Phòng thí nghiệm điện tử làm việc trong vật lý. Phòng thí nghiệm làm việc trong vật lý

(Tất cả các công trình cơ khí)

Cơ học

Số 1. Các phép đo vật lý và tính toán sai số của chúng

Giới thiệu một số phương pháp phép đo vật lý và tính toán sai số đo bằng cách sử dụng ví dụ về xác định khối lượng riêng của một vật rắn có hình dạng đều đặn.

Tải xuống

Số 2. Xác định momen quán tính, momen lực và gia tốc góc của con lắc Oberbeck

Xác định mômen quán tính của bánh đà (chéo với quả nặng); xác định sự phụ thuộc của mômen quán tính vào sự phân bố của các khối lượng so với trục quay; xác định mômen lực làm cho bánh đà quay; xác định các giá trị tương ứng của gia tốc góc.

Tải xuống

Số 3. Xác định mômen quán tính của các vật bằng cách sử dụng hệ thống treo ba thứ tự và xác minh định lý Steiner

Xác định mômen quán tính của một số vật thể bằng phương pháp dao động xoắn sử dụng hệ thống treo tam giác; xác minh định lý Steiner.

Tải xuống

Số 5. Xác định tốc độ bay của "viên đạn" bằng phương pháp đạn đạo sử dụng hệ thống treo khác nhau

Xác định tốc độ của “viên đạn” bằng con lắc đạn đạo xoắn và hiện tượng va chạm hoàn toàn không đàn hồi dựa trên định luật bảo toàn momen động lượng

Tải xuống

Số 6. Nghiên cứu quy luật chuyển động của con lắc vạn năng

Xác định gia tốc rơi tự do, chiều dài giảm dần, vị trí trọng tâm và mômen quán tính của con lắc vạn năng.

Tải xuống

Số 9. Con lắc Maxwell. Xác định mômen quán tính của các vật và xác minh định luật bảo toàn cơ năng

Kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng trong cơ học; xác định mômen quán tính của con lắc.

Tải xuống

Số 11. Nghiên cứu Rectilinear chuyển động đồng đều gia tốc xác trên xe của Atwood

Định nghĩa gia tốc rơi tự do. Xác định thời điểm của lực cản "hiệu quả" đối với chuyển động của hàng hóa

Tải xuống

Số 12. Nghiên cứu chuyển động quay của con lắc Oberbeck

Thực nghiệm xác minh phương trình cơ bản của động lực học chuyển động quay thân cứng quanh một trục cố định. Xác định mômen quán tính của con lắc Oberbeck tại các vị trí khác nhau của quả nặng. Xác định thời điểm của lực cản "hiệu quả" đối với chuyển động của hàng hóa.

Tải xuống

Điện

Số 1. Nghiên cứu trường tĩnh điện bằng mô phỏng

Xây dựng hình ảnh về trường tĩnh điện của tụ điện phẳng và hình trụ sử dụng bề mặt đẳng thế và đường sức; so sánh các giá trị điện áp thực nghiệm giữa một trong các bản tụ điện và bề mặt đẳng thế với các giá trị lý thuyết của nó.

Tải xuống

Số 3. Nghiên cứu định luật Ôm tổng quát và phép đo suất điện động bằng phương pháp bù

Nghiên cứu sự phụ thuộc của hiệu điện thế trong đoạn mạch chứa EMF vào cường độ dòng điện; tính toán EMF và trở kháng của phần này.

Tải xuống

Từ tính

Số 2. Kiểm tra định luật Ohm cho AC

Xác định điện trở, cảm kháng của cuộn dây và điện dung của tụ điện; kiểm tra định luật ohm đối với dòng điện xoay chiều với các phần tử mạch khác nhau

Tải xuống

Rung động và sóng

Quang học

Số 3. Xác định bước sóng của ánh sáng bằng cách sử dụng cách tử nhiễu xạ

Làm quen với cách tử nhiễu xạ trong suốt, xác định bước sóng của quang phổ của nguồn sáng (đèn sợi đốt).

Tải xuống

Vật lý lượng tử

Số 1. Kiểm tra luật của cơ thể đen

Khảo sát các yếu tố phụ thuộc: mật độ quang phổ của độ chói năng lượng của vật đen vào nhiệt độ bên trong lò; điện áp trên thanh nhiệt từ nhiệt độ bên trong lò sử dụng cặp nhiệt điện.

Cách hoàn thành và gửi bài tập trong phòng thí nghiệm

Khi học vật lý, sinh viên phải học cách thực hiện và sắp xếp chính xác các công việc trong phòng thí nghiệm. Điều chủ yếu ở những bài học đầu tiên của môn vật lý là dạy học sinh làm quen với các phương pháp cơ bản tiến hành các phép đo vật lý và các quy tắc xử lý kết quả. Đồng thời, cần phát triển một số kỹ năng nhất định, là tiền đề để làm bài thành công hơn trong các giờ học vật lý. Mục đích của công việc trong phòng thí nghiệm là hiểu sâu hơn về học sinh hiện tượng vật lý và luật. Nhiệm vụ này chỉ có thể được giải quyết thành công nếu công việc trong phòng thí nghiệm được thực hiện với sự hiểu biết đầy đủ về bản chất của các hiện tượng đang nghiên cứu. Vì vậy, việc chuẩn bị ở nhà cho các công việc trong phòng thí nghiệm là một trong những khâu quan trọng nhất.

Chuẩn bị cho công việc trong phòng thí nghiệm.

Khi chuẩn bị đi làm, nên tuân thủ kế hoạch sau.

Đọc phần mô tả tác phẩm từ đầu đến cuối, không tập trung vào việc suy ra các công thức. Nhiệm vụ của bài đọc đầu tiên là tìm ra mục đích của công việc trong phòng thí nghiệm là gì, quy luật hoặc hiện tượng vật lý nào đang được nghiên cứu trong công việc này và nó được thực hiện bằng phương pháp nào.

Đọc qua tài liệu sách giáo khoa liên quan đến tác phẩm này. Phân tích cú pháp đầu ra của công thức theo SGK (nếu cần). Tìm câu trả lời cho các câu hỏi bảo mật ở cuối mô tả công việc (nếu có).

Nhận xét thiết bị và nguyên lý hoạt động của các thiết bị sẽ sử dụng trong công việc theo SGK.

Tìm hiểu những đại lượng vật lý nào và với độ chính xác nào sẽ được đo trực tiếp và tên của chúng là gì.

Trong phần mô tả công việc trong phòng thí nghiệm trong sách giáo khoa, hãy xem xét sơ đồ thí nghiệm và bảng nhập kết quả đo. Nếu không có bảng trong tác phẩm, hãy làm cho nó.

Hãy suy nghĩ về kết quả cuối cùng và kết luận sẽ thu được trong công việc trong phòng thí nghiệm này.

Thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm.

Khi thực hiện công việc, trước tiên bạn nên làm quen với các thiết bị. Cần thiết lập sự tuân thủ của họ đối với mô tả, tuân theo trình tự các hành động được khuyến nghị trong mô tả của thiết bị để chuẩn bị cho thiết bị hoạt động. Xác định giá trị độ chia của thang đo dụng cụ và sai số đo của nó. Tiếp theo, cần tiến hành thí nghiệm sơ bộ để quan sát định tính hiện tượng đã nghiên cứu, đánh giá giới hạn của các giá trị đo được. Sau khi chuẩn bị xong, bạn có thể bắt đầu đo. Cần nhớ rằng bất kỳ phép đo nào, nếu có thể, phải được thực hiện nhiều hơn một lần.

Các phép đo được thực hiện trên thiết bị được ghi lại ngay sau khi thực hiện ở dạng khi chúng được đọc từ thang đo của thiết bị - mà không cần chuyển đổi sang hệ số nhân thang đo (nếu có) hoặc hệ thống đơn vị. Đơn vị đo (hệ số nhân) phải được ghi vào tiêu đề của bảng tương ứng hoặc trong cột ghi kết quả đo. Tất cả hồ sơ khi thực hiện công việc trong phòng thí nghiệm nên được lưu giữ riêng trong sổ ghi chép cho công việc trong phòng thí nghiệm (nó cũng có thể là bản nháp hoặc biểu mẫu (quy trình) được chuẩn bị đặc biệt cho hồ sơ nháp. Biểu mẫu này là bản nháp và sổ ghi chép là bản sao sạch. Nó Nên được lưu giữ một cách chính xác nhất.

