• 5

АННОТАЦИЯ

РУКОВОДСТВО К ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ ПО ФИЗИКЕ - Л. Л. ГОЛЬДИН

Издание второе, дополненное и переработанное

Допущено Министерством, высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов физических специальностей высших учебных заведений

 

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Москва 1973

530

Р 85

УДК 530 (075.8)

Авторы:

Л. Л. ГОЛЬДИН; Ф. Ф. ИГОШИН, С. М. КОЗЕЛ, Н. Н. КОЛАЧЕВСКИЙ, И. П. МАЗАНЬКО, Л. В. НОГИНОВА, И. А. РАДКЕВИЧ, К. А. РОГОЗИНСКИЙ, Ю. А. САМАРСКИЙ

Руководство к лабораторным занятиям по физике. Под ред. Л. Л. Г о л ь •

дина, изд. 2-е, переработанное. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1973.

Книга содержит описание работ практикума по общей физике Москов­ского физико-технического института и рассчитана на студентов физического и физико-технического профиля. В отличие от обычных руководств к лабора­торным занятиям, книга имеет вводный раздел, работы которого знакомят студентов с основами измерительной техники и с наиболее употребительными физическими приборами: с весами, с термопарой, с мостиком Уитстона, с по­тенциометром, с микроскопом, с осциллографом и т. д.

В состав руководства входят работы по атомной физике, по физике твер­дого тела и по ядерной физике. В отличие от некоторых других высших учеб­ных заведений, в МФТИ эти разделы изучаются в курсе общей физики и представлены в общем практикуме.

В конце руководства содержатся приложения, в которые вынесено изло­жение некоторых вопросов измерительной техники, описание электронных приборов, выпускаемых промышленностью, сведения о простейших электрон­ных схемах, описание методов обработки результатов измерений и т. д. Эти сведения позволяют студентам, еще не подготовленным к чтению специальной литературы, сознательно пользоваться современными приборами и метода-ми измерений.

Большое внимание уделено оценкам точности измерений и различным спо­собам обработки экспериментальных результатов, в особенности простым графическим методам.

Рис. 346.

© Издательство «Наука», 1973 г., с изменениями

0231 — 1825 042 (02)—73

92—73

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие            9

Введение Погрешности измерений. Советы и указания

§ 1. Измерения и погрешности измерений                     11

§ 2. Случайные и систематические погрешности                     13

§ 3. Вычисление погрешностей. I             14

§ 4. Запись результатов опыта                19

§ 5. Вычисление погрешностей. II                         20

§ 6. Систематические погрешности и контрольные опыты. Класс точности

электроизмерительных приборов                       23

§ 7. Средние величины                  26

§ 8. Графические методы обработки результатов                  28

§ 9. Приборы и изучаемое явление                     30

§ 10. Приближенные вычисления                                    31

§ 11. Некоторые советы и указания                   31

Раздел первый Ознакомление с простейшими методами физических измерений

Р 1. Изучение статистических ошибок, возникающих при измерении ин­тенсивности космического излучения в лаборатории              36

Р 2. Измерение линейных размеров и объемов твердых тел                       44

Р 3: Точное взвешивание              51

Р 4. Определение электродвижущей силы гальванических элементов ком­пенсационным методом               58

Р 5. Измерение сопротивлений при помощи моста Уитстона                        62

Р 6. Градуирование термопары              65

Р 7. Измерение коэффициента линейного расширения сгержня с помощью

микроскопа               71

Р 8. Измерение скорости звука по методу сдвига фаз                       80

Р 9. Изучение электронного осциллографа                   85

Раздел второй Механика

Р 10, Исследование прямолинейного движения тел в поле тяжести на ма­шине Атвуда              94

Р 11. Изучение законов вращательного движения на крестообразном маят­нике Обербека     99

Р 12. Определение моментов инерции твердых тел с помощью трифиляр-

ного подвеса            101

Р 13. Измерение скорости полета пули                                                  105

