А.И. Ефимова, А.В. Зотеев, А.А. Склянкин - Общий физический практикум (1108777), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Графическое представление результатов измеренийГрафики строятся вручную на отдельном листе рабочей тетрадиили на миллиметровой бумаге либо с использованием компьютерныхпрограмм и выводом на печать формата А4. В двух последних случаяхграфики вклеиваются в рабочую тетрадь.Желательно, чтобы каждый лист с графиками практически полностью занимал один лист рабочей тетради.При оформлении графиков необходимо выполнять правила,предъявляемые к представлению результатов в научных работах.1.
График должен содержать надпись, из которой было бы яснофизическое содержание представленной закономерности.2. Масштабы и начала отсчёта по координатным осям выбираютсятак, чтобы собственно график занимал большую часть поля чертежа.При этом на пересечении осей не обязательно должны находиться нулевые значения величин.ПравильноНеправильно50 φ, Bφ, B4040353030201025345 r, см00246r, см3. На осях координат крупно отмечаются равноотстоящие друг отдруга деления масштаба (метки) так, чтобы было удобно работать сграфиком (не слишком часто и не слишком редко).
Значения, полученные в эксперименте, на координатных осях не отмечаются.- 23 -Правильно0510l, см15Неправильно(отмечены значения, полученные в эксперименте, а сам масштабне задан; цифры указаны очень мелко)74 ,501 7 l, с м1 1 ,3Неправильно(обозначения масштаба – деления на координатной оси – указаныслишком часто и мелко)0123456789 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 l, с м4. На координатных осях (в конце, снизу, сбоку) обязательно указываются «заголовки» – обозначения откладываемых величин – и, череззапятую, их единицы измерения. Допускается указывать полное название откладываемой величины.Для очень больших либо очень малых значений отложенных поосям величин следует выносить их порядок в «заголовок оси».
Нижеприведены три возможных варианта оформления.2l, мl, 10 м-23 l×10 , м30032002210011012t, c012t, c012 t, c- 24 -5. Экспериментальные точки отчетливо наносятся в виделюбых символов (кружочков, треугольников и т.д.), например:▲ ◊ ■ □ ⊗.Кроме самих экспериментальных значений на графике указываются погрешности измеренных величин. Они указываются в виде отрезков длиной в доверительный интервал, расположенных параллельносоответствующей оси:6. Экспериментальная кривая, отвечающая ранее установленнымзаконам или каким-либо модельным представлениям, использующимся взадаче, проводится в виде плавной линии.
Линия должна проходитьчерез доверительные интервалы всех или большинства экспериментальных точек так, чтобы экспериментальные точки по возможности близкои равномерно располагались с разных сторон кривой.Правильно3Неправильноβ, рад/с23221100204060 N, Н.м0β, рад/с202040.60 N, Н мПриведенный график соответствует зависимости углового ускорения от момента действующих на тело сил.7.
Если на графике приводится теоретическая кривая, то указывается закономерность, на основании которой она построена.8. При наличии нескольких кривых на одном поле графика каждаяиз них нумеруется или выделяется каким-то другим способом. В свободной части поля даются соответствующие пояснения.Ниже приведены примеры оформления графиков в научных статьях, опубликованных в отечественных и зарубежных журналах.Смещение линии КРС, см-1- 25 -14001300123Энергия квантов возбуждения КРС, эВРис. 17.
Зависимость положения D-линии КРС спектра графитаот длины волны лазера: ● – данная работа; ◊ – [41]; ∆ –[42]; ○ – [43]; □ – [44].L|| , L ⊥0.510.420.3a/c1.81.6ac31.41.26070p, %80Рис. 3. Расчетные зависимости факторов деполяризации L|| (1), L⊥ (2) и отношений полуосей эллипсоидов a/c (3) плёнок por-Si(110) (получены наподложке p++-Si) от пористости p. Врезка на нижней панели схематичнопоказывает расположение осей эллипсоида.- 26 -2.5.3. Рекомендации по оформлению отчёта к задачепрактикумаОтчёт по лабораторной работе должен содержать:1. Название работы.2. Краткое изложение цели работы.3. Перечень приборов и оборудования.4.
Схему установки.5. Краткое изложение-конспект теории по теме проводимой работы (определение физических величин, формулировки); выводы рабочих формул.Конспект составляется с использованием учебной литературы, рекомендованной по данному курсу6. Запись экспериментальных результатов с указанием единиц измерения и приборной погрешности (класса точности). Запись параметров установки, необходимых для последующих расчётов (также с указанием единиц измерения и погрешностей).Результаты всех прямых измерений заносятся в журнал безиспользования черновиков, ручкой, а не карандашом.
При многократных измерениях ( ≥ 3) результаты заносятся в таблицы.7. Обработанные результаты измерений, представленные в видетаблиц, чисел, графиков – в соответствии с заданием, определенном вметодической разработке к лабораторной работе.8.
Вычисление погрешностей.Все формулы, по которым производились вычисления погрешностей, а также сами расчёты погрешностей должны находиться в рабочей тетради.9. Окончательный результат экспериментальной работы, записанный в стандартной форме вне таблицы с исходными данными.10. Анализ результатов, а при возможности – сравнение с табличными значениями или с теорией с учётом погрешностей.11.
