerinin momentinin belirlenmesi.
Kurulumun ve incelenen modellerin açıklaması
Atwood makinesi (Şekil 1) masa üstü bir cihazdır. Tabanın (2) dikey direğinde (1) üç braket vardır: alt (3), orta (4) ve üst (5). Üst brakete (5), içinden yük (6) olan bir ipliğin atıldığı, rulman düzeneğine sahip bir blok takılıdır. Üst brakette, sürtünmeli bir kavrama kullanarak, kendisine voltaj uygulayarak sistemi yüklerle sabit tutan bir elektromıknatıs (7) vardır. Fotoğraf sensörü 8 orta brakete 4 monte edilmiştir;
Malların eşit şekilde hızlandırılmış hareketinin zamanının sayılmasının sonunda bir elektrik sinyali verilmesi. Orta brakette, fotosensörün optik eksenine denk gelen bir işaret vardır. Orta braket kauçuklu bir platformdur
(Hepsi mekanik üzerinde çalışır)
Mekanik
1 numara. Fiziksel ölçümler ve hatalarının hesaplanması
Düzenli şekilli katı bir cismin yoğunluğunun belirlenmesi örneğini kullanarak bazı fiziksel ölçüm yöntemlerine aşinalık ve ölçüm hatalarının hesaplanması.
İndirmek .jpg){kind=icon}
2 numara. Oberbeck sarkacının eylemsizlik momentinin, kuvvet momentinin ve açısal ivmesinin belirlenmesi
Volanın atalet momentini belirleyin (ağırlıklarla çapraz); atalet momentinin kütlelerin dönme eksenine göre dağılımına bağımlılığını belirlemek; volanın dönmesine neden olan kuvvet momentini belirleyin; açısal ivmelerin karşılık gelen değerlerini belirleyin.
İndirmek .jpg){kind=icon}
Numara 3. Üçgen bir süspansiyon kullanılarak cisimlerin eylemsizlik momentlerinin belirlenmesi ve Steiner teoreminin doğrulanması
Bazı cisimlerin atalet momentlerinin, üç telli bir süspansiyon kullanılarak burulma titreşimleri yöntemiyle belirlenmesi; Steiner teoreminin doğrulanması.
İndirmek .jpg){kind=icon}
Numara 5. Tek damarlı bir süspansiyon kullanılarak balistik yöntemle bir “merminin” hızının belirlenmesi
Burulma balistik sarkaç kullanılarak bir “merminin” uçuş hızının belirlenmesi ve açısal momentumun korunumu yasasına dayanan kesinlikle elastik olmayan etki olgusu
İndirmek .jpg){kind=icon}
6 numara. Evrensel bir sarkacın hareket yasalarının incelenmesi
Evrensel bir sarkacın yer çekimi ivmesinin, azaltılmış uzunluğunun, ağırlık merkezinin konumunun ve eylemsizlik momentlerinin belirlenmesi.
İndirmek .jpg){kind=icon}
9 numara. Maxwell sarkacı. Cisimlerin eylemsizlik momentinin belirlenmesi ve enerjinin korunumu yasasının doğrulanması
Mekanikte enerjinin korunumu yasasını kontrol edin; sarkacın eylemsizlik momentini belirleyiniz.
İndirmek .jpg){kind=icon}
11 numara. Atwood makinesinde cisimlerin doğrusal, eşit şekilde hızlandırılmış hareketinin incelenmesi
Serbest düşme ivmesinin belirlenmesi. Yüklerin hareketi için “etkili” direnç kuvvetinin momentinin belirlenmesi
İndirmek .jpg){kind=icon}
12 numara. Oberbeck sarkacının dönme hareketinin incelenmesi
Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönme hareketinin dinamiği için temel denklemin deneysel olarak doğrulanması. Oberbeck sarkacının yüklerin çeşitli konumlarındaki atalet momentlerinin belirlenmesi. Yüklerin hareketi için “etkili” direnç kuvvetinin momentinin belirlenmesi.
