Лабораториялык иш

11-класс Физика

№1.Магнит талаасынын токко болгон аракетин байкоо

Жабдуулар : зым түрмөгү, штатив, турактуу ток булагы, реостат, ажыраткыч туташтыруучу зымдар, дуга (иймек) сымал магнит.

Иштин максаты: Кыймылдагы заряддалган бөлүкчөлөргө магнит талаасы тарабынан таасир эткен күчтү байкоо.

Кыскача теориясы

Заряддалган бөлүкчөлөрдүн белгилуу бир багыт боюнча агымы электр тогун берет. Ошого байланышту у ток өтүп жаткан өткөргүчкө магнит талаасынын жасаган таасири , ошол талаанын өткөргөчтөн ичинде кыймылда болгон заряддалган бөлүкч өлөргө жасаган таасиринин жыйынтыгы болуп эсептелет.

Кыймылдагы заряддалган бөлүкчөлөргө магнит талаасы тарабынан таасир этүүчү күч Лоренц күчү деп аталат. Нидерландиялык улуу физик- заттардын түзүлүшүнүн электрондук теориясынын негиздөөчүсү X. Лоренц, Ампер күчүн өткөргүчтөгү бош заряддын санына бөлүү менен В индукциялуу магнит талаасында кыймылдоочу заряддарга таасир этүүчү күчтү аныктоочу формуланы алган . Кийинчерээк бул күч Лоренц күчү деп аталып калган . Ал төмөнкөгө барабар: F_Л= lBϑsınɑ мында: l- өткөргүчтөгү заряд , ϑ - заряддын кыймылынын ылдамдыгы, ал эми ɑ B жана ϑ векторлорунун ортолорундагы бурч. Бир катар жүргүзүлгөн тажрыйбалар жогорку Лоренц формуласынын тууралыгын далилдеген. Бул жүргүзүлүп жаткан лабораториялык жумуш да ушул максатты көздөйт.

Иштин жүрүшү:

Зым түрмөгүн штативке илип коебуз да аны ток булагына реостат жана ажыраткыч менен удаалаш туташтырабыз. Алгач ажыраткыч ажыратылган , реостаттын кыймылдаткычы максималдуу каршылыгына коюлган болот.

1. Магнитти илинип турган зым түрмөгүнө алып келип , ажыр аткычты туташтыруу менен түрмөктүн кыймылына байкоолорду жүргүзөбүз

2. Түрмөк менен магниттин бири-бирине карата өз ара жайланыштарынын аркандай , бир нече варианттарын карап көрөбүз . Байкоолордон алынган жыйынты ктард ы магнит талаасынын багытын, токтун багытын жана Магнитке карата түрмөктүн боло турган кыймылын көрсөтүү менен аларды чийип чыгабыз.

3. Түрмөктүн кыймылынын багыты жөнүндөгү болжолдоонун тууралыгын тажрыйбада текшерип көрөбүз.

№2. Электр-магниттик индукция кубулушун үйрөнүү.

Жабдуулар: миллиамперметр , ток булагы, катушкалар өзөкөлөрү менен, дуга сымал (иймек) магнит, кнопкалуу ажыраткыч, туташтыруучу зымдар , магнит стрелкасы (компас), реостат.

Иштин максаты: Электр -магниттик индукция тогунун багыты жөнүндөгу Ленц эрежесинин аткарылышын байкоо.

Кыскача теориясы

Убакыттын өтүшү менен өзгөрүүдө болгон магнит талаасы электр талаасын пайда кылса, ал эми электр тогунун өзгөрүүсү магнит талаасын жаратат .Мындай электр - магниттик өз ара аракеттенүүдөгү жаңы касиеттер электр-магниттик талаа жөнүндөгү түшүнүктү негиздөөчү М. Фарадей тарабынан ачылган: эгер туюк чынжыр боюнча өткөнток магнитти кыймылга алып келсе, анда тескерисинче, магниттин кыймылы туюк өткөргүчтө токтун пайда болушун шарттайт. Фарадей бул илимий жыйынтыгын өзү жүргүзгөн бирнече тажрыйбаларынын негизинде 1831-ж. далилдеген.

