М.: Академия, 2004. — 464 с. — ISBN: 5-7695-1258-Х.
В пособии приведены описания лабораторных работ по общей и экспериментальной физике, которые сгруппированы по основным разделам учебной дисциплины: механика, электродинамика, оптика, квантовая физика, молекулярная физика. Рассмотрены особенности применения персонального компьютера в учебной физической лаборатории.
Для студентов высших педагогических учебных заведений, обучающихся по специальности «Физика».
Предисловие.
Введение.
Погрешности измерения физических величин.
Виды ошибок.
Обработка результатов прямых измерений.
Обработка косвенных измерений.
Запись результатов эксперимента.
Вычисления.
Графики.
Механика.
Простейшие измерения и их обработка.
Изучение прямолинейного движения с помощью машины Атвуда.
Измерение скорости движения пули.
Сложение гармонических колебаний.
Измерение момента инерции велосипедного колеса.
Изучение вращательного движения твердого тела.
Проверка теоремы Штейнера.
Изучение кинематики и динамики качения шара.
Определение ускорения свободного падения с помощью физического маятника.
Изучение свободных колебаний физического маятника.
Изучение вынужденных колебаний.
Измерение частот собственных колебаний струны методом резонанса.
Определение частоты колебаний камертона методом резонанса.
Определение скорости звука в воздухе.
Определение длины волны и скорости звука в твердых телах методом резонанса.
Градуировка звукового генератора методом интерференции.
Определение модуля Юнга.
Определение модуля сдвига.
Определение скорости полета снаряда с помощью крутильного маятника.
Изучение стационарного течения жидкости по трубе переменного сечения.
Изучение течения вязкой жидкости по цилиндрическим трубам.
Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса.
Изучение эффекта Доплера в акустике.
Электродинамика.
Изучение электроизмерительных приборов.
Измерение сопротивления с помощью мостика Уитстона.
Изучение электростатического поля методом моделирования.
Изучение закона Ома для цепей постоянного тока.
Измерение характеристик источника тока.
Измерение характеристик источника тока на установке, подключенной к компьютеру.
Изучение электронного осциллографа.
Изучение тока в вакууме и разреженном газе.
Измерение магнитного поля Земли.
Изучение магнитного поля соленоида.
Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона.
Изучение свойств ферромагнетиков осциллографическим методом.
Изучение процессов зарядки и разрядки конденсатора на установке с компьютером.
Изучение резонанса напряжений и токов на технической частоте.
Изучение резонанса напряжений и токов с помощью звукового генератора и осциллографа.
Изучение закона Ома для цепей переменного тока.
Измерения мощности, выделяемой в цепи переменного тока, и сдвига фаз между силой тока и напряжением.
Оптика.
Преобразование световых пучков оптическими системами.
Исследование электромагнитных волн в двухпроводной линии.
Кольца Ньютона.
Исследование временной когерентности излучения.
Опыт Юнга.
Опыт Юнга. Интерференция лазерного излучения.
Определение длины световой волны с помощью билинзы и бипризмы.
Дифракция Френеля и Фраунгофера.
Дифракция лазерного излучения.
Дифракция лазерного излучения.
Дифракция света на одной, двух и нескольких щелях.
Дифракционная решетка.
Разрешающая способность глаза и телескопа.
Пространственная фильтрация.
Определение фокусных расстояний тонких линз.
Исследование аберраций линз.
Изучение микроскопа.
Объективные и субъективные методы фотометрирования.
Линейно поляризованный свет.
Эллиптически-поляризованный свет.
Отражение поляризованного света от диэлектрика.
Изучение дисперсии света с помощью стеклянной призмы.
Компьютерное моделирование аберраций сферического зеркала.
Квантовая физика.
Исследование фотоэлементов.
Определение постоянной Планка методом задерживающего потенциала.
Изучение законов теплового излучения.
Исследование спектра излучения гелий-неонового лазера.
Изучение спектров испускания и поглощения.
Спин-орбитальное взаимодействие и тонкая структура спектров излучения.
Соотношение неопределенностей для фотонов.
Моделирование туннельного эффекта на СВЧ.
Изучение туннельного эффекта.
Изучение поглощения у-излучения в веществе.
Определение максимальной энергии р-частиц.
Основы дозиметрии и защиты от ионизирующих излучений.
Исследование радиоактивного распада радона.
Исследование долгоживущего изотопа калия.
Изучение треков положительных мюонов.
Изучение статистических закономерностей радиоактивного распада.
Молекулярная физика.
Экспериментальное исследование распределения термоэлектронов по скоростям.
Исследование распределения броуновских частиц в однородном поле тяжести.
Определение коэффициента внутреннего трения воздуха.
Определение коэффициента теплопроводности воздуха.
Определение удельной теплоемкости воды.
Определение С
p/C
v воздуха методом Клемана—Дезорма и расчет изменения энтропии при различных процессах.
Определение С
p/C
v газов путем измерения скорости звука.
Определение отношения С
p/C
v для жидкости методом дифракции света на ультразвуковой решетке.
Изменение энтропии в изолированной системе.
Изменение энтропии в неизолированной системе.
Определение молярной теплоты испарения воды при температуре кипения.
Изучение зависимости температуры кипения воды от внешнего давления.
Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости.
Определение удельной теплоемкости твердых тел при комнатной температуре.
Определение теплоемкости твердых тел при низких температурах.
Изучение эффекта Холла в полупроводниках.
Исследование температурной зависимости электропроводности металлов и полупроводников.
Изучение явления фотопроводимости в полупроводниках.
Изучение явления испускания света полупроводниками.
Компьютер в учебной физической лаборатории.
Системы компьютерной алгебры в физической лаборатории.
Обработка таблиц и построение графиков.
Обработка результатов многократных измерений.
Решение уравнений и анализ размерности.
Персональный компьютер.
Интернет-технологии.
Краткое введение в DERIVE.
Приложение.
Литература.