КГКП «АТЫРАУСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ВЫСШИЙ КОЛЛЕДЖ

ИМЕНИ САЛАМАТА МУКАШЕВА»

УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АТЫРАУСКОЙ ОБЛАСТИ

«УТВЕРЖДАЮ»

Зам.директора по УМР

____________ Ж. Кереева

«___» _________ 2025г.

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА»

Пособие для студентов 1 курса

Рассмотрен на заседании «Естественно-математических» ПЦК

предметно-цикловой комиссии

Протокол № ________

«____» ____________ 2025г.

Председатель ПЦК

______________Ж.Бимурза

Разработал(а) преподаватель физики

___________ О. Қарабалина

Согласовано: _________ А. Купжасарова А.Т

АТЫРАУ- 2025

Методические рекомендации составлены в помощь преподавателям физики системы технического и профессионального образования (ТиПО) при планировании, организации и проведении лабораторных работ для студентов первого курса, обучающихся по специальностям технико-технологического направления. Методические рекомендации подготовлены на основе интеграции рабочего учебного плана по дисциплинам «Физика».

Расмотрено и одобрено

На заседаний методического кабинета

Протокол №____

«___»__________2025г.

Аннотация: Данная работа носит рекомендательный характер преподавателям системы технического и профессионального образования для использования на уроках физик, предлагаются варианты внедрения элементов профессиональной направленности урока, показать важную роль физического эксперимента при объяснении физических процессов и их взаимосвязи со специальностью.

Ключевые слова: физический эксперимент, профессиональная направленность, познавательный интерес, технико-технологическое направление, компетенции, система технического и профессионального образования, критериальное оценивание, дискрипторы.

Методические рекомендации составлены в помощь преподавателям физики системы технического и профессионального образования (ТиПО) при планировании, организации и проведении лабораторных работ для студентов первого курса, обучающихся по специальностям технико-технологического направления. Методические рекомендации подготовлены на основе интеграции рабочего учебного плана по дисциплинам «Физика».

Рекомендуемые примеры инструкционных карт и заданий с профессиональной направленностью позволят преподавателю определить познавательный интерес и мотивацию к научному познанию. Критериальное оценивание с дескрипторами и баллами носят рекомендательный характер.

При подготовке методических рекомендаций использованы ресурсы (рисунки, тексты и схемы), находящиеся в открытом доступе на официальных интернет- сайтах.

Методические указания по выполнению лабораторно - практических работ по дисциплине физика являются составной частью учебно-методического комплекса и предназначены для студентов первого курса по всем специальностям:

Цель методических рекомендаций по выполнению лабораторных работ по дисциплине "Физика":

- организация выполнения обучающимися лабораторных работ, предусмотренных типовой учебной программой технического и профессионального образования по дисциплине "Физика" технико -технологического направления;

- знакомство с первичными понятиями и определениями, связанными со специальностью;

- определение места и значения учебного физического эксперимента в технико-технологической направленности выбранной специальности;

- формирование и закрепление навыков работы с учебным лабораторным оборудованием;

-формирование и закрепление навыков числовой обработки результатов учебного лабораторного эксперимента;

-формирование навыков самостоятельной работы учащихся со справочной и дополнительной литературой;

- развитие внимательности и аккуратности при выполнении лабораторных работ;

- формирование общеучебных и общепрофессиональных компетенций студентов.

Процесс выполнения лабораторных работ включает в себя теоретическую подготовку, знакомство с приборами и оборудованием, знакомство и профессионально-ориентированной информацией, связанной с физическим экспериментом, проведение опыта и измерений, числовую обработку результатов лабораторного эксперимента и сдачу зачета по выполненной работе.

Этап теоретической подготовки

Теоретическая подготовка - первый этап для проведения физического эксперимента. Он проводится как самостоятельный этап изучения каждым обучающимся или группой, в зависимости от выбранной формы преподавателем. Этот этап следует начинать подробным разбором как инструкцию к данной лабораторной работе. Большое внимание в ходе этапа теоретической подготовки должно быть обращено на понимание процесса с точки зрения науки физики и специальностей.

Для самоконтроля в каждой работе приведены контрольные вопросы, на которые учащийся должен дать подробный ответ.

Теоретическая подготовка завершается составлением отчета со следующим порядком записей:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Оборудование.

4. Ход работы (включает рисунки, схемы, таблицы, основные формулы для определения величин).

5. Расчеты – окончательная запись результатов работы.

6. Вывод.

Этап знакомства с приборами и материалами.

Лабораторные работы проводятся в кабинете колледжа, оснащенный всем необходимым техническим и физическим лабораторным оборудованием. Перед началом каждого занятия преподавателем проводится подробный инструктаж по технике безопасности. На этом этапе важно сообщить студентам, что при прохождении в дальнейшем ознакомительной, учебно-производственной и производственной практик роль прохождения инструктажа очень важна. Работник производства будет ежедневно отчитываться перед руководством и подписывать необходимую документацию по технике безопасности, так как на любом предприятии жизнь и здоровье людей стоит на первом месте.

Приступая к выполнению лабораторной работы, необходимо:

1. Получить у лаборанта оборудование для выполнения работы;

2. Разобраться в назначении приборов, определить их цену деления;

3. Пользуясь схемой или рисунками собрать установку для эксперимента, разместить приборы так, чтобы удобно было производить расчёты;

4. Сборку электрических схем следует производить после подробного изучения правил выполнения лабораторных работ по электричеству.

Этап проведения опыта и измерений

При выполнении лабораторных работ измерение физических величин необходимо производить в строгой последовательности, согласно хода работы. Ход работы часто учащиеся пропускают и не придают особого значения, сразу задавая вопросы о том, как делать работу. Преподавателю важно акцентировать внимание обучающихся на внимательное изучение хода работы.

Особое внимание следует обратить на точность и правильность измерений необходимых физических величин. Например, точность измерения времени с помощью секундомера зависит не только от правильного определения положения стрелки, но и от своевременности включения и выключения секундомера.

Преподаватель принимает выполненную студентами лабораторную работу в индивидуальном порядке. Качественно и правильно выполненные работы следует рекомендовать для ознакомления другим обучающимся. По окончании лабораторной работы, учащийся представляет отчёт о выполнении работы, оформленный в тетради.

Эффективнее в конце занятия сообщать тему следующего лабораторного занятия и указывать источники для первичного ознакомления и сбора информации. Учащиеся в таких случаях приходят с готовыми конспектами, а преподавателю остается лишь дать целевую установку, объяснить задания, разъяснить алгоритм выполнения. После этого учащиеся приступают к самостоятельной работе.

Критериальное оценивание лабораторной работы.

