Г.Г. Спирин - Электричество, оптика, атомная физика, физика твёрдого тела

1Федеральное агентство по образованиюАССОЦИАЦИЯ КАФЕДР ФИЗИКИТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗов РОССИИВ.М. Анисимов, И.Н. Данилова,В.С. Пронина, Г.Э. СолохинаЛабораторные работы по физикеЧАСТЬ 2ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. ОПТИКА. АТОМНАЯ ФИЗИКА.ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛАПод редакцией проф. Г.Г.СпиринаРекомендовано в качестве учебного пособиянаучно-методическим советом по физикепри Министерстве общего и профессиональногообразования Российской Федерации для студентоввысших технических учебных заведенийМосква2ББК 22.3Рецензенты:Нагаев В.Б., Чернышев В.В.А 67 Анисимов В.М., Данилова И.Н., Пронина В.С., Солохина Г.Э.Лабораторные работы по физике.

Часть 2. Электричество.Оптика. Атомная физика. Физика твердого тела.ISBN 978-5-903111-03-3Лабораторный практикум является необходимой составнойчастью процесса изучения физики студентами МАИ. Как правило,лабораторные работы выполняются вслед за изучениемсоответствующего раздела в теоретическом курсе.Главная цель лабораторного практикума - дать возможностьстудентам познакомиться с приборами, некоторыми физическимиявлениями, овладеть различными методами измерений, научитьсятехнике эксперимента, суметь сделать выводы относительноизмеряемых величин или каких-либо функций от них. Результатыизмерений должны быть подвергнуты анализу, а также проведенанеобходимая математическая обработка результатов.Предназначено для студентов всех факультетов МАИ дневного ивечернего отделений, выполняющих лабораторные работы пофизике.ББК 22.3ISBN 978-5-903111-03-3В.М. Анисимов, И.Н.

Данилова,В.С. Пронина, Г.Э. Солохина 2010 г.3СОДЕРЖАНИЕС О Д Е Р Ж А Н И Е -------------------------------------------------------------- 3П Р Е Д И С Л О В И Е ------------------------------------------------------------ 7Р А З Д Е Л 6 ----------------------------------------------------------------------- 7Электростатическое поле.

Движение заряженных частицв поле ------------------------------------------------------------------------------ 7ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 60Изучение электростатического поля --------------------------------------- 11ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 60(к)Теорема Остроградского Гаусса для электростатического поля ввакууме --------------------------------------------------------------------------- 15ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 74Электронный осциллограф --------------------------------------------------- 18ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 74(к)Движение заряженной частицы в электрическом поле----------------- 30Вопросы по разделу 6 --------------------------------------------------------- 33Р А З Д Е Л 7 ---------------------------------------------------------------------- 35Электромагнетизм------------------------------------------------------------ 357.1 Магнитное поле тока.

