Fysiikan elektroniset laboratoriotyöt. Fysiikan laboratoriotyöt

(Kaikki mekaaniset työt)

Mekaniikka

Nro 1. Fyysiset mittaukset ja niiden virheiden laskeminen

Joidenkin menetelmien esittely fyysiset mitat ja mittausvirheiden laskeminen oikean muotoisen kiinteän kappaleen tiheyden määrittämisen esimerkissä.

ladata

Nro 2. Oberbeckin heilurin hitausmomentin, voimien momentin ja kulmakiihtyvyyden määritys

Määritä vauhtipyörän hitausmomentti (risti painoilla); määrittää hitausmomentin riippuvuus massojen jakautumisesta suhteessa pyörimisakseliin; määritä voimamomentti, joka saa vauhtipyörän pyörimään; määrittää vastaavat kulmakiihtyvyyden arvot.

ladata

Nro 3. Kappaleiden hitausmomenttien määritys trifilaarisella jousituksella ja Steinerin teoreeman todentaminen

Joidenkin kappaleiden hitausmomenttien määritys vääntövärähtelymenetelmällä käyttäen kolmilankaista jousitusta; Steinerin lauseen varmistus.

ladata

Nro 5. "Luotin" lentonopeuden määrittäminen ballistisella menetelmällä käyttämällä yksilankaista jousitusta

"Luodin" nopeuden määrittäminen vääntöballistisella heilurilla ja absoluuttisen joustamattoman iskun ilmiön kulmamomentin säilymislain perusteella

ladata

Nro 6. Universaalin heilurin liikelakien tutkiminen

Yleisheilurin vapaan pudotuksen kiihtyvyyden, pienennetyn pituuden, painopisteen sijainnin ja hitausmomenttien määritys.

ladata

Nro 9. Maxwellin heiluri. Kappaleiden hitausmomentin määrittäminen ja energian säilymisen lain todentaminen

Tarkista energian säilymisen laki mekaniikassa; määrittää heilurin hitausmomentti.

ladata

Nro 11. Suoraviivainen tutkimus tasaisesti kiihdytetty liike ruumiit Atwoodin autossa

Vapaan pudotuksen kiihtyvyyden määritelmä. Tavaroiden liikkumisen "tehokkaan" vastustusvoiman hetken määrittäminen

ladata

Nro 12. Oberbeckin heilurin pyörimisliikkeen tutkimus

Dynaamiikan perusyhtälön kokeellinen verifiointi pyörivä liike jäykkä runko kiinteän akselin ympärillä. Oberbeckin heilurin hitausmomenttien määrittäminen painojen eri asemissa. Tavaroiden liikkumisen "tehokkaan" vastustusvoiman hetken määrittäminen.

ladata

Sähkö

Nro 1. Sähköstaattisen kentän tutkimus simuloimalla

Kuvan rakentaminen litteiden ja sylinterimäisten kondensaattoreiden sähköstaattisista kentistä potentiaalitasapainopintojen ja voimakenttälinjojen avulla; kokeellisten jännitearvojen vertailu yhden kondensaattorilevyn ja potentiaalitasapainon välillä sen teoreettisiin arvoihin.

ladata

Nro 3. Yleistetyn Ohmin lain tutkiminen ja sähkömotorisen voiman mittaus kompensointimenetelmällä

EMF:n sisältävän piirin osan potentiaalieron riippuvuuden tutkimus virran voimakkuudesta; tämän osan EMF:n ja impedanssin laskeminen.

ladata

Magnetismi

Nro 2. Ohmin lain tarkistaminen AC:lle

Määritä kelan ohminen, induktiivinen resistanssi ja kondensaattorin kapasitanssi; tarkista ohmin laki vaihtovirralle eri piirielementeillä

ladata

Tärinä ja aallot

Optiikka

Nro 3. Valon aallonpituuden määritys diffraktiohilan avulla

Tutustuminen läpinäkyvään diffraktiohilaan, valonlähteen (hehkulampun) spektrin aallonpituuksien määritys.

ladata

Kvanttifysiikka

Nro 1. Tarkastetaan mustan ruumiin lakeja

Riippuvuuksien tutkiminen: mustan kappaleen energiavaloisuuden spektritiheys uunin sisälämpötilasta; lämpöpilarin jännite uunin sisällä olevasta lämpötilasta termoparin avulla.

Laboratoriotöiden suorittaminen ja lähettäminen

Fysiikkaa opiskellessaan opiskelijan tulee oppia suorittamaan ja järjestämään laboratoriotyöt oikein. Fysiikan ensimmäisillä tunneilla tärkeintä on opettaa opiskelijat tutustumaan fysikaalisten mittausten suorittamisen perusmenetelmiin ja tulosten käsittelyn sääntöihin. Samalla tulee kehittää tiettyjä taitoja, mikä on edellytys fysiikan oppituntien jatkotyölle. Laboratoriotyön tarkoituksena on syventää opiskelijoiden ymmärrystä fyysisiä ilmiöitä ja lait. Tämä tehtävä voidaan ratkaista onnistuneesti vain, jos laboratoriotyötä tehdään riittävällä ymmärryksellä tutkittavien ilmiöiden olemuksesta. Siksi kotona valmistautuminen laboratoriotöihin on yksi tärkeimmistä vaiheista.

Valmistautuminen laboratoriotöihin.

Työhön valmistautuessa on suositeltavaa noudattaa seuraavaa suunnitelmaa.

Lue teoksen kuvaus alusta loppuun, ilman kaavojen johtamista. Ensimmäisen käsittelyn tehtävänä on selvittää, mikä on laboratoriotyön tarkoitus, mitä fysikaalista lakia tai ilmiötä tässä työssä tutkitaan ja millä menetelmällä se suoritetaan.

Lue tähän työhön liittyvä oppikirjamateriaali. Jäsennä kaavan tulos oppikirjan mukaan (tarvittaessa). Etsi vastaukset turvallisuuskysymyksiin työnkuvan lopusta (jos sellaisia on).

Harkitse työssä käytettävien laitteiden laitetta ja toimintaperiaatetta oppikirjan mukaan.

Selvitä, mitä fysikaalisia suureita ja millä tarkkuudella mitataan suoraan ja mitkä ovat niiden nimet.

Huomioi oppikirjan laboratoriotyön kuvauksessa kokeen kaavio ja taulukko, johon mittaustulokset merkitään. Jos työssä ei ole pöytää, tee se.

Mieti, mikä lopputulos ja johtopäätös tässä laboratoriotyössä pitäisi saada.

Laboratoriotöiden suorittaminen.

Töitä suoritettaessa tulee ensin tutustua laitteisiin. On tarpeen varmistaa, että ne ovat kuvauksen mukaisia, noudattamalla laitteen kuvauksessa suositeltuja toimenpiteitä laitteen valmistelemiseksi käyttöön. Määritä instrumenttiasteikon jaon arvo ja sen mittausvirhe. Seuraavaksi tulee tehdä alustava koe laadullisesti tutkitun ilmiön havaitsemiseksi, mitattujen arvojen rajojen arvioimiseksi. Valmistelun jälkeen voit aloittaa mittaamisen. On muistettava, että mikä tahansa mittaus, jos mahdollista, on suoritettava useammin kuin kerran.