Lập công việc trong phòng thí nghiệm.

Hồ sơ làm việc mù chữ về trình tự công việc trong phòng thí nghiệm và kết quả của các phép đo có thể phủ nhận tất cả các công việc được thực hiện.

Không khó để học cách thực hiện chính xác các công việc trong phòng thí nghiệm trong sổ tay, bạn chỉ cần thực hiện cẩn thận một số yêu cầu sơ cấp. Việc ghi chép các kết quả khi thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm được phép thực hiện cả vào sổ tay và các tờ giấy có chữ ký riêng.

Khi thực hiện công việc trong phòng thí nghiệm, điều rất quan trọng là phải viết ngay ra giấy mọi thứ đã hoàn thành.Tất cả các kết quả của phép đo trực tiếp nên được ghi lại ngay lập tức và không có bất kỳ xử lý nào, chỉ bằng bút. Không có ngoại lệ cho quy tắc này. Các bản ghi âm phải sao cho có thể hiểu được chúng mà không gặp nhiều khó khăn sau một thời gian. Ví dụ về các lỗi phổ biến là tối nghĩa và mơ hồ. Chữ và số phải được viết rõ ràng.

Thói quen sửa số là kẻ thù của sự rõ ràng. Đừng ép buộc giáo viên của bạn, người kiểm tra các ghi chú của bạn trong một cuốn sổ và chính bạn cũng vậy, phải đánh đố các con số đã sửa.

Không thực hiện bất kỳ phép tính nhẩm nào, dù đơn giản nhất trước khi ghi kết quả đo.

Đừng quên ghi vào sổ tay bản vẽ hoặc sơ đồ lắp đặt khi cần thiết. Có một câu ngạn ngữ cổ của Trung Quốc: "Một nét vẽ đẹp hơn một nghìn lời nói". Hình vẽ và chữ viết trên đó phải được viết bằng bút chì để bạn có thể dùng tẩy để sửa lỗi.

Nếu có thể thực hiện các tính toán sơ bộ mà không có sai sót, thì điều này phải được thực hiện để đảm bảo rằng thí nghiệm được thực hiện một cách chính xác. Nếu có thể xây dựng một đồ thị trong công việc, điều này phải được thực hiện. Trên biểu đồ, nguyên nhân thường được vẽ theo chiều ngang và tác động được vẽ theo chiều dọc.

Vì vậy, được hình thành tốt nên chứa các phần sau.

Tên của tác phẩm và số của nó.

Trang thiết bị.

Dữ liệu để tính toán sai số đo.

Mục đích của công việc (bạn có thể không viết. Nó được xây dựng trong sách giáo khoa).

Bản vẽ hoặc sơ đồ lắp đặt với các ký hiệu của các giá trị đo được sử dụng trong công việc (nếu cần).

Thứ tự của công việc.

Kết quả của tất cả các phép đo trực tiếp.

a) hồ sơ kết quả đo không được phép các cách giải thích khác nhau;

b) gạch bỏ các mục có vẻ sai sót để có thể đọc chúng nếu cần;

c) Không cho phép làm phai màu, bôi nhọ hồ sơ, không cho phép viết lại quá trình thực hiện công việc. Điều này dẫn đến khả năng mất thông tin và loại trừ khả năng làm sai lệch kết quả.

Kết quả đo và tính toán (không sai số) dưới dạng bảng.

Đồ thị.

Kết luận (cần tương ứng với mục đích của tác phẩm). Trong đầu ra, chỉ ra lỗi đo.

Tiêu chuẩn đánh giá công việc của phòng thí nghiệm.

Xếp hạng "5" được đặt ra nếu học sinh thực hiện công việc tuân thủ đầy đủ trình tự thí nghiệm và đo lường cần thiết, lắp đặt độc lập và hợp lý các thiết bị cần thiết, tiến hành tất cả các thí nghiệm trong điều kiện và chế độ đảm bảo kết quả và kết luận chính xác, tuân thủ các yêu cầu của quy định an toàn , thực hiện đúng và chính xác tất cả các bản ghi, bảng, số liệu, bản vẽ, đồ thị, thực hiện phân tích lỗi một cách chính xác.

Xếp hạng "4" được đặt ra nếu tất cả các yêu cầu đối với dấu "5" được đáp ứng, nhưng mắc phải hai hoặc ba thiếu sót, không có nhiều hơn một lỗi nhỏ và một thiếu sót

Lớp 3" được đặt nếu công việc không được hoàn thành toàn bộ, nhưng khối lượng của phần đã hoàn thành cho phép bạn nhận được kết quả và kết luận chính xác hoặc nếu có sai sót trong quá trình thử nghiệm và đo lường

Cấp 2" nó được đặt ra nếu công việc không được hoàn thành hoàn toàn, hoặc khối lượng của phần công việc đã hoàn thành không cho phép rút ra kết luận đúng, hoặc nếu các thí nghiệm, phép đo, tính toán, quan sát được thực hiện không chính xác.

Trong mọi trường hợp, điểm số sẽ bị giảm nếu học sinh không tuân theo các quy tắc an toàn!

Sai lầm nghiêm trọng:

ngu dốt định nghĩa các khái niệm cơ bản, định luật, quy tắc, các quy định cơ bản của lý thuyết, công thức, ký hiệu được chấp nhận chung để chỉ định các đại lượng vật lý, đơn vị đo của chúng;

không có khả năng làm nổi bật điều chính trong câu trả lời;

không có khả năng áp dụng kiến thức để giải quyết vấn đề và giải thích các hiện tượng vật lý, câu hỏi được xây dựng không chính xác của một vấn đề hoặc giải thích không chính xác về quá trình giải của nó, không biết các phương pháp giải các bài toán tương tự như các bài toán đã giải trước đó trong lớp học, các lỗi cho thấy sự hiểu lầm về điều kiện của vấn đề hoặc hiểu sai về giải pháp;

không có khả năng đọc và xây dựng các biểu đồ và giản đồ;

không có khả năng chuẩn bị việc lắp đặt hoặc thiết bị thí nghiệm cho công việc, tiến hành một thí nghiệm, tính toán cần thiết, hoặc sử dụng dữ liệu thu được để đưa ra kết luận;

cẩu thả thái độ đối với thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo lường;

không có khả năng xác định số đọc của thiết bị đo;

sự vi phạm yêu cầu của các quy tắc làm việc an toàn trong quá trình thí nghiệm.

Các lỗi nhỏ:

sai công thức, định nghĩa, khái niệm, định luật, lý thuyết do bao quát không đầy đủ các đặc điểm chính của khái niệm được định nghĩa, sai sót do không tuân thủ các điều kiện tiến hành thí nghiệm hoặc đo lường;

những sai lầm trong huyền thoại trên sơ đồ mạch điện, sự thiếu chính xác trong bản vẽ, đồ thị, sơ đồ;

đi qua hoặc viết sai chính tả tên các đơn vị đo các đại lượng vật lý;

không hợp lý lựa chọn giải pháp.

Sai số đo lường.

Phòng thí nghiệm biểu diễn và công việc thực tế trong vật lý gắn liền với việc đo các đại lượng vật lý khác nhau và việc xử lý các kết quả sau đó của chúng. Đo lường là hoạt động so sánh giá trị của đối tượng đang nghiên cứu với giá trị của một đối tượng đơn lẻ (hoặcĐo đạc - tìm giá trị của một đại lượng vật lý theo kinh nghiệm với sự trợ giúp của các phương tiện). Vì vậy, ví dụ, một mét được lấy làm đơn vị đo chiều dài, và kết quả của việc đo chiều dài của một đoạn nhất định, nó được xác định có bao nhiêu mét trong đoạn này. Trong vật lý và kỹ thuật, không có dụng cụ và phương tiện đo lường khác chính xác tuyệt đối, do đó, không có kết quả đo lường chính xác tuyệt đối. Tuy nhiên, nó vẫn cần được đo lường. Bạn có thể tin tưởng bao nhiêu vào kết quả?