Кыймылдагы магнит талаасынын таасири астында туюк өткөргүчтөпайда болгон ток индукциялык деп аталат, ал эми индукциялык токту алуу кубулушу электр-магниттик индукция деп аталат. Магнит канча кучтуу, анын кыймылы канчалык тез, ошондой эле катушканын орому канча көп болсо, ошончолук күчтүү индукциялык ток пайда болот. Эгер туюк катушканын жанына магнитти коюп, же ал магнитти катуш канын ичине киргизип койсок да магнит кыймылда болбосо индукциялык ток пайда болбойт. Мындан,туюк өткөргүчтө индукциялык токту алыш үчүн бир гана магнит талаасынын болушу жетиш сиз экендигин көрөбүз. Ал үчүн сөзсүз магнит кыймылда болушу зарыл.Магнитти туюк катушкага жакындатып же андан алыстатуу менен катушкада индукциялык токторду алабыз. Гальванометрдин жардамы менен токтун багытын аныктоого болот. Катушкага магниттин уюлун жакындаткан кезде катушканын Магнитке жакын жагында бир атту уюл пайда болот. Магниттин уюлу алыстаган кезде катушканын жакын жагында арбашка аттуу уюлдар пайда болот. Бул болсо токтун магнит талаасы магниттин кыймылына карама-каршы аракет кылгандыгын , баш кача айтканда , кыймылдагы магниттин талаасы менен катушканын талаасы өз ара аракеттенишкендиктерин билдирет.Орус ок муштуусу Э. X. Ленц. 1833-1834 -жылдары бир катар тажрыйбалард ы жүргүзүп , индукциялык токтун багыты жөнүндө эреже кабыл алган . Ал эреже боюнча: туюк контурда пайда болгониндукциялык ток өзүнүн магниттик талаасы менен ушул токту пайдакылган магниттик агымдын өзгөрүүсүнө карама-каршы аракет кылат.Ушул Ленцтти н эрежесин далилдей турган лабораториялык ишти карайбыз.

Ишти жүргүзүүгө карата даярдык көрүү:

1. Катушканын бирине темир өзөкчөнү салып, аны гайка менен бекитебиз. Бул катушканы мили амперметр , реостат жана ажыр аткыч аркылуу ток булагына бириктиребиз. Ажыраткычты бириктирип , магнит стрелкасынын (комп астын) жардамы менен ток өтүп жаткан катуш кадагы магнит уюлдарынын жайланышын аныктайбыз. Бул учурда миллиамперметрдин стрелкасы кайсы тарапка кыйшайганын жазып коебуз.Андан аркы иштин жүрүшүндө миллиамперметрдин стрелкасынын кыйшаю багыты боюнча тогу бар катушкадагы магнит уюлдарынын жайланышы жөнүндө жыйынтык чыгарууга болот.

2. Чынжырдан реостат менен ажыраткычты алып таштайбыз, миллиамперметрдин катушкага , аларды клеммага кошуу тартибин сактоо аркылуу бириктиребиз.

Иштан жүрүшү:

1. Өзөкчөнү иймек магниттин бир уюлуна такап , аны катушканын ичине түртүп киргизип жатып , миллиамперметрдин стрелкасын байкайбыз.

2. Өзөкчөнү катушкадан чыгарып жатып , ошондой эле магниттин уюлун алмаштыруу менен байкоону кайталайбыз.

3. Тажрыйбанын схемасын чийебиз, ар бир учур үчүн Ленцтин эрежесинин аткарылышын текшеребиз.

4. Экинчи катушканы , биринчи катушканын катарына алардын октору дал келгендей кылып жайланыштырабыз.

5. Эки катушкага тен темир өзөкчөлөрдү коюп, экинчи катушканы ажыраткыч аркылуу ток булагына кошобуз.

6. Ажыраткычты кошуу , анан кайра ажыратуу менен милли амперметрдин жебесинин кыйшайуусун байкайбыз.

7. Тажрыйбанын схемасын чийебиз жана Ленцтин эрежесинин аткарылышын текшеребиз.

№ 3. Линзанын фокус аралыгын жана оптикалык күчүн аныктоо .

Жабдуулар : Койгучка орнотулган лампочка, ток булагы, ажыраткыч , өлчөөчү лента(тасма), чогултуучу линза, тешиги бар ак экран , багытточу рейка, туташтыруучу зымдар.