Laitteilla tehdyt mittaukset tallennetaan välittömästi niiden suorittamisen jälkeen sellaiseen muotoon kuin ne luetaan laitteen asteikolta - ilman muunnoksia asteikkokertoimeksi (jos sellainen on) tai yksikköjärjestelmään. Mittayksiköt (kerroin) tulee kirjoittaa vastaavan taulukon otsikkoon tai mittaustulosten sarakkeeseen. Kaikki tallenteet laboratoriotyötä suoritettaessa tulee säilyttää yksinomaan laboratoriotyötä varten olevissa muistikirjoissa (se voi olla myös luonnoksessa tai erityisesti laaditussa lomakkeessa (protokolla) luonnoksille. Tämä lomake on luonnos ja muistikirja puhdas kopio. tulee säilyttää mahdollisimman tarkasti Laboratoriotyömuistivihkossa valmis työ muotoillaan sen toteuttamisohjeiden mukaisesti.

Laboratoriotöiden muotoilu.

Lukutaidoton työpöytäkirja laboratoriotyöjärjestyksestä ja mittaustuloksista voi mitätöidä kaiken tehdyn työn.

Ei ole vaikeaa oppia suorittamaan laboratoriotyöt oikein muistikirjassa, sinun on vain noudatettava huolellisesti joitain perusvaatimuksia. Tulosten kirjaaminen laboratoriotyötä tehtäessä on sallittua sekä muistikirjaan että erillisille allekirjoitetuille arkeille.

Laboratoriotöitä suoritettaessa on erittäin tärkeää kirjoittaa kaikki tehdyt välittömästi muistiin.Kaikki suorien mittausten tulokset tulee tallentaa välittömästi ja ilman käsittelyä, vain kynällä. Tästä säännöstä ei ole poikkeuksia. Tallenteiden tulee olla sellaisia, että ne voidaan ymmärtää ilman suuria vaikeuksia jonkin ajan kuluttua. Esimerkkejä yleisistä virheistä ovat epäselvyys ja epäselvyys. Kirjaimet ja numerot on kirjoitettava selkeästi.

Tapa korjata lukuja on selkeyden vihollinen. Älä pakota opettajaasi, joka tarkistaa muistiinpanosi muistikirjasta, äläkä myöskään itseäsi arvostelemaan korjattuja numeroita.

Älä suorita yksinkertaisimpiakaan mielenterveyslaskelmia ennen mittaustuloksen kirjoittamista.

Muista tarvittaessa piirtää muistikirjaasi piirustus tai asennuskaavio. On olemassa muinainen kiinalainen sananlasku: "Yksi piirustus on parempi kuin tuhat sanaa." Piirustus ja siihen liittyvät merkinnät on tehtävä lyijykynällä, jotta voit käyttää pyyhekumia virheiden korjaamiseen.

Jos alustavat laskelmat on mahdollista suorittaa ilman virheitä, niin tämä on tehtävä kokeen oikean suorittamisen varmistamiseksi. Jos työssä on mahdollista rakentaa graafi, se on tehtävä. Kaavioissa syy on yleensä piirretty vaakasuoraan ja seuraus pystysuoraan.

Hyvin muotoiltu siis tulee sisältää seuraavat osat.

Teoksen nimi ja sen nro.

Laitteet.

Tiedot mittausvirheen laskemista varten.

Teoksen tarkoitus (et saa kirjoittaa. Se on muotoiltu oppikirjassa).

Piirustus tai kaavio asennuksesta työssä käytettyjen mittausarvojen symbolein (tarvittaessa).

Työn järjestys.

Kaikkien suorien mittausten tulokset.

a) Mittaustulosten tallenteiden ei pitäisi sallia erilaisia tulkintoja;

b) yliviivaa näennäisesti virheelliset merkinnät, jotta ne voidaan tarvittaessa lukea;

c) olla sallimatta tallenteiden haalistumista ja tahriintumista, olla sallimatta teoksen suorituksen uudelleenkirjoittamista. Tämä johtaa mahdolliseen tietojen menettämiseen ja sulkee pois mahdollisuuden vääristää tuloksia.

Mittausten ja laskelmien tulokset (ilman virheitä) taulukoiden muodossa.

Kaaviot.

Johtopäätös (pitäisi vastata työn tarkoitusta). Ilmoita tulosteessa mittausvirhe.

Laboratoriotöiden arviointikriteerit.

Arvosana "5" asetetaan, jos opiskelija suorittaa työn kokonaisuudessaan tarvittavan koe- ja mittaussarjan mukaisesti, asentaa itsenäisesti ja järkevästi tarvittavat laitteet, suorittaa kaikki kokeet olosuhteissa ja tiloissa, jotka varmistavat oikeat tulokset ja johtopäätökset, noudattaa turvallisuusmääräysten vaatimuksia , suorittaa oikein ja tarkasti kaikki tietueet, taulukot, kuviot, piirustukset, kaaviot, suorittaa virheanalyysin oikein.

Arvosana "4" asetetaan, jos kaikki merkin "5" vaatimukset täyttyvät, mutta puutteita on kaksi tai kolme, enintään yksi pieni virhe ja yksi puute

Arvosana "3" asetetaan, jos työtä ei ole tehty kokonaan, mutta sen valmistuneen osan tilavuus mahdollistaa oikean tuloksen ja johtopäätöksen saamisen tai jos kokeen ja mittauksen aikana on tehty virheitä

Arvosana "2" se asetetaan, jos työtä ei ole suoritettu kokonaan tai työn valmistuneen osan tilavuus ei salli oikeiden johtopäätösten tekemistä tai jos kokeita, mittauksia, laskelmia tai havaintoja on tehty väärin.

Kaikissa tapauksissa pistemäärää alennetaan, jos opiskelija ei noudattanut turvallisuussääntöjä!

Törkeitä virheitä:

tietämättömyys peruskäsitteiden määritelmät, lait, säännöt, teorian perussäännökset, kaavat, yleisesti hyväksytyt symbolit fysikaalisten suureiden osoittamiseen, niiden mittayksiköt;

kyvyttömyys korosta vastauksessa tärkein asia;

kyvyttömyys soveltaa tietoa ongelmien ratkaisemiseen ja fysikaalisten ilmiöiden selittämiseen, virheellisesti muotoiltuja ongelman kysymyksiä tai virheellisiä selityksiä sen ratkaisun kulusta, tietämättömyyttä menetelmistä ratkaista ongelmat, jotka ovat samanlaisia kuin aiemmin luokkahuoneessa ratkaistu, virheet osoittavat väärinymmärrystä ongelman tilasta ongelma tai ratkaisun virheellinen tulkinta;

kyvyttömyys lukea ja rakentaa kaavioita ja kaavioita;

kyvyttömyys valmistella asennus- tai laboratoriolaitteet työhön, suorittaa koe, tarvittavat laskelmat tai käytä saatuja tietoja johtopäätösten tekemiseen;

huolimaton asenne laboratoriolaitteisiin ja mittauslaitteisiin;

kyvyttömyys määrittää mittauslaitteen lukema;

rikkominen turvallisen työn sääntöjen vaatimukset kokeen aikana.

Pienet virheet:

epätarkkuutta formulaatiot, määritelmät, käsitteet, lait, teoriat, jotka johtuvat määriteltävän käsitteen pääpiirteiden puutteellisesta kattamisesta, virheet, jotka aiheutuvat kokeiden tai mittausten suorittamisen ehtojen noudattamatta jättämisestä;

virheitä sisään legenda päällä piirikaaviot, epätarkkuuksia piirustuksissa, kaavioissa, kaavioissa;

kulkea tai fyysisten suureiden mittayksiköiden nimien kirjoitusvirhe;

irrationaalinen ratkaisun valinta.

Mittausvirheet.