Р 14. Определение ускорения силы тяжести    111

Р 15. Определение модуля Юнга из растяжения и изгиба     118

Р 16. Определение модуля кручения стержней статическим и динами­ческим методами           121

Р 17. Исследование прецессии свободного гироскопа и измерение угловой

скорости его вращения      125

Р 18. Изучение колебаний струны и градуировка шкалы частот звукового

генератора    129

Раздел третий Механика жидкостей и молекулярная физика

Р 19. Исследование стационарного потока жидкости в трубе .                    137

Р 20. Определение коэффициента внутреннего трения жидкостей по ме­тоду Стокса                140

Р 21. Определение коэффициента вязкости воздуха по скорости течения

через тонкие трубки                        147

Р 22. Определение коэффициента теплопроводности газов и исследование

температурного скачка на стенках сосуда                    152

Р 23. Определение коэффициента теплопроводности твердых тел                       159

Р 24. Определение ср/су методом Клемана и Дезорма                     162

Р 25. Определение ср/су по скорости звука в газе                  166

Р 26. Измерение удельной теплоемкости воздуха при постоянном давлении       170

Р 27. Определение теплоемкости твердых тел                        173

Р 28. Измерение скорости распространения и коэффициента затухания

ультразвука импульсным методом                     178

Р 29. Измерение скорости ультразвука в жидкости с помощью ультразву­кового интерферометра               188

Р 30. Изучение зависимости коэффициента поверхностного натяжения

жидкости от температуры с помощью прибора Ребиндера               196

Р 31. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости  201 Р 32. Измерение коэффициента поверхностного натяжения методом капил­лярных волн                209

Раздел четвертый Электричество и магнетизм

Р 33. Электростатический вольтметр                214

Р 34. Исследование электростатических полей с помощью электролити­ческой ванны              218

Р 35. Определение заряда электрона по методу Милликена (метод мас­ляных капель)                         224

Р 36. Измерение удельного заряда электрона (отношение заряда электрона

к его массе)              230

Р 37. Исследование электронной лампы (триода)                   239

Р 38. Ламповый вольтмеф                       247

Р 39. Определение горизонтальной составляющей напряженности маг­нитного поля Земли и значения электродинамической постоянной           252 Р 40. Исследование затухающих колебаний в колебательном контуре при

помощи осциллографа       256

Р 41. Исследование вынужденных колебаний в колебательном контуре   259

Р 42. Исследование сдвига фаз в цепи переменного тока               262

Р 43. Закон Ома для цепи переменного тока               265

Р 44. Измерение емкости конденсаторов и коэффициента самоиндукции

катушек с помощью мостов переменного тока             269

Р 45. Исследование баллистического гальванометра                       274

Р 46. Изучение релаксационных колебаний в схеме с газоразрядной лдм-

пой                  283

Р 47. Изучение параметрического возбуждения электрических колебаний           287

Р 48. Измерение магнитной проницаемости диа- и парамагнетиков ....      293

Р 49. Исследование полупроводников с помощью эффекта Холла ....       296

Р 50. Исследование газового разряда              299

Р 51. Измерение магнитных характеристик ферромагнитных материалов

с помощью двойного ярма                        305

Р 52. Исследование кривых гистерезиса ферромагнетиков в переменном

магнитном поле с помощью осциллографа                   310

Р 53. Определение точки Кюри ферромагнетика с помощью магнитометра        315

Р 54. Исследование явления магнит острикции                       318

Р 55. Исследование сегнетоэлектриков                        322

Р 56. Исследование эффекта Баркгаузена в ферромагнетиках                 325

Р 57 Исследование доменной структуры ферромагнитной пленки при

помощи магнитооптического эффекта Керра               331

Раздел пятый Оптика и атомная физика

Р 58. Определение фокусных расстояний положительных и отрицатель­ных линз и положения главных плоскостей сложной оптическом

