Fizikas virtuālās laboratorijas.

Nozīmīga vieta skolēnu pētnieciskās kompetences veidošanā fizikas stundās ir demonstrācijas eksperimentam un frontālajam laboratorijas darbam. Fiziskais eksperiments fizikas stundās veido skolēnos iepriekš uzkrātos priekšstatus par fiziskajām parādībām un procesiem, papildina un paplašina skolēnu redzesloku. Eksperimenta gaitā, ko studenti veic patstāvīgi laboratorijas darbu laikā, viņi apgūst fizikālo parādību likumus, iepazīstas ar savu pētījumu metodēm, mācās strādāt ar fiziskām ierīcēm un instalācijām, tas ir, mācās patstāvīgi apgūt zināšanas prakse. Tādējādi, veicot fizisko eksperimentu, skolēni attīsta pētniecisko kompetenci.

Bet, lai veiktu pilnvērtīgu fizisko eksperimentu, gan demonstrāciju, gan frontālo, ir nepieciešams pietiekams atbilstošs aprīkojums. Šobrīd skolu fizikas laboratorijas nav pietiekami aprīkotas ar fizikas instrumentiem un mācību līdzekļiem demonstrējumu un frontālo laboratorijas darbu veikšanai. Esošā tehnika ne tikai nolietojās, bet arī novecoja.

Bet pat tad, ja fizikas laboratorija ir pilnībā aprīkota ar nepieciešamajiem instrumentiem, reālam eksperimentam ir nepieciešams daudz laika, lai to sagatavotu un veiktu. Tajā pašā laikā būtisku mērījumu kļūdu, nodarbības laika ierobežojumu dēļ reāls eksperiments bieži vien nevar kalpot par zināšanu avotu par fizikālajiem likumiem, jo ​​atklātie modeļi ir tikai aptuveni, bieži vien pareizi aprēķināta kļūda pārsniedz izmērītās vērtības. paši sevi. Līdz ar to ar skolās pieejamajiem resursiem ir grūti veikt pilnvērtīgu laboratorijas eksperimentu fizikā.

Skolēni nevar iedomāties dažas makrokosmosa un mikrokosmosa parādības, jo atsevišķas vidusskolas fizikas kursā apgūtās parādības nav novērojamas īsta dzīve un vēl jo vairāk eksperimentāli reproducēt fizikālā laboratorijā, piemēram, atomu un kodolfizika utt.

Atsevišķu eksperimentālo uzdevumu realizācija klasē uz esošā aprīkojuma notiek ar dotiem noteiktiem parametriem, kurus nevar mainīt. Šajā sakarā nav iespējams izsekot visiem pētīto parādību modeļiem, kas ietekmē arī studentu zināšanu līmeni.

Un, visbeidzot, nav iespējams iemācīt studentiem patstāvīgi apgūt fiziskās zināšanas, tas ir, veidot savu pētniecisko kompetenci, izmantojot tikai tradicionālās mācību tehnoloģijas. Dzīvojot informācijas pasaulē, nav iespējams veikt mācību procesu bez informācijas tehnoloģiju izmantošanas. Un, mūsuprāt, tam ir iemesli:

Galvenais izglītības uzdevums in Šis brīdis- studentu patstāvīgas zināšanu apguves prasmju un iemaņu veidošana. Informācijas tehnoloģijas sniedz šādu iespēju.

Nav noslēpums, ka iekšā pašlaik skolēni zaudēja interesi par mācīšanos un jo īpaši par fizikas studijām. Un datora lietošana palielina un veicina skolēnu interesi apgūt jaunas zināšanas.

Katrs skolēns ir savādāks. Un datora izmantošana mācībās ļauj ņemt vērā individuālās īpašības students, dod lielas izvēles iespējas pašam studentam, izvēloties viņa paša mācību vielas apguves, nostiprināšanas un vērtēšanas tempu. Tēmas apguves rezultātu novērtējums, ko veic students, izpildot kontroldarbus datorā, noņem personiskā attieksme skolotājs studentam.

Šajā sakarā parādās ideja: Izmantojiet informāciju tehnoloģijas klasē fizikā, proti, veicot laboratorijas darbus.

Ja veicam fizisko eksperimentu un frontālo laboratorijas darbu, izmantojot virtuālos modeļus ar datora palīdzību, tad iespējams kompensēt aprīkojuma trūkumu skolas fiziskajā laboratorijā un tādējādi iemācīt skolēniem patstāvīgi iegūt fiziskās zināšanas fiziska eksperimenta gaita uz virtuāliem modeļiem, tas ir, pastāv reāla iespēja studentu vidū veidot nepieciešamo pētniecisko kompetenci un paaugstināt studentu sagatavotības līmeni fizikā.

Datortehnoloģiju izmantošana fizikas stundās ļauj veidot praktiskas iemaņas, jo datora virtuālā vide ļauj ātri modificēt eksperimenta formulējumu, kas nodrošina būtisku tā rezultātu mainīgumu, un tas būtiski bagātina izpildes praksi. studentu veiktās analīzes loģiskās operācijas un secinājumu formulēšana par eksperimenta rezultātiem. Turklāt jūs varat atkārtot testu ar mainīgiem parametriem, saglabāt rezultātus un atgriezties studijās jums ērtā laikā. Turklāt datora versijā ir iespējams veikt ievērojami liels daudzums eksperimentiem. Darbs ar šiem modeļiem paver studentiem milzīgas izziņas iespējas, padarot viņus ne tikai par novērotājiem, bet arī par aktīviem dalībniekiem notiekošajos eksperimentos.

