HENRYK SZYDŁOWSKI POMIARY FIZYCZNE. Podręcznik dla nauczycieli WARSZAWA 1977 PAŃSTWOWE WYDAWNICTWO NAUKOWE

Transkrypt

1 HENRYK SZYDŁOWSKI POMIARY FIZYCZNE Podręcznik dla nauczycieli WARSZAWA 1977 PAŃSTWOWE WYDAWNICTWO NAUKOWE

2 Tytuł dotowany przez Ministerstwo Nauki, Szkolnictwa Wyższego i Techniki Okładkę projektował: Andrzej Pilich Redaktor: Magdalena Gajewska Redaktor techniczny: Aleksandra Korsakowa Korektorzy: Ewa Dąbrowska, Wacława Klim Copyright 1977 By Państwowe Wydawnictwo Naukowe Printed In Poland PAŃSTWOWE WYDAWNICTWO NAUKOWE WARSZAWA 1977 Wydanie I. Nakłąd egz. Arkuszy wydawniczych 32,50. Arkuszy drukarskih 26,5. Papier druk. sat. kl. V, 65 g, 70 x 100 cm. Oddano do składania w listopadzie Podpisano do druku w sierpniu F-31. Druk ukończono w sierpniu Zamówienie nr 1621/76. Cena zł. 71. DRUKARNIA im. REWOLUCJI PAŹDZIERNIKOWEJ WARSZAWA

3 SPIS RZECZY Przedmowa C z ę ś ć I. Pomiary i ich dokładność Pomiary fizyczne Wiekości fizyczne Jednostki fizyczne Welkości wektorowe i skalarne Niepewności pomiarowe i błędy systematyczne pomiarów bezpośrednich Niepewności systematyczne Błędy systematyczne Niepewności systematyczne pomiarów pośrednich Elementarne metody obliczania niepewności Różniczkowe metody obliczania niepewności pomiarów pośrednich Wyniki pomiarów Zaokrąglanie wyników Porównywanie wyników Niepewności przypadkowe Satystyczny rozrzut wyników; zasady pomiarów bezpośrednich Średnia arytmetyczna i odchylenie standardowe pomiarów bezpośrednich Obliczanie średniej i odchylenia standardowego pomiarów pośrednich Graficzne metody przedstawiania danych Wykreślanie Odczytywanie wartości z wykresu i wyznaczanie nachylenia C z ę ś ć II. Bezpośrednie pomiary wielkości mechanicznych Bezpośrednie pomiary długości Pomiar długości z dokładnością 1 mm Pomiar długości za pomocą suwmiarki Pomiar długości za pomocą mikromierza Inne przyrządy do bezpośrednich pomiarów długości Bezpośrednie pomiary masy, ciężaru i gęstości Konstrukcja wagi i odważników Ważenie z dokładnością do 0,1 g Dokładne ważenie metodą interpolacji Ważenie za pomocą wag innych typów Konstrukcja areometru

4 10. Bezpośrednie pomiary czasu Budowa i działanie zegarów Pomiar okresu Pomiar czasu trwania zjawisk powtarzalnych Pomiar częstości Bezpośrednie pomiary siły Dynamometry Wzorcowanie dynamometru Dodawanie sił Dodawanie sił równoległych C z ę ś ć III. Pośrednie pomiary wielkości mechanicznych Pomiary gęstości ciał stałych i cieczy Wyznaczanie gęstości z pomiarów masy i objętości Wyznaczanie gęstości za pomocą wagi hydroştatycznej Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą naczyń połączonych Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą wagi Mohra Wyznaczanie gęstości za pomocą piknometru Kinematyka Proste metody pomiaru przyspieszenia ziemskiego Wyznaczanie czasu spadania kulki za pomocą wahadła Badanie ruchu jednostajnie przyspieszonego Badanie ruchu przyspieszonego za pomocą rynny Dynamika Wyznaczanie współczynnika tarcia Wyznaczanie współczynnika tarcia za pomocą równi pochyłej Sprawdzenie trzeciej zasady dynamiki Newtona Badanie zderzeń niesprężystych Sprawdzenie zasady zachowania pędu Własności sprężyste ciał Własności sprężyste gumy Pomiar wydłużenia drutu Wyznaczanie modułu Younga drutu Inne metody pomiaru modułu Younga Ruch drgający, moment bezwładności Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego Wyznaczanie momentu bezwładności wahadła fizycznego Wyznaczanie momentu bezwładności metodą drgań torsyjnych

5 16.4. Sprawdzenie twierdzenia o momentach bezwładności za pomocą wahadła balansowego Badanie rezonansu mechanicznego Akustyka Wyznaczanie granic słyszalności Wyznaczanie prędkości dźwięku za pomocą rezonansu akustycznego Wyznaczanie prędkości dźwięku za pomocą rury Kundta Wyznaczanie częstości drgań kamertonu metodą dudnień C z ę ś ć IV. Pomiary dotyczące ciepła, zachowania energii, statyki gazów i fizyki cząsteczkowej Termometria Bezpośredni pomiar temperatury za pomocą termometru cieczowego Inne metody bezpośrednich pomiarów temperatury Wzorcowanie termoogniwa Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych Wyznaczanie współczynnika rozprężliwości termicznej powietrza Pomiar temperatury za pomocą termometru gazowego Kalorymetria Zasady kalorymetrii Wyznaczanie pojemności cieplnej kalorymetru Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych Wyznaczanie ciepła topnienia lodu Wyznaczanie ciepła parowania wody Zasada zachowania energii Wyznaczanie mechanicznego.równoważnika ciepła za pomocą termoergometru Wyznaczanie mechanicznego równoważnika ciepła za pomocą śrutu ołowiowego Wyznaczanie ciepła spalania -alkoholu metylowego Wyznaczanie ciepła Joule a Wyznaczanie ciepła parowania metodą elektryczną Wyznaczanie własnej mocy użytecznej Statyka gazów Pomiar ciśnienia manometrem cieczowym Pomiar ciśnienia płuc Pomiar ciśnienia gazu rozrzedzonego Doświadczenie Boyle a_mariotte a Sprawdzenie prawa Archimedesa dla gazów Własności powietrza Pomiar ciśnienia atmosferycznego