İndirmekElektrik
.jpg){kind=icon}
1 numara. Modelleme yöntemini kullanarak elektrostatik alanın incelenmesi
Eşpotansiyel yüzeyler ve alan çizgileri kullanılarak düz ve silindirik kapasitörlerin elektrostatik alanlarının bir resminin oluşturulması; kapasitör plakalarından biri ile eş potansiyel yüzeyler arasındaki deneysel voltaj değerlerinin teorik değerleri ile karşılaştırılması.
İndirmek .jpg){kind=icon}
Numara 3. Genelleştirilmiş Ohm yasasının incelenmesi ve elektromotor kuvvetin kompanzasyon yöntemiyle ölçülmesi
Devrenin EMF içeren bölümündeki potansiyel farkın akım gücüne bağımlılığının incelenmesi; Bu bölümün EMF'sinin ve empedansının hesaplanması.
İndirmekManyetizma
.jpg){kind=icon}
2 numara. Alternatif akım için Ohm yasasını kontrol etmek
Bobinin omik ve endüktif direncini ve kapasitörün kapasitif direncini belirleyin; Farklı devre elemanlarıyla alternatif akım için Ohm yasasını kontrol edin
İndirmekSalınımlar ve dalgalar
Optik
.jpg){kind=icon}
Numara 3. Kırınım ızgarası kullanarak ışığın dalga boyunun belirlenmesi
Bir ışık kaynağının (akkor lamba) spektrumunun dalga boylarını belirleyen şeffaf bir kırınım ızgarasına aşinalık.
İndirmekKuantum fiziği
.jpg){kind=icon}
1 numara. Kara cisim yasalarının test edilmesi
Bağımlılıkların incelenmesi: fırın içindeki sıcaklığa tamamen siyah bir cismin enerji parlaklığının spektral yoğunluğu; Bir termokupl kullanarak fırının içindeki sıcaklıktan termokupl üzerindeki voltaj.
1. sınıf öğrencileri için "Mekanik ve Moleküler Fizik" (1 dönem) bölümü ile ilgili materyaller (1 dönem) AVTI, IRE, IET, IEE, InEI (IB)
AVTI, IRE, IET, IEE, InEI (IB) 1. sınıf öğrencileri (2. dönem) için "Elektrik ve Manyetizma" (2. dönem) bölümüyle ilgili materyaller
AVTI, IRE, IET, IEE ve 3. sınıf (5. dönem) InEI (IB) 2. sınıf öğrencileri (3. dönem) için "Optik ve Atom Fiziği" (3. dönem) bölümü ile ilgili materyaller
Materyaller 4. yarıyıl
Genel fizik dersi için laboratuvar çalışmalarının listesi
Mekanik ve moleküler fizik
1. Fiziksel ölçümlerdeki hatalar. Bir silindirin hacminin ölçülmesi.
2. Maddenin yoğunluğunun ve silindir ve halkanın eylemsizlik momentlerinin belirlenmesi.
3. Topların çarpışmasına ilişkin korunum yasalarının incelenmesi.
4. Momentumun korunumu yasasının incelenmesi.
5. Fiziksel sarkaç yöntemi kullanılarak mermi hızının belirlenmesi.
6. Ortalama zemin direnç kuvvetinin belirlenmesi ve bir yük ile kazık arasındaki elastik olmayan çarpışmanın kazık çakma modeli kullanılarak incelenmesi.