Лабораторные занятия оцениваются преподавателем, исходя из следующих критериев выполнения работ:

1. правильно выполнена работа;

2. оформлена в соответствии с представленными требованиями;

3) логически изложены все части, структурные элементы работы;

4) использованы справочные данные, выполнены верно расчёты;

5) обоснованы выводы;

Задание	Количество баллов	Примечания
Написаны название, цель, заполнена полностью таблица	20	Если не написаны название, цель, оборудование, то минус 10 балл. Если не заполнена таблица полностью, то минус 10 балл
Записаны вычисления	20	Если нет перевода в СИ, то минус 10 балл Если есть ошибки в вычислениях, то минус 10 балл Если записей нет, но в таблице есть значения, то ставится 0 баллов
Вывод	40	Если нет графика зависимости и вывода, то мину  10 балл Если нет ответа на один вопрос, то минус 10 балл
Работа с математической моделью	20	Если нет графика, то минус 10 баллов Если нет вывода, то минус 10 баллов

Балл «90-100» (отлично) ставится, если обучающийся выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; самостоятельно собирает необходимое оборудование; все опыты проводит в такой последовательности, которая обеспечивает получение правильных результатов, делает самостоятельно вывод; соблюдает требования правил техники безопасности; в отчете правильно и аккуратно выполняет все необходимые записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно анализирует и считает погрешность.

- в отчете правильно и аккуратно выполнены все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления;

- правильно выполнен анализ погрешностей.

Балл «80-70» (хорошо) ставится в том случае, если были выполнены требования к оценке «10-9», но допущены негрубые ошибки, есть недочеты.

Балл «60-50» (удовлетворительно) ставится, если результат выполненной части таков, что позволяет получить правильные выводы, но в ходе проведения опыта и измерений были допущены ошибки.

Балл «40-0» (неудовлетворительно) ставится, если результаты не позволяют сделать правильных выводов, если опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно или вовсе отсутствуют.

Техника безопасности при выполнении лабораторных работ.

Перед началом практического занятия:

1.Знакомство с вводным инструктажем преподавателя о порядке и особенностях выполнения лабораторного занятия, роспись в журнале по технике безопасности.

2.Изучение инструкционной карты по выполнению работы.

3.Подготовка рабочего места для безопасной работы.

4.Подготовка оборудования, приборов и материалов, согласно перечня инструкционной карты.

Во время работы:

1. Выполнение только той деятельности, которая разрешена преподавателем.

2. За разъяснениями по всем вопросам выполнения заданий обращаться к преподавателю.

3. Во время выполнения работы нельзя передвигаться по кабинету/лаборатории без необходимости.

4. Быть максимально внимательными и аккуратными. Не отвлекаться самим и не отвлекать других. Не вмешиваться в процесс работы других учащихся.

5. Не покидать помещение кабинета/лаборатории в учебное время.

По окончании работы:

1. Навести порядок на рабочем месте и сдать его лаборанту/преподавателю;

2. Сдать преподавателю инструкционную карту, учебную и справочную литературу;

Перечень лабораторных работ по физике для студентов

1 курсов системы ТиПО технико-технологического направления

№	Тема	Количество часов
1	Лабораторная работа №1 Определение ускорение тела,движущийся по наклонной плоскости	1
2	Лабораторная работа №2 Изучение движения тела,скатывающегосяпо наклонному желобу	1
3	Лабораторная работа №3 Исследование движения шарика в жидкостях различной вязкости	1
4	Лабораторная работа №4 Проверка газовых законов.	1
5	Лабораторная работа №5. Определение универсальной газовой постоянной	1
6	Лабораторная работа № 6. Определение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.	1
7	Лабораторная работа №7. Изучение закономерностей смешанного соединения проводников.	1
8	Лабораторная работа №8 Вольтамперная характеристика лампы накаливания, резистора и полупроводникового диода	1
9	Лабораторная работа №9 Исследование условия возникновения тока в электролитах.	1
10	Лабораторная работа №10 Изучение явления резонанса в цепи переменного тока	1
11	Лабораторная работа № 11 Определение числа витков в обмотках трансформатора	1
12	Лабораторная работа №12. Определение скорости звука в воздухе.	1
13	Лабораторная работа №13 Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.	1
14	Лабораторная работа №14 Наблюдение поляризации света.	1
15	Лабораторная работа №15. Определение показателя преломления стекла.	1
16	Лабораторная работа №16 Наблюдение сплошного и линейчатого спектров излучения	1
17	Лабораторная работа №17 Определение периода полураспада.	1

Лабораторная работа №1

Тема: Определение ускорения тела, движущегося по наклонной плоскости

? Цель работы:

Определить ускорение тела, движущегося по наклонной плоскости, и исследовать зависимость ускорения от угла наклона плоскости.

? Оборудование и материалы:

• Наклонная плоскость с возможностью изменения угла наклона (например, регулируемая рампа);

• Тело для скатывания (шарик, кубик или другой объект с известной массой);

• Секундомер для измерения времени;

• Линейка или измерительная шкала для измерения расстояний;

• Угольники для точной настройки угла наклона;

• Термометр (для контроля температуры и изменения трения, если это необходимо).

? Теоретические сведения:

Для тела, движущегося по наклонной плоскости, ускорение можно выразить через компоненты силы тяжести, действующие вдоль наклонной плоскости. Если пренебречь сопротивлением воздуха и трением, ускорение будет зависеть только от угла наклона.

Основное уравнение для ускорения без трения:

a=g⋅sin⁡(α)a = g

где:

• a — ускорение тела,

• g— ускорение свободного падения (g=9.8 м/с),

• α — угол наклона плоскости.

Если учитывать трение, то ускорение будет меньше и определяется следующим образом:

a=g⋅(sin⁡(α)−μ⋅cos⁡(α))a = g

где μ — коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью.

? Ход работы:

1. Подготовка оборудования:

   • Разместите наклонную плоскость так, чтобы можно было изменять её угол наклона с помощью угольников.

   • Убедитесь, что поверхность наклонной плоскости чистая и гладкая для минимизации трения.

   • Установите начало отсчёта на верхней части наклонной плоскости, откуда будет начинать движение тело.

2. Измерение времени:

   • Поместите тело на верхнюю часть наклонной плоскости и отпустите его.

   • С помощью секундомера измерьте время t, которое потребуется телу для скатывания вниз по наклонной плоскости до конца.

3. Измерение расстояния:

   • Измерьте длину наклонной плоскости l (расстояние, которое пройдет тело).

   • Для точности, повторите измерения несколько раз и вычислите среднее время.

4. Расчёт ускорения:

   • Используйте формулу для расчёта ускорения с учётом пройденного пути и времени:

a=2lt2a ​

где l — длина наклонной плоскости, t — время, за которое тело прошло это расстояние.

5. Повторение эксперимента для разных углов наклона:

   • Изменяйте угол наклона наклонной плоскости и повторяйте измерения для разных углов.

   • Рассчитайте ускорение для каждого угла наклона.

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Угол наклона α\(°)	Время движения t (с)	Длина наклонной плоскости l (м)	Ускорение a (м/с²)
1	10	2.5	1.5	0.48
2	20	2.2	1.5	0.62
3	30	1.8	1.5	0.93
4	40	1.6	1.5	1.12
5	50	1.4	1.5	1.32

❓ Контрольные вопросы:

1. Как угол наклона наклонной плоскости влияет на ускорение тела?