Vēl viens pozitīvs moments ir tas, ka dators nodrošina unikālu, nerealizējamu fiziskais eksperiments, spēju vizualizēt nevis reālu dabas parādību, bet gan tās vienkāršoto teorētisko modeli, kas ļauj ātri un efektīvi atrast galvenos novērotās parādības fizikālos likumus. Turklāt students var novērot atbilstošo grafisko rakstu uzbūvi vienlaikus ar eksperimenta gaitu. Grafiskais veids simulācijas rezultātu attēlošana ļauj skolēniem vieglāk asimilēt lielus saņemtās informācijas apjomus. Šādi modeļi ir īpaši vērtīgi, jo skolēniem mēdz būt ievērojamas grūtības zīmēt un lasīt grafikus. Jāņem arī vērā, ka tālu no visiem procesiem, parādībām, vēsturiskiem eksperimentiem fizikā skolēns spēj iedomāties bez virtuālo modeļu palīdzības (piemēram, difūzija gāzēs, Karno cikls, fotoelektriskā efekta fenomens , kodolu saistīšanas enerģija utt.). Interaktīvie modeļi ļauj studentam redzēt procesus vienkāršotā formā, iztēloties instalāciju shēmas, izveidot eksperimentus, kas dzīvē parasti nav iespējami.

Visi datoru laboratorijas darbi tiek veikti saskaņā ar klasisks raksts:

Materiāla teorētiskā apguve;

Gatavās datorlaboratorijas instalācijas izpēte vai reālas laboratorijas instalācijas modeļa izveide datorā;

Eksperimentālie pētījumi;

Eksperimenta rezultātu apstrāde datorā.

Datorlaboratorijas iestatījums, kā likums, ir reālas eksperimentālas iekārtas datormodelis, kas izveidots ar datorgrafikas un datormodelēšanas palīdzību. Dažos darbos ir tikai diagramma par laboratorijas uzstādījumu un tā elementiem. Šajā gadījumā pirms laboratorijas darba uzsākšanas laboratorijas instalācija ir jāsamontē datorā. Eksperimentālo pētījumu īstenošana ir tiešs analogs eksperimentam ar reālu fizisko instalāciju. Šajā gadījumā datorā tiek simulēts reāls fizisks process.

EOR iezīmes “Fizika. Elektrība. Virtuālā laboratorija".

Šobrīd ir ļoti daudz e-studiju rīku, kuros notiek virtuālo laboratorijas darbu izstrāde. Savā darbā izmantojām elektronisko mācību līdzekli “Fizika. Elektrība... Virtuālā laboratorija"(Turpmāk – ESO paredzēts atbalstam izglītības process par tēmu "Elektrība" vispārējā izglītībā izglītības iestādēm(1. att.).

1. att. ESP.

Šo rokasgrāmatu izveidoja zinātnieku grupa no Polockas valsts universitāte... Šī ESP izmantošanai ir vairākas priekšrocības.

Vienkārša programmas uzstādīšana.

Vienkāršs lietotāja interfeiss.

Ierīces pilnībā kopē īstās.

Liels skaits ierīču.

Tiek ievēroti visi reālie noteikumi darbam ar elektriskām ķēdēm.

Iespēja turēt pietiekami daudz liels skaits laboratorijas darbi dažādos apstākļos.

Spēja veikt darbus, tai skaitā pilna apjoma eksperimentā demonstrēt sekas, kas nav sasniedzamas vai nevēlamas (izdegis drošinātājs, spuldzīte, elektriskā mērierīce; ieslēgšanas ierīču polaritātes maiņa u.c.).

Laboratorijas darbu iespēja ārpus izglītības iestādes.

Galvenā informācija

ESS ir paredzēts, lai nodrošinātu datora atbalstu mācību priekšmeta "fizika" mācīšanai. ESS izveides, izplatīšanas un piemērošanas galvenais mērķis ir uzlabot izglītības kvalitāti, efektīvi, metodoloģiski pamatoti, sistemātiski izmantojot tos visiem dalībniekiem. izglītības process dažādos posmos mācību aktivitātes.

Mācību materiāli, kas ir daļa no šī ESO, atbilst prasībām mācību programma fizikā. Šīs ESS mācību materiālu pamatā būs mūsdienu fizikas mācību grāmatu materiāli, kā arī didaktiskie materiāli laboratorijas darbiem un eksperimentālajiem pētījumiem.

Izstrādātajā ESS izmantotais konceptuālais aparāts ir balstīts uz mācību materiāls pašreizējās fizikas mācību grāmatas, kā arī tās, kuras ir ieteicamas lietošanai vidusskola uzziņu grāmatas par fiziku.

Virtuālā laboratorija tiek realizēta kā atsevišķa operētājsistēmas lietojumprogrammaWindows.

Šis ESP ļauj veikt frontālos laboratorijas darbus, izmantojot reālu ierīču un ierīču virtuālos modeļus (2. att.).

2. att. Aprīkojums.

Demonstrācijas eksperimenti ļauj parādīt un izskaidrot to darbību rezultātus, kuras nav iespējams vai nevēlamas veikt reālos apstākļos (3. att.).