Suorittavat laboratorio- ja käytännön työ fysiikassa liittyy erilaisten fysikaalisten suureiden mittaamiseen ja niiden tulosten myöhempään käsittelyyn. Mittaus on toimenpide, jossa verrataan tutkittavan kohteen arvoa yksittäisen kohteen arvoon (taiMittaus - fyysisen suuren arvon löytäminen empiirisesti keinojen avulla). Joten esimerkiksi metri otetaan pituusyksiköksi, ja tietyn segmentin pituuden mittauksen tuloksena määritetään kuinka monta metriä tämä segmentti sisältää. Fysiikassa ja tekniikassa ei ole olemassa ehdottoman tarkkoja laitteita ja muita mittauskeinoja, joten ei ole täysin tarkkoja mittaustuloksia. Se on kuitenkin vielä mitattava. Kuinka paljon voit luottaa tuloksiin?

On tapana erottaasuoria ja epäsuoria mittauksia . Suoralla mittaus on mitattavan kohteen arvon suora vertailu yksittäisen kohteen arvoon. Toisin sanoen tämä on mittaus, jossa tulos on suoraan lukemassa asteikolta (tai digitaalisen instrumentin lukemia). Tämän seurauksena haluttu arvo löytyy suoraan mittalaitteen lukemien mukaan, esimerkiksi tilavuus - mittaussylinterissä (dekantterilasi) olevan nesteen pinnan mukaan, paino - dynamometrin jousen jännityksen mukaan jne. . Suora mittausvirhe (ilmaistu symbolilla∆ ) riippuu vain mittauslaitteen laadusta. Fysiikan oppikirjassa seitsemännelle luokalle kirjoittaja A.V. Peryshkin esittelee mittausvirheen käsitteen (oppikirjan sivu 11):mittausvirhe ∆а on yhtä suuri kuin puolet mittauslaitteen jaosta ja että mitattua arvoa tallennettaessa tulee virhe huomioiden käyttää kaavaa

A = mittaustulos + ∆a.

Luokassa 10 tämä käsite muotoillaan eri tavalla: suoran mittauksen virhe on laitteen instrumentaalivirheen summa∆i A ja laskentavirheet∆o A . Todennäköisesti 7. luokan oppikirjan kirjoittaja käytti niin sanottua "merkittävien virheiden" sääntöä:suoran mittausvirheen molemmat komponentit tulee ottaa huomioon vain, jos ne ovat lähellä toisiaan. Mikä tahansa näistä ehdoista voidaan jättää huomiotta, jos se ei ylitä 1/3 - 1/4 toisesta.

instrumentaalista

virhe

Hallitsijan opiskelija

jopa 30 cm

1 mm

Piirustus viivain

jopa 50 cm

1 mm

0,2 mm

Työkaluviiva (teräs)

jopa 30 cm

1 mm

0,1 mm

Demo hallitsija

100 cm

1 cm

0,5 cm

Mittanauha

150 cm

0,5 cm

0,25 cm

mittasylinteri

Jopa 250 ml

1 ml

Satulat

150 mm

0,1 mm

0,05 mm

Mikrometri

25 mm

0,01 mm

0,005 mm

Harjoitteludynamometri

4 N

0,1 N

0,05 N

Mekaaninen sekuntikello

0-30 min

0,2 s

1 s 30 min

Elektroninen sekuntikello

100 s

0,01 s

Aneroid barometri

720-780 mm Hg

1 mmHg

3 mmHg

Alkoholi lämpömittari

0-100 oC

1 °C

Koulun ampeerimittari

2 A

0,1 A

0,05 A

Volttimittarin koulu

6 V

0,2 V

0,1

Todennäköisesti 7. luokalla mittausvirheen käsite olisi pitänyt ottaa käyttöön toisin:mittausvirhe ∆а on yhtä suuri kuin mittauslaitteen instrumentaalivirhe. Koska 7-luokan laboratoriotyössä tehdyissä mittauksissa käytetään jopa yksinkertaisia, mutta silti mittauslaitteita (viivain, mittanauha, mittasylinteri, dynamometri jne.),

Mittauslaitteiden instrumentaalinen virhe esim lineaariset mitat yleensä ilmoitetaan itse instrumentissa absoluuttisena virheenä tai asteikkojakoina. Jos tämä ei ole laitteessa, se on puolet pienimmän jaon hinnasta. Instrumenttiasteikon jakoarvo on pääsääntöisesti yhdenmukainen instrumentaalivirheen kanssa. Laitteissa, joissa on digitaalinen mittausarvojen lukema, virheen laskentatapa on annettu laitteen passitiedoissa. Jos näitä tietoja ei ole saatavilla, arvoksi otetaan absoluuttinen virhe puoli ilmaisimen viimeinen digitaalinen numero. Laskuvirhe∆oA johtuen siitä, että instrumentin osoitin ei aina vastaa tarkasti asteikon jakoja (esimerkiksi dynamometrin asteikon nuoli, volttimittari). Tässä tapauksessa lukuvirhe ei ylitä puolta asteikkojaosta ja myös lukuvirhe otetaan puoleksi asteikkojaosta.∆o A \u003d c / 2, missä c on mittauslaitteen asteikkojako. Lukuvirhe tulee huomioida vain silloin, kun mittauksen aikana instrumentin osoitin on mitta-asteikkoon merkittyjen jakojen välissä. Puhuminen ei ole ollenkaan järkevää, ja vielä enemmän yrittää ottaa huomioon digitaalisten instrumenttien lukuvirheet. Suoran mittausvirheen molemmat komponentit tulee ottaa huomioon vain, jos ne ovat lähellä toisiaan.
Koulujen laboratoriokäytännössä matemaattisten tilastojen menetelmiä ei käytännössä käytetä mittauksessa. Siksi laboratoriotyötä suoritettaessa on tarpeen määrittää fysikaalisten suureiden mittauksen maksimivirheet.

Kuitenkin paljon useammin mittaukset suoritetaan epäsuorasti, esimerkiksi suorakulmion pinta-ala määritetään mittaamalla sen sivujen pituudet, - massa- ja tilavuusmittauksilla jne. Kaikissa näissä tapauksissa mitatun suuren haluttu arvo saadaan sopivilla laskelmilla.Epäsuora mittaus - fyysisen suuren arvon määrittäminen kaavalla, joka suhteuttaa sen muihin suorilla mittauksilla määritettyihin fysikaalisiin suureisiin.

Minkä tahansa mittauksen tulos sisältää aina virheen. Siksi mittausten tehtävänä ei ole vain itse suuren löytäminen, vaan myös mittauksen aikana tehdyn virheen arviointi. Jos fyysisen mittauksen tuloksen virhearviota ei tehdä, voidaan olettaa, että mitattu arvo on yleisesti tuntematon, koska virhe voi yleisesti ottaen olla samaa suuruusluokkaa kuin itse mitattu arvo tai jopa enemmän. . Tämä on ero fyysisten ja kotitalous- tai teknisten mittausten välillä, joissa käytännön kokemuksen seurauksena tiedetään etukäteen, että valittu mittaustyökalu tarjoaa hyväksyttävän tarkkuuden, ja satunnaistekijöiden vaikutus mittaustulokseen on mitätön verrattuna käytetyn instrumentin jakoarvoon.

Fyysisten mittausten virheet jaetaan yleensä systemaattisiin, satunnaisiin ja karkeisiin. Systemaattiset virheet johtuvat tekijöistä, jotka toimivat samalla tavalla, kun samat mittaukset toistetaan monta kertaa. Systemaattiset virheet piilevät itse laitteen epätarkkuuksissa ja huomioimattomissa tekijöissä mittausmenetelmän kehittämisessä. Yleensä laitteen systemaattisen virheen arvo ilmoitetaan sen teknisessä passissa. Mitä tulee mittausmenetelmään, kaikki riippuu kokeen suorittajan pätevyydestä. Vaikka kaikkien tämän kokeen puitteissa suoritettujen mittausten systemaattinen kokonaisvirhe johtaa aina oikean tuloksen kasvuun tai laskuun, tämän virheen merkkiä ei tunneta. Siksi tätä virhettä ei voida korjata, vaan tämä virhe on liitettävä lopulliseen mittaustulokseen.

