2020-06-29
122
1. Ознакомиться с фотографиями треков частиц (ауд. 318, препараторская).
2. На фотографии № 3 показана «вилка»: 
-частица в камере Вильсона, двигаясь снизу вверх, столкнулась с ядром атома некоторого газа и отклонилась в направлении от вершины «вилки» налево вниз. Определите угол рассеяния 
и угол отдачи 
. Для этого переведите «вилку» на кальку и продолжите следы частиц до и после столкновения.
3. На фотографии № 2, а, показана «вилка», полученная методом толстослойной фотоэмульсии. 
-частица двигалась сначала слева направо, затем столкнулась с некоторым ядром и отклонилась направо вверх от вершины «вилки». Определите углы 
и 
.
4. На фотографии № 2, б, показано столкновение ядра трития с некоторым ядром. Ядро трития двигалось до столкновения слева направо, столкнулось с некоторым ядром и отклонилось направо вверх от вершины «вилки». Определите углы 
и 
.
5. На фотографии № 3 показано столкновение в фотоэмульсии двух протонов. Первый протон движется снизу вверх.
6. На фотографии № 4 показаны треки частиц в камере Вильсона при обстреле -частицами ядер азота.
|
|
|
Обработка результатов.
1. Массы некоторых изотопов указаны в приложении 3.
2. Пользуясь соотношением (3), определите:
в п. 2: в какой среде двигалась частица?
в п. 3 и 4: что это за ядро?
3. В п. 5: докажите, что вторая частица тоже протон.
4. В п. 6:
треки каких частиц прямые линии?
какая ядерная реакция соответствует образованию «вилки» на конце трека -частицы (запишите уравнение реакции)?
каким частицам соответствуют тонкая (длинная) и жирная (короткая) ветви «вилки» (отметить на кальке)?
Контрольные вопросы
1. Какое соударение называется центральным и нецентральным?
2. В каком случае к столкновению можно применять законы сохранения импульса и механической энергии?
3. Вывести формулу, связывающую массы сталкивающихся частиц с углами рассеяния и отдачи.
4. Какие вам известны методы регистрации быстрых заряженных частиц?
5. Что такое трек?
6. Можно ли применять соотношение (3) к случаю, описанному в п. 5 данной работы (реакция резерфорда)?
Литература
1. А.А.Детлаф, В.М.Яворский. Курс физики, т. 3, М., «Высшая школа», 1979.
2. И.В.Савельев. Курс общей физики, т. 3, «Наука», 2005.
3. Г.А.Зисман, О.М.Тодес. Курс общей физики, т. 3, М., «Наука», 1974.
Требования к содержанию отчета
лабораторной работы по физике
1. Отчет должен представлять собой последовательное содержание информации о выполненной работе и быть оформленным согласно образцам (см. приложение 1).
Недопустимо составление отчета на листах различного формата или на листах с неопределенной последовательностью изложения.
|
|
|
2. Лицевая (первая) страница отчета является титульным листом, на котором должны быть указаны номер и название лабораторной работы, фамилия и номер группы студента, выполнившего эту работу, а также ФИО преподавателя (см. приложение 1).
3. В отчете должно быть пять разделов, представленных в следующей последовательности:
I Цель работы.
II Теоретическое введение.
III Методика эксперимента.
VI Обработка результатов.
V Окончательный результат.
VI Выводы.
Каждый из разделов должен быть выделен соответствующим заголовком (см. приложение 1).
I Цель работы. В этом разделе должно быть сформулировано основное направление экспериментального исследования. Например: определить постоянную Планка спектроскопическим методом.
II Теоретическое введение. В разделе должна быть кратко изложена информация об исследуемых физических законах и явлениях, при необходимости проиллюстрированная с помощью графиков и схем. Здесь же указываются основные рабочие формулы с указанием каждой входящей туда величины.
III Методика эксперимента. В разделе излагается методика исследований и приводится схема установки.
VI Обработка результатов. Здесь должны быть записаны сначала исходные данные, а затем результаты всех измерений и расчетов в виде таблиц.
· Каждая таблица снабжается наименованием, указывающим на ее содержание. Например: «Вольтамперная характеристика фотодиода» или «Зависимость тока насыщения фотоэлемента от расстояния до источника света».
· Во всех столбцах таблицы должны быть указаны единицы измерения записываемых в таблицу величин.