2. Почему ускорение увеличивается с увеличением угла наклона?

3. Как можно рассчитать ускорение тела, если известно время и расстояние?

Лабораторная работа №2

Тема: Изучение движения тела, скатывающегося по наклонному желобу

? Цель работы:

Изучить движение тела, скатывающегося по наклонному желобу, определить зависимости ускорения от угла наклона и исследовать влияние трения на движение тела.

? Оборудование и материалы:

• Наклонный желоб (плоская поверхность, которую можно наклонить);

• Шарик или другой малый объект с известной массой для исследования;

• Линейка или измерительная шкала для измерения расстояний;

• Секундомер для измерения времени;

• Угольники для точной настройки угла наклона желоба;

• Весы для измерения массы тела (по желанию);

• Термометр (для контроля температуры в случае, если исследуется влияние температуры на трение).

? Теоретические сведения:

Для движения тела, скатывающегося по наклонной плоскости, можно использовать следующий подход. Ускорение тела при отсутствии трения можно найти по закону Ньютона, используя компоненты силы тяжести, действующие на тело вдоль наклонной плоскости.

1. Основное уравнение движения (при отсутствии трения):

a=g⋅sin⁡(α)a

где:

• a— ускорение тела,

• g — ускорение свободного падения (g=9.8 м/с²,

• α — угол наклона плоскости.

2. Влияние трения:
   При наличии трения ускорение будет меньше и зависит от коэффициента трения μ между телом и наклонной поверхностью. Уравнение для ускорения с учётом трения:

a=g⋅(sin⁡(α)−μ⋅cos⁡(α))a = g

где μ — коэффициент трения.

? Ход работы:

1. Подготовка оборудования:

   • Разместите наклонный желоб и установите угол наклона с помощью угольников.

   • Убедитесь, что поверхность желоба гладкая и чистая. Если необходимо, используйте разные материалы для изменения коэффициента трения.

2. Измерение времени движения:

   • Поместите тело (например, шарик) на начало наклонной плоскости и запустите его по желобу.

   • Используя секундомер, измерьте время, которое требуется телу для скатывания с одного конца наклонной плоскости до другого.

   • Повторите измерения несколько раз для повышения точности.

3. Измерение расстояния:

   • Измерьте длину наклонной плоскости lll (расстояние, которое прошло тело).

   • Рассчитайте теоретальное ускорение, если угол наклона известен.

4. Расчёт ускорения:

   • Используя измеренное время и расстояние, найдите ускорение с помощью формулы:

a=2lt2a

где l — длина наклонной плоскости, t — время, за которое тело прошло расстояние.

5. Повторение эксперимента для разных углов наклона:

   • Изменяйте угол наклона наклонной плоскости и повторяйте измерения.

   • Рассчитайте ускорение для каждого угла наклона.

6. Изучение влияния трения:

   • Для измерения трения используйте наклонный желоб с разными покрытиями (например, резиновая или деревянная поверхность) и повторите эксперимент.

   • Определите, как изменение поверхности влияет на ускорение.

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Угол наклона α(°)	Время движения t (с)	Длина наклонной плоскости l (м)	Ускорение a (м/с²)
1	10	2.4	1.5	0.62
2	20	2.1	1.5	0.75
3	30	1.8	1.5	0.93
4	40	1.6	1.5	1.12
5	50	1.4	1.5	1.32

❓ Контрольные вопросы:

1. Как угол наклона наклонной плоскости влияет на скорость и ускорение тела?

2. Как трение влияет на движение тела по наклонной плоскости?

3. Какое уравнение описывает движение тела, скатывающегося по наклонной плоскости, без трения?

Лабораторная работа №3

Тема: Исследование движения шарика в жидкостях различной вязкости

? Цель работы:

Изучить влияние вязкости жидкости на скорость падения шарика и определить связь между вязкостью жидкости и временем его падения.

? Оборудование и материалы:

• Шарики (например, из стекла или стали) с известным диаметром;

• Цилиндр или прозрачная трубка для падения шарика;

• Лабораторные жидкости с разной вязкостью (например, вода, глицерин, мед, растительное масло);

• Линейка или измерительная шкала для измерения расстояния падения;

• Секундомер для измерения времени;

• Статив для установки цилиндра или трубки;

• Термометр (по желанию для контроля температуры жидкости).

? Теоретические сведения:

Движение шарика в жидкости описывается законом Стокса для вязкой жидкости, который гласит, что скорость падения шарика зависит от радиуса шарика, плотности жидкости, её вязкости и силы тяжести. Формула для скорости падения в условиях, когда скорость стабилизировалась, выглядит следующим образом:

v=2r2(ρж−ρш)g9ηv​

где:

• v — скорость падения шарика,

• r — радиус шарика,

• ρж ​ — плотность жидкости,

• ρш ​ — плотность шарика,

• g — ускорение свободного падения,

• η— вязкость жидкости.

Таким образом, для расчёта вязкости жидкости, можно измерить скорость падения шарика и применить данную формулу.

? Ход работы:

1. Подготовка оборудования:

   • Установите цилиндр или прозрачную трубку вертикально и наполните её жидкостью.

   • Измерьте диаметр шарика с помощью штангенциркуля и определите его радиус rrr.

   • Для каждой жидкости (например, воды, глицерина, масла) измерьте её плотность, если она не известна.

2. Измерение времени падения шарика:

   • Поместите шарик в жидкость в верхнюю часть цилиндра или трубки.

   • Запустите секундомер с момента начала падения шарика и остановите его, когда шарик достигнет дна.

   • Повторите эксперимент несколько раз для повышения точности измерений и рассчитайте среднее время падения.

3. Измерение вязкости:

   • Рассчитайте скорость падения шарика в каждой жидкости по формуле, используя измеренные данные.

   • Для различных жидкостей с разной вязкостью повторите опыт, чтобы увидеть, как вязкость влияет на скорость падения шарика.

4. Построение графиков:

   • Постройте график зависимости скорости падения шарика от вязкости жидкости.

   • Анализируйте, как скорость падения изменяется с увеличением вязкости.

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Жидкость	Плотность жидкости ρж​ (кг/м³)	Вязкость жидкости η (Па·с)	Время падения шарика t (с)	Радиус шарика r (м)	Скорость падения v (м/с)
1	Вода	1000	0.001	0.45	0.005	0.011
2	Глицерин	1260	1.49	1.2	0.005	0.004
3	Растительное масло	920	0.06	0.75	0.005	0.007
4	Мед	1420	10.0	3.0	0.005	0.001

❓ Контрольные вопросы:

1. Как вязкость жидкости влияет на скорость падения шарика?

2. Почему для различных жидкостей требуется разное время для падения одного и того же шарика?

3. Как можно определить вязкость жидкости, используя данные о падении шарика?

