Отчет по лабораторной работе №10 По дисциплине. Отчет по лабораторной работе 10 По дисциплине
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНЕСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра общей и технической физики Отчет по лабораторной работе № 10 По дисциплине Физика (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема работы: «Измерение скорости световых волн в различных средах» Выполнил: студент гр. РМ-20 Никулин Е.А. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.) Дата: Проверил: (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2021 Цель работы: Определить скорость света в воздухе, воде и акриловом стекле, а также определить показатели преломления этих сред. Явления, изучаемые в работе: электромагнитная индукция Краткое теоретическое содержание: Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин: Скорость света в вакууме относится к физическим постоянным. Это скорость передачи электромагнитных взаимодействий в свободном от вещества пространстве. Её значение не зависит от частоты волн и по результатам измерений принято равным: c = (299 792 456,2 ± 1,1) м/с ≈ 3∙108 м/с. Величина скорости света не зависит от того, относительно какой системы отсчёта она определяется. Скорость света в вакууме не зависит от движения источника или приёмника, от движения системы отсчёта, в которой выполняются эксперименты по её измерению. Вся теория электромагнитного поля сводится к четырем уравнениям Максвелла в среде. В дифференциальной форме:  ,  , ,где  , где  (закон Ома) - плотность тока проводимости, индукции  и  связаны с напряженностями  и  соотношениями ,  .Изменение во времени  порождает вихревое электрическое поле  , изменяющееся в окружающем пространстве. А изменение  порождает переменное вихревое поле  . Из этого следует возможность существования переменных электромагнитных полей вдали от зарядов и токов проводимости не только в среде, но и в вакууме ( ). Электрические и магнитные переменные поля взаимно порождают друг друга, удаляясь от источника, и теряют связь с ним. Возникает электромагнитная волна. Источниками электромагнитных волн являются электрические заряды, движущиеся с ускорением, переменные токи и изменяющиеся во времени электрические и магнитные поля.Пояснения к физическим величинам, их единицы измерений. с – скорость света в воздухе, м\с хср – среднее значение перемещения х, м  – частота опорного сигнала, равная частоте модуляции светового сигнала, МГц – расстояние, которое свет проходит за время  t t – время, мксСхема установки:  Рисунок 1 – Функциональная схема установки Табличные значения показателя преломления и скорости света для воды:  , м/с.Табличные значения показателя преломления и скорости света для акрилового стекла:  , = 2,013·108 м/с.Основные расчётные формулы Скорость света в воздухе, м/с:  , гдеc – скорость света, м/с; f – частота светового сигнала, Гц;  , м; – длина пути светового луча, м; – время запаздывания светового луча, с.Абсолютный показатель преломления акрила:  , где – показатель преломления акрила; – смещение отражателя после установки трубки, мм; – длина акриловой трубки, мм.Скорость света в акриле, м/с:  , где – скорость света в акриле, м/с;Абсолютный показатель преломления воды:  , где – показатель преломления воды; – смещение отражателя после установки трубки, мм;Скорость света в воде, м/с:  , где – показатель преломления в воде;Формулы погрешностей косвенных измерений     Исходные данные:    Погрешность прямых измерений: Δxп = 0,5 мм Таблица 1. Измерение скорости света в воздухе в режиме 
Пример расчетов:  м/сТаблица 2. Измерение скорости света в воздухе в режиме
Пример расчетов:   м/сРезультаты_измерения_перемещения_отражателя_(труба_с_водой)'>Таблица 3. Результаты измерения перемещения отражателя (труба с водой)
Пример расчетов:   Таблица 4. Результаты измерения перемещения отражателя (акриловое стекло)
Пример расчетов:   Результат Скорость света в воздухе с учетом косвенной погрешности:   Сравнительная оценка результата Теоретическое значение скорости света в воздухе c = 3∙108 м/с. Расхождение теоретического и экспериментального значений %ош=  %ош=  Скорость света в трубке с водой с учетом косвенной погрешности:  Сравнительная оценка результата Теоретическое значение скорости света для воды: м/с.Расхождение теоретического и экспериментального значений %ош=  Скорость света в акриле с учетом косвенной погрешности:  Сравнительная оценка результата Теоретическое значение скорости света для акрилового стекла: = 2,013·108 м/с.Расхождение теоретического и экспериментального значений %ош=  Вывод: В ходе лабораторной работы была определена скорость света в воздухе, воде и акриловом стекле, а также были определены показатели преломления этих сред. Расхождения в теоретических и экспериментальных значениях объясняются несовершенством отдельных приборов установки. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, м/с
ср=292 533 333