6 22.2. Wyznaczanie gęstości powietrza metodą rozrzedzenia Wyznaczanie wilgotności powietrza za pomocą higrometru kondensacyjnego Pomiar wilgotności powietrza psychrometrem Fizyka cząsteczkowa Badanie ruchów Browna Wymiary i średnia droga swobodna cząsteczek azotu Wymiary i średnia droga swobodna cząsteczek dwutlenku węgla Wymiary i średnia droga swobodna cząsteczek wody Wyznaczanie współczynnika lepkości metodą Stokesa Wyznaczanie współczynnika napięcia' powierzchniowego za pomocą kapilar C z ę ś ć V. Pomiary w obwodach prądu stałego i badanie własności elektrycznych materii Najprostsze obwody elektryczne Podstawowe narzędzia pomiarowe stosowane w elektryczności Potencjometr Wyznaczanie oporu właściwego Sprawdzanie praw Kirchhoffa Pomiar oporu wewnętrznego i siły elektromotoryczne j ogniwa Leclanchégo Badanie zależności napięcia źródła od czerpanego prądu Bezpośrednie pomiary wielkości elektrycznych Mierniki elektryczne Pomiar prądu za pomocą amperomierza Pomiar napięcia za pomocą woltomierza Pomiar oporu elektrycznego za pomocą omomierza Pomiar oporu za pomocą mostka Inne metody bezpośrednich pomiarów wielkości elektrycznych Wzorcowanie mierników i zastosowanie mostka Wheatstone'a Wzorcowanie amperomierza i rozszerzenie jego zakresu Wzorcowanie woltomierza Wyznaczanie oporu elektrycznego za pomocą mostka Wheatstone'a Wyznaczanie siły elektromotorycznej metodą kompensacji Elektrostatyka Uwagi o doświadczeniach i przyrządach elektrostatycznych Linie sił pola elektrycznego Wyznaczanie indukcji elektrycznej Wyznaczanie pojemności elektrometru i kondensatora Wyznaczanie stałej dielektrycznej materiału

7 28. Przewodnictwo elektryczne i elektrochemia Zależność oporu elektrycznego od temperatury Elektroliza siarczanu miedzi Wyznaczanie elektrochemicznego równoważnika wodoru Ogniwo Volty C z ę ś ć VI. Pomiary z dziedziny magnetyzmu prądu przemiennego i elektroniki Magnetyzm Wytwarzanie pól magnetycznych Wyznaczanie składowej poziomej magnetycznego pola lokalnego Wyznaczanie dipolowego momentu magnetycznego Zastosowanie metody Gaussa do wyznaczania indukcji magnetycznej Wyznaczanie indukcji magnetycznej Prąd przemienny Zasady bezpieczeństwa pracy z prądem przemiennym Pomiar mocy za pomocą watomierza Wyznaczanie współczynnika indukcji własnej w obwodzie prądu przemiennego Wyznaczanie pojemności kondensatora w obwodzie prądu przemiennego Pomiar przesunięcia fazowego i wyznaczanie współczynnika indukcji własnej lub pojemności za pomocą watomierza Wyznaczanie przekładni i sprawności transformatora Prądy w gazach i próżni Zasady bezpieczeństwa pracy z prądem stałym Wyznaczanie charakterystyki lampy neonowej Badanie charakterystyki łuku elektrycznego Badanie charakterystyki diody Wyznaczanie charakterystyki triody Wyznaczanie czułości elektrycznej oscyloskopu Wyznaczanie czułości magnetycznej lampy oscyloskopowej Wyznaczanie prędkości termoelektronów Półprzewodniki i elektronika Badanie charakterystyki diody germanowej Badanie tranzystora Badanie fotoopornika Wyznaczanie przesunięcia fazowego za pomocą oscyloskopu Obserwacja napięć zmiennych za pomocą oscyloskopu Rezonans obwodów drgań Badanie struktury fali elektromagnetycznej

8 C z ę ś ć VII. Doświadczenia z optyki Optyka geometryczna Sprawdzanie praw odbicia i załamania światła Wyznaczanie współczynnika załamania metodą kąta najmniejszego odchylenia Wyznaczanie ogniskowych soczewek z odległości przedmiotu i obrazu Wyznaczanie ogniskowych soczewek metodą Bessela Wyznaczanie współczynnika załamania światła za pomocą mikroskopu Przyrządy optyczne Wyznaczanie powiększenia lupy Wyznaczanie powiększenia mikroskopu Wyznaczanie natężenia światła za pomocą fotometru Wyznaczanie sprawności świetlnej żarówki Falowe własności światła Interferencja światła ugiętego na podwójnej szczelinie (doświadczenie Younga) Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej i rzutnika Najprostsze szacowanie długości fali za pomocą siatki dyfrakcyjnej Badanie dyfrakcji światła laserowego Sprawdzenie prawa Malusa Czę ś ć VIII. Tablice fizyczne Skorowidz Red. dokumentu: Tadeusz M. Molenda, Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński, 2010 r.