Что надо знать о приборе

1. Назначение прибора.

2. Принцип действия прибора.

3. Схема устройства прибора (основные части прибора, их взаимодействие).

4. Правила пользования прибором.

5. Область применения прибора.

Что надо знать о физических опытах

1. Цель опыта.

2. Схема опыта.

3. Условия, при которых осуществляется опыт.

4. Ход опыта.

5. Результаты опыта.

1.2. Рекомендации по подготовке и выполнению лабораторных работ

1.2.1. Указания по подготовке к лабораторным работам

Общеучебная цель лабораторного практикума по физике – сформировать у студентов экспериментальные умения и навыки, необходимые им в профессиональной деятельности (работать с основными классами измерительных приборов, самостоятельно выдвигать гипотезу эксперимента, планировать его, оценивать эффективность различных методов исследования), производить необходимую математическую обработ­ку результатов эксперимента (правильно рассчитывать погрешности, выявлять их причину).

Процесс выполнения лабораторных работ включает в себя теоретическую подготовку, знакомство с приборами и принадлежностями, проектирование и последующее проведение опыта и измерений, числовую обработку результатов лабораторного эксперимента и написание отчета по выполненной работе.

Теоретически подготовиться к выполнению эксперимента сту­дент должен самостоятельно. Необходимо внимательно проработать методические указания к выполняемой лабораторной работе, ответить на предлагаемые в работе контрольные вопросы. Для теоретической подготовки необходимо воспользоваться литературой, приведенной в конце указаний.

Теоретическая подготовка завершается составлением отчета в тетради для лабораторных работ по следующему плану:

1. название лабораторной работы;

2. цель лабораторной работы;

3. явления, процессы, положенные в основу этой работы;

4. терминология: модели, физические понятия, физические величины (определения, определяющие уравнения), принципы и законы, формулы связи;

5. принципиальная и рабочая схемы установки;

6. расчетная формула;

7. таблица измеряемых и расчетных величин;

8. оценка результатов измерений (сравнить с табличными значениями, объяснить вид графика);

9. источники ошибок и погрешностей (при выполнении лабораторной работы, при изготовлении установки).

Опыты и измерения выполняются в аудитории после получения допуска к лабораторной работе, получаемого студентом по результатам краткого собеседования с преподавателем по проработанным самостоятельно контрольным вопросам.

При выполнении измерений результаты аккуратно заносятся в заготовленные заранее таблицы. Все расчеты производятся в рабочей тетради. Это позволяет быстро обнаружить и устранить расчетные ошибки.

По результатам выполненной работы, необходимо сделать вывод, в котором были бы отражены следующие моменты:

• Достигнута или нет цель лабораторной работы;

• Полученные результаты измеряемых величин и их погрешности (в виде Х=<X> Х);

• Анализ причин возникновения погрешностей.

Зачет по лабораторной работе выставляется при условии правильного ее выполнения и оформления.

1.2.2. Классификация экспериментальных ошибок

Любая физическая величина может быть измерена путем сравнения ее с однородной величиной, принятой за единицу (эталон).

Измерения бывают прямые и косвенные. В результате прямых измерений определяемая физическая величина получается сразу непосредственно. Примерами прямых измерений служат определения длины (линейкой, штангенциркулем), силы электрического тока (амперметром). При косвенных измерениях искомая величина вычисляется по результатам прямых измерений других величин, связанных с искомой некоторой формулой.

Любое измерение не может быть абсолютно точным. Между истинным (x_исt) и измеренным значением физической величины (X) существует некоторая разность:

,

которая называется абсолютной ошибкой результата измерения.

Чтобы охарактеризовать качество измерения и иметь возможность сравнить результаты измерений различных физических величин, вводится понятие относительной погрешности, под которой подразумевают отношение абсолютной ошибки измерения к истинному значению измеряемой величины:

.

Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерения.

Погрешности, или ошибки измерения, можно разделить на три класса: грубые ошибки или промахи; систематические ошибки; случайные ошибки.

Грубые ошибки или промахи появляются в результате небрежности, невнимательности экспериментатора (неправильные отсчеты по прибору, неправильная запись результата и т.д.). В большинстве случаев промахи хорошо заметны, так как резко отличаются от результатов других измерений.

Систематические ошибки могут быть вызваны методикой постановки эксперимента, ограниченной точностью измерительных приборов, дефектами самого объекта исследования и т.д. Величина и знак систематической погрешности могут оставаться неизменными при многократном повторении одних и тех же измерений. В некоторых случаях влияние систематических погрешностей на результат измерения можно учесть, если ввести соответствующие поправки.

Случайные ошибки обусловлены действием самых разнообразных и неконтролируемых причин. Поэтому результаты повторных измерений одной и той же физической величины могут не совпадать даже при условии, что эти измерения проводятся в неизменных условиях, одним и тем же методом (такие измерения называют равноточными). Случайные ошибки могут иметь любую величину, положительный или отрицательный знак. Ошибки, противоположные по знаку, но одинаковые по абсолютной величине, встречаются в среднем одинаково часто. Закономерности, которым подчиняются случайные ошибки и способы их оценки изучаются в разделе математики «Теория ошибок», основанном на законах теории вероятностей и математической статистики.