Иштин максаты: чогултуучу линзанын башкы фокустук аралыгын F жана оптикалык күчүн Д эсептөө.

Кыскача теориясы

Сүрөттөлүшүн алуучу буюмдун кандайдыр бир чекитинин чыккан бардык жарык нурлары, линзадан өткөндөн кийин бир чекиттен кесилишет. Ушул закондун негизинде жука линза буйумдун каалаган чекитинин сүрөттөлүшүн, демек, буйумдун толук сүрөттөлүшүн берет.

Фокустары жана оптикалык борбору белгилүү болгон чогултуучу линзанын жардамы менен сүрөттөлүштү алуу үчүн биз, «ыңгайлуу» учурду пайдаланабыз. Башкы оптикалык окко параллель кеткен нур линзадан сынып , анын фокусу аркылуу өтөт. Фокус аркылуу линзага кетүүчү нур сынгандан кийин башкы оптикалык окко жарыш кетет . Акырында линзанын оптикалык борбору аркылуу кетүүчү нур өз багытын өзгөртпөйт (сүрөттү карагыла).

Бар болгону параллелдүү жылышууга гана дуушар болушат. Жука линза учурунда мындай жылышуу анча деле байкалбайт, ошого байланыш туу эсепке албай коюга болот.

А В буюмунун сүрөттөлүшүн алалы (сүрөттү карагы ла). А чекитинин сөрөттөлүшүн алыш үчүн АС нурун башкы оптикалык окко жарыш (параллель) жиберебиз. Ал сынгандан кийин линзанын фокусу аркылуу өтөт. Башка А Д нурун фокус аркылуу жиберсек болот. Сынгандан кийинал башкы оптикалык окко параллель кетет. Бул эки сынган нурлардын кесилишкен чекитинде А чекитинин А₁ сүрөттөлүшү алынат. Ушул эле сыякту у калган бардык чекиттер дин сүрөттөлүштөрүн алууга болот. Ошентип, чекиттин сүрөттөлүшүн алуу үчүн «ыңгайлуу» үч нурдун ичинен каалагандай экөөнү пайдалануу жетиштүү болот.

Буюмдан линзага чейинки аралык d, сүрөттөлүштөн линзага чейинки аралык f жана фокустук аралык F үчөөнүн ортолорундагы байланышты туйундуруучу барабардык төмөндөгүдөй жазылат

  же F =

Фокустук аралыкка тескери чондук линзанын оптикалык күчү деп аталат. Ал Д тамгасы менен белгиленет. Д=

(1) же болбосо (2) тендеме жука линзанын формуласы болуп эсептелет.

Фокусу линзага канча жакын болсо, линза жарык нурларын ошончолук чонураак бурчка сындырат.Линзанын оптикалык күчү диоптия (дптр) менен туюнтулат. Фокустук аралыгы 1 м болгон линза1 дптр оптикалык күчүнө ээ болот.

Иштин жүрүшү:

1. Лампочканы ажыраткыч аркылуу ток булагына туташтырып , электр чынжырын түзөбүз.

2. Лампоч каны столдун бир четине, ал эми экранды экинчи четинеорноштурабыз. Алардын ортолоруна линзаны коебуз.

3. Лампочканы күйгүзүп, лампочканын күйүп турган ичке зымынын экранда даана сүрөттөлүшү алынмайынча линзаны рейка боюнча ары бери жылдырабыз.

4. Лампочкадан линзага чейинки аралыкта (d ) жана линзадан экранга чейинки аралыкты (f) ченейбиз .

5. (1) Формула боюнча линзанын фокустук аралыгын эсептейбиз. Алынган F тин маанисин (2) барабардыкка коюп линзанын оптикалык күчүн табабыз.

6. Лампочканы линзадан эркин кандайдыр бир d₁ аралыгына коёбуз.

7. Фокустук аралык F бизге белгилүү. Демек, d₁ дин маанисин

f=   формул асына кою менен сүрөттөлүш боло турган   алагын табабыз.

8. Алынган жыйынтыкты тажрыйбада текшерип көрөбүз.

9. Лампочканы линзадан   = 2 F аралыгына кою менен акыркы экспериментти кайталап жасап көрөбүз.