Satunnaiset virheet johtuvat useista syistä, joiden vaikutus ei ole sama jokaisessa kokeessa eikä niitä voida ottaa huomioon. Heillä on erilaisia merkityksiä jopa samalla tavalla tehdyille mittauksille, eli ne ovat satunnaisia. Sanotaan, että se on tehtyn toistuvia saman arvon mittauksia. Jos ne suoritetaan samalla menetelmällä, samoissa olosuhteissa ja samalla tarkkuudella, niin tällaisia mittauksia kutsutaan yhtäläisiksi mittauksiksi.

Kolmas käsiteltävä virhetyyppi ovat karkeat virheet tai poikkeamat. Bruttomittausvirhe on virhe, joka on huomattavasti suurempi kuin tietyissä olosuhteissa odotetaan. Se voidaan tehdä johtuen virheellinen sovellus instrumentti, instrumentin lukemien virheellinen tallennus, virheellisesti luettu lukema, asteikkokertoimen huomiotta jättäminen jne.

Virheiden laskeminen.

Otetaan käyttöön merkintä: A,B, .... -fyysisiä määriä. huhtikuu -fyysisen suuren likimääräinen arvo , eli suorilla tai epäsuorilla mittauksilla saatu arvo. Muista tuoabsoluuttinen virhe likimääräinen luku on tämän luvun välinen ero(mitattu) ja sen tarkka merkitys(haikara) , eikä kumpaakaan tarkka arvo, eikä absoluuttinen virhe ole pohjimmiltaan tuntematon ja se on arvioitava mittaustuloksista.

∆ A \u003d Aism - Stork

Suhteellinen virhe (εа) likimääräinen luku (fysikaalisen suuren mittaus) on likimääräisen luvun absoluuttisen virheen suhde tähän lukuun.

εА = ∆А /Аmittaa

Maksimi absoluuttinen virhe suorat mittaukset koostuvat absoluuttisesta instrumentaalivirheestä ja absoluuttisesta lukuvirheestä muiden virheiden puuttuessa:
∆A = ∆iA + ∆iA

∆ja A-absoluuttinen instrumentaalinen virhe , määräytyy laitteen suunnittelun mukaan (mittauslaitteiden virhe). Sijaitsee pöydissä.
∆ ja A -absoluuttinen lukuvirhe (johtuen mittauslaitteiden lukemien riittämättömästä tarkasta lukemisesta), se vastaa useimmissa tapauksissa puolta asteikon jaosta; aikaa mitattaessa - sekuntikellon tai kellon jaon hinta.

Absoluuttinen mittausvirhe pyöristetään yleensä yhteen merkitsevään numeroon (∆A ~ 0,18 = 0,20). Mittaustuloksen numeerinen arvo pyöristetään siten, että sen viimeinen numero on samassa numerossa kuin virheluku (A ~ 12,323 = 12,30).

Taulukossa on kaavat suhteellisten virheiden laskemiseen eri tapauksille.

Kuinka käyttää tätä taulukkoa?

Olkoon esimerkiksi fyysinen määräρ lasketaan kaavalla:

ρ = m/V . Arvotm JaV havaitaan suorilla mittauksilla laboratoriotyön aikana. Niiden absoluuttiset virheet ovat vastaavasti yhtä suuria∆m = ∆ Jam + ∆оm Ja∆V = ∆ JaV + ∆oV . Gj Korvaamalla saadut arvot∆m Ja∆V, m JaV kaavaan, saamme likimääräisen arvon∆ρ = ∆m/∆V. Korvaamalla samalla tavallam JaV kaavaan, saamme arvonρpr . Seuraavaksi sinun tulee laskea tuloksen suhteellinen virheερ . Tämä voidaan tehdä käyttämällä vastaavaa kaavaa taulukon neljänneltä riviltä.ερ = εm + εV = ∆m/m + ∆V/V

Koska satunnaisvirheiden esiintymisen vuoksi myös mittaustulokset ovat luonteeltaan satunnaismuuttujia, todellinen arvoρist mittaa ei voida määrittää. On kuitenkin mahdollista määrittää tietty mittaussuureen arvoväli lähellä mittausten tuloksena saatua arvoaρ pr , joka sisältää tietyllä todennäköisyydelläρist . ρpr - ∆ρ ≤ ρori ≤ ρpr + ∆ρ.

Sitten tiheysmittausten lopullinen tulos voidaan kirjoittaa sisään seuraavaa lomaketta:

ρlähde = ρpr ± ∆ρ

Tehtävä paras arvio arvotρist ja intervallin rajojen määrittäminen mittaustulosten perusteella on matemaattisen tilaston aihe. Mutta se on erillinen keskustelu...

Tietoja numeerisista laskelmista

Laskennassa käytetään yleensä mikrolaskuria, minkä seurauksena vastauksessa oleva indikaattori saa automaattisesti niin monta numeroa kuin siihen mahtuu. Tämä luo vaikutelman tuloksen liiallisesta tarkkuudesta. Samalla mittaustulokset ovat likimääräisiä lukuja. Muista (katso esimerkiksi M.Ya. Vygodsky, Handbook of Elementary Mathematics), että likimääräisillä luvuilla he erottavat 2,4 ja 2,40, 0,02 ja 0,0200 ja niin edelleen. Tallennus 2.4 tarkoittaa, että vain kokonaisluvut ja kymmenesosat ovat oikein, mutta luvun todellinen arvo voi olla esimerkiksi 2,43 tai 2,38. Merkintä 2,40 tarkoittaa, että sadasosat ovat myös oikein, todellinen luku voi olla 2,403 tai 2,398, mutta ei 2,421 tai 2,382. Sama ero tehdään kokonaisluvuille. Syötä 382 tarkoittaa, että kaikki numerot ovat oikein. Jos et voi taata viimeistä numeroa, numero pyöristetään, mutta kirjoitetaan ei muodossa 380, vaan muodossa 38 10. Tallennus 380 tarkoittaa, että viimeinen numero (nolla) on oikein. Jos vain kaksi ensimmäistä numeroa ovat oikein luvussa 4720, se tulee kirjoittaa muodossa 47 102 tai 4,7 103. Tapauksissa, joissa fyysisten suureiden numeeriset arvot ovat paljon suurempia tai pienempiä kuin yksi, ne kirjoitetaan yleensä luvuksi 1-10 kerrottuna sopivalla kymmenen potenssilla.

Lopputuloksen merkkien määrä asetetaan seuraavien sääntöjen mukaan. Ensinnäkin virheen merkitsevien numeroiden määrä on rajoitettu. Merkittävät numerot ovat kaikki luvun oikeita numeroita, paitsi etunollia. Esimerkiksi numerossa 0,00385 on kolme merkitsevää numeroa, luvussa 0,03085 on neljä merkitsevää numeroa, luvussa 2500 on neljä ja numerossa 2,5 103 on kaksi merkitsevää numeroa. Virhe kirjataan aina yhdellä tai kahdella merkitsevällä numerolla. Tätä ohjaavat seuraavat näkökohdat.