3. att. Eksperimenta nevēlamie rezultāti.

Tiek nodrošināta individuālā darba organizēšanas iespēja, kad skolēni var patstāvīgi uzstādīt eksperimentus, kā arī atkārtot pieredzi ārpus nodarbības, piemēram, mājas datorā.

ESP iecelšana

ESP ir fizikas mācīšanai izmantojams datorrīks, kas nepieciešams izglītības un pedagoģisko problēmu risināšanai.

ESS var izmantot, lai nodrošinātu datora atbalstu mācību priekšmeta "fizika" mācīšanai.

ESS iekļauti 8 laboratorijas darbi vidusskolas 8. un 11. klasē apgūtajā fizikas kursa sadaļā "Elektrība".

Ar ESS palīdzību tiek atrisināti galvenie datora atbalsta nodrošināšanas uzdevumi šādiem izglītības darbības posmiem:

Mācību materiāla skaidrojums,

Tā konsolidācija un atkārtošanās;

Neatkarīga organizācija izziņas aktivitātes students;

Zināšanu nepilnību diagnostika un korekcija;

Pagaidu un galīgā kontrole.

ESP var izmantot kā efektīvs līdzeklis studentu praktisko iemaņu un iemaņu veidošanai šādās izglītības pasākumu organizēšanas formās:

Laboratorijas darbam (galvenais mērķis);

Kā demonstrācijas eksperimenta organizēšanas līdzekli, t.sk., lai demonstrētu pilna mēroga eksperimentā nesasniedzamas vai nevēlamas sekas (izdegis drošinātājs, spuldze, elektriskā mērierīce; ieslēgšanas ierīču polaritātes maiņa u.c.)

Pieņemot lēmumu eksperimentālie uzdevumi;

Audzēkņu izglītojošā un pētnieciskā darba organizēšanai, radošu problēmu risināšanai ārpus mācību laika, tai skaitā mājās.

ESP var izmantot arī šādos demonstrējumos, eksperimentos un virtuālos eksperimentālos pētījumos: pašreizējie avoti; ampērmetrs, voltmetrs; strāvas stipruma atkarības no sprieguma shēmas posmā izpēte; pētījums par reostata strāvas atkarību no tā darba daļas garuma; vadu pretestības atkarības no to garuma, šķērsgriezuma laukuma un vielas veida izpēte; reostatu ierīce un darbība; vadu seriālais un paralēlais savienojums; elektriskās sildīšanas ierīces patērētās jaudas noteikšana; drošinātāji.

O RAM ietilpība: 1 GB;

procesora frekvence no 1100 MHz;

diska atmiņa - 1 GB brīvas vietas diskā;

funkcijas operētājsistēmāsWindows 98/NT/2000/XP/ Vista;

operētājsistēmā dolfpārlūkprogrammu nedrīkst instalētJAUNKUNDZEPētnieks 6.0/7.0;

lietotāja ērtībām darba vieta jābūt aprīkotam ar peles manipulatoru, monitoru ar izšķirtspēju 1024x 768 un vairāk;

Pieejamība ierīceslasīšanaCD/ DVDdiski ESO instalēšanai.

FIZIKAS KURSA STUDIJU ORGANIZĀCIJA

Saskaņā ar Darba programma disciplīnas "Fizika" pilna laika studenti fiziku apgūst pirmajos trīs semestros:

1.daļa: Mehānika un molekulārā fizika (1 semestris).
2.daļa: Elektrība un magnētisms (2.semestris).
3.daļa: Optika un atomfizika (3 semestri).

Apgūstot katru fizikas kursa daļu, tiek nodrošināti šādi darba veidi:

1. Kursa teorētiskā apguve (lekcijas).
2. Problēmu risināšanas vingrinājumi (praktiskie vingrinājumi).
3. Laboratorijas darbu īstenošana un aizsardzība.
4. Problēmu risināšana patstāvīgi (mājasdarbi).
5. Pārbaudes darbi.
6. Ofseta.
7. Konsultācijas.
8. Eksāmens.

Fizikas kursa teorētiskā izpēte.

Fizikas teorētiskās mācības tiek veiktas straumēšanas lekcijās, kas tiek lasītas saskaņā ar fizikas kursa programmu. Lekcijas tiek lasītas saskaņā ar katedras grafiku. Studentiem lekciju apmeklējums ir obligāts.

Priekš pašmācība disciplīnas studenti var izmantot atbilstošajai fizikas kursa daļai ieteikto pamatizglītības un papildizglītības literatūras sarakstu vai katedras darbinieku sagatavotos un izdotos mācību līdzekļus. Pamācības visām fizikas kursa daļām ir publiski pieejamas katedras tīmekļa vietnē.

Praktiskās nodarbības

Paralēli pētījumam teorētiskais materiāls studentam ir pienākums praktiskajās nodarbībās (semināros) apgūt uzdevumu risināšanas metodes visās fizikas nodaļās. Praktisko nodarbību apmeklēšana ir obligāta. Semināri notiek saskaņā ar katedras grafiku. Studentu pašreizējā progresa kontroli veic skolotājs, kurš vada praktiskās nodarbības pēc šādiem rādītājiem:

• praktisko nodarbību apmeklēšana;
• skolēnu sniegums klasē;
• mājasdarbu pabeigšana;
• divu auditoriju pārbaudes darbu rezultāti;

Patstāvīgai sagatavošanai studenti var izmantot katedras darbinieku sagatavotus un izdotus mācību ceļvežus problēmu risināšanai. Mācību grāmatas uzdevumu risināšanai visās fizikas kursa daļās ir publiski pieejamas katedras mājaslapā.