системы                    335

Р 59. Моделирование оптических приборов и определение их увеличения           343 Р 60. Измерение показателей преломления жидких и твердых тел с по­мощью рефрактометра Аббе                   352

Р 61. Определение Дисперсии стеклянных призм с помощью гониометра            356

Р 62 Определение радиуса кривизны линзы по кольцам Ньютона              361

Р 63. Интерферометр Релея                   366

Р 64. Интерферометр Жамена    *                       375

Р 65. Изучение дифракции света                        381

Р 66. Изучение дифракционной решетки с помощью гониометра                388

Р 67. Дифракция света на ультразвуковых волнах в жидкости Наблюдение

акустической решетки методом темного поля              395

Р 68. Изучение поляризованного света                         402

Р 69. Изучение спектра атома водорода                      410

Р 70. Дифракция рентгеновских лучей               414

Р 71. Определение постоянной Планка по коротковолновой границе рент­геновского излучения                    424

Р 72. Экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна для фотоэффекта

и определение постоянной Планка . .                              431

Раздел шестой Ядерная физика

Р 73. Измерение коэффициентов поглощения у_лУчей в свинце, железе

и алюминии               436

Р 74. Определение пробега а-частиц в воздухе                      443

Р 75. Исследование схемы распада п-мезонов                       450

Р 76. Исследование энергетического спектра ^-частиц при помощи маг­нитного спектрометра                       460

Р 77. Измерение абсолютной активности препарата Со60 методом гамма-

гамма-совпадений                                      467

Р 78. Исследование кривой поглощения космических лучей             471

Р 79. Измерение углового распределения космических лучей                     477

Р 80. Определение энергии гамма-квантов с помощью сцинтилляционного

спектроме!ра                       480

Р 81. Применение поверхностно-барьерного кремниевого счетчика для

спектрометрии заряженных частиц         487

Р 82. Исследование резонансного поглощения гамма-квантов (эффект

Мёссбауэра)                         501

Р 83. Деление урана под действием тепловых нейтронов     514

Раздел седьмой Физика твердого тела

Р 84. Ядерный магнитный резонанс                   521

Р 85. Электронный парамагнитный резонанс               533

Р 86. Определение ширины запрещенной зоны полупроводника                 546

Р 87. Исследование собственной и примесной фотопроводимости в полу­проводниках                        559

Приложения

I. О системах единиц                                   566

II Свободные и вынужденные колебания в колебательном конгуре . . .      569

§ 1. Свободные колебания в контуре                 569

§ 2 Вынужденные колебания Метод комплексных амплшуд              574

§ 3. Установление колебаний                   577

§ 4. Резонанс                       578

III.         К работам по исследованию магнитных свойств ферромагнетиков . . .     581

§ 1. Ферромагнетики                       581

§ 2. Напряженность поля в образце                   584

§ 3. Индукция в образце                586

IV.        Методы обработки наблюдений              588

§ 1. Распределение Пуассона                  588

§ 2. Распределение Гаусса                       591

§ 3 Метод наименьших квадратов                       592

§ 4. Критерии значимости. Метод х2                   594

V.        Ионизационные камеры и счетчики                    598

§ 1. Введение                       598

§ 2. Ионизационные камеры        :                       601

§ 3. Пропорциональные счетчики                        603

§ 4. Счетчики Гейгера                    606

VI Сцинтилляционные счетчики                                        611

§ 1. Сцинтилляторы                        612

§ 2. Фотоэлектронные умножители                      616

§ 3. Измерение ионизации с помощью сцинтилляционных счетчиков ...      618

VII. Некоторые сведения об электронной аппаратуре ,                                  619

§ 1. Усилители                      520

§ 2. Дискриминаторы          ! . ! !    624

§ 3. Схемы совпадений      !!..!!!!!!            625

§ 4. Схемы антисовпадений. Схема дифференциального дискриминатора          627

§ 5. Пересчетные схемы .                                     629

§ 6. Пересчетные схемы на декатронах            '           631

§ 7. Математическое дополнение            635

1. Поправки на мертвое время счетчиков и электронной аппарату­ры (635). 2. Разрешающее время схем совпадений и случайные сов­падения (637).