Tietyn määrän mittaustulosten käsittelystä saadun satunnaisvirheen arvo on itsessään satunnaisluku, eli jos teet saman määrän mittauksia uudelleen, niin yleisesti ottaen ei vain eri tulos mitatulle arvolle. saada, mutta myös erilainen virhearvio. Koska virhe osoittautuu satunnaisluvuksi, voidaan matemaattisten tilastojen lakien avulla löytää sille luottamusväli. Vastaavat laskelmat osoittavat, että jopa melko suuret numerot mittauksissa tämä luottamusväli osoittautuu erittäin laajaksi; virheen suuruus on arvioitu melko karkeasti. Joten 10 mittauksella virheen suhteellinen virhe ylittää 30%. Siksi sille tulisi antaa kaksi merkitsevää numeroa, jos ensimmäinen niistä on 1 tai 2, ja yksi merkitsevä luku, jos se on yhtä suuri tai suurempi kuin 3. Tämä sääntö on helppo ymmärtää, koska 30 % luvusta 2 on 0,6, ja 4:stä jo 1.2. Jos siis virhe ilmaistaan esimerkiksi luvulla, joka alkaa numerolla 4, niin tämä luku sisältää ensimmäisen numeron yksikön ylittävän epätarkkuuden (1.2).

Kun virhe on kirjattu, tulosarvo on pyöristettävä niin, että sen viimeinen merkitsevä numero on sama kuin virhe. Esimerkki oikea esitys lopullinen tulos:t = (18,7± 1,2) 102 s.

Graafiset säännöt

Graafit rakennetaan millimetripaperille, jolle ennen kaikkea koordinaattiakselit. Akseleiden päissä on merkitty piirrettävät fyysiset suureet ja niiden mitat. Sitten akseleille tehdään asteikkojakoa siten, että jakojen välinen etäisyys on 1, 2, 5 yksikköä (tai 0,1, 0,2, 0,5 tai 10, 20, 50 jne.). Yleensä mittakaavajärjestys, ts. 10±n suoritetaan akselin päähän. Esimerkiksi kehon kulkemalle polulle 1000, 1100, 1200 jne. sijaan. metriä, 1,0, 1,1, 1,2 on kirjoitettu lähelle asteikkoja ja akselin päässä fyysinen suure on S, 103 m tai S 10-3, m. Akselien leikkauspisteen ei tarvitse olla vastaavat nollaa jokaisella akselilla. Origo akseleita ja asteikkoja pitkin tulee valita siten, että kuvaaja peittää koko koordinaattitason. Kun akselit on rakennettu, kokeelliset pisteet asetetaan graafiselle paperille. Ne on merkitty pienillä ympyröillä, neliöillä jne. Jos yhdellä koordinaattitaso Jos kaavioita rakennetaan useita, pisteille valitaan eri nimitykset. Sitten jokaisesta pisteestä ylös, alas ja oikealle, vasemmalle piirretään segmentit, jotka vastaavat pisteiden virheitä akselien asteikolla. Jos virhe toisella akselilla (tai molemmilla akseleilla) on liian pieni, oletetaan, että se näkyy kaaviossa itse pisteen koon mukaan.

Koepisteitä ei pääsääntöisesti ole yhdistetty toisiinsa suoran tai mielivaltaisen käyrän segmenteillä. Sen sijaan funktiosta muodostetaan teoreettinen kuvaaja (lineaarinen, neliöllinen, eksponentiaalinen, trigonometrinen jne.), joka heijastaa tässä kokeessa ilmenevää tunnettua tai oletettua fyysistä mallia sopivan kaavan muodossa ilmaistuna. SISÄÄN laboratoriotyöpaja tapauksia on kaksi: teoreettisen graafin piirtämisen tarkoituksena on poimia kokeesta funktion tuntemattomat parametrit (suoran kaltevuuden tangentti, eksponentti jne.) tai verrata teorian ennusteita kokeen tuloksiin. koe.

Ensimmäisessä tapauksessa vastaavan funktion kuvaaja piirretään "silmällä" niin, että se kulkee kaikkien virhealueiden läpi mahdollisimman lähellä koepisteitä. Olla olemassa matemaattisia menetelmiä, joka mahdollistaa teoreettisen käyrän piirtämisen koepisteiden läpi tietyssä mielessä paras tapa. Kun piirretään kaaviota "silmällä", on suositeltavaa käyttää visuaalista tunnetta piirrettävästä käyrästä olevien pisteiden positiivisten ja negatiivisten poikkeamien nollasummasta.

Toisessa tapauksessa kaavio rakennetaan laskentatulosten perusteella, ja lasketut arvot löytyvät ei vain kokeessa saaduille pisteille, vaan tietyllä askeleella koko mittausalueella tasaisen käyrän saamiseksi. . Laskentatulosten piirtäminen kaaviopaperille pisteiden muodossa on työmomentti - teoreettisen käyrän piirtämisen jälkeen nämä pisteet poistetaan kaaviosta. Jos laskentakaava sisältää jo määritellyn (tai aiemmin tunnetun) kokeellisen parametrin, niin laskelmat suoritetaan sekä parametrin keskiarvolla että sen maksimi- ja minimiarvoilla (virheen sisällä). Tässä tapauksessa kaavio näyttää käyrän, joka on saatu parametrin keskiarvolla, ja kaistan, jota rajoittaa kaksi laskettua käyrää maksimi- ja minimiarvot parametri.

Tarkastelemme kaavioiden rakentamisen sääntöjä seuraavassa esimerkissä. Oletetaan, että kokeessa tutkittiin tietyn kappaleen liikelakia. Keho liikkui suorassa linjassa ja kokeen tehtävänä oli mitata matka, jonka keho kulkee eri ajanjaksoina. Tietyn määrän kokeita suoritetun ja mittaustulosten käsittelyn jälkeen löydettiin mitattujen suureiden keskiarvot ja niiden virheet. Taulukossa esitetyt kokeen tulokset on kuvattava kaavion muodossa ja löydettävä kaaviosta kehossa olettaen, että liike on tasaista.

Pöytä. Kehon kulkeman reitin riippuvuus ajasta

Visuaalinen fysiikka tarjoaa opettajalle mahdollisuuden löytää mielenkiintoisimmat ja tehokkaimmat opetusmenetelmät, jolloin tunnit ovat kiinnostavia ja intensiivisempiä.

Visuaalisen fysiikan tärkein etu on mahdollisuus osoittaa fysikaalisia ilmiöitä laajemmasta näkökulmasta ja niiden kattava tutkiminen. Jokainen työ kattaa suuren volyymin koulutusmateriaalia, myös fysiikan eri aloilta. Tämä tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia tieteidenvälisten yhteyksien lujittamiseen, teoreettisen tiedon yleistämiseen ja systematisointiin.

Vuorovaikutteista fysiikan työskentelyä tulee tehdä luokkahuoneessa työpajan muodossa uutta materiaalia selostettaessa tai tietyn aiheen opiskelua suoritettaessa. Toinen vaihtoehto on tehdä työtä kouluajan ulkopuolella, valinnaisilla, yksilöllisillä tunneilla.