№ 4 Жалпак параллелдүү пластинкада жана призмада жарыктын сынышы.

Жабдуулар: өлчөөчү сызгыч, транспортир, аккумулятор , койгучка орнотулган лампочка, ажыраткыч , туташтырылуучу зымдар , айнек пластинкасы , тешиги бар ак экран , ак кагаз.

Иштин максаты: Призма жана пластинка аркылуу өткөн жарыктын сынуусун аныктоо.

Кыскача теориясы

Жарыктын нуру жылмакай айнек пластинкасына түшкөндө жалан гана чагылган нур пайда болбойт. Нурдун түшүү точкасынан экинчи тунук чөйрөгө тарала турган дагы бир экинчи нур чыгат, бул нур сынган нур деп аталат. Сынган нурдун багыты жалпысынан алганда түшүүчү нурдун багыты менен дал келбейт, бирок тушуу бурчу менен сынуу бурчунун арасында белгилүү бир байланыш бар, аны тажырыйба жүзүндө аныктоого болот. Төмөндө призма жана айнек пластинкасы аркылуу өткөн жарык нурларынын сынуусун байкайбыз.

Иштин жүрүшү:

1. Аталган жабдууларды пайдаланып электр чынжырын туташтырабыз.

2. Лампочканын мацдайына тешиги бар ак экран орнотулат. Анын артына таза ак барак коюлат.

3. Ток туташтырылат, лампочканы экранга багыттап, экрандагы кагазга жарык нуру мүмкүн болушунча ичке, даана жана ачык түшкүдөй абалга келтирүү керек.

4. Айнек пластинкалар жарык нуруна сүрөттө көргөзүлгөндөй абалдарда жайгаштырылат.

5. Айнек пластинкаларынын экинчи бетинен сынган нурлар даана көрүнөт. Иштин жүрушүндө окуучулар төмөнкүлөргө көңүл буруулары керек:

1 ) эки чөйрөнүн чегинде жарык нуру өткөндө анын багытынын өзгөргөнүнө;

2 ) эки параллелдүү кыр аркылуу өткөндө жарык нурунун жылышуусуна;

3) призманын ар кандай чондуктагы эки кырдуу бурчтарында нурдун кыйшайуусунаУшул тажрыйбалардын үчөөндө тең карандаш менен сындыруучу кырлардын сызыктары жарык агымынын багыттары жана жарыктын түшүүчү жана сынуучу чекиттерине перпендикулярлар сызылат. Транспортир менен түшүү жана сынуу бурчтары өлчөнүп, алар жазылып алынат да, төмөндөгүдөй жыйынтык чыгарылат:

1 ) айнектеги сынуу бурчу түшүү бурчунан кичине;

2 ) жалпак параллелдүү пластинкада жарык нуру өзүнүн багытын өзгөртпөстөн жылышат.

3) призмада жарык нуру анын негизин карай кыйшайат, сынуу бурчу чоң болсо жарык нуру да көбүрөөк кыйшайат.Сүрөттө айнек пластинкалардын экрандын тешигинен чыккан жарык нурлардын агымына карата ыңгайлуу жайланыштары көргөзүлгөн:

а) чиймеси биринчи жана экинчи тажрыйбаларга, ал эми б) жана

в) чиймелери үчүнчү тажырыйбага тиешелүү.

№ 5 Жарыктын интерференция кубулушун байкоо.

Жабдуулар: айнек пластинкалары - 2 даана.

Иштин максаты:жарыктын интерференция кубулушун эки айнек пластинкалары аркылуу байкоо.

Кыскача теориясы

Бир нече жарык толкундары кошулуп, анын жыйынтыгында жарык жана карангы жерлердин улам алмашылып пайда болушу жарыктын интерференциясы деп аталат. Толкун узундуктары бирдей болгон жарык толкундары берилген чекитке фазаларынын айырмасы туракттуу боюнча келишсе, анда когеренттүү болуп эсептелет. Мындай когеренттүү толкундар убакыттын өтүшү менен өзгөрбөй сакталуучу интерференциялык кубулушту берет; аны куралданбаган көз менен деле байкоого, фотографиялоого, жарыктын максимумдарынын же минимумдарынын ортолорундагы аралыктарды ж. б. өлчөөгө болот. Когеренттүү эмес нурлар стабилдуу (турактуу, өзгөрбөгөн) интерференциялык көрүнүштү бере албайт;