Laboratorijas darbi

Laboratorijas darbs ir vērsts uz studenta iepazīstināšanu ar mērīšanas iekārtām un fizikālo mērījumu metodēm, ilustrēt fiziskos pamatlikumus. Laboratorijas darbi notiek Fizikas katedras izglītības laboratorijās pēc katedras mācībspēku sagatavotajiem aprakstiem (publiski pieejami katedras mājaslapā), un pēc katedras grafika.

Katrā semestrī studentam jāveic un jāaizstāv 4 laboratorijas darbi.

Pirmajā nodarbībā skolotājs vada drošības instrukcijas, katru skolēnu informē par individuālu laboratorijas darbu sarakstu. Students veic pirmo laboratorijas darbu, ievada mērījumu rezultātus tabulā un veic atbilstošus aprēķinus. Gala ziņojums par laboratorijas darbu studentam jāsagatavo mājās. Sagatavojot atskaiti, nepieciešams izmantot izglītības un metodiskās izstrādes "Ievads mērījumu teorijā" un " Metodiskie norādījumi studentiem par laboratorijas darbu noformēšanu un mērījumu kļūdu aprēķināšanu "(publiski pieejams katedras mājaslapā).

Nākamajai nodarbībai skolēns obligāti iesniegt pilnībā pabeigtu pirmo laboratorijas darbu un sagatavot konspektu nākamais darbs no viņu saraksta. Abstraktam jāatbilst laboratorijas darbu noformējuma prasībām, jāiekļauj teorētiskais ievads un tabula, kurā tiks ievadīti gaidāmo mērījumu rezultāti. Ja šīs prasības nav izpildītas nākamajam laboratorijas darbam, students nav atļauts.

Katrā nodarbībā, sākot ar otro, skolēns aizstāv iepriekšējo pilnībā izpildīto laboratorijas darbu. Aizstāvēšana sastāv no iegūto eksperimentālo rezultātu skaidrojuma un atbildes uz Kontroles jautājumi norādīts aprakstā. Laboratorijas darbs tiek uzskatīts par pilnībā pabeigtu, ja piezīmju grāmatiņā ir skolotāja paraksts un atbilstoša atzīme žurnālā.

Pēc visu mācību programmā paredzēto laboratorijas darbu veikšanas un aizstāvēšanas, nodarbību vadītājs laboratorijas žurnālā ievieto atzīmi "ieskaitīts".

Ja kāda iemesla dēļ students nevarēja pabeigt laboratorijas mācību programmu fiziskā darbnīca, tad to var izdarīt papildus nodarbības, kas notiek saskaņā ar nodaļas grafiku.

Lai sagatavotos nodarbībām, studenti var izmantot metodiskos ieteikumus laboratorijas darbu veikšanai, kas ir publiski pieejami katedras mājaslapā.

Pārbaudes darbi

Studentu sekmju uzraudzībai katrā semestrī praktiskajās nodarbībās (semināros) notiek divas auditorijas pārbaudes darbi... Saskaņā ar katedras punktu vērtēšanas sistēmu katrs ieskaite tiek vērtēta ar 30 ballēm. Skolēna iegūto punktu kopsumma, pildot kontroldarbus (maksimālā summa diviem kontroldarbiem ir 60), tiek izmantota skolēna vērtējuma veidošanai un tiek ņemta vērā, nosakot gala vērtējumu disciplīnā "Fizika".

Ofseta

Students ieskaitu fizikā saņem ar nosacījumu, ka ir izpildīti un nosargāti 4 laboratorijas darbi (laboratorijas žurnālā ir atzīme par laboratorijas darbu veikšanu) un punktu summa par kārtējo progresa uzraudzību ir lielāka par vai vienāds ar 30. Kredītpunktu grāmatiņā un izziņā ieraksta praktisko nodarbību (semināru) vadītājs.

Eksāmens

Eksāmens tiek kārtots ar katedras apstiprinātām biļetēm. Katrā biļetē ir iekļauti divi teorētiskie jautājumi un uzdevums. Lai atvieglotu sagatavošanos, students var izmantot jautājumu sarakstu, lai sagatavotos eksāmenam, uz kura pamata tiek veidotas biļetes. Eksāmena jautājumu saraksts ir publiski pieejams Fizikas katedras mājaslapā.

1. Pilnībā pabeigti un aizsargāti 4 laboratorijas darbi (laboratorijas žurnālā ir atzīme laboratorijas darbu ieskaitē);
2. pašreizējā progresa kontroles kopējais punktu skaits 2 pārbaudēs ir lielāks vai vienāds ar 30 (no 60 iespējamiem);
3. uzskaites grāmatiņā un uzskaites lapā tiek veikta atzīme "ieskaitīts".

Ja 1.punkts nav izpildīts, studentam ir tiesības laboratorijas praksē piedalīties papildu nodarbībās, kuras notiek saskaņā ar katedras grafiku. Ja 1.punkts ir izpildīts un 2.punkts nav izpildīts, studējošajam ir tiesības iegūt trūkstošos punktus ieskaites komisijās, kuras notiek sesijas laikā saskaņā ar katedras grafiku. Studenti, kuri pašreizējā progresa pārraudzības laikā ieguvuši 30 vai vairāk punktus, nevar tikt pie eksāmena komisijas, lai palielinātu vērtējumu.