virtuaalista fysiikkaa(tai fysiikka verkossa) on uusi ainutlaatuinen suunta koulutusjärjestelmässä. Ei ole mikään salaisuus, että 90 % tiedosta tulee aivoihimme näköhermon kautta. Ja ei ole yllättävää, että ennen kuin henkilö itse näkee, hän ei pysty ymmärtämään selvästi tiettyjen fyysisten ilmiöiden luonnetta. Siksi oppimisprosessia on tuettava visuaalisilla materiaaleilla. Ja se on vain upeaa, kun et voi nähdä vain staattista kuvaa, joka kuvaa jotakin fyysistä ilmiötä, vaan myös katsoa tätä ilmiötä liikkeessä. Tämä resurssi avulla opettajat voivat helposti ja rennosti näyttää visuaalisesti fysiikan peruslakien toiminnan lisäksi myös fysiikan online-laboratoriotyön suorittamista yleissivistävän ohjelman useimmissa osissa. Esimerkiksi kuinka voidaan selittää sanoin periaate toimet p-n siirtyminen? Vain näyttämällä tämän prosessin animaatio lapselle, kaikki tulee heti selväksi hänelle. Tai voit näyttää visuaalisesti elektronin siirtymäprosessin, kun lasia hierotaan silkkiä vasten, ja sen jälkeen lapsella on vähemmän kysymyksiä tämän ilmiön luonteesta. Lisäksi visuaaliset apuvälineet kattavat lähes kaikki fysiikan alat. Haluatko esimerkiksi selittää mekaniikkaa? Ole hyvä, tässä on animaatioita, jotka esittävät Newtonin toista lakia, liikemäärän säilymislakia kappaleiden törmäyksen aikana, kappaleiden liikettä ympyrässä painovoiman ja kimmoisuuden vaikutuksesta jne. Jos haluat opiskella optiikan osaa, mikään ei ole helpompaa! Kokeet valon aallon pituuden mittaamisesta diffraktiohilan avulla, jatkuvan ja viivaemissiospektrin havainnointi, valon interferenssin ja diffraktion havainnointi sekä monet muut kokeet näkyvät selkeästi. Mutta entä sähkö? Ja tälle osastolle on esimerkiksi annettu melkoisesti visuaalisia apuvälineitä kokeita Ohmin lain tutkimiseksi täydelliseen piiriin, sekajohtimien tutkimukseen, sähkömagneettiseen induktioon jne.

Siten oppimisprosessi "velvollisuudesta", johon olemme kaikki tottuneet, muuttuu peliksi. Lapsen on mielenkiintoista ja hauskaa katsella fyysisten ilmiöiden animaatioita, ja tämä ei vain yksinkertaista, vaan myös nopeuttaa oppimisprosessia. Lapsen voi muun muassa antaa jopa lisää tietoa kuin hän saattaisi suorittaa tavanomaisessa harjoittelumuodossa. Lisäksi monet animaatiot voivat korvata tietyt kokonaan laboratoriovälineet, joten se on ihanteellinen moniin maaseudun kouluihin, joista valitettavasti edes Brownin sähkömittaria ei aina löydy. Mitä voin sanoa, monet laitteet eivät ole edes tavallisissa suurten kaupunkien kouluissa. Ehkä ottamalla tällaiset visuaaliset apuvälineet oppivelvollisuusohjelmaan, saamme valmistumisen jälkeen fysiikasta kiinnostuneita ihmisiä, joista tulee lopulta nuoria tiedemiehiä, joista osa pystyy tekemään suuria löytöjä! Siten kotimaisten suurten tiedemiesten tieteellinen aikakausi herää henkiin ja maamme tulee jälleen, kuten ennenkin neuvostoaikaa, luo ainutlaatuisia teknologioita aikaansa edellä. Siksi mielestäni on välttämätöntä popularisoida tällaisia resursseja mahdollisimman paljon, raportoida niistä paitsi opettajille, myös koululaisille itselleen, koska monet heistä ovat kiinnostuneita opiskelusta fyysisiä ilmiöitä ei vain koulun tunneilla, vaan myös kotona vapaa-ajallaan, ja tämä sivusto antaa heille sellaisen mahdollisuuden! Fysiikka verkossa se on mielenkiintoinen, informatiivinen, visuaalinen ja helposti saatavilla!

Visuaalinen fysiikka tarjoaa opettajalle mahdollisuuden löytää mielenkiintoisimmat ja tehokkaimmat opetusmenetelmät, jolloin tunnit ovat kiinnostavia ja intensiivisempiä.

Visuaalisen fysiikan tärkein etu on mahdollisuus osoittaa fysikaalisia ilmiöitä laajemmasta näkökulmasta ja niiden kattava tutkiminen. Jokainen työ kattaa suuren määrän oppimateriaalia, myös fysiikan eri aloilta. Tämä tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia tieteidenvälisten yhteyksien lujittamiseen, teoreettisen tiedon yleistämiseen ja systematisointiin.

virtuaalista fysiikkaa(tai fysiikka verkossa) on uusi ainutlaatuinen suunta koulutusjärjestelmässä. Ei ole mikään salaisuus, että 90 % tiedosta tulee aivoihimme näköhermon kautta. Ja ei ole yllättävää, että ennen kuin henkilö itse näkee, hän ei pysty ymmärtämään selvästi tiettyjen fyysisten ilmiöiden luonnetta. Siksi oppimisprosessia on tuettava visuaalisilla materiaaleilla. Ja se on vain upeaa, kun et voi nähdä vain staattista kuvaa, joka kuvaa jotakin fyysistä ilmiötä, vaan myös katsoa tätä ilmiötä liikkeessä. Tämän resurssin avulla opettajat voivat helposti ja rennosti näyttää visuaalisesti fysiikan peruslakien toiminnan lisäksi myös fysiikan online-laboratoriotyön suorittamista yleissivistävän ohjelman useimmissa osissa. Esimerkiksi kuinka voidaan selittää sanoin toiminnan periaate p-n risteys? Vain näyttämällä tämän prosessin animaatio lapselle, kaikki tulee heti selväksi hänelle. Tai voit näyttää visuaalisesti elektronin siirtymäprosessin, kun lasia hierotaan silkkiä vasten, ja sen jälkeen lapsella on vähemmän kysymyksiä tämän ilmiön luonteesta. Lisäksi visuaaliset apuvälineet kattavat lähes kaikki fysiikan alat. Haluatko esimerkiksi selittää mekaniikkaa? Ole hyvä, tässä on animaatioita, jotka esittävät Newtonin toista lakia, liikemäärän säilymislakia kappaleiden törmäyksen aikana, kappaleiden liikettä ympyrässä painovoiman ja kimmoisuuden vaikutuksesta jne. Jos haluat opiskella optiikan osaa, mikään ei ole helpompaa! Kokeet valon aallon pituuden mittaamisesta diffraktiohilan avulla, jatkuvan ja viivaemissiospektrin havainnointi, valon interferenssin ja diffraktion havainnointi sekä monet muut kokeet näkyvät selkeästi. Mutta entä sähkö? Ja tälle osastolle on esimerkiksi annettu melkoisesti visuaalisia apuvälineitä kokeita Ohmin lain tutkimiseksi täydelliseen piiriin, sekajohtimien tutkimukseen, sähkömagneettiseen induktioon jne.

Siten oppimisprosessi "velvollisuudesta", johon olemme kaikki tottuneet, muuttuu peliksi. Lapsen on mielenkiintoista ja hauskaa katsella fyysisten ilmiöiden animaatioita, ja tämä ei vain yksinkertaista, vaan myös nopeuttaa oppimisprosessia. Lapsi voi muun muassa pystyä antamaan jopa enemmän tietoa kuin mitä hän voisi saada tavanomaisessa opetusmuodossa. Lisäksi monet animaatiot voivat korvata tietyt kokonaan laboratoriovälineet, joten se on ihanteellinen moniin maaseutukouluihin, joista valitettavasti edes Brownin sähkömittaria ei aina löydy. Mitä voin sanoa, monet laitteet eivät ole edes tavallisissa suurten kaupunkien kouluissa. Ehkä ottamalla tällaiset visuaaliset apuvälineet oppivelvollisuusohjelmaan, saamme valmistumisen jälkeen fysiikasta kiinnostuneita ihmisiä, joista tulee lopulta nuoria tiedemiehiä, joista osa pystyy tekemään suuria löytöjä! Siten suurten kotimaisten tiedemiesten tieteellinen aikakausi herää eloon ja maamme luo jälleen, kuten neuvostoaikana, ainutlaatuista teknologiaa aikaansa edellä. Siksi mielestäni on välttämätöntä popularisoida tällaisia resursseja mahdollisimman paljon, raportoida niistä paitsi opettajille, myös koululaisille itselleen, koska monet heistä ovat kiinnostuneita opiskelusta fyysisiä ilmiöitä ei vain koulun tunneilla, vaan myös kotona vapaa-ajallaan, ja tämä sivusto antaa heille sellaisen mahdollisuuden! Fysiikka verkossa se on mielenkiintoinen, informatiivinen, visuaalinen ja helposti saatavilla!