Лабораторная работа №4

Тема: Проверка газовых законов

? Цель работы:

Проверить основные газовые законы, такие как закон Бойля-Мариотта, закон Шарля, и закон Гей-Люссака, с использованием экспериментальных данных. Определить, как давление, объём и температура газа взаимосвязаны в разных условиях.

? Оборудование и материалы:

• Газовый баллон (например, с воздухом или водородом);

• Манометр для измерения давления газа;

• Термометр для измерения температуры газа;

• Измерительная посудина (сосуд или колба с известным объёмом);

• Комплект для изменения объёма газа (например, поршень или реостат для давления);

• Источник тепла (например, электрическая плита) для изменения температуры газа.

? Теоретические сведения:

1. Закон Бойля-Мариотта:
Закон Бойля-Мариотта описывает зависимость давления от объёма при постоянной температуре. Согласно этому закону, произведение давления и объёма идеального газа остаётся постоянным:

P⋅V=const

где:

• P — давление,

• V — объём газа.

2. Закон Шарля:
Закон Шарля описывает зависимость объёма газа от его температуры при постоянном давлении. Согласно этому закону, объём газа пропорционален его температуре:

V∝T при P=constV

где:

• V — объём газа,

• T — температура газа.

3. Закон Гей-Люссака:
Закон Гей-Люссака описывает зависимость давления газа от температуры при постоянном объёме. Согласно этому закону, давление газа пропорционально его температуре:

P∝T при V=constP

? Ход работы:

1. Проверка закона Бойля-Мариотта (при постоянной температуре):

   • Измерьте объём газа и его давление при разных условиях, изменяя объём газа с помощью поршня или другого устройства.

   • Для каждого значения объёма измерьте соответствующее давление газа.

   • Постройте график зависимости P от V и убедитесь, что линия имеет форму гиперболы, что подтверждает закон Бойля-Мариотта.

2. Проверка закона Шарля (при постоянном давлении):

   • Подключите сосуд с газом к термометру и манометру.

   • Нагревайте газ (с помощью плиты или другого источника тепла) и измеряйте объём и температуру при различных значениях температуры.

   • Постройте график зависимости объёма V от температуры T, при этом давление должно оставаться постоянным.

   • Убедитесь, что зависимость является линейной.

3. Проверка закона Гей-Люссака (при постоянном объёме):

   • Измерьте давление газа при изменении температуры, используя термометр и манометр.

   • Для разных значений температуры измерьте соответствующие давления при постоянном объёме.

   • Постройте график зависимости давления P от температуры T, при этом объём газа должен оставаться постоянным.

   • Убедитесь, что зависимость является линейной.

? Таблица наблюдений:

1. Закон Бойля-Мариотта (при постоянной температуре):

№ опыта	Объём газа V (м³)	Давление P (Па)
1	0.02	300
2	0.04	150
3	0.06	100
4	0.08	75

2. Закон Шарля (при постоянном давлении):

№ опыта	Температура T (К)	Объём газа V (м³)
1	273	0.02
2	293	0.03
3	313	0.035
4	333	0.04

3. Закон Гей-Люссака (при постоянном объёме):

№ опыта	Температура T (К)	Давление P (Па)
1	273	1000
2	293	1100
3	313	1200

❓ Контрольные вопросы:

1. Как изменение объёма газа влияет на его давление при постоянной температуре?

2. Почему в законе Шарля объём газа зависит от температуры, но не от давления?

3. Как изменение температуры влияет на давление газа при постоянном объёме?

Лабораторная работа №5

Тема: Определение универсальной газовой постоянной

? Цель работы:

Определить универсальную газовую постоянную R с использованием экспериментальных данных о термодинамических свойствах газа. Эта постоянная играет ключевую роль в уравнении состояния идеального газа.

? Оборудование и материалы:

• Газовый баллон с известным газом (например, воздух или водород);

• Манометр для измерения давления;

• Термометр для измерения температуры;

• Измерительная посудина (например, колба или сосуд с известным объёмом);

• Шкала для измерения объёма газа;

• Электрическая плита или другой источник нагрева (для изменения температуры газа);

• Компьютер с программой для расчёта (по желанию).

? Теоретические сведения:

Универсальная газовая постоянная R связана с уравнением состояния идеального газа:

PV=nRTPV

где:

• P — давление газа,

• V — объём газа,

• n — количество вещества газа (в молях),

• R — универсальная газовая постоянная,

• T — температура в Кельвинах.

Цель эксперимента — вычислить значение R, используя экспериментальные данные для конкретного газа при различных значениях давления и температуры.

? Ход работы:

1. Подготовка оборудования:

   • Заполните сосуд газом (например, воздухом или водородом).

   • Измерьте объём сосуд с газом с помощью мерного прибора.

   • Измерьте начальную температуру и давление газа в сосуде.

2. Измерение давления и температуры при разных условиях:

   • Изменяйте температуру газа, используя источник тепла (например, электрическую плиту), и для каждого значения температуры измеряйте давление.

   • Для каждой температуры записывайте данные о давлении и температуре.

3. Проведение эксперимента:

   • При фиксированном объёме газа измерьте давление и температуру при различных условиях.

   • Используйте уравнение состояния идеального газа для вычисления универсальной газовой постоянной R по данным из эксперимента.

4. Построение графика:

   • Постройте график зависимости P от T для газа. По наклону этого графика можно будет вычислить значение R.

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Температура T (К)	Давление P (Па)	Объём газа V (м³)	Количество вещества nnn (моль)
1	273	1000	0.01	0.4
2	293	1100	0.01	0.4
3	313	1200	0.01	0.4
4	333	1300	0.01	0.4
5	353	1400	0.01	0.4

❓ Контрольные вопросы:

1. Как зависит давление газа от температуры при постоянном объёме?

2. Почему важно использовать идеальное уравнение состояния для вычисления газовой постоянной?

3. Какие погрешности могут возникнуть при измерении давления и температуры, и как их минимизировать?

Лабораторная работа №6

Тема: Определение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.

? Цель работы:

Изучить зависимость между электродвижущей силой (ЭДС) и внутренним сопротивлением источников постоянного тока. Измерить эти величины для различных источников тока и проверить закон Ома для полной цепи.

? Оборудование и материалы:

• Источник постоянного тока (например, батарея или лабораторный источник питания);

• Амперметр;

• Вольтметр;

• Резистор с известным сопротивлением (нагрузочный резистор);

• Проводники для соединений (проводки);

• Резистор для измерения тока при разных нагрузках (регулируемая нагрузка или реостат);

• Мультиметр для измерения сопротивления.

? Теоретические сведения:

1. Закон Ома для полной цепи:

Для любой цепи, содержащей источник ЭДС ε и внутреннее сопротивление r, закон Ома для полной цепи можно записать следующим образом:

I=εR+rI ​

где:

• I — сила тока в цепи,

• ε — электродвижущая сила источника,

• R — сопротивление внешней нагрузки (например, резистора),

• r — внутреннее сопротивление источника тока.

2. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления:

• ЭДС (ε) — это максимальная разность потенциалов, которая может быть приложена к внешней цепи при отсутствии тока. Она измеряется в Вольтах.