Закон Био–Савара–Лапласа -------------- 357.2 Действие магнитного поля на движущие заряды и токи ------- 377.3 Электромагнитная индукция ----------------------------------------- 37ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 63Определение отношения заряда электрона к его массе методоммагнетрона ----------------------------------------------------------------------- 39ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 64Изучение магнитного поля соленоида с помощью датчика Холла -- 45ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 64(к)Изучение магнитных полей токов ------------------------------------------ 51ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 65Изучение явления взаимной индукции ------------------------------------ 59ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 67Изучение гистерезиса ферромагнитных материалов ------------------- 64ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 76Изучение явления электромагнитной индукции ----------------------------- 73ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 78Определение горизонтальной составляющей магнитного поляЗемли с помощью тангенс–буссоли ------------------------------------------- 77Вопросы по разделу 7 --------------------------------------------------------- 814Р А З Д Е Л 8 -----------------------------------------------------------------------82Электрические колебания --------------------------------------------------82ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 70Исследование затухающих колебаний в колебательном контуре ----88ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 70(к)Свободные затухающие колебания в электрическом контуре --------95ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 72Изучение релаксационных колебаний ----------------------------------- 101Вопросы по разделу 8-------------------------------------------------------- 108Р А З Д Е Л 9 --------------------------------------------------------------------- 109Волновая оптика ------------------------------------------------------------ 1099.1 Интерференция света------------------------------------------------- 1099.2 Дифракция света -----------------------------------------------------11119.3 Поляризация света ---------------------------------------------------- 115ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 109Определение длин волн света при помощи бипризмы Френеля ---- 118ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 110Определение радиуса кривизны линзы с помощью колецНьютона ------------------------------------------------------------------------ 123ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 111(к)Изучение явления интерференции ---------------------------------------- 128ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 112Изучение дифракции Фраунгофера на щели---------------------------- 135ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 112(к)Изучение явления дифракции ---------------------------------------------- 141ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 113Изучение дифракции Фраунгофера с использованиемдифракционной решетки и гониометра ---------------------------------- 150ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 114Изучение дифракционного спектра и определение длинысветовой волны --------------------------------------------------------------- 154ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 116Изучение явления отражения и преломленияплоскополяризованного света --------------------------------------------- 158Вопросы по разделу 9-------------------------------------------------------- 161Р А З Д Е Л 10 ------------------------------------------------------------------- 162Квантовая оптика----------------------------------------------------------- 16210.1 Тепловое излучение ------------------------------------------------- 16210.2 Внешний фотоэффект ---------------------------------------------- 16510.3 Эффект Комптона --------------------------------------------------- 1695ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 120Исследование излучения абсолютно черного тела -------------------- 171ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 122Изучение внешнего фотоэффекта----------------------------------------- 174ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 122(к)Внешний фотоэффект ------------------------------------------------------- 176ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 121 (к)Эффект Комптона ------------------------------------------------------------ 181Вопросы по разделу 10 ------------------------------------------------------ 184Р А З Д Е Л 11 ------------------------------------------------------------------- 185Атомная физика ------------------------------------------------------------- 18511.1 Теория Бора ---------------------------------------------------------- 18511.2 Квантовомеханическая теория атома --------------------------- 187ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 127Определение постоянной Планка ----------------------------------------- 190Вопросы по разделу 11 ------------------------------------------------------ 194Р А З Д Е Л 12 ------------------------------------------------------------------- 195Физика твердого тела ----------------------------------------------------- 19512.1 Собственная проводимость полупроводников ---------------- 19612.2 Примесная проводимость полупроводников ------------------ 19712.3 Контактные явления в р–n переходе ---------------------------- 200ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 132Исследование параметров полупроводникового кристаллическогодиода ---------------------------------------------------------------------------- 202ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 133Исследование параметров кристаллического триода (транзистора),включенного по схеме с общей базой------------------------------------ 206ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 134Исследование параметров кристаллического триода (транзистора),включенного по схеме с общим эмиттером----------------------------- 211ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 135Исследование температурной зависимости электропроводностиполупроводников ------------------------------------------------------------- 215ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 136/137Определение чувствительности фотоэлемента ифотосопротивления ---------------------------------------------------------- 218ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 170Определение концентрации и подвижности носителей заряда вполупроводниках ------------------------------------------------------------- 224Вопросы по разделу 12 ------------------------------------------------------ 2306Р А З Д Е Л 13 ------------------------------------------------------------------- 231Ядерная физика ------------------------------------------------------------- 231ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 141(к)Энергия связи ядер ----------------------------------------------------------- 233Вопросы по работе и разделу 13 ------------------------------------------ 236ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ --------------------- 237Электричество----------------------------------------------------------------- 237Волновая оптика -------------------------------------------------------------- 238Квантовая оптика ------------------------------------------------------------- 239Квантовая механика.

Атомная физика ----------------------------------- 239Физика твердого тела -------------------------------------------------------- 240Ядерная физика --------------------------------------------------------------- 240Л И Т Е Р А Т У Р А ------------------------------------------------------------ 2417ПРЕДИСЛОВИЕМетодический совет кафедры установил обязательное для всехстудентов выполнение фронтально - тематических лабораторных работ1-го уровня.Данное пособие включает работы, выполняемые на кафедре поразделам ―электромагнетизм‖, ―оптика‖, ―атомная физика‖, ―физикатвердого тела‖. В пособие включены как описания и методики работ,выполняемых в лабораториях кафедры, так и работы, предназначенныедля выполнения в компьютерном классе. Номера работ, выполняемыхв компьютерном классе, помечены буквой «К».Работы сгруппированы по основным разделам курса физики. Вначале каждого раздела приведены основные теоретические сведения.В конце каждого раздела приведены вопросы, знание которыхнеобходимодляуспешногопрохожденияпредварительногокомпьютерного тестирования с целью получения допуска длявыполнения лабораторной работы, а также для сдачи фронтально тематической лабораторной работы преподавателю.Кроме того, в пособии приведены типовые вопросы по указаннымразделам курса для подготовки к сдаче экзамена.Всозданиилабораторногопрактикума―Электричество‖участвовали преподаватели кафедры: Волков Б.Н, Коновалова З.И.,Лаушкина Л.А., Озолин В.В., Рудакова Л.И., Сидоров Н.И.В формировании лабораторного практикума ―Оптика, атомнаяфизика, физика твердого тела‖ принимали участие преподавателикафедры: Морозова Л.А., Измайлов Г.Н., Одинцова Г.А., Озолин В.В.,Перминов С.П., Соколова Е.Ю., Храпко Р.И.РАЗДЕЛ 6Электростатическое поле.