Fysiikan virtuaalista laboratoriotyötä.

Fysiikan tunneilla opiskelijoiden tutkimusosaamisen muodostumisessa tärkeä paikka on demonstraatiokokeilulla ja frontaalilaboratoriotyöllä. Fysiikan tunneilla tehtävä fysikaalinen kokeilu muodostaa opiskelijoiden aiemmin kertynyttä käsitystä fysikaalisista ilmiöistä ja prosesseista, täydentää ja laajentaa opiskelijoiden näköaloja. Laboratoriotyön aikana opiskelijoiden itse tekemässä kokeessa he oppivat fysikaalisten ilmiöiden lakeja, tutustuvat opiskelumenetelmiin, oppivat työskentelemään fyysisten laitteiden ja asennuksien kanssa, eli oppivat itsenäisesti hankkimaan tietoa käytännössä. Fysikaalista koetta tehdessään opiskelija kehittää siis tutkimusosaaminen.

Mutta täysimittaisen fyysisen kokeen, sekä esittelyn että frontaalin, suorittamiseksi on oltava riittävästi asianmukaisia laitteita. Tällä hetkellä koulujen fysiikan laboratoriot eivät ole riittävästi varusteltuja fysiikan välineillä ja visuaalisilla apuvälineillä esittelyä ja etulaboratoriotyötä varten. Nykyiset laitteet eivät ole vain huonontuneet, vaan ne ovat myös vanhentuneita.

Mutta vaikka fysiikan laboratorio on täysin varustettu tarvittavilla instrumenteilla, todellinen koe vaatii paljon aikaa sen valmisteluun ja suorittamiseen. Samanaikaisesti merkittävien mittausvirheiden, oppitunnin aikarajoitusten vuoksi todellinen koe ei useinkaan voi toimia tiedon lähteenä fysikaalisista laeista, koska paljastuneet kuviot ovat vain likimääräisiä, usein oikein laskettu virhe ylittää mitatut arvot. itseään. Siksi täysimittaista fysiikan laboratoriokoetta on vaikea tehdä kouluissa käytettävissä olevilla resursseilla.

Oppilaat eivät voi kuvitella joitain makro- ja mikrokosmoksen ilmiöitä, koska lukion fysiikan aikana tutkittuja yksittäisiä ilmiöitä ei voida havaita oikea elämä ja, vielä enemmän, toistaa kokeellisesti fysikaalisessa laboratoriossa esimerkiksi atomi- ja ydinfysiikan ilmiöitä jne.

Yksittäisten kokeellisten tehtävien suorittaminen luokkahuoneessa olemassa olevilla laitteilla tapahtuu tietyillä parametreilla, joita ei voi muuttaa. Tässä suhteessa on mahdotonta jäljittää kaikkia tutkittujen ilmiöiden säännönmukaisuuksia, mikä vaikuttaa myös opiskelijoiden tietotasoon.

Ja lopuksi, on mahdotonta opettaa opiskelijoita hankkimaan fyysistä tietoa itsenäisesti, eli muodostamaan tutkimuskompetenssiaan käyttämällä vain perinteisiä opetustekniikoita. Tietomaailmassa eläminen on mahdotonta toteuttaa oppimisprosessia ilman tietotekniikan käyttöä. Ja tähän on mielestämme syitä:

päätehtävä koulutus sisään Tämä hetki- opiskelijoiden itsenäisen tiedonhankinnan taitojen ja kykyjen muodostuminen. Tietotekniikka mahdollistaa tämän.

Ei ole mikään salaisuus, että tällä hetkellä opiskelijat ovat menettäneet kiinnostuksensa oppimiseen ja erityisesti fysiikan opiskeluun. Ja tietokoneen käyttö lisää ja stimuloi opiskelijoiden kiinnostusta uuden tiedon hankkimiseen.

Jokainen opiskelija on yksilöllinen. Ja tietokoneen käyttö opetuksessa antaa sinun ottaa huomioon opiskelijan yksilölliset ominaisuudet iso valinta opiskelija itse valitsemaan oman tahtinsa materiaalin opiskeluun, lujittamiseen ja arviointiin. Opiskelijan aiheen hallitsemisen tulosten arvioiminen suorittamalla testejä tietokoneella poistaa opettajan henkilökohtaisen asenteen opiskelijaa kohtaan.

Tässä suhteessa ilmaantuu ajatus: Käytä Tietotekniikka fysiikan luokkahuoneessa, nimittäin laboratoriotyön suorittamisessa.

Jos teemme fyysisen kokeen ja frontaalilaboratoriotyön virtuaalisilla malleilla tietokoneen avulla, voimme kompensoida koulun fyysisen laboratorion laitteiden puutteen ja siten opettaa oppilaita hankkimaan fyysistä tietoa itsenäisesti fyysisen tutkimuksen aikana. kokeile virtuaalisia malleja, eli todellinen mahdollisuus tarvittavan tutkimusosaamisen muodostuminen opiskelijoiden keskuudessa ja opiskelijoiden fysiikan koulutustason nostaminen.

Sovellus tietokone teknologia fysiikan tunneilla mahdollistaa käytännön taitojen muodostamisen siten, että tietokoneen virtuaaliympäristön avulla voit nopeasti muuttaa kokeen asetuksia, mikä tarjoaa merkittävän vaihtelun sen tuloksiin, ja tämä rikastuttaa merkittävästi opiskelijoiden käytäntöä suorittaa loogisia operaatioita. analyysin tekeminen ja kokeen tulosten johtopäätösten muotoilu. Lisäksi voit toistuvasti testata muuttuvilla parametreilla, tallentaa tulokset ja palata opiskelemaan sisään sopiva aika. Lisäksi tietokoneversiossa voidaan suorittaa paljon suurempi määrä kokeita. Näiden mallien parissa työskentely avaa opiskelijoille valtavia kognitiivisia mahdollisuuksia tehden heistä paitsi tarkkailijoita, myös aktiivisia osallistujia kokeisiin.

Toinen myönteinen seikka on, että tietokone tarjoaa ainutlaatuisen, ei toteutettavissa todellisessa fyysisessä kokeessa, visualisointimahdollisuus ei ole todellinen ilmiö luonto, mutta se on yksinkertaistettu teoreettinen malli, jonka avulla voit nopeasti ja tehokkaasti löytää havaitun ilmiön fyysiset pääsäännöt. Lisäksi opiskelija voi samanaikaisesti kokeen aikana tarkkailla vastaavien graafisten kuvioiden muodostumista. Graafinen tapa näyttää simulointituloksia helpottaa opiskelijoiden omaksua suuria määriä vastaanotettua tietoa. Tällaiset mallit ovat erityisen arvokkaita, koska opiskelijoilla on yleensä merkittäviä vaikeuksia kaavioiden muodostamisessa ja lukemisessa. On myös otettava huomioon, että opiskelija ei voi kuvitella kaikkia fysiikan prosesseja, ilmiöitä, historiallisia kokeita ilman virtuaalisten mallien apua (esim. diffuusio kaasuissa, Carnot-kierto, valosähköilmiön ilmiö, ytimien sitoutumisenergia jne.). Vuorovaikutteisten mallien avulla opiskelija voi nähdä prosessit yksinkertaistetussa muodossa, kuvitella asennussuunnitelmia, tehdä kokeita, jotka ovat yleensä mahdottomia tosielämässä.

