1.1-02. Законы Ньютона.

Данная работа посвящена экспериментальной проверке законов Ньютона - важнейших законов классической механики. В данной работе вы проведете серию экспериментов по исследованию прямолинейного равномерного и равноускоренного движения тел на воздушном треке. Познакомитесь с методами описания процесса движения и его регистрации, а также познакомитесь с методами математического анализа результатов эксперимента. Полученные в опыте данные вы сравните с теоретическим описанием на основе законов Ньютона, и в результате сделаете выводы об их применимости для описания движения тел.

Теоретический минимум: система отсчёта, траектории, путь, равномерное прямолинейное движение, скорость, мгновенная скорость, средняя скорость, ускорение, прямолинейное равноускоренное движение, ускорение свободного падения, сила, сила тяжести, сила трения, первый закон Ньютона, инерциальная система отсчёта, неинерциальная система отсчёта, второй закон Ньютона, масса, принцип суперпозиции сил, равнодействующая сила.

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 9, 10 классов.

 

1.1-03. Законы сохранения импульса и энергии.

Данная работа посвящена экспериментальной проверке законов сохранения импульса и энергии - фундаментальных законов физики. В данной работе рассматривается частный случай этих законов, описывающий движение тел и их взаимодействие в рамках классической механики. В данной работе вы проведете серию экспериментов по исследованию прямолинейного движения тел на воздушном треке при наличии и отсутствии внешних воздействий, а также исследуете процессы столкновения нескольких тел. Вы узнаете, как описать движение тел и их взаимодействие, использовав такие теоретические понятия как импульс и энергия. На основе полученных экспериментальных данных вы сделаете выводы о применимости законов сохранения импульса и полной механической энергии тел при их движении и взаимодействии.

Теоретический минимум: система отсчёта, траектории, путь, равномерное прямолинейное движение, скорость, мгновенная скорость, средняя скорость, ускорение, прямолинейное равноускоренное движение, ускорение свободного падения, сила, сила тяжести, сила трения, первый закон Ньютона, инерциальная система отсчёта, неинерциальная система отсчёта, второй закон Ньютона, масса, принцип суперпозиции сил, равнодействующая сила, импульс, закон сохранения импульса, кинетическая энергия, закон сохранения кинетической энергии, упругое столкновение, неупругое столкновение.

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 9, 10 классов.

 

1.3-02. Гармонические колебания. Пружинный маятник.

В данной работе Вы изучите гармонические колебания на примере пружинного маятника. Измерив периоды собственных колебаний пружинного маятника, найдёте коэффициенты жёсткости нескольких пружин, проверите зависимость периода и частоты колебаний от массы груза и коэффициента жёсткости пружины. В дополнительном задании Вы проверите формулы для жёсткости систем пружин при последовательном и параллельном соединении.

Теоретический минимум: закон Гука, деформация, упругая деформация, коэффициент упругости (жёсткости), сила упругости, сила тяжести, второй закон Ньютона, ускорение, свободные колебания, гармонические колебания, частота колебаний, циклическая (круговая) частота колебаний, собственная частота, период колебаний.

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов.

1.3-04. Затухающие и вынужденные колебания, резонанс. Маятник Поля.

Выбрав данную лабораторную работу в качестве исследования, у Вас будет возможность изучить свободные затухающие колебания, определить амплитудно-частотные характеристики вынужденных механических колебаний, а также быть свидетелем такого явления, как резонанс на примере крутильного маятника Поля.

Теоретический минимум: колебания, механические колебания, внутренние силы, внешние силы, свободные колебания, гармонические колебания, амплитуда, период, частота, циклическая (круговая) частота, собственная частота, фаза, затухающие колебания, вынужденные колебания, резонанс, маятник Поля.

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов.

1.4-02. Измерение скорости звука. Трубка Кундта.

Данная лабораторная работа посвящена измерению скорости звука в газах при помощи трубки Кундта. При определенной частоте и амплитуде напряжения, подаваемого на динамик, в трубе возникает звучание, громкость которого зависит от положения поршня. При медленном перемещении поршня от динамика Вы заметите, что громкость периодически возрастает и падает.  У Вас будет возможность «увидеть» стоячую акустическую волну.

Теоретический минимум: скорость звука, волна, длина волны, частота, колебания, период, скорость, продольная волна, поперечная волна, стоячие волны, амплитуда, пучность, узел.

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 9 классов.

2.1-07. Двигатель Стирлинга.

Двигатель Стирлинга является частным случаем теплового двигателя - двигателя, превращающего тепловую энергию в механическую. Выполняя данную лабораторную работу, юные экспериментаторы имеют возможность ознакомиться с 1-м и 2-м началом термодинамики, наглядно увидеть протекание основных термодинамических процессов, а также понять принцип работы тепловых машин, который является единым для всех тепловых двигателей.

Теоретический минимум: температура, внутренняя энергия, теплопроводность, количество теплоты, удельная теплоёмкость, молекулярно-кинетическая теория, закон сохранения и превращения энергии, первый закон термодинамики, второй закон термодинамики, работа, тепловой двигатель,  кпд (коэффициент полезного действия) теплового двигателя, цикл Карно, термодинамическая система, изолированная система, изотермический процесс, изобарный процесс, изохорный процесс, адиабатный процесс, уравнение теплового баланса, нагреватель, холодильник.

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 10 классов.

3.2-05. Вольт-амперные характеристики элементов электрических цепей (резистор, лампа накаливания, диод, светодиод).