· После каждой таблицы приводится пример расчета величин и их погрешностей. Пример расчета подразумевает запись рабочей формулы, в которую, после знака равенства, выписываются в той же последовательности, используемые при расчете, числа в основных единицах. И только после этого записывается полученный при расчете результат с указанием единиц измерения. Например: 
· Если для заполнения таблиц необходимо выполнить многократные однотипные расчеты, в примерах расчета иллюстрируется расчет только по одной произвольной строке с указанием ее номера. Расчет по какой-то другой строке может быть выполнен в дальнейшем по указанию преподавателя.
Погрешность прямых измерений оценивается как погрешность многократных измерений, если таковые проводились, и как приборная погрешность с последующим суммированием этих составляющих. Если результат получен в процессе косвенных измерений (с использованием расчетных формул), в отчете должна содержаться информация о формуле для расчета погрешности косвенных измерений (ее вид, как получена). Методика расчета погрешностей прямых и косвенных измерений приводится в приложении 2. Пример расчета погрешности оформляется также, как и другие примеры расчета (см. выше).
Вся последовательность расчетов должна сопровождаться пояснениями. Здесь же приводятся графики зависимостей, полученных при обработке результатов (требования к оформлению таблиц и графиков см. ниже).
V Окончательный результат. В этой части отчета выписываются, полученные в результате работы, величины и их погрешности по правилам округления, с указанием единиц измерения вычисленной величины. Например: 
. Не допускается, когда в погрешности записано более одного значащего разряда. Два разряда записываются только в том случае, когда в первом стоит единица (см. приложение 2).
|
|
|
VI Выводы. Здесь формулируется оценка полученных результатов и возможностей используемой методики. Также выписывается табличное значение измеряемой величины, рассчитывается относительное расхождение между табличным и экспериментальным значениями.
4. В отчет обязательно должен быть вложен протокол с двумя подписями преподавателя. Без протокола отчет считается недействительным!
Требования к оформлению отчета
лабораторной работы по физике
1.Отчет может быть оформлен:
· на тетрадных листах, вложенных один в другой так, чтобы прочтение отчета не вызвало затруднений;
· на листах формата А4, если при этом не нарушаются остальные требования.
Недопустимо составление отчета на листах различного формата
или на листах с неопределенной последовательностью изложения.
2.В целом I, II и III разделы представляют собой рукописный конспект. Компьютерное или какое-либо другое тиражирование не допускается!
3.Схема III раздела и графики II раздела должны быть аккуратно начерчены с помощью карандаша и линейки. Допускается вычерчивание схем с помощью компьютерной графики.
4.Таблицы выполняются аккуратно карандашом и линейкой. Допускаются компьютерные варианты выполнения таблиц, если при этом не нарушается последовательность изложения отчета.
5.Графики выполняются на отдельных листах миллиметровки, размер которых не должен превышать размеров листов отчета.
6.На графике должны быть обозначены оси, на концах осей – стрелки. На каждой оси обозначен масштаб (риски и числа через равные промежутки, кратные 2, 5, 10).
7.Под графиком – полное название графика словами.
8.Экспериментальные точки на графике должны быть хорошо видны.
9. Ни в коем случае не допускается соединение линией на графике экспериментальных точек. Эта операция бессмысленна, поскольку каждая экспериментальная точка представляет собой результат с весьма существенной погрешностью (см. приложение 2).
|
|
|
10. Компьютерное оформление графика и таблиц допускается только при согласовании с преподавателем.
Приложение 1: см. стенды № 1 и № 4 (кафедра физики).
Приложение 2: см. книгу «Обработка экспериментальных результатов», ППИ, 2000 г.
Приложение 3:
Таблица 1. Свойства некоторых твердых тел.
| Вещество | Плотность, 
| Температура плавления, 
| Удельная теплота плавления, 
|
| Алюминий Железо Медь Олово Серебро Лед | 2,6 7,9 8,6 7,2 10,5 0,9 | 659 1530 1100 232 960 0 | 322 272 176 58,6 88 335 |
Таблица 2. Массы некоторых изотопов.
| Изотоп | Масса |
| 1,00783 |
| 2,01410 |
| 3,01605 |
| 3,01603 |
| 4,00260 |
Таблица 3. Греческий алфавит.
| Обозначения букв | Название букв | Обозначения букв | Названия букв |
| A, a | альфа | N, n | ню |
| В, b | бета | X, x | кси |
| G, g | гамма | O, o | омикрон |
| D, d | дэльта | P, p | пи |
| E, e | эпсилон | R, r | ро |
| Z, z | дзета | S, s | сигма |
| H, h, | эта | T, t | тау |
| Q, q | тэта | U, u | ипсилон |
| I, i | йота | F, f | фи |
| K, k | каппа | C, c | хи |
| L, l | лямбда | Y, y | пси |
| M, m | ми | W, w | омега |