Nó là thông lệ để phân biệtphép đo trực tiếp và gián tiếp . Với trực tiếp Phép đo là phép so sánh trực tiếp giá trị của đối tượng đo với giá trị của một đối tượng duy nhất. Nói cách khác, đây là phép đo trong đó kết quả trực tiếp trong quá trình đọc từ thang đo (hoặc kết quả đọc của một thiết bị kỹ thuật số). Kết quả là giá trị mong muốn được tìm thấy trực tiếp theo số đọc của thiết bị đo, ví dụ, thể tích - theo mực chất lỏng trong ống đong (cốc), trọng lượng - theo sức căng của lò xo lực kế, v.v. . Sai số đo trực tiếp (được biểu thị bằng ký hiệu∆ ) chỉ phụ thuộc vào chất lượng của dụng cụ đo. Trong sách giáo khoa vật lý lớp 7 của tác giả A.V. Peryshkin đưa ra khái niệm sai số đo (trang 11 SGK):sai số đo ∆а bằng một nửa vạch chia của dụng cụ đo và khi ghi giá trị đo có tính đến sai số, người ta nên sử dụng công thức

A = kết quả đo + ∆a.

Ở lớp 10, khái niệm này được hình thành theo cách khác: sai số của phép đo trực tiếp là tổng sai số của thiết bị∆i A và đếm lỗi∆o A . Có thể, tác giả của cuốn sách giáo khoa lớp 7 đã sử dụng cái gọi là quy tắc "sai sót không đáng kể":cả hai thành phần của sai số đo trực tiếp chỉ nên được tính đến nếu chúng ở gần nhau. Bất kỳ điều khoản nào trong số này đều có thể bị bỏ qua nếu nó không vượt quá 1/3 - 1/4 của điều khoản kia.

nhạc cụ

lỗi

Học sinh cai trị

lên đến 30 cm

1 mm

Thước vẽ

lên đến 50 cm

1 mm

0,2mm

Thước dụng cụ (thép)

lên đến 30 cm

1 mm

0,1 mm

Thước giới thiệu

100 cm

1 centimet

0,5 cm

Thước dây cuốn

150 cm

0,5 cm

0,25 cm

ống đong

Lên đến 250 ml

1 ml

Calipers

150 mm

0,1 mm

0,05 mm

Panme

25 mm

0,01mm

0,005 mm

Lực kế đào tạo

4 N

0,1 N

0,05 N

Đồng hồ bấm giờ cơ học

0-30 phút

0,2 giây

1 giây trong 30 phút

Đồng hồ bấm giờ điện tử

100 giây

0,01 giây

Phong vũ biểu Aneroid

720-780 mm Hg

1 mmHg

3 mmHg

Nhiệt kế rượu

0-100 oC

1 ° C

Ampe kế trường

2 A

0,1 A

0,05 A

Trường vôn kế

6 V

0,2 V

0,1

Có lẽ, ở lớp 7, khái niệm sai số đo lường nên được giới thiệu theo cách khác:sai số đo ∆а bằng sai số công cụ của thiết bị đo. Vì trong các phép đo được thực hiện trong phòng thí nghiệm ở lớp 7, các dụng cụ đo dù đơn giản nhưng vẫn được sử dụng (thước kẻ, thước dây, ống đong, lực kế, v.v.),

Sai số công cụ của dụng cụ đo lường, ví dụ, đối với kích thước tuyến tính thường được chỉ ra trên chính thiết bị như một lỗi tuyệt đối hoặc như một phép chia tỷ lệ. Nếu điều này không có trên thiết bị, thì nó được tính bằng một nửa giá của phép chia nhỏ nhất. Theo quy luật, giá trị phân chia của thang đo nhạc cụ phù hợp với sai số của nhạc cụ. Đối với các thiết bị có số đọc các giá trị đo được, phương pháp tính sai số được đưa ra trong dữ liệu hộ chiếu của thiết bị. Nếu những dữ liệu này không có sẵn, thì lỗi tuyệt đối được lấy làm giá trị một nửa chữ số kỹ thuật số cuối cùng của chỉ báo. Lỗi đếm∆oA do con trỏ của dụng cụ không phải lúc nào cũng khớp chính xác với các vạch chia của thang đo (ví dụ, mũi tên trên thang đo của lực kế, vôn kế). Trong trường hợp này, sai số đọc không vượt quá một nửa số chia tỷ lệ và lỗi đọc cũng được coi là một nửa số chia tỷ lệ.∆o A \ u003d c / 2, trong đó c là vạch chia tỷ lệ của thiết bị đo. Sai số đọc chỉ được tính đến khi trong quá trình đo, con trỏ dụng cụ nằm giữa các vạch chia được đánh dấu trên thang đo của dụng cụ. Nói không hợp lý chút nào, và thậm chí còn hơn thế nữa khi cố gắng tính đến lỗi đọc của các thiết bị kỹ thuật số. Cả hai thành phần của sai số đo trực tiếp chỉ nên được tính đến nếu chúng ở gần nhau.
Trong phòng thí nghiệm thực tế của trường học, các phương pháp thống kê toán học thực tế không được sử dụng trong đo lường. Vì vậy, khi thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm, cần phải xác định các sai số lớn nhất trong phép đo các đại lượng vật lý.

Tuy nhiên, các phép đo thường được thực hiện gián tiếp hơn, ví dụ: diện tích của hình chữ nhật \ u200b \ u200ba được xác định bằng cách đo độ dài các cạnh của nó, - bằng các phép đo khối lượng và thể tích, v.v. Trong tất cả các trường hợp này, giá trị mong muốn của đại lượng đo được thu được bằng các tính toán thích hợp.Đo lường gián tiếp - xác định giá trị của một đại lượng vật lý bằng công thức liên hệ nó với các đại lượng vật lý khác được xác định bằng các phép đo trực tiếp.

Kết quả của bất kỳ phép đo nào luôn có một số sai số. Do đó, nhiệm vụ của phép đo không chỉ bao gồm việc tìm ra đại lượng mà còn bao gồm cả việc đánh giá sai số được thực hiện trong quá trình đo. Nếu không ước tính được sai số trong kết quả của một phép đo vật lý, thì chúng ta có thể cho rằng giá trị đo được nói chung là không xác định, vì nói chung, sai số có thể có cùng thứ tự với giá trị đo được hoặc thậm chí hơn . Đây là sự khác biệt giữa các phép đo vật lý và các phép đo gia dụng hoặc kỹ thuật, trong đó, do kinh nghiệm thực tế, người ta biết trước rằng công cụ đo lường cung cấp độ chính xác có thể chấp nhận được, và ảnh hưởng của các yếu tố ngẫu nhiên đến kết quả đo là không đáng kể so với giá trị phân chia của dụng cụ được sử dụng.

Sai số của phép đo vật lý thường được chia thành hệ thống, ngẫu nhiên và thô. Sai số hệ thống là do các yếu tố tác động theo cách giống nhau khi các phép đo giống nhau được lặp lại nhiều lần. Sai số hệ thống ẩn trong độ không chính xác của chính thiết bị và không được tính đến các yếu tố trong quá trình phát triển phương pháp đo. Thông thường, giá trị của sai số hệ thống của thiết bị được chỉ ra trong hộ chiếu kỹ thuật của nó. Về phương pháp đo, mọi thứ ở đây đều phụ thuộc vào trình độ của người thực nghiệm. Mặc dù tổng sai số hệ thống trong tất cả các phép đo được thực hiện trong khuôn khổ thí nghiệm này sẽ luôn dẫn đến tăng hoặc giảm kết quả đúng, nhưng dấu hiệu của sai số này là không xác định. Do đó, sai số này không thể sửa chữa được mà người ta phải quy sai số này vào kết quả đo cuối cùng.