7. Katı bir cismin dönme hareketinin dinamiğinin incelenmesi ve Oberbeck sarkacının eylemsizlik momentinin belirlenmesi.
8. Maxwell sarkacının düzlemsel hareketinin dinamiğinin incelenmesi.
9. Volanın eylemsizlik momentinin belirlenmesi.
10. Borunun eylemsizlik momentinin belirlenmesi ve Steiner teoreminin incelenmesi.
11. Atwood cihazı kullanılarak öteleme ve dönme hareketinin dinamiklerinin incelenmesi.
12. Düz bir fiziksel sarkacın eylemsizlik momentinin belirlenmesi.
13. Kalay alaşımının soğuması sırasında özgül kristalleşme ısısının ve entropi değişiminin belirlenmesi.
14. Havanın molar kütlesinin belirlenmesi.
15. Gazların ısı kapasiteleri Cp/Cv oranının belirlenmesi.
16. Hava moleküllerinin ortalama serbest yolunun ve etkin çapının belirlenmesi.
17. Stokes yöntemi kullanılarak bir akışkanın iç sürtünme katsayısının belirlenmesi.
Elektrik ve manyetizma
1. Elektrolitik banyo kullanılarak elektrik alanının incelenmesi.
2. Balistik galvanometre kullanılarak bir kapasitörün elektriksel kapasitansının belirlenmesi.
3. Gerilim ölçekleri.
4. Koaksiyel kablo ve paralel plakalı kapasitörün kapasitansının belirlenmesi.
5. Sıvıların dielektrik özelliklerinin incelenmesi.
6 Sıvı dielektrik maddenin dielektrik sabitinin belirlenmesi.
7. Kompanzasyon yöntemini kullanarak elektromotor kuvvetin incelenmesi.
8 Bir ölçüm jeneratörü ile manyetik alan indüksiyonunun belirlenmesi.
9. Bobin sisteminin endüktansının ölçülmesi.
10. Endüktanslı bir devrede geçici süreçlerin incelenmesi.
11. Karşılıklı endüktansın ölçümü.
12. Demirin mıknatıslanma eğrisinin Stoletov yöntemi kullanılarak incelenmesi.
13. Osiloskopa aşinalık ve histerezis döngüsünün incelenmesi.
14. Magnetron yöntemini kullanarak bir elektronun spesifik yükünün belirlenmesi.
Dalga ve kuantum optiği
1. Fresnel çift prizması kullanılarak ışığın dalga boyunun ölçülmesi.
2. Işığın dalga boyunun Newton halkası yöntemiyle belirlenmesi.
3. Kırınım ızgarası kullanılarak ışığın dalga boyunun belirlenmesi.
4. Paralel ışınlarda kırınımın incelenmesi.
5. Bir spektral cihazın doğrusal dağılımının incelenmesi.
6. Bir ve iki yarıkta Fraunhofer kırınımının incelenmesi.
7. Malu yasasının deneysel olarak doğrulanması.
8. Doğrusal emisyon spektrumlarının incelenmesi.
9 Lazer ışınımının özelliklerinin incelenmesi.
10 Frank ve Hertz yöntemi kullanılarak atomların uyarılma potansiyelinin belirlenmesi.
11. Dahili fotoelektrik etkinin kırmızı sınırına dayalı olarak silikonun bant aralığının belirlenmesi.
12 Fotoelektrik etkinin kırmızı sınırının belirlenmesi ve bir metalden elektronun iş fonksiyonunun belirlenmesi.
13. Bir optik pirometre kullanarak lamba filamanının sıcaklığının ölçülmesi.
Görsel fizik, öğretmene en ilginç ve etkili öğretim yöntemlerini bulma fırsatını sağlayarak dersleri daha ilgi çekici ve daha yoğun hale getirir.
Görsel fiziğin temel avantajı, fiziksel olayları daha geniş bir perspektiften gösterme ve bunları kapsamlı bir şekilde inceleme yeteneğidir. Her çalışma, fiziğin farklı dallarından da dahil olmak üzere çok sayıda eğitim materyalini kapsamaktadır. Bu, disiplinlerarası bağlantıların pekiştirilmesi, teorik bilginin genelleştirilmesi ve sistemleştirilmesi için geniş fırsatlar sağlar.
Fizikte etkileşimli çalışma, yeni materyali açıklarken veya belirli bir konunun çalışmasını tamamlarken derslerde atölye çalışması şeklinde yapılmalıdır. Diğer bir seçenek ise okul saatleri dışında seçmeli bireysel derslerde çalışma yapmaktır.