Выводы.- 27 -ПРИЛОЖЕНИЕ АПОЛНАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ КОСВЕННЫХИЗМЕРЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ЗАДАЧИ ПРАКТИКУМА №31В задаче проводится определение коэффициента внутреннего трения (коэффициента вязкости) глицерина по методу Стокса. В её практической части изучается движение десяти разных маленьких шариков изсплава Вуда в глицерине, для каждого из шариков измеряются диаметрd и время t движения между соответствующими горизонтальными метками сосуда цилиндрической формы. Расстояние l между метками измеряется однократно линейкой.
Значения плотности глицерина и сплаваВуда, внутренний радиус сосуда и расстояние между метками представлены в таблице.Цена малого деления микроскопаk = 1,564⋅10-3 смПлотность глицерина при 20°Сρж = 1,25 г/см3Плотность материала шарикаρш = 9,70 г/см3Внутренний радиус сосудаR = 1,75 смРасстояние между метками на сосудеl = 23,8 смРезультаты измерений диаметра шариков и времени падения, полученные в эксперименте, представлены в таблице (выделены жирнымшрифтом).ТаблицаiДиаметр шарика Время Коэффициентв деленияхпадениявязкостиηi , Пуазмикроскопашарикаd, делt, с16763,513,4826570,013,9836469,713,50450167,519,80559117,919,41649157,217,8576075,812,9086468,213,2196764,213,63106963,414,27Частное отклонениеΔηi , Пуаз– 1,72– 1,22– 1,704,604,212,65– 2,30– 1,99– 1,57– 0,93- 28 -1) Проанализировав характер косвенных измерений, делаемвывод, что эксперимент аналогичен примеру 6 раздела 2.4.2: для определения коэффициента вязкости жидкости берутся различные шарики,их диаметры являются принципиально разными величинами и не могутусредняться для оценки погрешностей прямых измерений диаметра.
Тоже самое можно сказать об измерении времени движения шариков.В этом случае единственно правильным способом оценки погрешности измерений является способ А.2) Вычислим значения величины η для каждого отдельного опыта(каждого брошенного шарика) и запишем в четвертый столбец.22 ρ − ρж2 9,70 − 1, 25⎛d k⎞⋅ g ⋅ ( ri ) 2 = ⋅⋅ 980 ⋅ ti ⎜ i ⎟ =ηi = ⋅ ш9 1/ ti923,8⎝ 2 ⎠2⎛ 1,564 ⋅ 10−3 ⎞2= 77,32 ⋅ ti ⋅ ⎜⎟ ⋅ di .2⎝⎠3) Найдем среднее арифметическое значение коэффициента вязкости η :1 nη = ∑ ηi = 15,20 Пуаз.n i =14) Найдём частные отклонения отдельных измерений коэффициентавязкости Δηi = ηi − η и запишем их в пятый столбец.5) Оценим погрешность измерения коэффициента вязкости Δηизм :1 nизмΔη = ∑ Δηi = 2,29 Пуаз.n i =16) Выведем расчётную формулу для оценки погрешности, вносимойприборами при измерении коэффициента вязкости.Удобно найти сначала относительную погрешность метода, воспользовавшись выражением (12):ε прηΔl пр Δt прΔd пр Δg Δρштабл + Δρ жтабл=++ 2⋅++...ρш − ρ жltdgВ первое слагаемое подставим приборную погрешность измерениялинейкой, равную Δl пр = 0,1 см, и табличное значение величины l == 23,8 см.Во второе слагаемое подставим приборную погрешность секундомера, равную Δt пр = 0,1 с, и любое из промежуточных значений измерения времени, например, t = 100 с.- 29 -В третье слагаемое подставим приборную погрешность определения диаметра микроскопом, равную Δd пр = 1 дел, и промежуточноезначение измерения диаметров, равное d = 60 делениям.В два последних слагаемых подставим табличные величины с соответствующими погрешностями табличных величин (см.
таблицу 1).0,1 см0,1 с1 дел5 см / с 20, 005 + 0, 005=++2++=23,8 см 100 с60 дел 980 см / c 2 9, 700 − 1, 250= 0, 0042 + 0, 001 + 0, 033 + 0, 0051 + 0, 0012 ≈ 0, 0445ε прη7) Вычислим абсолютную погрешность коэффициента вязкости,вносимую приборами, умножив относительную на найденное среднеезначение этой величины:Δηпр = ε прη ⋅ η = 0,68 Пуаз.8) Найдём общую погрешность эксперимента:Δη = Δηизм + Δηпр = 2,97 Пуаз.9) Запишем результат проведенного эксперимента в стандартнойформе (т.е. с указанием доверительного интервала). Учтём, что при округлении погрешности нужно оставить только одну значащую цифру,т.е.
в данном случае округлить до «3». После этого среднее значениевязкости следует округлить до того разряда, в котором содержится погрешность, т.е. до единиц (см. раздел 2.4.1).η = (15 ± 3) Пуаз(ε = 20%)В скобках указано примерное значение относительной погрешности.10) Запишем вывод к работе.Вывод. Из справочных данных известно, что при температуре t = 20°Скоэффициент вязкости глицерина равен η = 14,9 Пуаз. Это значение принадлежит полученному доверительному интервалурезультата эксперимента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
