Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений. 1. Закройте окно теории (если вы ее вызывали), нажав кнопку в правом верхнем углу внутреннего окна

ИЗМЕРЕНИЯ:

1. Закройте окно теории (если вы ее вызывали), нажав кнопку в правом верхнем углу внутреннего окна. Изменяйте величину емкости конденсатора и наблюдайте изменение резонансной кривой.

2. Зацепив мышью, перемещайте движки регуляторов

a. R – сопротивления резистора,

b. L – индуктивности катушки,

и зафиксируйте значения, указанные в табл. 2 для вашей бригады.

3. Установите указанное в табл.1 значение емкости конденсатора. Изменяя величину частоты ЭДС, следите за перемещением отметки на резонансной кривой и числовым значением добротности (U_0C/e₀). Добейтесь максимального значения добротности и соответствующие значения частоты источника ЭДС и собственной частоты контура занесите в табл.1. Повторите измерения для других значений емкости конденсатора из табл.1.

4. Повторите измерения для двух других значений индуктивности катушки, выбирая их из табл.2. Полученные результаты запишите в табл.3 и 4.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

1. Постройте на одном листе графики зависимости резонансной частоты от корня из обратной емкости при трех значениях индуктивности.

2. Для каждой прямой определите котангенс угла наклона по формуле

ctg(j) = º A_ЭКСП.

3. Вычислите теоретическое значение константы А_ТЕОР для каждой прямой по формуле А_ТЕОР = .

4. Заполните таблицу результатов измерений

Номер измерения	АЭКСП (Гн^1/2)	АТЕОР (Гн^1/2)

Сделайте выводы по графикам и результатам измерений.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Дайте определение вынужденным колебаниям.

2. Что такое колебательный контур?

3. Когда возникают вынужденные гармонические колебания?

4. Как графически изображается комплексная величина?

5. Что такое комплексная амплитуда тока или напряжения?

6. Дайте определение импеданса.

7. Что такое полное электрическое сопротивление?

8. Чему равен импеданс резистора?

9. Чему равен импеданс идеальной катушки индуктивности?

10. Как формулируется закон электромагнитной индукции для катушки?

11. Чему равен импеданс конденсатора?

12. Чему равны реактивные сопротивления катушки и конденсатора?

13. Чему равно реактивное сопротивление последовательно соединенных катушки и конденсатора?

14. Чему равен импеданс колебательного контура?

15. Чему равен полное сопротивление колебательного контура?

16. Дайте определение резонанса для тока в колебательном контуре.

17. На какой частоте наблюдается резонанс для тока в колебательном контуре?

18. На какой частоте наблюдается резонанс для напряжения на конденсаторе в колебательном контуре?

19. Чему равно отношение амплитуд напряжения на конденсаторе при резонансе и ЭДС?

20. Чему равно характеристическое сопротивление контура? Как оно влияет на добротность?

21. Что такое резонансная кривая контура?

(Подробное изложение теории можно найти в курсе общей физики И.В. Савельева, т.2, 1970, §92-101. В последующих изданиях отсутствует).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

2_8. ДИФРАКЦИЯ И ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

Ознакомьтесь с теорией в конспекте, учебнике (Савельев, т.2, §119,125-127,129,130). Запустите программу. Выберите «Оптика» и «Интерференционный опыт Юнга». Нажмите вверху внутреннего окна кнопку с изображением страницы. Прочитайте краткие теоретические сведения. Необходимое запишите в свой конспект. (Если вы забыли, как работать с системой компьютерного моделирования, прочитайте ВВЕДЕНИЕ стр.5 еще раз).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

* Знакомство с моделированием процесса сложения когерентных электромагнитных волн.

* Экспериментальное исследование закономерностей взаимодействия световых волн от двух источников (щелей).

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ:

Между ДИФРАКЦИЕЙ и ИНТЕРФЕРЕНЦИЕЙ нет существенных физических различий. Оба явления заключаются в перераспределении в пространстве энергии светового потока, возникающем в результате суперпозиции волн.

КОГЕРЕНТНОСТЬЮ называется согласованное протекание нескольких колебательных или волновых процессов.

Когерентными называются волны, для которых разность фаз возбуждаемых ими колебаний остается постоянной во времени. Когерентными являются гармонические волны с кратными частотами.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЕЙ называется устойчивое перераспределение интенсивности, возникающее в результате суперпозиции волн, возбуждаемых конечным количеством дискретных когерентных источников волн.

ДИФРАКЦИЕЙ называется устойчивое перераспределение интенсивности, возникающее в результате суперпозиции волн, возбуждаемых расположенными непрерывно когерентными источниками волн. Одним из проявлений дифракции является распространение волны в область геометрической тени, т.е. туда, куда не попадают световые лучи.

ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА: каждый элемент волновой поверхности является источником вторичной сферической волны, а волна в любой точке перед этой поверхностью (с другой стороны от поверхности, нежели реальный источник волны) может быть найдена как результат суперпозиции волн, излучаемых указанными вторичными источниками.

ЗОНАМИ ФРЕНЕЛЯ называются такие участки на поверхности волнового фронта, для которых излучение от двух соседних участков при сложении дает практически нулевой (минимальный) результат (излучение от двух соседних зон Френеля компенсируется). Расстояния от краев каждой зоны до точки наблюдения отличаются на l/2.

Величина напряженности электрического поля dE электромагнитной волны (ЭМВ), излучаемой элементарным участком площадью dS волновой поверхности в точке наблюдения, расположенной на расстоянии r от этого участка, равна , где множитель а₀ определяется амплитудой светового колебания в том месте, где расположена площадка dS, коэффициент К зависит от угла между нормалью к площадке dS и направлением на точку наблюдения, k = 2p/l - волновое число.

Аналогичная формула будет справедлива для любого точечного источника гармонической волны.

Для двух точечных источников (см. рисунок), расположенных на расстоянии d друг от друга на линии, параллельной экрану, отстоящему от линии источников (1 и 2) на расстоянии L, максимум при интерференции волн на экране наблюдается при условии, что разность хода Dr волн, приходящих в данную точку, кратна длине волны: Dr = ml (m = 0,1,2,...).

Формула связи d sin(j) = ml для первого максимума и при большом расстоянии до экрана L>>d, когда

sin(j)» tg(j)» ,

преобразуется так:

, откуда X_MAX = .

ЭКРАН

L

1

Дата добавления: 2014-12-23