Sanal fizik(veya çevrimiçi fizik) eğitim sisteminde yeni ve benzersiz bir yöndür. Bilginin %90'ının optik sinir yoluyla beynimize girdiği bir sır değil. Ve bir kişinin kendisi görene kadar belirli fiziksel olayların doğasını net bir şekilde anlayamaması şaşırtıcı değildir. Bu nedenle öğrenme sürecinin görsel materyallerle desteklenmesi gerekmektedir. Ve yalnızca herhangi bir fiziksel olguyu tasvir eden statik bir resmi görmekle kalmayıp, aynı zamanda bu olguyu hareket halindeyken de görmek gerçekten harika bir şey. Bu kaynak, öğretmenlerin kolay ve rahat bir şekilde yalnızca temel fizik yasalarının işleyişini açıkça göstermelerine olanak sağlamakla kalmaz, aynı zamanda genel eğitim müfredatının çoğu bölümünde fizik alanında çevrimiçi laboratuvar çalışmaları yapılmasına da yardımcı olur. Peki örneğin bir pn bağlantısının çalışma prensibini kelimelerle nasıl açıklayabilirsiniz? Ancak bu sürecin animasyonunu çocuğa göstererek her şeyi anında anlayabilir. Veya cam ipeğe sürtüldüğünde elektron transfer sürecini açıkça gösterebilirsiniz ve bundan sonra çocuğun bu olgunun doğası hakkında daha az sorusu olacaktır. Ayrıca görsel yardımcılar fiziğin hemen hemen tüm bölümlerini kapsamaktadır. Mesela mekaniği açıklamak ister misiniz? Lütfen, burada Newton'un ikinci yasasını, cisimler çarpıştığında momentumun korunumu yasasını, cisimlerin yerçekimi ve elastikiyet etkisi altında bir daire içindeki hareketini vb. gösteren animasyonlar var. Optik bölümünü incelemek istiyorsanız bundan daha kolay bir şey olamaz! Bir kırınım ızgarası kullanarak ışığın dalga boyunu ölçmeye yönelik deneyler, sürekli ve çizgi emisyon spektrumlarının gözlemlenmesi, ışığın girişiminin ve kırınımının gözlemlenmesi ve diğer birçok deney açıkça gösterilmektedir. Peki ya elektrik? Ve bu bölüme pek çok görsel yardım verilmiştir, örneğin Ohm yasasını incelemek için deneyler komple devre, karışık iletken bağlantı araştırması, elektromanyetik indüksiyon vb. için.
Böylece hepimizin alışık olduğu “zorunlu görev”den öğrenme süreci oyuna dönüşecek. Çocuğun fiziksel olayların animasyonlarına bakması ilginç ve eğlenceli olacak ve bu sadece basitleştirmekle kalmayacak, aynı zamanda öğrenme sürecini de hızlandıracak. Diğer şeylerin yanı sıra, çocuğa olağan eğitim biçiminde alabileceğinden daha fazla bilgi vermek mümkün olabilir. Ayrıca birçok animasyon, bazılarının yerini tamamen alabilir. laboratuvar aletleri Bu nedenle ne yazık ki Brown elektrometrenin bile her zaman mevcut olmadığı birçok kırsal okul için idealdir. Ne diyebilirim ki, büyük şehirlerdeki sıradan okullarda bile pek çok cihaz yok. Belki de zorunlu eğitim programına bu tür görsel araçları dahil ederek, okuldan mezun olduktan sonra fiziğe ilgi duyan, bazıları büyük buluşlar yapabilecek genç bilim insanları haline gelebilecek insanları harekete geçireceğiz! Bu şekilde, yerli büyük bilim adamlarının bilimsel çağı yeniden canlandırılacak ve ülkemiz, Sovyet döneminde olduğu gibi, yine zamanının ötesinde benzersiz teknolojiler yaratacaktır. Bu nedenle, bu tür kaynakları olabildiğince yaygınlaştırmanın, bunlar hakkında sadece öğretmenleri değil aynı zamanda okul çocuklarını da bilgilendirmenin gerekli olduğunu düşünüyorum çünkü birçoğu çalışmakla ilgilenecek fiziksel olaylar sadece okuldaki derslerde değil, evde de boş zamanlarında ve bu site onlara böyle bir fırsat sunuyor! Çevrimiçi fizik ilginç, eğitici, görsel ve kolay ulaşılabilir!