Sai số ngẫu nhiên bắt nguồn từ một số nguyên nhân, ảnh hưởng của chúng không giống nhau trong mỗi thí nghiệm và không thể được tính đến. Họ có ý nghĩa khác nhau ngay cả đối với các phép đo được thực hiện theo cùng một cách, tức là chúng là ngẫu nhiên. Hãy nói rằng nó đã hoàn thànhN các phép đo lặp lại có cùng giá trị. Nếu chúng được thực hiện theo cùng một phương pháp, trong cùng điều kiện và cùng mức độ chính xác thì các phép đo đó được gọi là các phép đo bằng nhau.

Loại lỗi thứ ba cần giải quyết là lỗi thô hoặc bỏ sót. Sai số đo tổng là sai số lớn hơn đáng kể so với dự kiến trong các điều kiện nhất định. Nó có thể được thực hiện do áp dụng sai thiết bị, ghi sai số đọc của thiết bị, đọc sai số đọc, không tính đến hệ số thang đo, v.v.

Tính toán sai số.

Hãy giới thiệu kí hiệu: A, B, .... -các đại lượng vật lý. Tháng 4 -giá trị gần đúng của một đại lượng vật lý , I E. giá trị thu được bằng các phép đo trực tiếp hoặc gián tiếp. Nhớ lại điều đólỗi tuyệt đối số gần đúng là sự khác biệt giữa số này(Châu Mỹ) và ý nghĩa chính xác của nó(Storky) , và cũng không giá trị chính xác, về cơ bản cũng không sai số tuyệt đối và phải được ước lượng từ kết quả đo.

∆ A \ u003d Aism - Con cò

Sai số tương đối (εa) Số gần đúng (đo lường một đại lượng vật lý) là tỷ số giữa sai số tuyệt đối của một số gần đúng với chính số này.

εА = ∆А / Аmeas

Sai số tuyệt đối tối đa các phép đo trực tiếp bao gồm sai số tuyệt đối của thiết bị và sai số đọc tuyệt đối trong trường hợp không có các sai số khác:
∆A = ∆iA + ∆iA

∆và A -lỗi công cụ tuyệt đối , được xác định bởi thiết kế của thiết bị (sai số của các dụng cụ đo). Nằm trong bảng.
∆ và A -lỗi đọc tuyệt đối (do kết quả của việc đọc các số đọc của dụng cụ đo không đủ chính xác), trong hầu hết các trường hợp, tỷ lệ này bằng một nửa vạch chia thang đo; khi đo thời gian - giá phân chia của đồng hồ bấm giờ hoặc đồng hồ.

Sai số đo lường tuyệt đối thường được làm tròn thành một con số có nghĩa (∆A ~ 0,18 = 0,20). Giá trị số của kết quả đo được làm tròn sao cho chữ số cuối cùng của nó cùng chữ số với hình sai số (A ~ 12,323 = 12,30).

Công thức tính sai số tương đối cho các trường hợp khác nhau được đưa ra trong bảng.

Làm thế nào để sử dụng bảng này?

Ví dụ, đại lượng vật lýρ được tính theo công thức:

ρ = m / V . Giá trịm vàV được tìm thấy bằng các phép đo trực tiếp trong quá trình làm việc trong phòng thí nghiệm. Sai số tuyệt đối của chúng tương ứng bằng∆m = ∆ vàm + ∆оm và∆V = ∆ vàV + ∆oV . Gj Thay thế các giá trị thu được∆m và∆V, m vàV vào công thức, chúng tôi nhận được một giá trị gần đúng∆ρ = ∆m / ∆V. Thay thế tương tựm vàV vào công thức, chúng tôi nhận được giá trịρpr . Tiếp theo, bạn nên tính toán sai số tương đối của kết quảερ . Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng công thức tương ứng từ hàng thứ tư của bảng.ερ = εm + εV = ∆m / m + ∆V / V

Vì sự hiện diện của các sai số ngẫu nhiên, kết quả của các phép đo, về bản chất của chúng, cũng biến ngẫu nhiên, giá trị đích thựcρist không thể chỉ định đại lượng đo. Tuy nhiên, có thể thiết lập một khoảng giá trị nhất định của đại lượng đo gần giá trị thu được do kết quả của các phép đoρ pr , chứa với một xác suất nhất địnhρist . ρpr - ∆ρ ≤ ρori ≤ ρpr + ∆ρ.

Sau đó, kết quả cuối cùng của các phép đo mật độ có thể được viết bằng mẫu sau:

ρsource = ρpr ± ∆ρ

Nhiệm vụ dự đoán tốt nhất giá trịρist và xác định các giới hạn của khoảng dựa trên kết quả của các phép đo là chủ đề của thống kê toán học. Nhưng đó là một cuộc trò chuyện riêng biệt ...

Giới thiệu về tính toán số

Khi tính toán, họ thường sử dụng máy tính vi mô, kết quả là chỉ số trong câu trả lời sẽ tự động nhận được bao nhiêu con số phù hợp với nó. Điều này tạo ra ấn tượng về độ chính xác quá mức của kết quả. Đồng thời, kết quả đo là những con số gần đúng. Nhớ lại (ví dụ, xem M.Ya. Vygodsky, Sổ tay Toán học Tiểu học) rằng đối với các số gần đúng, chúng phân biệt giữa 2,4 và 2,40, 0,02 và 0,0200, v.v. Việc ghi 2,4 có nghĩa là chỉ số nguyên và phần mười là đúng, nhưng giá trị thực của số có thể là 2,43 hoặc 2,38. Mục nhập 2,40 có nghĩa là các phần trăm cũng đúng, số thực có thể là 2,403 hoặc 2,398, nhưng không phải 2,421 hoặc 2,382. Sự phân biệt tương tự cũng được thực hiện đối với các số nguyên. Mục 382 có nghĩa là tất cả các chữ số đều đúng. Nếu bạn không thể xác nhận chữ số cuối cùng, thì số đó sẽ được làm tròn, nhưng không được viết ở dạng 380 mà ở dạng 38 10. Ghi 380 có nghĩa là chữ số cuối cùng (không) là chính xác. Nếu chỉ có hai chữ số đầu tiên đúng trong số 4720 thì nó phải được viết là 47 102 hoặc 4,7 103. Trong trường hợp giá trị số của các đại lượng vật lý lớn hơn nhiều hoặc nhỏ hơn nhiều, chúng thường được viết dưới dạng một số từ 1 đến 10 nhân với lũy thừa thích hợp của mười.

Số lượng ký tự trong kết quả cuối cùng được đặt theo các quy tắc sau. Đầu tiên, số chữ số có nghĩa của lỗi bị giới hạn. Các chữ số quan trọng là tất cả các chữ số chính xác của một số, ngoại trừ các số 0 ở đầu. Ví dụ, số 0,00385 có ba chữ số có nghĩa, số 0,03085 có bốn chữ số có nghĩa, số 2500 có bốn và số 2,5 103 có hai. Sai số luôn được ghi lại bằng một hoặc hai số liệu quan trọng. Điều này được hướng dẫn bởi những cân nhắc sau đây.

Giá trị của sai số ngẫu nhiên thu được từ việc xử lý kết quả của một số phép đo nhất định, bản thân nó là một số ngẫu nhiên, tức là nếu bạn thực hiện lại cùng một số phép đo, thì nói chung, không chỉ một kết quả khác cho giá trị được đo sẽ thu được, mà còn là một ước tính sai khác. Vì lỗi hóa ra là một số ngẫu nhiên, do đó, sử dụng các quy luật thống kê toán học, có thể tìm ra khoảng tin cậy cho nó. Các tính toán tương ứng cho thấy rằng ngay cả ở mức khá số lượng lớn các phép đo, khoảng tin cậy này hóa ra rất rộng; độ lớn của lỗi được ước tính khá gần đúng. Vì vậy với 10 lần đo, sai số tương đối của sai số vượt quá 30%. Do đó, nên đưa ra hai con số có nghĩa nếu con số đầu tiên là 1 hoặc 2 và một con số có nghĩa nếu nó bằng hoặc lớn hơn 3. Quy tắc này rất dễ hiểu, cho rằng 30% của 2 là 0,6, và 4 rồi 1.2. Do đó, nếu lỗi được biểu thị, ví dụ, bởi một số bắt đầu bằng số 4, thì số này chứa độ không chính xác (1.2) vượt quá sự thống nhất của chữ số đầu tiên.