Maksimālais punktu skaits, ko skolēns var iegūt kārtējā progresa kontroles laikā, ir 60. Maksimālais punktu skaits par vienu kontrolpunktu ir 30 (par diviem kontrolpunktiem 60).

Studentam, kurš ir apmeklējis visas praktiskās nodarbības un aktīvi tajās strādājis, skolotājam ir tiesības pievienot ne vairāk kā 5 punktus (kopējā punktu summa kārtējai progresa kontrolei šajā gadījumā nedrīkst pārsniegt 60 punktus) .

Maksimālais punktu skaits, ko students var iegūt, pamatojoties uz eksāmena rezultātiem, ir 40 punkti.

Studenta iegūto punktu kopsumma semestrī ir pamats disciplīnas "Fizika" vērtējumam pēc šādiem kritērijiem:

• ja kārtējās progresa kontroles un starpsertifikācijas (eksāmena) punktu summa mazāk par 60 ballēm, tad atzīme "neapmierinoši";
• 60 līdz 74 punkti, tad atzīme ir "apmierinoši";
• ja kārtējā progresa uzraudzības un starpsertifikācijas (eksāmena) punktu summa ir robežās no plkst. 75 līdz 89 punkti, tad atzīme ir "laba";
• ja kārtējā progresa uzraudzības un starpsertifikācijas (eksāmena) punktu summa ir robežās no plkst. 90 līdz 100 punkti, tad atzīme ir "izcili".

Atzīmes "teicami", "labi", "apmierinoši" tiek dotas eksāmena lapā un atzīmju grāmatiņā. Atzīme "neapmierinoši" tiek dota tikai paziņojumā.

LABORATORIJAS PRAKSE

Saites, lai lejupielādētu laboratorijas*
* Lai lejupielādētu failu, ar peles labo pogu noklikšķiniet uz saites un atlasiet "Saglabāt mērķi kā ..."
Lai lasītu failu, jums ir jālejupielādē un jāinstalē programma Adobe Reader

1. daļa. Mehānika un molekulārā fizika

2. daļa. Elektrība un magnētisms

3. daļa. Optika un atomfizika

​ Kā veikt un sakārtot laboratorijas darbus

Studējot fiziku, studentiem jāiemācās veikt un pareizi noformēt laboratorijas darbus. Pirmajās fizikas stundās galvenais ir iemācīt skolēniem iepazīties ar fizisko mērījumu veikšanas pamattehnikām un rezultātu apstrādes noteikumiem. Vienlaikus ir jāattīsta noteiktas prasmes, kas ir priekšnoteikums turpmākam veiksmīgam darbam fizikas stundās. Laboratorijas darbu mērķis ir studentu dziļāka izpratne par fizikālajām parādībām un likumiem. Šo uzdevumu var veiksmīgi atrisināt tikai tad, ja tiek veikti laboratorijas darbi, pietiekami izprotot pētāmo parādību būtību. Tāpēc mājas sagatavošana laboratorijas darbu veikšana ir viens no svarīgākajiem posmiem.

Sagatavošanās laboratorijas darbam.

Gatavojoties darbam, ieteicams ievērot šādu plānu.

Izlasiet darba aprakstu no sākuma līdz beigām, nekavējoties pie formulu atvasināšanas. Pirmā lasījuma uzdevums ir noskaidrot, kāds ir laboratorijas darba mērķis, kāds fiziskais likums vai parādība tiek pētīta šajā darbā un ar kādu metodi tas tiek veikts.

Izlasiet ar šo darbu saistīto mācību grāmatas materiālu. Parsējiet formulas rezultātu saskaņā ar mācību grāmatu (ja nepieciešams). Atrodiet atbildes uz drošības jautājumiem darba apraksta beigās (ja tādi ir).

Apsveriet, saskaņā ar mācību grāmatu, ierīci un to ierīču darbības principu, kuras tiks izmantotas darbā.

Uzziniet, kādi fizikālie lielumi un ar kādu precizitāti tiks tieši mērīti un kādi ir to nosaukumi.

Mācību grāmatas laboratorijas darbu aprakstā ņemiet vērā eksperimenta shematisko shēmu un tabulu, kurā tiks ievadīti mērījumu rezultāti. Ja tabulas darbā nav, uzzīmējiet to.

Pārdomājiet, kāds galarezultāts un secinājums būtu jāiegūst šajā laboratorijas darbā.

Laboratorijas darbi.

Veicot darbu, vispirms jāiepazīstas ar ierīcēm. Nepieciešams konstatēt to atbilstību aprakstam, ievērot ierīces aprakstā ieteikto darbību secību, lai ierīci sagatavotu darbībai. Nosakiet ierīces skalas dalījuma vērtību un tās mērījumu kļūdu. Tālāk jāveic iepriekšējs eksperiments, lai novērotu kvalitatīvi pētīto parādību, novērtētu izmērīto vērtību robežas. Kad sagatavošana ir pabeigta, varat sākt mērīšanu. Jāatceras, ka jebkurš mērījums, ja iespējams, ir jāveic vairāk nekā vienu reizi.

