МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, молодЕЖИ И спортА
УКРАИНЫ
УКРАИНСКАЯ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра физики, теоретической и общей электротехники
Физика
«КВАНТОВАЯ ОПТИКА. АТОМНАЯ ФИЗИКА. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА»
Методические указания к лабораторным работам А1 – А5
Для иностранных студентов дневной и заочной форм обучения
Всех специальностей
|
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа А-1.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ В ЗАКОНАХ
СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА И ВИНА С ПОМОЩЬЮ
ОПТИЧЕСКОГО ПИРОМЕТРА………………………..................................4
Лабораторная работа А-2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА…….……………………........8
Лабораторная работа А-3
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЛЕНОВОГО
ВЫПРЯМИТЕЛЯ………………...…………………………………….........12
Лабораторная работа А-4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРО-ВОДНИКА С ПОМОЩЬЮ МОСТИКОВОЙ СХЕМЫ…………...............16
Лабораторная работа А-5
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЙ……………...............23
Лабораторная работа А-1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ В ЗАКОНАХ СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА И ВИНА С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО
ПИРОМЕТРА
Цель работы
Изучение работы оптического пирометра с исчезающей нитью и измерение с его помощью температуры нагретого тела. Определение постоянной Стефана-Больцмана и постоянной в законе смещения Вина.
Вопросы для самопроверки
1. Что называется абсолютно черным телом?
2. Сформулировать закон излучения абсолютно черного тела.
3. Какую температуру можно непосредственно измерять пирометром?
4. В чем различие между яркостной и термодинамической температурами?
5. Дать определение энергетической светимости.
6. Дать определение испускательной и поглощательной способности.
7. Каков физический смысл коэффициента в формуле (1.4)?
8. Каков физический смысл постоянной в законе смещения Вина?
9. Объяснить устройство и принцип работы оптического пирометра.
Оформление отчета
Отчет должен содержать следующие данные: цель работы, схему установки (см. Рис. 1.1 и Рис. 1.2), заполненную таблицу 1.1, расчет постоянных в законах Стефана-Больцмана и Вина, расчет погрешности измерений, выводы по работе.
Литература: [1], с. 310 – 314; [2], с. 7 – 16, 27 – 31.
Лабораторная работа А-2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА
Цель работы
Определение постоянной Планка при помощи фотоэффекта.
Описание установки
Вопросы для самопроверки
1. В чем заключается явление фотоэффекта?
2. Что такое работа выхода?
3. Указать единицы измерения работы выхода?
4. Записать и объяснить уравнение Эйнштейна.
5. Дать определение красной границы фотоэффекта.
6. Вывести формулу для определения постоянной Планка.
Оформление отчета
Отчет должен содержать следующие данные: цель работы, основные положения, схему установки (см. Рис. 2.1), заполненную таблицу 2.1, расчет постоянной Планка, выводы по работе.
Литература: [1], с. 316 – 321; [2], с. 35 – 40.
Лабораторная работа А-3
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЛЕНОВОГО
ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Цель работы
Изучение характеристик селенового выпрямителя.
Вопросы для самопроверки
1. Назвать виды проводимости у полупроводников.
2. Как влияет изменение температуры на проводимость полупроводника? Нарисовать график этой зависимости.
3. Объяснить устройство селенового выпрямителя.
4. Что называется коэффициентом выпрямления?
5. При каких условиях возникает запирающий слой?
6. Применим ли к контактным выпрямителям закон Ома?
7. Каковы преимущества полупроводниковых диодов?
Оформление отчета
Отчет должен содержать следующие данные: цель работы, основные положения, схему установки (см. Рис. 3.7), заполненные таблицы 3.1, 3.2, графики вольт-амперной характеристики прямого и обратного токов , коэффициента выпрямления и зависимости сопротивления селенового выпрямителя от напряжения , выводы по работе.
Литература: [1], с. 370 – 379; [2], с. 197 – 210, 220 – 225.
Лабораторная работа А-4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА С ПОМОЩЬЮ МОСТИКОВОЙ СХЕМЫ
Цель работы
Определение ширины запрещенной зоны полупроводника-термистора с помощью мостиковой схемы.
Вопросы для самопроверки
1. Какие вещества называются полупроводниками?
2. В чем различия между металлами, полупроводниками и диэлектриками согласно зонной теории?
3. Как изменяется сопротивление металлов и полупроводников с изменением температуры?
4. Как влияют примеси на характер проводимости полупроводника?
5. Что называется термистором? Где они применяются? Нарисовать схему.
6. Что такое равновесие моста?
Оформление отчета
Отчет должен содержать следующие данные: цель работы, основные положения, схему установки (см. Рис. 4.8), заполненную таблицу 4.1, график зависимости , расчет ширины запрещенной зоны полупроводника, выводы по работе.
Литература: [1], с. 370 – 376; [2], с. 197 – 206.
Лабораторная работа А-5
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЙ
Цель работы
Изучение термосопротивления, снятие вольт-амперной характеристики термистора.
Вопросы для самопроверки
1. Как зависит сопротивление полупроводников и металлов от температуры?
2. Дать объяснение проводимости металлов и полупроводников с точки зрения зонной теории электропроводности.
3. Назвать виды проводимости полупроводников.
Оформление отчета
Отчет должен содержать: цель работы; схему установки (см. Рис. 5.4), таблицу результатов измерений; вольтамперную характеристику термистора и зависимость тока в цепи от подаваемого на схему напряжения, выводы по работе.
Литература: [1], с. 370 – 373; [2], с. 200 – 206.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шкилько А.М., Рудакова Г.А. Физика: Учебное пособие. Харьков, УИПА, 2005, - 428 с., 249 ил.
2. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Фізика атомного ядра и элементарных частиц: Учебное пособие. – М.: Наука, 1989. -304 с.
ДЛЯ ЗАМЕТОК
Учебное издание
Физика
«КВАНТОВАЯ ОПТИКА. АТОМНАЯ ФИЗИКА. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА»
Методические указания к лабораторным работам А1 –А5
Для иностранных студентов дневной и заочной форм обучения
Всех специальностей
Руденко Дмитрий Васильевич
Шуринова Елена Владимировна
Компанеец Игорь Валериевич
Ответственный за выпуск: пр. проф. Шкилько А.М.
Формат 60х84 1/16. Усл. печ. лист. 1.75 Тираж 100 экз.
Ó Украинская инженерно-педагогическая академия
61003, г. Харьков, ул. Университетская, 16, тел. 733-79-79