Иштин жүрүшү:

1. Айнек пластинкаларын кылдаттык менен сүрүп тазалайбыз, экөөнү катташтырып туруп бармактар менен кысабыз. Пластинкалардын беттери таптакыр эле жылмакай болуп калышы мүмкүн эмес; ошого байланыштуу алардын беттеринин бир нече жерлери гана бири-бирине тийишиши мүмкүн. Мына ушундай жерлердин айланасында интерференция кубулушун берүүчү ар кандай формадагы жуп жука аба тилкелери пайда болот.

2.Пластинканы кайра чагылган жарыкка караңгы фондо карайбыз. Пластинкаларды алардын бетине терезеден же тамдын ак бетинен эң эле ачык биликтер (күнүрт фондогу ак тактар) түшпөгүдөй кылып жайланыштыруу керек.

3. Пластинканын тийишкен айрым жерлеринен ачык кубулжуп турган шакек сыяктуу же туюк туура эмес формадагы тилкелерди байкайбыз.

4. Пластинкаларды бири бирине беттеп, кысуу абалын өзгөртөбүз. Бул учурда тилкелердин жайланыштары жана формалары өзгөрөт. Окуучулардын кеңүлүн ушул көрүнүшкө да буруу талапка ылайыктуу.

5. Интерференциялык сүрөттөлүштү түз түшүүчү жарыкта да алып көрүүгө аракет кылабыз.

Бул жумуштагы байкоолор индивидуалдуу (жекече) мүнөзгө ээ. Ошого байланыштуу ар бир окуучу экиден айнек пластинкасын алып, интерференциялык кубулушка байкоолорду жүргүзүүлөрү максатка ылайыктуу болот. Ал үчүн сөзсүз эле бирдей айнек пластинкаларын тандап алуу зарыл эмес: каалагандай эле эки пластинка канагаттандыраарлык эффект бере алат.

№ 6 Жарыктын дифракция кубулушун байкоо.

Жабдуулар:Ичинде түз зымы бар лампа (класска бирее эле жетет), штангенциркуль же ичке жылчыктары бар айнек пластинкасы.

Иштин максаты: ичке жылчыктардан алынган жарыктын дифракцияларын байкоо.

Кыскача теориясы

Жарыктын толкундук жаратылышта экендигинин дагы бир белгиси болуп, дифракция кубулушу эсептелет (латын сөзүнөн «дифракцио» - айлануу). Жарык толкундарынын ичке жылчыктарды (тоскоолдуктарды) айланып өтүүсү дифракция деп аталат. Тоскоолдуктар толкундардын түз сызыктуу таралышын бузат. Жылчыкчанын чондугу толкун узундугуна караганда чоң болгон учурунда анын артында толкун болбойт. Жылчыкчанын өлчөмү салыштырмалуу кичине болсо,анда толкундар анын четтеринен өтүп кетет, ал эми жылчыкча эң эле кичине болгон учурда, толкундар аны айланып өтөт. Бул учурда жылчыкчанын артында толкун фронтунун эч кандай өзгөрүүсү болбойт,б. а. толкундар жылчыкчанын артындагы бүткүл аянтты жаап калат.Ошентип, жылчыкча толкундардын өз алдынча булагы болгондой болот да, жылчыкчанын артында туш тарапка тарайт.

Иштин жүрүшү:

1. Штангенциркульдун жаактарынын ортосундагы жылчыкчаны туурасы 0,5 мм болгудай абалга келтиребиз.

2. Жылчыкчаны вертикалдуу абалында көзгө такай кармайбыз

3. Вертикалдуу абалында күйүп турган лампанын зымын жылчыкча аркылуу карап, зымдын эки тарабынан кубулжуп турган тилкелерди(дифракциялык спектирлерди) байкайбыз

4. Жылчыкчанын туурасы н 0,55 мм ден 0,8 мм ге чейин өзгөртүп кайрадан лампанын зымын карайбыз. Мындай өзгөртүүлөр дифракциялык спектирлерге кандай таасир берерлигин текшеребиз.