• Внутреннее сопротивление (r) источника тока — это сопротивление, которое оказывает источник тока на движение зарядов через него.

? Ход работы:

1. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника:

   • Подключите источник постоянного тока к цепи с амперметром и вольтметром.

   • Измерьте напряжение на источнике при нулевом токе (ЭДС).

   • Подключите в цепь резистор R и измерьте ток в цепи с помощью амперметра.

   • Постепенно увеличивайте сопротивление R и записывайте значения тока и напряжения.

   • Для каждого значения сопротивления измерьте напряжение и ток и постройте вольтамперную характеристику.

2. Измерение внутреннего сопротивления:

   • С помощью полученных данных (напряжение при разных токах) постройте график зависимости напряжения от тока.

   • ЭДС источника можно определить, как пересечение графика с осью напряжения, а внутреннее сопротивление — как наклон графика (коэффициент пропорциональности между напряжением и током).

3. Проверка закона Ома для полной цепи:

   • Для разных значений сопротивлений внешней нагрузки проверьте выполнение закона Ома.

   • Рассчитайте теоретические значения тока по формуле и сравните с экспериментальными данными.

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Сопротивление внешней нагрузки R (Ом)	Напряжение на внешней нагрузке U (В)	Сила тока I (А)	Напряжение на источнике ε (В)
1	10	4	0.4	5
2	20	3	0.3	5
3	30	2.5	0.25	5
4	40	2	0.2	5
5	50	1.8	0.18	5

❓ Контрольные вопросы:

1. Почему при увеличении сопротивления внешней нагрузки сила тока в цепи уменьшается?

2. Как можно определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока из графика вольтамперной характеристики?

3. Как зависит ток от сопротивления внешней нагрузки в цепи с постоянным источником тока?

Лабораторная работа №7

Тема: Изучение закономерностей смешанного соединения проводников

? Цель работы:

Изучить закономерности смешанного соединения проводников (последовательное и параллельное соединение) и исследовать их влияние на электрическое сопротивление.

? Оборудование и материалы:

• Источник постоянного тока (например, батарея или лабораторный источник питания);

• Амперметр;

• Вольтметр;

• Несколько проводников (резисторы) с разным сопротивлением;

• Проводники для соединений (проводки);

• Мультиметр для измерения сопротивления.

? Теоретические сведения:

1. Последовательное соединение проводников:

Когда проводники соединяются последовательно, их сопротивления складываются:

Rобщ=R1+R2+R3+……

При этом ток в цепи остаётся одинаковым для всех элементов, а общее сопротивление увеличивается.

2. Параллельное соединение проводников:

В случае параллельного соединения проводников общее сопротивление рассчитывается по формуле:

Rобщее=1\R1+1\R2+1\R3…

Для параллельного соединения ток делится между проводниками, и общее сопротивление всегда меньше сопротивления каждого из проводников.

? Ход работы:

1. Последовательное соединение проводников:

   • Соедините несколько резисторов последовательно.

   • Измерьте общее сопротивление с помощью мультиметра.

   • Измерьте ток и напряжение в цепи и проверьте выполнение закона Ома для последовательной цепи.

2. Параллельное соединение проводников:

   • Соедините несколько резисторов параллельно.

   • Измерьте общее сопротивление с помощью мультиметра.

   • Измерьте ток и напряжение в цепи и проверьте выполнение закона Ома для параллельной цепи.

3. В каждом случае, варьируя количество и сопротивление резисторов, измерьте их напряжение, ток и общее сопротивление.

4. Для каждого типа соединения (последовательного и параллельного) постройте графики зависимости общего сопротивления от числа проводников.

? Таблица наблюдений:

1. Последовательное соединение резисторов:

№ опыта	Сопротивление R1R_1R1​ (Ом)	Сопротивление R2R_2R2​ (Ом)	Общее сопротивление Rобщее (Ом)	Ток I (А)	Напряжение U (В)
1	10	20	30	0.2	6
2	15	25	40	0.15	6
3	10	30	40	0.15	6

2. Параллельное соединение резисторов:

№ опыта	Сопротивление R1R_1R1​ (Ом)	Сопротивление R2R_2R2​ (Ом)	Общее сопротивление Rобщее ​ (Ом)	Ток I (А)	Напряжение U (В)
1	10	20	6.67	0.45	3
2	15	25	8.57	0.35	3
3	10	30	7.5	0.4	3

❓ Контрольные вопросы:

1. Почему при последовательном соединении проводников общее сопротивление увеличивается?

2. Что происходит с током и напряжением при параллельном соединении проводников?

3. Какое соединение проводников эффективно для уменьшения сопротивления в цепи?

Лабораторная работа №8

Тема: Вольтамперная характеристика лампы накаливания, резистора и полупроводникового диода

? Цель работы:

Изучить вольтамперные характеристики лампы накаливания, резистора и полупроводникового диода, исследовать их поведение в электрической цепи.

? Оборудование и материалы:

• Лампа накаливания (например, 220 В, 60 Вт);

• Резистор (фиксированное сопротивление);

• Полупроводниковый диод (например, кремниевый диод);

• Источник постоянного тока (регулируемый источник питания);

• Вольтметр;

• Амперметр;

• Регулируемая нагрузка или реостат (для изменения сопротивления в цепи);

• Протокол для записи результатов измерений.

? Теоретические сведения:

1. Лампа накаливания:
Лампа накаливания представляет собой сопротивление, которое зависит от температуры нити накала. При увеличении напряжения ток через лампу также увеличивается, но не пропорционально напряжению (поведение нелинейное).

2. Резистор:
Резистор подчиняется закону Ома:

I=U/ R

где I — ток, U — напряжение, R — сопротивление. Вольтамперная характеристика резистора — прямая линия, если сопротивление остаётся постоянным.

3. Полупроводниковый диод:
Полупроводниковый диод имеет асимметричную вольтамперную характеристику: ток проходит в одном направлении, а в другом направлении ток либо минимален, либо отсутствует.

? Ход работы:

1. Лампа накаливания:

   • Подключите лампу накаливания в электрическую цепь и измерьте напряжение и ток при различных значениях напряжения.

   • Запишите значения тока и напряжения в таблицу.

   • Постройте вольтамперную характеристику, указав, как зависит ток от напряжения.

2. Резистор:

   • Подключите резистор к источнику питания.

   • Измерьте напряжение и ток при различных значениях напряжения.

   • Постройте вольтамперную характеристику резистора, которая должна быть прямолинейной, в соответствии с законом Ома.

3. Полупроводниковый диод:

   • Подключите полупроводниковый диод в электрическую цепь и измерьте напряжение и ток при различных значениях напряжения.

   • Измерьте ток и напряжение в прямом и обратном направлениях.

   • Постройте вольтамперную характеристику диода, отображающую асимметричное поведение.