Получение характерных зависимостей тока, проходящего через элемент электрической цепи от подаваемого на него напряжения для резистора, лампы накаливания, диода.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

3.3-03. Кривая зарядки конденсатора.

Цель данной работы – экспериментальная проверка теории, описывающей временные зависимости в процессе зарядки и разрядки конденсатора. Для её достижения вам предстоит собрать электрическую схему, позволяющую заряжать от источника постоянного напряжения и разряжать конденсатор, регистрируя временную зависимость тока при помощи амперметра и секундомера.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

3.3-06. Трансформатор.

Данная работа позволяет подробно изучить работу электротрансформатора. Вам предстоит собрать схему и исследовать работу трансформатора в трех основных режимах: режим холостого хода, режим короткого замыкания и режим работы под нагрузкой, варьируя входное напряжение, число витков в катушках и тип сердечника и сравнивая полученный результат с теоретическим расчетом.  

Теоретический минимум: трансформатор, первичная и вторичная обмотка, сердечник, коэффициент трансформации, повышающий трансформатор, понижающий трансформатор, ток, напряжение, сопротивление, мощность, переменное напряжение, индуктивность, магнитное поле, магнитный поток, закон электромагнитной индукции, закон Фарадея, токи Фуко, электрическая схема, режим холостого хода, режим короткого замыкания, рабочий режим трансформатора.

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 9 классов.

3.4-04. Магнитное поле Земли.

В этой работе вы экспериментально определите элементы земного магнитного поля: склонение, наклонение и числовое значение горизонтальной составляющей, которые полностью характеризуют магнитное поле Земли в данном месте.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

3.4-08. Сила Лоренца. Определение удельного заряда электрона.

Настоящая работа посвящена исследованию движения электрона в магнитном поле. Вам предстоит наглядно убедиться в том, что, попадая в однородное магнитное поле, направленное ортогонально вектору скорости, благодаря действию силы Лоренца электрон начнет двигаться по круговой траектории. Наглядно, поскольку, наша экспериментальная установка позволяет визуально наблюдать траекторию движения пучка электронов, создаваемого электронной пушкой в колбе, наполненной неоном. Измерение основных параметров, дополненное теоретической моделью эксперимента, позволит вам определить одну из базовых физических констант – удельный заряд электрона (отношение заряда электрона к его массе).

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

4.3-01. Оптические спектры и спектральные приборы. Спектры различных источников света.

Данная лабораторная работа позволяет на практике познакомиться с явлением разложения видимого света при помощи простых оптических приборов: призмы и дифракционной решетки. Обсуждается природа наблюдаемого явления, изучаются различия сплошного и линейчатого спектров. Исследуются спектры наиболее распространенных источников света ( лампа накаливания, люминесцентная лампа, светодиод).

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 9 классов.

4.3-02. Спектроскопические методы исследования состава вещества. Спектр газового разряда.

В этой работе у вас есть возможность познакомиться с физическими процессами, лежащими в основе работы газоразрядных источников света. Вам предстоит освоить работу простейшего дифракционного спектрального прибора, произвести его градуировку и экспериментально исследовать спектры различных газоразрядных ламп. Анализ проведенных измерений должен позволить вам в полной мере познать природу возникновения линейчатого спектра и понять основные принципы спектрального анализа.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов.

5.2-01. Изучение формирования излучения рентгеновской трубки.

Работа состоит в знакомстве с принципами работы классического источника рентгеновского излучения - рентгеновской трубки. Для этого предлагается использовать явление брэгговской дифракции на монокристалле. В данной работе вы узнаете, что такое тормозное и характеристическое рентгеновское излучение и как его можно разложить в спектр.

 Теоретический минимум: .

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов (старше 16 лет).

5.2-02. Брэгговская дифракция: определение параметра решетки неизвестного монокристалла.

Работа состоит в более близком знакомстве с явлением брэгговской дифракции. Вы познакомитесь с фундаментальными принципами работы со спектральной техникой на простом примере дифракции на монокристалле из поваренной соли NaCl. Вы узнаете, как влияет межплоскостное расстояние в монокристалле на спектральное разрешение и научитесь определять межплоскостное расстояние в неизвестном монокристалле.

 Теоретический минимум: .

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов (старше 16 лет).

5.2-03. Неупругое рассеяние рентгеновских лучей. Эффект Комптона.

В данной работе вы повторите исторический опыт Артура Комптона и самостоятельно откроете неупругое (с изменением длины волны) рассеяние рентгеновских лучей на легких атомах. Вы узнаете, как комптоновское рассеяние зависит от угла рассеяния, и сможете самостоятельно измерить комптоновскую длину волны электрона.

Теоретический минимум: .

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов (старше 16 лет).

5.2-04. Изучение поглощения рентгеновских лучей.

Работа состоит в знакомстве с явлением поглощения рентгеновских лучей различными материалами от углерода до серебра. Вы узнаете, что такое истинное фотопоглощение, как оно зависит от толщины поглотителя, почему серебро поглощает рентгеновские лучи сильнее, чем алюминий и много другого.

 Теоретический минимум: .

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов (старше 16 лет).

5.2-05. Рентгеновская томография.

Вы поймете, как с помощью рентгеновских лучей можно просветить предмет насквозь и увидеть то, что скрыто и нельзя увидеть глазом. Вы научитесь получать 3D-изображения предметов и их составных частей, скрытых внутри оболочки: пуля в деревянном бруске, лягушка в пенопластовом футляре и др. Можно изучать свои собственные предметы.

Теоретический минимум: .

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов (старше 16 лет).