Sau khi lỗi được ghi lại, giá trị kết quả phải được làm tròn sao cho chữ số có nghĩa cuối cùng của nó cùng chữ số với lỗi. Ví dụ trình bày đúng kết quả cuối cùng:t = (18,7 ± 1,2) 102 giây.

Quy tắc vẽ đồ thị

Đồ thị được xây dựng trên giấy milimet, trên đó, trước hết, trục tọa độ. Ở cuối các trục, các đại lượng vật lý được vẽ và kích thước của chúng được chỉ ra. Sau đó, các vạch chia tỷ lệ được áp dụng cho các trục sao cho khoảng cách giữa các vạch chia là 1, 2, 5 đơn vị (hoặc 0,1, 0,2, 0,5 hoặc 10, 20, 50, v.v.). Thường là thứ tự của thang đo, tức là 10 ± n được thực hiện đến cuối trục. Ví dụ: đối với đường đi của cơ thể, thay vì 1000, 1100, 1200, v.v. mét, 1,0, 1,1, 1,2 được viết gần các vạch chia tỷ lệ và ở cuối trục, đại lượng vật lý được ký hiệu là S, 103 m hoặc S 10-3, m. Điểm giao nhau của các trục không phải tương ứng với số không dọc theo mỗi trục. Điểm gốc dọc theo các trục và tỷ lệ nên được chọn sao cho đồ thị chiếm toàn bộ mặt phẳng tọa độ. Sau khi xây dựng các trục, các điểm thí nghiệm được áp dụng cho giấy kẻ ô vuông. Chúng được biểu thị bằng các hình tròn nhỏ, hình vuông, v.v. Nếu trên một mặt phẳng tọa độ Nếu một số đồ thị được xây dựng, thì các ký hiệu khác nhau được chọn cho các điểm. Sau đó, từ mỗi điểm lên, xuống và sang phải, sang trái, các phân đoạn được vẽ tương ứng với sai số của các điểm trên tỷ lệ của các trục. Nếu sai số dọc theo một trong các trục (hoặc dọc theo cả hai trục) là quá nhỏ, thì giả định rằng nó được hiển thị trên biểu đồ bằng chính kích thước của điểm đó.

Theo quy luật, các điểm thực nghiệm không được kết nối với nhau bằng các đoạn của đường thẳng hoặc đường cong tùy ý. Thay vào đó, một đồ thị lý thuyết của hàm số (tuyến tính, bậc hai, hàm mũ, lượng giác, v.v.) được xây dựng, phản ánh dạng vật lý đã biết hoặc giả định được biểu hiện trong thí nghiệm này, được biểu thị dưới dạng một công thức thích hợp. TẠI xưởng thí nghiệm Có hai trường hợp: vẽ đồ thị lý thuyết là nhằm rút ra các tham số chưa biết của hàm số từ nghiệm (tiếp tuyến của hệ số góc của đường thẳng, số mũ, v.v.) hoặc so sánh dự đoán của lý thuyết với kết quả của thử nghiệm.

Trong trường hợp đầu tiên, đồ thị của hàm tương ứng được vẽ "bằng mắt" sao cho nó đi qua tất cả các vùng sai số càng gần các điểm thực nghiệm càng tốt. Hiện hữu phương pháp toán học, cho phép vẽ một đường cong lý thuyết qua các điểm thực nghiệm theo một nghĩa nào đó cách tốt nhất. Khi vẽ biểu đồ "bằng mắt", nên sử dụng cảm giác trực quan của tổng bằng không của độ lệch dương và âm của các điểm so với đường cong được vẽ.

Trong trường hợp thứ hai, biểu đồ được xây dựng dựa trên kết quả tính toán và các giá trị tính toán được tìm thấy không chỉ đối với những điểm thu được trong thí nghiệm, mà còn với một bước nhất định trên toàn bộ diện tích đo để có được một đường cong mịn. . Vẽ trên giấy kẻ ô vuông, kết quả của các phép tính dưới dạng điểm là một mômen làm việc - sau khi vẽ đường cong lý thuyết, các điểm này sẽ bị xóa khỏi biểu đồ. Nếu công thức tính toán bao gồm một tham số thực nghiệm đã được xác định (hoặc đã biết trước đó), thì các phép tính được thực hiện với cả giá trị trung bình của tham số và với giá trị lớn nhất và nhỏ nhất (trong sai số) của nó. Trong trường hợp này, biểu đồ hiển thị đường cong thu được với giá trị trung bình của tham số và dải giới hạn bởi hai đường cong được tính toán cho giá trị lớn nhất và giá trị tối thiểu tham số.

Chúng ta sẽ xem xét các quy tắc xây dựng đồ thị trong ví dụ sau. Giả sử trong thí nghiệm người ta đã nghiên cứu quy luật chuyển động của một vật thể nào đó. Cơ thể chuyển động trên một đường thẳng và nhiệm vụ của thí nghiệm là đo quãng đường mà cơ thể di chuyển trong nhiều khoảng thời gian khác nhau. Sau khi thực hiện một số thí nghiệm nhất định và xử lý kết quả đo, người ta tìm ra giá trị trung bình của các đại lượng đo và sai số của chúng. Yêu cầu mô tả kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng dưới dạng đồ thị và tìm từ đồ thị , giả sử rằng chuyển động là đều.

Bàn. Sự phụ thuộc của đường đi của cơ thể vào thời gian

Vật lý trực quan cung cấp cho giáo viên cơ hội tìm ra những phương pháp giảng dạy thú vị và hiệu quả nhất, làm cho các lớp học trở nên thú vị và căng thẳng hơn.

Ưu điểm chính của vật lý trực quan là khả năng chứng minh các hiện tượng vật lý từ một góc nhìn rộng hơn và nghiên cứu toàn diện của chúng. Mỗi tác phẩm bao gồm một khối lượng lớn Tài liệu giáo dục, bao gồm từ các ngành vật lý khác nhau. Điều này cung cấp nhiều cơ hội để củng cố các kết nối liên ngành, để khái quát hóa và hệ thống hóa kiến thức lý thuyết.

Công việc tương tác trong vật lý nên được thực hiện trong lớp học dưới hình thức hội thảo khi giải thích tài liệu mới hoặc hoàn thành nghiên cứu về một chủ đề cụ thể. Một lựa chọn khác là thực hiện công việc ngoài giờ học, trong các bài học cá nhân, tùy chọn.