VIII. Некоторые электронные приборы, выпускаемые промышленностью 638

§ 1. Усилитель постоянного тока (микрорентгенометр типа «Кактус») . . . 638

§ 2. Схема совпадений ССА типа «Яблоня»                640

§ 3. Пересчетный блок типа ВСП (от установки Б-2)               643

§ 4. Радиометр ПП-8                      644

1. Блок газовых счетчиков УГС-1 (644). 2. Блок фотоумножителя УСС-1-(645). 3. Высоковольтный выпрямитель ВСВ-2 (645). 4. Пе­ресчетная схема ПСТ-100 (646).

§ 5. Пересчетная схема ПС-20                649

§ 6. Термопарный вакуумметр типа ВТ-2                                  650

| 7. Дифференциальный амплитудный анализатор ААДО-1              652

Таблицы физических величин

1. Основные физические постоянные                660

2= Плотности некоторых элементов                   663

3.         Плотности некоторых веществ                 664

4.         Скорость звука в различных средах                              665

5.         Ускорение силы тяжести g (см/с2) на различных широтах     666

6.         Упругие свойства некоторых веществ               666

7.         Некоторые постоянные газов                  667

8.         Некоторые тепловые постоянные газов                       668

9.         Вязкость воздуха при различных температурах                       668

10 Теплопроводность воздуха при различных температурах                        669

11.       Давление р и плотность р насыщенного водяного пара при различных температурах                                       669

12.       Некоторые постоянные жидкостей                     670

13.       Некоторые постоянные жидкостей                     671

14.       Вязкость некоторых жидкостей при различных температурах ....     672

15.       Коэффициенты поверхностного натяжения воды и анилина при раз­личных температурах                   672

16 Удельная теплоемкость воды и скорость звука в воде при различных

температурах                       673

17.       Точки кипения воды при различных барометрических давлениях . . .          673

18.       Плотность воды при различных температурах             673

19.       Некоторые постоянные твердых тел                 674

Й0. Коэффициенты линейного расширения твердых тел                   675

21,       Некоторые тепловые постоянные твердых тел                       676

22.       Электрохимические эквиваленты                        677

"?3. Э. д. с. нормального элемента Вестона при различных температурах           677

24.       Э> д. с. термопар при различных температурах                      678

25.       Удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления металлических проволок                   678

26.       Электрические свойства полупроводников.                              679

27.       Толщина обедненного слоя и удельная емкость кремниевых поверх­ностно-барьерных счетчиков                  679

?8. Удельное сопротивление и диэлектрическая проницаемость некоторых

диэлектриков                                                            680

89. Удельная электропроводность электролитов                    680

30.       Средняя энергия, расходуемая на образование одной пары ионов а-час- тицами с энергией 5 МэВ                681

31.       Энергия однократной ионизации газов              681

32.       Работа выхода электронов из металлов                                   681

33. Пробивное напряжение воздуха между плоскими пластинами ....          681

34 Магнитная восприимчивость элементов и соединений                 682

35.       Точки Кюри               682

36.       Свойства ферромагнитных материалов                       683

37.       Яркость некоторых источников света                683

38.       Длины волн спектральных линий, наиболее характерных для некоторых элементов в видимой части спектра                       684

39.       Длины волн ярких, линий в спектре ртутной лампы ПРК-4                 684

40.       Длины волн некоторых ярких линий в спектре неона              685

41.       Характеристики оптических стекол                     685

42". Коэффициенты преломления кристаллов для характерных спектраль­ных линий                686

43.       Коэффициенты преломления некоторых жидкостей для спектральной линии D               686

44.       Коэффициенты преломления воды                    687

45.       Коэффициенты преломления газов при нормальных условиях для линии D                     687

46 Вращение плоскости поляризации в кварце                        687

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я