Kaikki tietokonelaboratoriotyöt suoritetaan klassisen järjestelmän mukaisesti:

Materiaalin teoreettinen kehittäminen;

Valmiin tietokonelaboratorion asennuksen opiskelu tai mallin luominen todellisesta laboratoriokokoonpanosta tietokoneella;

Kokeellisten tutkimusten toteuttaminen;

Kokeen tulosten käsittely tietokoneella.

Tietokonelaboratorioasetelma on pääsääntöisesti tietokonemalli todellisesta kokeellisesta kokoonpanosta, joka on tehty tietokonegrafiikan ja tietokonesimuloinnin avulla. Joissakin teoksissa on vain kaavio laboratorion järjestelyistä ja sen elementeistä. Tässä tapauksessa laboratoriokokoonpano on koottava tietokoneella ennen laboratorion aloittamista. Kokeellisten tutkimusten toteutus on suora analogi todellisessa fyysisessä asennuksessa tehdylle kokeelle. Tässä tapauksessa todellinen fyysinen prosessi simuloidaan tietokoneella.

EOR:n ominaisuudet « Fysiikka. Sähkö. Virtuaalilaboratorio.

Tällä hetkellä on olemassa melko paljon sähköisiä oppimisvälineitä, joissa kehitetään virtuaalista laboratoriotyötä. Käytimme työssämme sähköistä oppimistyökalua ”Fysiikka. Sähkö. Virtuaalilaboratorio» (jäljempänä - ESO suunniteltu tukemaan koulutusprosessi aiheesta "Sähkö" yleissivistävässä koulutuksessa koulutusinstituutiot(Kuva 1).

Kuva 1 ESP.

Tämän oppaan loi tiedemiesryhmä Polotsky valtion yliopisto. Tämän ESP:n käyttämisessä on useita etuja.

Helppo asennus ohjelmia.

Yksinkertainen käyttöliittymä.

Laitteet, kopioivat todelliset kokonaan.

Suuri määrä laitteita.

Kaikkia todellisia sähköpiirien kanssa työskentelyn sääntöjä noudatetaan.

Mahdollisuus pitää tarpeeksi suuri numero laboratoriotyöt erilaisissa olosuhteissa.

Mahdollisuus suorittaa töitä, mukaan lukien sellaisten seurausten osoittaminen, jotka eivät ole saavutettavissa tai ei-toivottuja täysimittaisessa kokeessa (sulakkeen, hehkulampun, sähköisen mittauslaitteen palaminen; laitteiden päällekytkennän napaisuuden muuttaminen jne. ).

Mahdollisuus suorittaa laboratoriotyöt muualla kuin oppilaitoksessa.

Yleistä tietoa

ESE on suunniteltu tarjoamaan tietokonetukea "fysiikka"-aineen opettamiseen. päätavoite ESE:n luominen, levittäminen ja soveltaminen - koulutuksen laadun parantaminen kaikkien osallistujien tehokkaalla, metodologisesti järkevällä ja systemaattisella käytöllä koulutusprosessi oppimisen eri vaiheissa.

Tämän ESS:n sisältämät koulutusmateriaalit täyttävät vaatimukset opetussuunnitelma fysiikassa. Tämän ESE:n opetusmateriaalien pohjana ovat sekä nykyaikaisten fysiikan oppikirjojen materiaalit didaktiset materiaalit tehdä laboratoriotyötä ja kokeellista tutkimusta.

Kehitetyssä ESE:ssä käytetty käsitelaitteisto perustuu olemassa olevien fysiikan oppikirjojen opetusmateriaaliin sekä niihin, joita suositellaan käytettäväksi lukio fysiikan hakuteoksia.

Virtuaalilaboratorio toteutetaan erillisenä käyttöjärjestelmäsovelluksenaWindows.

Tämän ESP:n avulla voit suorittaa frontaalilaboratoriotyötä käyttämällä todellisten instrumenttien ja laitteiden virtuaalisia malleja (kuva 2).

Kuva 2 Laitteet.

Demonstraatiokokeet tarjoavat mahdollisuuden näyttää ja selittää niiden toimien tuloksia, jotka ovat mahdottomia tai ei-toivottuja todellisissa olosuhteissa (kuva 3).

Kuva 3 Kokeen ei-toivotut tulokset.

Mahdollisuus järjestää yksilöllistä työtä, jolloin opiskelijat voivat itsenäisesti asettaa kokeita sekä kokemusten toistamista oppitunnin ulkopuolella, esimerkiksi kotitietokoneella.

ESOn nimittäminen

ESP on fysiikan opetuksessa käytettävä tietokonetyökalu, jota tarvitaan kasvatus- ja pedagogisten ongelmien ratkaisemiseen.

ESE:llä voidaan tarjota tietokonetukea "fysiikka"-aineen opettamiseen.

ESE:n kokoonpano sisältää 8 laboratoriotyötä lukion VIII ja XI luokilla opitun fysiikan kurssin osiosta "Sähkö".

ESE:n avulla ratkaistaan tietokonetuen tarjoamisen päätehtävät seuraaville koulutustoiminnan vaiheille:

Opetusmateriaalin selitykset,

Sen vahvistaminen ja toisto;

Opiskelijan itsenäisen kognitiivisen toiminnan järjestäminen;

Diagnostiikka ja tiedonpuutteiden korjaaminen;

Väli- ja loppuohjaus.

ESP:tä voidaan käyttää mm tehokas lääke opiskelijoiden käytännön taitojen muodostamiseksi seuraavissa koulutustoiminnan järjestämismuodoissa:

Suorittaa laboratoriotyötä (päätarkoitus);

Demonstraatiokokeilun järjestämiskeinona, mukaan lukien sellaisten seurausten demonstroiminen, jotka eivät ole saavutettavissa tai ei-toivottuja täysimittaisessa kokeessa (sulakkeen, hehkulampun, sähköisen mittauslaitteen palaminen; laitteiden päällekytkennän napaisuuden muuttaminen, jne.)

Kun ratkaiset kokeellisia ongelmia;

Opiskelijoiden koulutus- ja tutkimustyön järjestämiseen, luovien ongelmien ratkaisemiseen koulun jälkeen, myös kotona.

ESP:tä voidaan käyttää myös seuraavissa demonstraatioissa, kokeissa ja virtuaalisissa kokeellisissa tutkimuksissa: nykyiset lähteet; ampeerimittari, volttimittari; tutkimus virran voimakkuuden riippuvuudesta jännitteestä piiriosassa; tutkimus reostaatin virranvoimakkuuden riippuvuudesta sen työosan pituudesta; tutkimus johtimien resistanssin riippuvuudesta niiden pituudesta, poikkileikkausalasta ja ainetyypistä; reostaattien laitteet ja toiminta; johtimien sarja- ja rinnakkaiskytkentä; sähkölämmittimen kuluttaman tehon määrittäminen; sulakkeet.

noin äänenvoimakkuutta RAM-muisti: 1 Gt;

prosessorin taajuus alkaen 1100 MHz;

levymuisti - 1 Gt vapaata levytilaa;

toimintoja käyttöjärjestelmissäWindows 98/NT/2000/XP/ Vista;

sisään käyttöjärjestelmä dolhyvinfi asennettava selainNEITItutkimusmatkailija 6.0/7.0;

käyttäjän mukavuuden vuoksi työpaikka on varustettava hiirellä, näytöllä, jonka resoluutio on 1024x 768 ja uudemmat;

Saatavuus laitteetlukeminenCD/ DVDlevyjä ESP:n asentamista varten.