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Напряжение U (В)	Ток I (мА) (лампа накаливания)	Ток I (мА) (резистор)	Ток I (мА) (диод)
1	1	5	5	0
2	2	15	10	1
3	3	25	15	10
4	4	40	20	50
5	5	60	25	200
6	6	80	30	500
7	7	100	35	800

❓ Контрольные вопросы:

1. Почему вольтамперная характеристика лампы накаливания нелинейна?

2. Как влияет температура на сопротивление нити накала в лампе?

3. Почему диод имеет асимметричную вольтамперную характеристику?

4. Чем отличается поведение тока в цепи с резистором от поведения тока в цепи с диодом?

Лабораторная работа №9

Тема: Исследование условия возникновения тока в электролитах

? Цель работы:

Изучить условия возникновения тока в электролитах и исследовать влияние концентрации электролита на проводимость.

? Оборудование и материалы:

• Электролит (например, раствор серной кислоты, хлорида натрия или меди сульфата);

• Источник постоянного тока (например, батарея или источник питания);

• Электроды (обычно из меди или графита);

• Амперметр;

• Вольтметр (для измерения напряжения);

• Мерная ёмкость для приготовления раствора;

• Термометр (по желанию для учёта температуры).

? Теоретические сведения:

При пропускании электрического тока через электролит происходит диссоциация электролита на ионы, которые и проводят электрический ток. В зависимости от природы и концентрации электролита, проводимость будет изменяться. Сила тока пропорциональна напряжению и зависит от сопротивления раствора, которое, в свою очередь, зависит от концентрации ионов в растворе.

Закон Ома для электролита:

I=URI ​

где:

• I — сила тока;

• U — напряжение;

• R — сопротивление электролита.

Также проводимость раствора (G) можно выразить через сопротивление (R):

G=1RG ​

? Ход работы:

1. Приготовьте растворы электролита с различной концентрацией. Например, растворите различное количество соли в воде для получения растворов с разной концентрацией.

2. Подключите амперметр и вольтметр в цепь с электролитом, установите электроды в раствор.

3. Подайте постоянное напряжение на электроды и измерьте силу тока и напряжение.

4. Изменяйте концентрацию электролита в растворе и измеряйте силу тока при одинаковом напряжении.

5. Постепенно увеличивайте напряжение и наблюдайте за изменением тока.

6. Сравните проводимость растворов с различными концентрациями электролита.

? Таблица наблюдений:

Концентрация электролита (моль/л)	Напряжение (В)	Сила тока (мА)	Сопротивление R (Ом)	Проводимость G (См)
0,1	5	0,2	...	...
0,2	5	0,4	...	...
0,5	5	1,0	...	...
1,0	5	1,5	...	...

❓ Контрольные вопросы:

1. Как зависит проводимость электролита от его концентрации?

2. Почему электролит проводит ток только в растворённом состоянии?

3. Как температура раствора влияет на проводимость?

Лабораторная работа №10

Тема: Изучение явления резонанса в цепи переменного тока

? Цель работы:

Изучить явление резонанса в цепи переменного тока, исследовать зависимости между частотой, импедансом и амплитудой тока в резонансной цепи.

? Оборудование и материалы:

• Генератор переменного тока (или источник переменного напряжения);

• Резистор R, катушка индуктивности L, конденсатор C;

• Вольтметр, амперметр;

• Частотомер или осциллограф (для измерения частоты и амплитуды напряжения);

• Индикатор для измерения максимальной амплитуды тока в цепи.

? Теоретические сведения:

В резонансной цепи переменного тока (состоящей из резистора, катушки индуктивности и конденсатора) при определённой частоте источника тока — резонансной частоте — импеданс цепи минимален, а ток максимально велик.

Резонанс в цепи возникает при условии, что реактивные сопротивления индуктивности и ёмкости взаимно компенсируют друг друга. Для последовательной резонансной цепи резонансная частота f0f_0f0​ определяется выражением:

f0=12πLCf_0

При резонансе импеданс цепи минимален и равен сопротивлению R резистора, а амплитуда тока в цепи максимальна.

? Ход работы:

1. Соберите последовательную цепь из резистора, катушки индуктивности и конденсатора, подключив их к генератору переменного тока.

2. Измерьте напряжение и ток в цепи при разных частотах.

3. Начните с низкой частоты и постепенно увеличивайте её, наблюдая изменение тока и напряжения.

4. Определите частоту, при которой ток в цепи достигает максимума. Это и будет резонансная частота.

5. Для разных значений R, L и C исследуйте изменения резонансной частоты.

6. Построите график зависимости тока от частоты и определите резонансную частоту на графике.

? Таблица наблюдений:

Частота f (Гц)	Напряжение U (В)	Ток I (А)	Описание (резонанс или нет)
50	5	0,01	...
100	5	0,02	...
200	5	0,04	...
500	5	0,08	Резонанс
1000	5	0,07	...

❓ Контрольные вопросы:

1. Как зависит амплитуда тока от частоты в резонансной цепи?

2. Что происходит в цепи, когда частота источника значительно отличается от резонансной?

3. Почему при резонансе импеданс цепи минимален?

Лабораторная работа №11

Тема: Определение числа витков в обмотках трансформатора

? Цель работы:

Определить число витков в обмотках трансформатора с помощью измерения напряжений на первичной и вторичной обмотках и использования закона трансформации.

? Оборудование и материалы:

• Трансформатор;

• Источник переменного напряжения (например, генератор переменного тока);

• Вольтметры для измерения напряжений на обмотках трансформатора;

• Амперметр (при необходимости для расчётов тока);

• Трансформатор с известным напряжением на первичной обмотке.

? Теоретические сведения:

Закон трансформации напряжений в трансформаторе:

U1U2=N1N2

где:

• U1U_1U1​ и U2U_2U2​ — напряжения на первичной и вторичной обмотках соответственно;

• N1N_1N1​ и N2N_2N2​ — числа витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.

Из этого закона можно выразить число витков во вторичной обмотке N2N_2N2​:

N2=N1⋅U2U1N_2 = N_1

где:

• N1N_1N1​ — число витков на первичной обмотке (оно может быть известно заранее или измерено).

? Ход работы:

1. Установите трансформатор и подключите его к источнику переменного напряжения.

2. Измерьте напряжение U1U_1U1​ на первичной обмотке с помощью вольтметра.

3. Измерьте напряжение U2U_2U2​ на вторичной обмотке.

4. Примените формулу для нахождения числа витков во вторичной обмотке N2N_2N2​, если известно число витков на первичной обмотке N1N_1N1​.

5. Повторите измерения для разных значений нагрузки (если трансформатор имеет регулировку мощности или нагрузки).

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Напряжение на первичной обмотке U1U_1U1​, В	Напряжение на вторичной обмотке U2U_2U2​, В	Число витков на первичной обмотке N1N_1N1​	Число витков на вторичной обмотке N2N_2N2​ (по формуле)
1	220	110	500	...
2	220	50	500	...
3	110	55	500	...

❓ Контрольные вопросы:

1. Как зависит напряжение на вторичной обмотке от числа витков в трансформаторе?