vật lý ảo(hoặc vật lý trực tuyến) là một hướng đi độc đáo mới trong hệ thống giáo dục. Không có gì bí mật khi 90% thông tin đến não của chúng ta thông qua dây thần kinh thị giác. Và không có gì đáng ngạc nhiên là cho đến khi một người tự nhìn thấy, anh ta sẽ không thể hiểu rõ ràng bản chất của một số hiện tượng vật lý. Vì vậy, quá trình học tập phải được hỗ trợ bởi các tài liệu trực quan. Và thật tuyệt vời khi bạn không chỉ có thể xem một bức tranh tĩnh mô tả một số hiện tượng vật lý mà còn có thể nhìn thấy hiện tượng này đang chuyển động. Tài nguyên này cho phép giáo viên thể hiện một cách dễ dàng và thoải mái không chỉ trực quan hoạt động của các định luật vật lý cơ bản mà còn giúp thực hiện các công việc trực tuyến trong phòng thí nghiệm vật lý trong hầu hết các phần của chương trình giáo dục phổ thông. Ví dụ, làm thế nào người ta có thể giải thích bằng lời nguyên tắc hành động p-n chuyển tiếp? Chỉ bằng cách cho trẻ xem hình ảnh động của quá trình này, mọi thứ ngay lập tức trở nên rõ ràng với trẻ. Hoặc bạn có thể thể hiện trực quan quá trình chuyển điện tử khi thủy tinh cọ xát với lụa, sau đó trẻ sẽ ít thắc mắc hơn về bản chất của hiện tượng này. Ngoài ra, giáo cụ trực quan bao gồm hầu hết các ngành của vật lý. Vì vậy, ví dụ, muốn giải thích cơ học? Làm ơn, đây là những hình ảnh động thể hiện định luật thứ hai của Newton, định luật bảo toàn động lượng trong quá trình va chạm của các vật thể, chuyển động của các vật thể theo hình tròn dưới tác dụng của trọng lực và tính đàn hồi, v.v. Nếu bạn muốn nghiên cứu phần quang học, không có gì dễ dàng hơn! Các thí nghiệm về đo độ dài của sóng ánh sáng bằng cách tử nhiễu xạ, quan sát quang phổ vạch phát xạ liên tục, quan sát giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng và nhiều thí nghiệm khác được thể hiện rõ ràng. Nhưng còn điện thì sao? Và phần này đã được cung cấp khá nhiều giáo cụ trực quan, chẳng hạn như thí nghiệm về việc nghiên cứu định luật Ôm cho mạch hoàn chỉnh, nghiên cứu dây dẫn hỗn hợp, cảm ứng điện từ, v.v.

Vì vậy, quá trình học tập từ “nghĩa vụ”, mà tất cả chúng ta đã quen thuộc, sẽ biến thành một trò chơi. Sẽ rất thú vị và thú vị khi một đứa trẻ nhìn vào các hình ảnh động của các hiện tượng vật lý, và điều này sẽ không chỉ đơn giản hóa mà còn đẩy nhanh quá trình học tập. Trong số những thứ khác, đứa trẻ có thể cho thêm thông tin so với hình thức đào tạo thông thường anh ta có thể thực hiện. Ngoài ra, nhiều hình ảnh động có thể thay thế hoàn toàn một số dụng cụ thí nghiệm, do đó, nó là lý tưởng cho nhiều trường học nông thôn, nơi không may là ngay cả điện kế của Brown cũng không phải lúc nào cũng được tìm thấy. Tôi có thể nói gì, nhiều thiết bị thậm chí không có trong các trường học bình thường ở các thành phố lớn. Có lẽ bằng cách đưa những giáo cụ trực quan như vậy vào chương trình giáo dục bắt buộc, sau khi tốt nghiệp, chúng tôi sẽ nhận được những người quan tâm đến vật lý, những người cuối cùng sẽ trở thành những nhà khoa học trẻ, một số người sẽ có thể có những khám phá tuyệt vời! Như vậy, kỷ nguyên khoa học của các nhà khoa học vĩ đại trong nước sẽ được hồi sinh và đất nước chúng ta sẽ lại, như trong Thời Xô Viết, sẽ tạo công nghệ độc đáođi trước thời đại của họ. Vì vậy, tôi nghĩ rằng cần phải phổ biến những nguồn tài liệu đó càng nhiều càng tốt, để báo cáo không chỉ cho giáo viên mà còn cho chính các em học sinh, vì nhiều em sẽ thích học. hiện tượng vật lý không chỉ ở các bài học ở trường, mà còn ở nhà khi rảnh rỗi, và trang web này mang đến cho họ một cơ hội như vậy! Vật lý trực tuyến nó thú vị, nhiều thông tin, trực quan và dễ tiếp cận!

Ưu điểm chính của vật lý trực quan là khả năng chứng minh các hiện tượng vật lý từ một góc nhìn rộng hơn và nghiên cứu toàn diện của chúng. Mỗi tác phẩm bao gồm một lượng lớn tài liệu giáo dục, bao gồm từ các ngành vật lý khác nhau. Điều này cung cấp nhiều cơ hội để củng cố các kết nối liên ngành, để khái quát hóa và hệ thống hóa kiến thức lý thuyết.

vật lý ảo(hoặc vật lý trực tuyến) là một hướng đi độc đáo mới trong hệ thống giáo dục. Không có gì bí mật khi 90% thông tin đến não của chúng ta thông qua dây thần kinh thị giác. Và không có gì đáng ngạc nhiên là cho đến khi một người tự nhìn thấy, anh ta sẽ không thể hiểu rõ ràng bản chất của một số hiện tượng vật lý. Vì vậy, quá trình học tập phải được hỗ trợ bởi các tài liệu trực quan. Và thật tuyệt vời khi bạn không chỉ có thể xem một bức tranh tĩnh mô tả một số hiện tượng vật lý mà còn có thể nhìn thấy hiện tượng này đang chuyển động. Tài nguyên này cho phép giáo viên thể hiện một cách dễ dàng và thoải mái không chỉ trực quan hoạt động của các định luật vật lý cơ bản mà còn giúp thực hiện các công việc trực tuyến trong phòng thí nghiệm vật lý trong hầu hết các phần của chương trình giáo dục phổ thông. Ví dụ, làm thế nào người ta có thể giải thích bằng lời về nguyên tắc hoạt động ngã ba p-n? Chỉ bằng cách cho trẻ xem hình ảnh động của quá trình này, mọi thứ ngay lập tức trở nên rõ ràng với trẻ. Hoặc bạn có thể thể hiện trực quan quá trình chuyển điện tử khi thủy tinh cọ xát với lụa, sau đó trẻ sẽ ít thắc mắc hơn về bản chất của hiện tượng này. Ngoài ra, giáo cụ trực quan bao gồm hầu hết các ngành của vật lý. Vì vậy, ví dụ, muốn giải thích cơ học? Làm ơn, đây là những hình ảnh động thể hiện định luật thứ hai của Newton, định luật bảo toàn động lượng trong quá trình va chạm của các vật thể, chuyển động của các vật thể theo hình tròn dưới tác dụng của trọng lực và tính đàn hồi, v.v. Nếu bạn muốn nghiên cứu phần quang học, không có gì dễ dàng hơn! Các thí nghiệm về đo độ dài của sóng ánh sáng bằng cách tử nhiễu xạ, quan sát quang phổ vạch phát xạ liên tục, quan sát giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng và nhiều thí nghiệm khác được thể hiện rõ ràng. Nhưng còn điện thì sao? Và phần này đã được cung cấp khá nhiều giáo cụ trực quan, chẳng hạn như thí nghiệm về việc nghiên cứu định luật Ôm cho mạch hoàn chỉnh, nghiên cứu dây dẫn hỗn hợp, cảm ứng điện từ, v.v.

Vì vậy, quá trình học tập từ “nghĩa vụ”, mà tất cả chúng ta đã quen thuộc, sẽ biến thành một trò chơi. Sẽ rất thú vị và thú vị khi một đứa trẻ nhìn vào các hình ảnh động của các hiện tượng vật lý, và điều này sẽ không chỉ đơn giản hóa mà còn đẩy nhanh quá trình học tập. Trong số những thứ khác, đứa trẻ có thể cung cấp nhiều thông tin hơn những gì chúng có thể nhận được trong hình thức giáo dục thông thường. Ngoài ra, nhiều hình ảnh động có thể thay thế hoàn toàn một số dụng cụ thí nghiệm, do đó, nó là lý tưởng cho nhiều trường học nông thôn, nơi không may là ngay cả điện kế của Brown cũng không phải lúc nào cũng được tìm thấy. Tôi có thể nói gì, nhiều thiết bị thậm chí không có trong các trường học bình thường ở các thành phố lớn. Có lẽ bằng cách đưa những giáo cụ trực quan như vậy vào chương trình giáo dục bắt buộc, sau khi tốt nghiệp, chúng tôi sẽ nhận được những người quan tâm đến vật lý, những người cuối cùng sẽ trở thành những nhà khoa học trẻ, một số người sẽ có thể có những khám phá tuyệt vời! Như vậy, kỷ nguyên khoa học của các nhà khoa học vĩ đại trong nước sẽ được hồi sinh và đất nước của chúng ta, giống như thời Liên Xô, sẽ lại tạo ra những công nghệ độc đáo đi trước thời đại. Vì vậy, tôi nghĩ rằng cần phải phổ biến những nguồn tài liệu đó càng nhiều càng tốt, để báo cáo không chỉ cho giáo viên mà còn cho chính các em học sinh, vì nhiều em sẽ thích học. hiện tượng vật lý không chỉ ở các bài học ở trường, mà còn ở nhà khi rảnh rỗi, và trang web này mang đến cho họ một cơ hội như vậy! Vật lý trực tuyến nó thú vị, nhiều thông tin, trực quan và dễ tiếp cận!