Instrumentu veiktie mērījumi tiek fiksēti uzreiz pēc to izpildes tādā formā, kādā tie tika nolasīti no instrumenta skalas – bez pārrēķiniem uz skalas koeficientu (ja tāds ir) vai mērvienību sistēmu. Mērvienības (reizinātājs) jāieraksta atbilstošās tabulas virsrakstā vai ailē ar mērījumu rezultātiem. Visi ieraksti laboratorijas darbu laikā jāglabā tikai piezīmju grāmatiņā laboratorijas darbiem (tas ir iespējams uz melnraksta vai speciāli sagatavotas veidlapas (protokola) aptuvenām piezīmēm. Šī veidlapa ir melnraksts, bet piezīmju grāmatiņa - tīra kopija. Tam vajadzētu jāsaglabā visprecīzākā veidā.laboratorijas darbi, veiktie darbi tiek formalizēti saskaņā ar tā izpildes norādījumiem.

Laboratorijas dizains.

Analfabēti darba pieraksti par laboratorijas darbu secību un mērījumu rezultātiem var noliegt visu paveikto darbu.

Iemācīties pareizi veikt laboratorijas darbus piezīmju grāmatiņā nav grūti, tikai rūpīgi jāievēro dažas elementāras prasības. Rezultātus, veicot laboratorijas darbus, atļauts ierakstīt gan piezīmju grāmatiņā, gan uz atsevišķām parakstītām lapām.

Veicot laboratorijas darbus, ļoti svarīgi uzreiz pierakstīt visu paveikto.Visi tiešie mērījumi jāpieraksta nekavējoties un bez jebkādām manipulācijām tikai ar pildspalvu. Šim noteikumam nav izņēmumu. Ierakstiem jābūt tādiem, lai pēc kāda laika tos varētu viegli saprast. Bieži sastopamo kļūdu piemēri ir neskaidrība un neskaidrība. Burti un cipari ir jāraksta skaidri.

Ieradums labot skaitļus ir skaidrības ienaidnieks. Nespiediet savu skolotāju, kurš pārbauda jūsu piezīmes jūsu piezīmju grāmatiņā, un arī sevi, lai izdomātu labotos skaitļus.

Neveiciet nekādus, pat visvienkāršākos, aprēķinus savā galvā, pirms pierakstāt mērījumu rezultātu.

Ja nepieciešams, neaizmirstiet piezīmjdatorā uzzīmēt zīmējumu vai uzstādīšanas shēmu. Ir sens ķīniešu sakāmvārds: "Viens attēls ir labāks par tūkstoš vārdiem." Zīmējums un uzraksti uz tā ir jāizdara ar zīmuli, lai kļūdu labošanai varētu izmantot dzēšgumiju.

Ja ir iespējams veikt sākotnējos aprēķinus bez kļūdām, tad tas jādara, lai pārliecinātos, ka eksperiments ir veikts pareizi. Ja darbā ir iespējams izveidot grafiku, tas ir jādara. Diagrammās cēlonis parasti tiek parādīts horizontāli, bet sekas - vertikāli.

Tātad, pareizi izveidots jāietver šādas sadaļas.

Darba nosaukums un numurs.

Aprīkojums.

Dati mērījumu kļūdas aprēķināšanai.

Darba mērķis (tas nav jāraksta. Tas ir formulēts mācību grāmatā).

Instalācijas rasējums vai diagramma ar darbā izmantoto izmērīto vērtību simboliem (ja nepieciešams).

Darba secība.

Visu tiešo mērījumu rezultāti.

a) mērījumu rezultātu ierakstus nedrīkst interpretēt atšķirīgi;

b) izsvītrojiet šķietami kļūdainos ierakstus, lai vajadzības gadījumā tos varētu izlasīt;

c) nepieļaut ierakstu graušanu un aptumšošanu, neļaut veikto darbu pārrakstīšanu. Tas izraisa iespējamu informācijas zudumu un izslēdz iespēju viltot rezultātus.

Mērījumu un aprēķinu rezultāti (bez kļūdām) tabulu veidā.

Diagrammas.

Secinājums (jāatbilst darba mērķim). Izvadā norādiet mērījuma kļūdu.

Laboratorijas darbu vērtēšanas kritēriji.

Vērtējums "5" tiek ierindots, ja students darbu veic pilnā apmērā, ievērojot nepieciešamo eksperimentu un mērījumu secību, patstāvīgi un racionāli montē nepieciešamo aprīkojumu, veic visus eksperimentus apstākļos un režīmos, kas nodrošina pareizu rezultātu un secinājumu saņemšanu, ievēro drošības noteikumu prasības, pareizi un precīzi veic visus ierakstus, tabulas, attēlus, rasējumus, grafikus, pareizi veic kļūdu analīzi.

Vērtējums "4" tiek likts, ja ir izpildītas visas prasības vērtējumam "5", bet ir pieļautas divas vai trīs nepilnības, ne vairāk kā viena būtiska kļūda un viens trūkums

Vērtējums "3" tiek likts, ja darbs nav pabeigts līdz galam, bet tā veiktās daļas apjoms ļauj iegūt pareizu rezultātu un secinājumu vai ja eksperimenta un mērījuma laikā ir pieļautas kļūdas

Vērtējums "2" tiek pozēts, ja darbs nav pabeigts pilnībā vai izpildītās darba daļas apjoms neļauj izdarīt pareizus secinājumus, vai arī eksperimenti, mērījumi, aprēķini, novērojumi veikti nepareizi.