2. Почему важно измерять напряжения на обеих обмотках при исследовании трансформатора?

3. Какие параметры могут повлиять на эффективность работы трансформатора?

Лабораторная работа №12

Тема: Определение скорости звука в воздухе

? Цель работы:

Определить скорость звука в воздухе экспериментальным путём с использованием метода эхо.

? Оборудование и материалы:

• Источник звуковых колебаний (например, громкий хлопок или звуковая установка);

• Устройство для измерения времени (секундомер или другой точный измеритель времени);

• Мерка для измерения расстояния;

• Пространство с достаточным расстоянием (например, длинный коридор или открытое пространство).

? Теоретические сведения:

Скорость звука в воздухе v зависит от температуры и плотности воздуха, но для опытных целей её можно вычислить, измерив время, за которое звук проходит определённое расстояние и отражается от поверхности (метод эхо).

Формула для скорости звука:

v=2dΔtv

где:

• d — расстояние до поверхности, от которой отражается звук (например, стена или препятствие);

• Δt — время, которое требуется звуку для преодоления расстояния туда и обратно.

? Ход работы:

1. Установите источник звука и измерьте расстояние d до отражающей поверхности (стена или другое препятствие).

2. Произведите громкий звук (например, хлопок в ладоши или использование звукового генератора).

3. Засекайте время Δt, за которое звук достигнет препятствия и вернётся к вам (можно использовать секундомер или специализированный прибор).

4. Повторите эксперимент несколько раз для повышения точности, при этом меняйте расстояние d до поверхности.

5. Рассчитайте скорость звука для каждого измерения, используя формулу v=2dΔtv

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Расстояние d (м)	Время Δt (с)	Расчёт скорости v (м/с)
1	50	0,29	...
2	100	0,58	...
3	150	0,87	...
4	200	1,16	...

❓ Контрольные вопросы:

1. Почему важно учитывать время пути звука туда и обратно при расчёте скорости?

2. Как изменяется скорость звука с изменением температуры воздуха?

3. Какие факторы могут повлиять на точность эксперимента при измерении скорости звука?

Лабораторная работа №13

Тема: Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки

? Цель работы:

Изучить явление дифракции света и определить длину волны монохроматического света с помощью дифракционной решётки.

? Оборудование и материалы:

• Источник монохроматического света (лазер, например, зелёный или красный);

• Дифракционная решётка (с указанием постоянной d);

• Экран или лист бумаги;

• Линейка или измерительная лента;

• Подставка или штатив.

? Теоретические сведения:

Формула дифракционной решётки:

d⋅sin⁡θ=k⋅λd

Где:

• d — период решётки (обратная величина числу штрихов на 1 мм);

• θ — угол дифракции;

• k — порядок спектра (обычно k=1k = 1k=1);

• λ — длина волны света.

Если расстояние от решётки до экрана — L, а расстояние от центра до дифракционного максимума первого порядка — x, то:

sin⁡θ≈tan⁡θ=xL

? Ход работы:

1. Установите лазер и дифракционную решётку так, чтобы луч был перпендикулярен поверхности решётки.

2. На расстоянии L (например, 1 м) зафиксируйте экран.

3. Отметьте на экране центральный максимум (нулевой порядок) и первый дифракционный максимум по обе стороны.

4. Измерьте расстояние x от центра до первого максимума.

5. По формуле tan⁡θ=x/L найдите угол θ\

6. Используйте формулу λ=d⋅sin⁡θk ​ для расчёта длины волны.

? Таблица наблюдений:

№ опыта	Расстояние до экрана L, м	Смещение максимума x, м	θ\ (в град.)	λ, м
1	1,0	0,22	...	...
2	1,0	0,20	...	...

❓ Контрольные вопросы:

1. Что происходит со светом при дифракции?

2. Как влияет частота штрихов в решётке на положение максимумов?

3. Почему важно использовать монохроматический свет?

Лабораторная работа №14

Тема: Наблюдение поляризации света

? Цель работы:

Изучить явление поляризации света и научиться наблюдать его с помощью поляризационных фильтров.

? Оборудование и материалы:

• Источник света (например, лампа или экран смартфона);

• Поляризационные фильтры (или линзы от поляризационных очков);

• Зеркальная поверхность (по желанию — для поляризации отражением);

• Лист белой бумаги.

? Теоретические сведения:

Поляризация света — это явление, при котором световые волны начинают колебаться в одной плоскости.
Неполяризованный свет содержит волны, колеблющиеся во всех направлениях, перпендикулярных направлению распространения.
Поляризация может происходить:

• при отражении от неметаллических поверхностей;

• при прохождении света через поляризационные фильтры;

• при рассеянии.

? Ход работы:

Часть 1. Поляризация с помощью двух фильтров

1. Направьте свет (например, от экрана телефона) через один поляризационный фильтр.

2. Возьмите второй фильтр и расположите его за первым.

3. Поворачивайте второй фильтр вокруг своей оси.

4. Наблюдайте изменение яркости света. При определённом положении свет почти полностью исчезает — это эффект перекрёстной поляризации.

Часть 2. Поляризация при отражении

1. Направьте свет на стеклянную поверхность под углом около 56° (приблизительно — угол Брюстера).

2. Посмотрите на отражённый свет через поляризационный фильтр.

3. При вращении фильтра яркость отражения меняется — значит, свет стал частично поляризованным.

? Таблица наблюдений:

Опыт	Условие	Наблюдение	Вывод
1	Два фильтра, параллельны	Свет проходит	Свет частично поляризован
2	Два фильтра, перпендикулярны	Свет почти исчезает	Свет поляризован полностью
3	Отражение под углом	Яркость меняется при вращении фильтра	Свет частично поляризован отражением

❓ Контрольные вопросы:

1. Что такое поляризация света и какие её виды ты знаешь?

2. Почему свет исчезает при перпендикулярном расположении двух поляризационных фильтров?

3. Где поляризация используется в быту и науке?

Лабораторная работа №15

Тема: Определение показателя преломления стекла

? Цель работы:

Экспериментально определить показатель преломления стекла с помощью измерения углов падения и преломления света.

? Оборудование и материалы:

• Оптический диск (транспортир);

• Призма или стеклянная пластинка;

• Источник света (лучевой проектор или лазер);

• Лист бумаги и карандаш;

• Линейка и транспортир.

? Теоретические сведения:

При переходе света из одного прозрачного вещества в другое (например, из воздуха в стекло), происходит преломление света.

Закон преломления (закон Снеллиуса):

n=sin⁡isin⁡rn ​

Где:

• n — показатель преломления стекла;

• i — угол падения (между падающим лучом и перпендикуляром к поверхности);

• r — угол преломления.

? Ход работы:

1. Установите стеклянную призму на лист бумаги.

2. Проведите границу поверхности стекла и перпендикуляр к ней.

3. Направьте световой луч под углом к границе стекла. Отметьте лучи: падающий и преломлённый.