Phòng thí nghiệm ảo làm việc trong vật lý.

Một vị trí quan trọng trong việc hình thành năng lực nghiên cứu của học sinh trong các bài học vật lý được trao cho thí nghiệm biểu diễn và công việc phòng thí nghiệm trực diện. Thí nghiệm vật lý trong các bài học vật lý hình thành cho học sinh những ý tưởng đã tích lũy trước đó về các hiện tượng và quá trình vật lý, bổ sung và mở rộng tầm nhìn của học sinh. Trong quá trình thí nghiệm do học sinh tự thực hiện trong quá trình làm việc trong phòng thí nghiệm, các em học các quy luật của hiện tượng vật lý, làm quen với các phương pháp nghiên cứu của mình, học cách làm việc với các thiết bị và lắp đặt vật lý, tức là các em học cách tiếp thu một cách độc lập. kiến thức trong thực tế. Như vậy, khi tiến hành một thí nghiệm vật lý, học sinh phát triển được năng lực nghiên cứu.

Nhưng để tiến hành một thí nghiệm vật lý chính thức, cả biểu diễn và trực diện, cần phải có đủ thiết bị thích hợp. Hiện tại, các phòng thí nghiệm vật lý của trường học chưa được trang bị đầy đủ các dụng cụ vật lý và đồ dùng trực quan để trình diễn và làm việc trong phòng thí nghiệm trực diện. Các thiết bị hiện có không chỉ rơi vào tình trạng hư hỏng mà còn lỗi thời.

Nhưng ngay cả khi phòng thí nghiệm vật lý được trang bị đầy đủ các dụng cụ cần thiết, thì một thí nghiệm thực tế cũng cần rất nhiều thời gian để chuẩn bị và tiến hành. Đồng thời, do sai số đo lường đáng kể, thời gian làm bài hạn chế nên thí nghiệm thực thường không thể là nguồn cung cấp kiến thức về các quy luật vật lý, vì các mẫu được tiết lộ chỉ là gần đúng, sai số tính đúng thường vượt quá giá trị đo được. Chính họ. Vì vậy, rất khó để tiến hành một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm chính thức về vật lý với các nguồn tài liệu sẵn có trong trường học.

Học sinh không thể hình dung một số hiện tượng của vũ trụ vĩ mô và mô hình thu nhỏ, vì các hiện tượng riêng lẻ được học trong môn vật lý trung học phổ thông không thể quan sát được trong đời thực và thậm chí còn hơn thế nữa, để tái tạo bằng thực nghiệm trong phòng thí nghiệm vật lý, ví dụ, các hiện tượng vật lý nguyên tử và hạt nhân, v.v.

Việc thực hiện các nhiệm vụ thí nghiệm riêng lẻ trong lớp học trên thiết bị hiện có xảy ra với các thông số nhất định được chỉ định, không thể thay đổi. Về mặt này, không thể vạch hết được tính quy luật của các hiện tượng đã học, điều này còn ảnh hưởng đến trình độ hiểu biết của học sinh.

Và cuối cùng, không thể dạy học sinh tự thu nhận kiến thức vật lý, tức là không thể hình thành năng lực nghiên cứu mà chỉ sử dụng các công nghệ dạy học truyền thống. Sống trong thế giới thông tin, không thể thực hiện quá trình học tập mà không sử dụng công nghệ thông tin. Và theo quan điểm của chúng tôi, có những lý do cho điều này:

nhiệm vụ chinh giáo dục ở khoảnh khắc này- sự hình thành kĩ năng và năng lực tự chiếm lĩnh tri thức của học sinh. Công nghệ thông tin làm cho điều này trở nên khả thi.

Không có gì bí mật khi hiện nay học sinh không còn hứng thú với việc học, đặc biệt là học vật lý. Và việc sử dụng máy tính tăng lên và kích thích hứng thú tiếp thu kiến thức mới của học sinh.

Mỗi học sinh là cá nhân. Và việc sử dụng máy tính trong giảng dạy cho phép bạn xem xét các đặc điểm cá nhân của học sinh, cho sự lựa chọn lớn học sinh tự lựa chọn tốc độ nghiên cứu tài liệu, củng cố và đánh giá của riêng mình. Đánh giá kết quả làm chủ đề của học sinh thông qua việc thực hiện các bài kiểm tra trên máy tính xóa bỏ thái độ cá nhân của giáo viên đối với học sinh.

Về vấn đề này, một ý tưởng xuất hiện: công nghệ thông tin trong lớp học về vật lý, cụ thể là trong việc thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm.

Nếu chúng ta thực hiện một thí nghiệm vật lý và công việc trong phòng thí nghiệm trực tiếp bằng cách sử dụng các mô hình ảo bằng máy tính, thì chúng ta có thể bù đắp cho việc thiếu thiết bị trong phòng thí nghiệm vật lý của trường và do đó, dạy học sinh có được kiến thức vật lý một cách độc lập trong quá trình vật lý thử nghiệm trên các mô hình ảo, nghĩa là cơ hội thực sự hình thành năng lực nghiên cứu cần thiết ở học sinh và nâng cao trình độ học vấn vật lý của học sinh.

Ứng dụng công nghệ máy tính trong các bài học vật lý cho phép hình thành các kỹ năng thực hành theo cách mà môi trường ảo của máy tính cho phép bạn nhanh chóng sửa đổi cài đặt của thí nghiệm, điều này cung cấp sự thay đổi đáng kể của kết quả và điều này làm phong phú đáng kể việc thực hành của học sinh thực hiện các phép toán logic phân tích và xây dựng kết luận về kết quả của thí nghiệm. Ngoài ra, bạn có thể kiểm tra nhiều lần với các tham số thay đổi, lưu kết quả và quay lại việc học của mình trong thời gian thuận tiện. Ngoài ra, một số lượng lớn các thử nghiệm có thể được thực hiện trong phiên bản máy tính. Làm việc với các mô hình này mở ra cơ hội nhận thức tuyệt vời cho sinh viên, khiến họ không chỉ là người quan sát mà còn là người tham gia tích cực vào các thí nghiệm.

Một điểm tích cực nữa là máy tính cung cấp sự độc đáo, không thể hiện thực hóa trong thí nghiệm vật lý thực, khả năng hình dung không hiện tượng thực tế bản chất, nhưng nó được đơn giản hóa Mô hình lý thuyết, cho phép bạn nhanh chóng và hiệu quả tìm thấy các quy luật vật lý chính của hiện tượng được quan sát. Ngoài ra, học sinh có thể quan sát việc xây dựng các mẫu đồ họa tương ứng đồng thời với quá trình thí nghiệm. Cách hiển thị kết quả mô phỏng bằng đồ họa giúp sinh viên dễ dàng đồng hóa lượng lớn thông tin nhận được. Các mô hình như vậy có giá trị đặc biệt, vì thông thường, học sinh gặp khó khăn đáng kể trong việc xây dựng và đọc đồ thị. Cũng cần lưu ý rằng không phải học sinh nào cũng có thể tưởng tượng được tất cả các quá trình, hiện tượng, thí nghiệm lịch sử trong vật lý nếu không có sự trợ giúp của các mô hình ảo (ví dụ, sự khuếch tán trong chất khí, chu trình Carnot, hiện tượng hiệu ứng quang điện, năng lượng liên kết của các hạt nhân, v.v.). Các mô hình tương tác cho phép học sinh nhìn thấy các quy trình ở dạng đơn giản hóa, tưởng tượng ra các sơ đồ cài đặt, để thực hiện các thí nghiệm thường không thể thực hiện được trong cuộc sống thực.

