F3240 – Fyzikální praktikum 2
Seznam úloh a úkolů v podzimním semestru školního roku 2010/11
Návody k úlohám jsou na http://www.physics.muni.cz/ufkl/Vyuka
1. Studium elektromagnetické indukce.
a) Změřte závislost amplitudy a šířky napěťového pulsu indukovaného v cívce na úhlové
amplitudě kmitů.
b) Pro několik hodnot zatěžovacího odporu sledujte tlumení kmitavého pohybu magnetu a určete
časovou závislost amplitudy kmitů.
2. Charakteristiky nelineárních prvků. Princip zesilovače napětí.
a) Změřte výstupní charakteristiky unipolárního tranzistoru pro pět hodnot napětí na hradle.
b) Změřte převodní charakteristiku pro jednu hodnotu napětí na kolektoru.
c) V zadaném pracovním bodě určete strmost, vnitřní odpor a zesilovací činitel tranzistoru
a ověřte platnost Barkhausenovy rovnice.
d) Pro zadaný zatěžovací odpor, napětí zdroje a pracovní bod určete dynamickou strmost
a napěťové zesílení. Řešte graficky i početně a porovnejte výsledky.
e) Napěťové zesílení změřte na zesilovači.
3. Rozložení potenciálu v elektrostatickém poli. [1] str. 68.
a) Určete rozložení ekvipotenciálních čar v elektrostatické čočce.
b) Určete rozložení ekvipotenciálních čar v okolí dvouvodičového vedení tvořeném
rovnoběžnými válcovými vodiči.
c) Nakreslete průběh dráhy elektronu v elektrostatické čočce.
d) Ověřte výpočtem experimentálně zjištěné rozložení ekvipotenciálních čar elektrostatického
pole v okolí dvouvodičového vedení.
4. Měření horizontální složky intenzity geomagnetického pole. [1] str. 120.
a) Změřte Hz Gaussovou metodou pomocí magnetometru pro tři vzdálenosti pomocného magnetu
od buzoly.
b) Změřte Hz tangentovou buzolou (nejméně pro 10 hodnot proudu). Obě naměřené hodnoty
porovnejte s tabelovanou hodnotou.
c) Určete magnetický moment M pomocného magnetu.
5. Měření odporu, indukčnosti a vzájemné indukčnosti můstkovými metodami.[1] str. 53, 63.
a) Wheatstoneovým mostem změřte hodnoty odporů dvou rezistorů, jejich sériového
a paralelního zapojení a ověřte platnost vztahů pro sériové a paralelní zapojení odporů. Určete
citlivost můstku.
b) Pomocí střídavého můstku a normálu indukčnosti určete indukčnost dvou cívek a jejich
vzájemnou indukčnost.
6. Teplotní závislost pohyblivosti iontů elektrolytu. [1] str. 63, 76.
a) Určete odporovou kapacitu elektrolytické cely pomocí nasyceného roztoku sádrovce o známé
měrné vodivosti v teplotním intervalu 15 až 21 o
C. Měřte na vámi sestaveném kapacitním
mostě.
b) Změřte teplotní závislost elektrické vodivosti 0,02n roztoku KCl v rozmezí teplot 15 až 70 o
C.
Měření odporu provádějte laboratorním RLCG mostem.
c) Za předpokladu stejné pohyblivosti obou iontů vypočítejte a nakreslete do grafu teplotní
závislosti vodivosti a pohyblivosti. Porovnejte s tabelovanými hodnotami.
7. Relaxační kmity.
a) Určete spínací napětí diaku v zapojení podle obrázku 7.2.
b) Změřte závislost frekvence relaxačních kmitů na napětí zdroje pro tři různé kombinace RC.
Změřte též rozdíl spínacího a zhášecího napětí.
c) Vypočítejte frekvenci relaxačních kmitů v závislosti na napětí a porovnejte s naměřenými
hodnotami.
8. Měření parametrů zobrazovacích soustav. [1] str. 135.
a) Změřte ohniskovou vzdálenost spojky přímou metodou a Besselovou metodou.
b) Určete ohniskovou vzdálenost spojky ze zvětšení.
c) Určete ohniskovou vzdálenost rozptylky přímou metodou.
d) Změřte poloměry křivosti lámavých ploch obou čoček a určete index lomu skla.
e) Změřte ohniskovou vzdálenost tlusté spojky. (*)
9. A. Závislost indexu lomu skla na vlnové délce světla. [1] str. 148.
a) Proveďte justaci hranolu a změřte jeho lámavý úhel.
b) Metodou minimální deviace změřte index lomu skla nejméně pro čtyři spektrální čáry rtuti.
c) Určete materiálové konstanty v Cauchyově vztahu a nakreslete disperzní křivku hranolu.
B. Měření indexu lomu refraktometrem.
a) Abbého refraktometrem určete index lomu dvou kapalin.
10. A. Polarizace světla. [1] str. 142.
a) Připravte tři roztoky sacharózy s různou koncentrací do 20 %.
b) Změřte sacharimetrem koncentraci sacharózy těchto roztoků.
c) Změřte polarimetrem úhel stočení roviny polarizace sodíkového světla u připravených
roztoků.
d) Vypočítejte specifickou stáčivost sacharózy a porovnejte ji s tabulkovou hodnotou.
B. Brownův pohyb. [1] str. 27. (*)
a) Zaznamenejte pohyb několika částic.
b) Ověřte platnost Einsteinova zákona a určete velikost poloměru částice.
11. A. Měření tloušťky tenkých vrstev Tolanského metodou. [1] str. 166.
a) V zorném poli interferenčního mikroskopu nastavte 5–10 interferenčních proužků.
b) Proměřte interferenční obrazec při různém počtu proužků v zorném poli.
c) Určete tloušťku vrstvy na různých částech vzorku nebo u několika vzorků.
B. Průchod světla planparalelní deskou a hranolem.
a) Proveďte justaci přístroje a určete závislost posuvu vystupujícího paprsku z planparalelní
desky na úhlu dopadu a ověřte souhlas s vypočítanou závislostí. Určete index lomu desky.
b) Proveďte justaci hranolu, naměřte závislost deviace na úhlu dopadu a ověřte souhlas
s vypočítanou závislostí. Určete index lomu hranolu.
12. Propustnost pevných látek.
a) Změřte spektrální závislost propustnosti řady destiček téhož materiálu různé tloušťky.
b) Pomocí vztahu (2a) ověřte alespoň v pěti vlnových délkách, zda platí Lambertův zákon a ze
směrnice grafu stanovte absorpční koeficient za předpokladu, že nebereme v úvahu odrazy na
rozhraní.
c) Pomocí vztahu (4) určete absorpční koeficient v oblasti absorpční hrany za situace, že
uvažujeme reflexe na rozhraních měřeného objektu (*).
d) Změřte v zadaném spektrálním rozsahu propustnost dvou vzorků skla BK7.
e) Pro jeden ze vzorků skla vypočtěte spektrální závislost indexu lomu a proložte ji
Cauchyovým vztahem.
Poznámka: Úkoly označené (*) proveďte po dohodě s vyučujícím učitelem.
[1] Kučírková A., Navrátil K.: Fyzikální měření I., SPN, Praha 1986.