4. Измерьте угол падения i и угол преломления r с помощью транспортира.

5. Повторите эксперимент для нескольких разных углов падения (например: 20°, 30°, 40°, 50°).

6. Для каждого измерения рассчитайте sin⁡i\sin isini, sin⁡r\sin rsinr и n=sin⁡isin⁡rn​.

7. Вычислите среднее значение показателя преломления.

? Таблица наблюдений и расчётов:

№ опыта	Угол падения i	Угол преломления r	sin⁡i\	sin⁡r	n=sin⁡isin⁡rn ​
1	20°	...	...	...	...
2	30°	...	...	...	...
3	40°	...	...	...	...

❓ Контрольные вопросы:

1. Что показывает показатель преломления?

2. Почему свет меняет направление при прохождении через границу двух сред?

3. Как влияет угол падения на угол преломления?

Лабораторная работа №16

Тема: Наблюдение сплошного и линейчатого спектров излучения

? Цель работы:

Познакомиться с различными типами спектров излучения: сплошным, линейчатым и полосатым.
Научиться наблюдать и описывать спектры с помощью спектроскопа (или спектральной решётки).

? Оборудование и материалы:

• Спектроскоп (или призма/спектральная решётка);

• Лампа накаливания (для сплошного спектра);

• Газоразрядные трубки (с неоном, водородом, гелием и др. — для линейчатого спектра);

• Источник питания для трубок;

• Тетрадь для зарисовки спектров.

? Теоретические сведения:

• Сплошной спектр — непрерывный, излучается нагретыми твердыми телами или жидкостями (например, лампой накаливания).

• Линейчатый спектр — состоит из отдельных линий; излучается разреженным газом или плазмой. Каждому химическому элементу соответствует свой «спектральный паспорт».

• Полосатый спектр — характерен для молекул, состоит из групп линий (полос).

? Ход работы:

Часть I. Сплошной спектр

1. Включите лампу накаливания.

2. Направьте спектроскоп на лампу.

3. Наблюдайте спектр и зарисуйте его в тетрадь.

4. Сделайте вывод о характере спектра.

Часть II. Линейчатый спектр

1. Подключите газоразрядную трубку (например, с неоном).

2. Через спектроскоп наблюдайте её спектр.

3. Зарисуйте видимые линии (по цветам и интенсивности).

4. Повторите для другой трубки (например, водород или гелий).

5. Сравните спектры разных элементов.

? Таблица наблюдений:

Источник излучения	Тип спектра	Цвета/линии в спектре	Вывод
Лампа накаливания	Сплошной	Все цвета радуги	...
Трубка с неоном	Линейчатый	Красные, оранжевые линии	...
Трубка с водородом	Линейчатый	Фиолетовые, синие линии	...

❓ Контрольные вопросы:

1. Чем отличаются сплошной и линейчатый спектры?

2. Почему каждый элемент даёт свой уникальный спектр?

3. Где в жизни применяются спектры (примеры)?

Лабораторная работа №17

Тема: Определение периода полураспада (моделирование радиоактивного распада)

? Цель работы:

Научиться моделировать радиоактивный распад и определить период полураспада вещества на основе экспериментальных данных.

? Оборудование и материалы:

• Кубики/монеты/фишки (100 шт.) — для моделирования нестабильных ядер;

• Контейнер или коробка;

• Таблица наблюдений;

• Калькулятор.

⚠️ Работа является модельной, т.е. проводится не с реальными радиоактивными веществами, а с условными элементами для имитации случайного распада.

? Теоретические сведения:

Период полураспада — это время, за которое распадается половина начального количества радиоактивных ядер.
Формула экспоненциального распада:

N(t)=N0⋅(12)tT1/2N(t) = N_0 t​

Где:

• N0N_0N0​ — начальное количество ядер;

• N(t)N(t)N(t) — количество оставшихся ядер через время ttt;

• T1/2T_{1/2}T1/2​ — период полураспада.

? Ход работы:

1. Возьмите 100 кубиков/монет. Каждая единица моделирует одно нестабильное ядро.

2. Поместите их в контейнер и встряхните.

3. Выложите и удалите все, у которых выпало, например, "орёл" (или определённое условие: метка вверх, чётное число и т.п.).

4. Посчитайте оставшиеся — это остаток после одного "шага времени".

5. Повторяйте процедуру (встряхивание — отсев) до тех пор, пока количество элементов не станет меньше 5.

6. Заполните таблицу наблюдений.

? Таблица наблюдений:

Шаг (время, усл. ед.)	Кол-во ядер (N)
0	100
1	...
2	...
3	...

? Обработка результатов:

1. Постройте график зависимости N(t)N(t)N(t).

2. Найдите на графике, при каком шаге количество ядер стало примерно в 2 раза меньше от исходного — это и есть период полураспада в условных единицах.

3. Сравните с теоретической моделью.

❓ Контрольные вопросы:

1. Что означает термин «период полураспада»?

2. Почему для определения периода используется большая выборка (100 кубиков)?

3. Какие реальные физические процессы описываются такой моделью?

Литература:

1. Кронгарт Б.А., Казахбаева Д.М., Имамбеков О., Кыстаубаев Т.З. Физика. Учебник для 10 кл. ЕМН - Алматы: Мектеп, 2019.

2. Туякбаев С.Т., Насохова Ш.Б., Кронгарт Б.А., Абишев М.Е. Физика. Учебник для 11 кл. ЕМН - Алматы: Мектеп, 2020

3. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика. Учебник для 11 кл. – М., 2012.

4. Кабардин О.Φ., Орлов В.А. Экспериментальные задания по физике. 9—11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М., 2001.

Перечень использованной литературы:

1. Типовая учебная программа технического и профессионального образования по дисциплине "Физика" технико-технологического направления от 6 января 2023 года № 1;

2. Щелыкалина Л.Г., Танатаров Б.Б..Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по физике, , г. Астана, 2017 год;

3. Т.И. Васильева, О.В. Садырева. Учебно-методическое пособие, г. Екатеринбург, 2010;

4. С.А. Пуртова. Методические рекомендации для преподавателей по организации и проведению лабораторных работ и практических занятий с обучающимися по специальностям СПО, г. Тобольск, 2017;

5. Ю.В. Тихомиров, А.А. Куколева. Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторной работы. Исследование движения при наличии вязкого трения. Москва, 2017;

6. В.Р. Именитов. Процессы подземных горных работ. Москва, 1978;

7. М.И.Агошков, С.С.Борисов, В.А. Боярский. Разработка рудных инерудных месторождений. Москва, 1983.

Интернет ресурсы:

1. http://www.pandia.ru/text/77/203/78206.php

2. http://integral-geo.ru/files/sbornik_lab_rab.pdf

3. http://pnu.edu.ru/media/filer_public/2013/02/13/e-oe.pdf

4. http://portal.tpu.ru/SHARED/k/KOLCHANOVA/Educational_job/Tab4/Tab/Tab/mulp.pdf

5. http://www.akdi.ru

http://ru.wikipedia.org