Zajęcia w laboratorium fizycznym są istotnym elementem nauczania fizyki w wyższej uczelni technicznej. Celem tego typu zajęć jest:
a) zapoznanie z techniką eksperymentowania i metodyką prowadzenia badań,
b) zapoznanie z obsługą różnych przyrządów pomiarowych,
c) poszerzenie wiedzy objętej programem wykładów z fizyki,
d) nauczenie opracowywania i przedstawiania otrzymanych wyników pomiarowych,
e) ocena jakości uzyskanych wyników, szacowanie i obliczanie niepewności pomiarów.
Niniejsze opracowanie wydajemy w celu ułatwienia studentom przygotowania się do ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki. Umieściliśmy w nim: - regulamin laboratorium fizycznego,
- obowiązujące w laboratorium przepisy BHP i przepisy przeciwpożarowe,
- podstawowe zasady analizy niepewności pomiarów wraz z przykładami praktycznymi,
- szczegółowe opisy wszystkich ćwiczeń ze wskazówkami dotyczącymi ich wykonania i opracowania otrzymanych wyników, - stale fizyczne i niektóre stałe materiałowe.
W każdym opisie ćwiczenia znajduje się:
- część teoretyczna,
- cel i zakres ćwiczenia,
- metoda badań,
- proponowany układ tabel wyników,
- sposób obliczania niepewności pomiarów,
- przykładowe pytania kontrolne,
- literatura.
Liczne dostępne podręczniki i skrypty dotyczące laboratorium fizycznego zawierają opisy ćwiczeń często różniących się od tych jakie wykonywane są w laboratorium fizycznym Politechniki Białostockiej, co stanowi pewne utrudnienie w posługiwaniu się tymi wydawnictwami.
Skrypt pt. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki opracowaliśmy dla ułatwienia nauki. Opisy są dokładnie dopasowane do 41 układów doświadczalnych znajdujących w naszym laboratorium.
Zastosowaliśmy numerację ćwiczeń z podziałem na trzy istniejące laboratoria:
? mechaniki i ciepła: ćwiczenia M - 1 do M - 29
? elektryczności: ćwiczenia E - 1 do E - 10
? optyki: ćwiczenia O - 1 do O - 14
Spis treści:
Wstęp
Regulamin zajęć
Opracowanie wyników pomiarów
Mechanika i ciepło
Ćwiczenie M-1. Wyznaczanie gęstości ciał stałych i cieczy za pomocą wagi hydrostatycznej
Ćwiczenie M-3. Sprawdzanie prawa Hooke'a przy użyciu sprężyn i gumy
Ćwiczenie M-4. Wyznaczanie prędkości fali dźwiękowej za pomocą rury Kundta
Ćwiczenie M-5. Wyznaczanie modułu sztywności na skręcanie metodą statyczną
Ćwiczenie M-6. Badanie drgań wahadła sprężynowego
Ćwiczenie M-7. Wyznaczanie bezwzględnego współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa
Ćwiczenie M-8. Wyznaczanie prędkości rozchodzenia się fal dźwiękowych w powietrzu oraz częstotliwości drgań widełek stroikowych
Ćwiczenie M-9. Wyznaczanie stosunku CP/CV=? dla powietrza
Ćwiczenie M-10. Wyznaczanie ciepła parowania wody
Ćwiczenie M-11. Badanie zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia
Ćwiczenie M-12. Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych
Ćwiczenie M-20. Wahadło uniwersalne. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego
Ćwiczenie M-21. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą spadkownicy Atwooda
Ćwiczenie M-22. Wyznaczanie współczynnika tarcia tocznego za pomocą wahadła nachylnego
Ćwiczenie M-23. Wyznaczanie momentu bezwładności wahadła Maxwella
Ćwiczenie M-24. Wahadło Oberbecka
Ćwiczenie M-29. Żyroskop. Precesja i nutacja żyroskopu
Elektryczność
Ćwiczenie E-1. Wyznaczanie zależności oporności od temperatury
Ćwiczenie E-2. Doświadczalne sprawdzanie równoważności pracy i ciepła
Ćwiczenie E-3. Drgania relaksacyjne
Ćwiczenie E-4. Badanie prądu zmiennego oraz prostownika jedno i dwupołówkowego za pomocą oscyloskopu
Ćwiczenie E-5. Składanie drgań harmonicznych wzajemnie prostopadłych i pomiar częstotliwości drgań na podstawie figur Lissajous
Ćwiczenie E-6. Wyznaczanie przenikalności elektrycznej próżni i względnej przenikalności elektrycznej dielektryków
Ćwiczenie E-7. Cechowanie termopary i wyznaczanie współczynnika czułości termopary
Ćwiczenie E-8. Wyznaczanie pojemności kondensatorów metodą mostkową
Ćwiczenie E-9. Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi i stałej Faraday'a
Ćwiczenie E-10. Wyznaczanie charakterystyk tranzystora
Ćwiczenie E-11. Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego wodoru i tlenu oraz stałej Faraday'a i liczby Avogadra
Optyka
Ćwiczenie O-1. Badanie widm optycznych
Ćwiczenie O-2. Wyznaczanie długości fal świetlnych za pomocą siatki dyfrakcyjnej
Ćwiczenie O-3. Wyznaczanie względnego natężenia źródła światła (światłości) i współczynnika pochłaniania szkła metodą fotometru
Ćwiczenie O-4. Wyznaczanie współczynnika załamania światła za pomocą mikroskopu i pryzmatu
Ćwiczenie O-5. Wyznaczanie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej
Ćwiczenie O-6. Badanie zjawiska polaryzacji światła
Ćwiczenie O-7. Pierścienie Newtona
Ćwiczenie O-8. Pomiar apertury numerycznej włókien optycznych
Ćwiczenie O-10. Wyznaczanie długości fali światła lasera. Pomiar rozmiarów małych obiektów metodą interferencji światła
Ćwiczenie O-11. Wyznaczanie współczynnika załamania i dyspersji cieczy za pomocą refraktometru Abbego
Ćwiczenie O-14. Wzorcowanie światłowodowego czujnika odbiciowego
Ćwiczenie O-15. Seria widmowa Balmera wodoru. Wyznaczanie stalej Rydberga
Stale fizyczne
Stale materiałowe
Literatura