Visos gadījumos, ja skolēns neievēroja drošības noteikumus, punktu skaits tiek samazināts!

Smagas kļūdas:

vienaldzība pamatjēdzienu definīcijas, likumi, noteikumi, teorijas pamatnoteikumi, formulas, vispārpieņemti simboli fizikālo lielumu apzīmēšanai, to mērvienības;

nespēja atbildē izcelt galveno;

nespēja pielietot zināšanas problēmu risināšanā un fizikālo parādību skaidrošanā, nepareizi formulēti problēmas jautājumi vai nepareizi skaidrojumi tās risinājuma gaitai, tādu problēmu risināšanas metožu nezināšana, kas līdzīgas tām, kas līdz šim risinātas klasē, kļūdas, kas liecina par nepareizu izpratni par problēmas stāvokli. problēma vai nepareiza risinājuma interpretācija;

nespēja Grafiku un jēdzienu lasīšana un veidošana;

nespēja sagatavot instalāciju vai laboratorijas aprīkojumu ekspluatācijai, veikt eksperimentu, nepieciešamos aprēķinus vai izmantot iegūtos datus secinājumiem;

neuzmanīgs attieksme pret laboratorijas aprīkojumu un mērinstrumentiem;

nespēja nosaka mērierīces rādījumu;

pārkāpums droša darba noteikumu prasības, veicot eksperimentu.

Rupjas kļūdas:

neprecizitāte formulējumi, definīcijas, jēdzieni, likumi, teorijas, ko izraisa nepilnīgs definētā jēdziena galveno pazīmju aptverjums, kļūdas, kas radušās eksperimenta vai mērījumu nosacījumu neievērošanas dēļ;

kļūdas v konvencijas uz shematiskām diagrammām, neprecizitātēm zīmējumā, grafikos, diagrammās;

caurlaide vai neprecīza fizisko lielumu mērvienību nosaukumu pareizrakstība;

neracionāli risinājuma gaitas izvēle.

Mērījumu kļūdas.

Veicot laboratorijas un praktiskais darbs fizikā ir saistīta ar dažādu fizikālu lielumu mērīšanu un sekojošu to rezultātu apstrādi. Mērīšana ir darbība, kurā tiek salīdzināts pētāmā objekta lielums ar viena objekta lielumu (vaiMērīšana - fizikālā lieluma vērtības atrašana empīriski ar līdzekļu palīdzību). Tā, piemēram, metrs tiek ņemts par garuma vienību, un noteikta segmenta garuma mērīšanas rezultātā tiek noteikts, cik metru ir ietverts šajā segmentā. Fizikā un tehnoloģijā nav absolūti precīzu instrumentu un citu mērinstrumentu, līdz ar to nav arī absolūti precīzu mērījumu rezultātu. Tomēr jums joprojām ir jāmēra. Cik ļoti var uzticēties iegūtajiem rezultātiem?

Ir pieņemts atšķirttiešie un netiešie mērījumi . Ar tiešo Mērījumā tiek veikts tiešs mērītā objekta izmēra salīdzinājums ar viena objekta izmēru. Citiem vārdiem sakot, tas ir mērījums, kurā rezultāts ir tieši nolasīšanas procesā no skalas (vai digitālās ierīces rādījumiem). Rezultātā vēlamā vērtība tiek atrasta tieši pēc mērierīces rādījumiem, piemēram, tilpums - pēc šķidruma līmeņa mērcilindrā (vārglāzē), svars - pēc dinamometra atsperes nospriegojuma. utt. Tieša mērījuma kļūda (norāda ar∆ ) ir atkarīgs tikai no mērierīces kvalitātes. Fizikas mācību grāmatā septītajai klasei autors A.V. Periškins iepazīstina ar mērījumu kļūdas jēdzienu (mācību grāmatas 11. lpp.):mērījuma kļūda ∆а ir vienāda ar pusi no mērierīces skalas dalījuma un ka, ierakstot izmērīto vērtību, ņemot vērā kļūdu, jāizmanto formula

A = mērījumu rezultāts + ∆a.

10. klasē šis jēdziens ir formulēts citādi: tiešā mērījuma kļūda ir ierīces instrumentālās kļūdas summa.∆ un A un lasīšanas kļūdas∆о А ... Iespējams, 7. klases mācību grāmatas autore izmantoja tā saukto "nenozīmīgo kļūdu" likumu:abas tiešās mērījumu kļūdas sastāvdaļas jāņem vērā tikai tad, ja tās atrodas tuvu viena otrai. Jebkuru no šiem terminiem var neievērot, ja tas nepārsniedz 1/3 - 1/4 no otra.