Tất cả các công việc trong phòng thí nghiệm máy tính được thực hiện theo sơ đồ cổ điển:

Sự phát triển lý thuyết của vật liệu;

Nghiên cứu thiết lập phòng thí nghiệm máy tính đã hoàn thiện hoặc tạo mô hình thiết lập phòng thí nghiệm thực trên máy tính;

Thực hiện các nghiên cứu thử nghiệm;

Xử lý kết quả thí nghiệm trên máy tính.

Theo quy định, thiết lập phòng thí nghiệm máy tính là một mô hình máy tính của một thiết lập thí nghiệm thực, được thực hiện bằng đồ họa máy tính và mô phỏng máy tính. Trong một số tác phẩm, chỉ có một sơ đồ về thiết lập phòng thí nghiệm và các yếu tố của nó. Trong trường hợp này, thiết lập phòng thí nghiệm phải được lắp ráp trên máy tính trước khi bắt đầu phòng thí nghiệm. Việc thực hiện các nghiên cứu thử nghiệm là một sự tương tự trực tiếp của một thử nghiệm trên một cơ sở vật lý thực. Trong trường hợp này, quá trình vật lý thực được mô phỏng trên máy tính.

Các tính năng của EOR «Vật lý. Điện. Phòng thí nghiệm ảo.

Hiện nay, có khá nhiều công cụ học tập điện tử trong đó có sự phát triển của công việc thí nghiệm ảo. Trong công việc của mình, chúng tôi đã sử dụng công cụ học tập điện tử “Vật lý. Điện. Phòng thí nghiệm ảo»(Sau đây gọi là - ESO được thiết kế để hỗ trợ quá trình giáo dục về chủ đề "Điện học" trong giáo dục phổ thông cơ sở giáo dục(Hình 1).

Hình 1 ESP.

Sách hướng dẫn này được tạo ra bởi một nhóm các nhà khoa học Polotsky đại học tiểu bang. Có một số lợi thế khi sử dụng ESP này.

Dễ dàng cài đặt các chương trình.

Giao diện người dùng đơn giản.

Thiết bị, hoàn toàn sao chép những cái thật.

Một số lượng lớn các thiết bị.

Tất cả các quy tắc thực sự để làm việc với các mạch điện được quan sát.

Khả năng giữ đủ một số lượng lớn phòng thí nghiệm làm việc trong các điều kiện khác nhau.

Khả năng tiến hành công việc, bao gồm cả việc chứng minh những hậu quả không thể đạt được hoặc không mong muốn trong một thí nghiệm toàn quy mô (cháy cầu chì, bóng đèn, thiết bị đo điện; thay đổi cực tính khi bật thiết bị, v.v. ).

Khả năng thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm không phải trong một cơ sở giáo dục.

Thông tin chung

ESE được thiết kế để cung cấp hỗ trợ máy tính cho việc giảng dạy chủ đề "vật lý". mục tiêu chính tạo, phổ biến và áp dụng ESE - nâng cao chất lượng giáo dục thông qua việc sử dụng hiệu quả, có phương pháp và hệ thống cho tất cả những người tham gia quá trình giáo dụcở các giai đoạn học tập khác nhau.

Các tài liệu đào tạo trong ESS này đáp ứng các yêu cầu chương trình giáo dục Trong vật lý. Cơ sở của tài liệu giáo dục của ESE này sẽ là tài liệu của sách giáo khoa vật lý hiện đại cũng như vật liệu giáo khoađể thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu thực nghiệm.

Bộ máy khái niệm được sử dụng trong ESE đã phát triển dựa trên tài liệu giáo dục của sách giáo khoa vật lý hiện có, cũng như những tài liệu được khuyến nghị sử dụng trong Trung học phổ thông sách tham khảo về vật lý.

Phòng thí nghiệm ảo được thực hiện như một ứng dụng hệ điều hành riêng biệtcác cửa sổ.

ESP này cho phép bạn tiến hành công việc trực tiếp trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng các mô hình ảo của các dụng cụ và thiết bị thực (Hình 2).

Hình 2 Thiết bị.

Các thí nghiệm trình diễn tạo cơ hội để hiển thị và giải thích kết quả của những hành động không thể hoặc không mong muốn thực hiện trong điều kiện thực tế (Hình 3).

Hình 3 Kết quả không mong muốn của thử nghiệm.

Khả năng tổ chức công việc cá nhân, khi học sinh có thể thiết lập các thí nghiệm một cách độc lập, cũng như lặp lại trải nghiệm bên ngoài bài học, ví dụ, trên máy tính ở nhà.

Bổ nhiệm ESO

ESP là một công cụ máy tính được sử dụng trong giảng dạy vật lý, cần thiết để giải quyết các vấn đề giáo dục và sư phạm.

ESE có thể được sử dụng để cung cấp hỗ trợ máy tính cho việc giảng dạy chủ đề "vật lý".

Thành phần của ESE bao gồm 8 công trình thí nghiệm về phần "Điện" của môn học vật lý được học ở các lớp VIII và XI của trường trung học phổ thông.

Với sự trợ giúp của ESE, các nhiệm vụ chính của việc cung cấp hỗ trợ máy tính cho các giai đoạn sau của hoạt động giáo dục được giải quyết:

Giải thích về tài liệu giáo dục,

Sự củng cố và lặp lại của nó;

Tổ chức hoạt động nhận thức độc lập của học sinh;

Chẩn đoán và sửa chữa những lỗ hổng trong kiến thức;

Kiểm soát trung gian và cuối cùng.

ESP có thể được sử dụng như phương thuốc hiệu quả hình thành kỹ năng và năng lực thực hành ở học sinh trong các hình thức tổ chức hoạt động giáo dục sau đây:

Để thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm (mục đích chính);

Là một phương tiện để tổ chức một thí nghiệm trình diễn, bao gồm cả để chứng minh những hậu quả không thể đạt được hoặc không mong muốn trong một thí nghiệm toàn quy mô (cháy cầu chì, bóng đèn, thiết bị đo điện; thay đổi cực tính khi bật thiết bị, vân vân.)

Khi giải các bài toán thực nghiệm;

Đối với việc tổ chức các công việc giáo dục và nghiên cứu của học sinh, giải quyết các vấn đề sáng tạo sau giờ học, kể cả ở nhà.

ESP cũng có thể được sử dụng trong các cuộc trình diễn, thí nghiệm và nghiên cứu thực nghiệm ảo sau đây: nguồn hiện tại; ampe kế, vôn kế; nghiên cứu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế trong đoạn mạch; nghiên cứu về sự phụ thuộc của cường độ hiện tại trong bộ lưu biến vào chiều dài của bộ phận làm việc của nó; nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở của dây dẫn vào chiều dài, diện tích mặt cắt ngang và loại chất của chúng; thiết bị và hoạt động của máy lưu biến; mắc nối tiếp và song song của dây dẫn; xác định công suất tiêu thụ của lò sưởi điện; cầu chì.

Về âm lượng bộ nhớ truy cập tạm thời: 1 GB;

tần số bộ xử lý từ 1100 MHz;

bộ nhớ đĩa - 1 GB dung lượng đĩa trống;

các chức năng trong hệ điều hànhcác cửa sổ 98 / NT / 2000 / XP / Vista;

trong hệ điều hành dolổnvi được cài đặt trình duyệtCÔnhà thám hiểm 6.0/7.0;

để thuận tiện cho người dùng nơi làm việc phải trang bị chuột, màn hình có độ phân giải 1024x 768 trở lên;

khả dụng thiết bịđọc hiểuđĩa CD/ đĩa DVDđĩa để cài đặt ESP.