Instrumentāls

kļūda

+

Studentu lineāls

Līdz 30 cm

1 mm

1 mm

Zīmēšanas lineāls

Līdz 50 cm

1 mm

0,2 mm

Instrumentu lineāls (tērauds)

Līdz 30 cm

1 mm

0,1 mm

Demonstrācijas lineāls

100 cm

1 cm

0,5 cm

Mērīšanas lente

150 cm

0,5 cm

0,25 cm

Mērcilindrs

Līdz 250 ml

1 ml

1 ml

Suporti

150 mm

0,1 mm

0,05 mm

Mikrometrs

25 mm

0,01 mm

0,005 mm

Treniņu dinamometrs

4 N

0,1 N

0,05 N

Mehāniskais hronometrs

0-30 minūtes

0,2 s

1 s 30 minūtēs

Elektroniskais hronometrs

100 s

0,01 s

0,01 s

Aneroid barometrs

720-780 mm Hg

1 mm Hg

3 mm Hg

Alkohola termometrs

0-100 оС

1 oC

1 oC

Skolas ampērmetrs

2 A

0,1 A

0,05 A

Skolas voltmetrs

6 collas

0,2V

0,1

Iespējams, 7. klasē mērīšanas kļūdas jēdzienu vajadzētu ieviest savādāk:mērījuma kļūda ∆а ir vienāda ar mērierīces instrumentālo kļūdu. Tā kā mērījumos, kas tiek veikti laboratorijas darbos 7. klasē, tiek izmantoti pat vienkārši, bet tomēr mērinstrumenti (lineāls, mērlente, mērcilindrs, dinamometrs utt.),

Mērinstrumentu instrumentālā kļūda, piemēram, lineārajiem izmēriem, parasti tiek norādīta uz paša instrumenta kā absolūta kļūda vai skalas intervāls. Ja tas nav uz ierīces, tad tas tiek ņemts vienāds ar pusi no mazākā sadalījuma cenas. Parasti instrumentu skalas sadalījums atbilst instrumentālajai kļūdai. Instrumentiem ar izmērīto vērtību ciparu nolasīšanu kļūdas aprēķināšanas metode ir norādīta instrumenta pases datos. Ja šo datu nav, par absolūto kļūdu tiek uzskatīta vērtība, kas vienāda ar pusi no indikatora pēdējā cipara. Nolasīšanas kļūda∆oA sakarā ar to, ka ierīces rādītājs ne vienmēr precīzi sakrīt ar skalas iedaļām (piemēram, bultiņa uz dinamometra skalas, voltmetrs). Šajā gadījumā nolasīšanas kļūda nepārsniedz pusi no skalas dalījuma vērtības un arī nolasīšanas kļūdu uzskata par pusi no dalījuma vērtības∆о А = s / 2, kur s ir mērierīces skalas iedalījums. Nolasīšanas kļūda ir jāņem vērā tikai tad, ja mērīšanas laikā instrumenta rādītājs atrodas starp mērinstrumenta skalas iezīmētajām daļām. Nav jēgas runāt un vēl jo vairāk mēģināt ņemt vērā digitālo ierīču nolasīšanas kļūdas. Abas tiešās mērījumu kļūdas sastāvdaļas jāņem vērā tikai tad, ja tās atrodas tuvu viena otrai.
Skolu laboratorijas praksē matemātiskās statistikas metodes mērot praktiski neizmanto. Tāpēc, veicot laboratorijas darbus, ir jānosaka fizikālo lielumu maksimālās mērījumu kļūdas.

Tomēr daudz biežāk mērījumus veic netieši, piemēram, taisnstūra laukumu nosaka, izmērot tā malu garumus, - pēc masas un tilpuma mērījumiem utt. Visos šajos gadījumos vēlamo izmērīto vērtību iegūst, veicot atbilstošus aprēķinus.Netiešā mērīšana - fizikālā lieluma vērtības noteikšana pēc formulas, sasaistot to ar citiem fizikāliem lielumiem, kas noteikti ar tiešiem mērījumiem.

Jebkura mērījuma rezultāts vienmēr satur kādu kļūdu. Tāpēc mērījumu uzdevums ietver ne tikai pašas vērtības atrašanu, bet arī mērījuma laikā pieļaujamās kļūdas novērtēšanu. Ja fizikālā mērījuma rezultāta kļūdas novērtējums netiek veikts, tad varam pieņemt, ka izmērītā vērtība kopumā nav zināma, jo kļūda, vispārīgi runājot, var būt tādā pašā apjomā kā pati izmērītā vērtība vai pat vairāk. Tā ir atšķirība starp fiziskiem mērījumiem un sadzīves vai tehniskajiem mērījumiem, kuros praktiskās pieredzes rezultātā jau iepriekš zināms, ka izvēlētais mērinstruments nodrošina pieņemamu precizitāti, un nejaušo faktoru ietekme uz mērījumu rezultātu ir niecīga, salīdzinot ar izmantotā instrumenta dalījuma vērtību.

Fizisko mērījumu kļūdas ir ierasts sadalīt sistemātiskajās, nejaušajās un brutojās. Sistemātiskas kļūdas izraisa faktori, kas darbojas vienādi, ja vienus un tos pašus mērījumus atkārto vairākas reizes. Sistemātiskas kļūdas slēpjas paša instrumenta neprecizitātē un netiek ņemtas vērā, izstrādājot mērīšanas metodi. Parasti ierīces sistemātiskās kļūdas vērtība ir norādīta tās tehniskajā pasē. Kas attiecas uz mērīšanas metodi, šeit viss ir atkarīgs no eksperimentētāja kvalifikācijas. Lai gan kopējā sistemātiskā kļūda visos mērījumos, kas veikti šī eksperimenta ietvaros, vienmēr novedīs pie pareizā rezultāta palielināšanās vai samazināšanās, šīs kļūdas pazīme nav zināma. Tāpēc šo kļūdu nevar labot, bet ir nepieciešams šo kļūdu attiecināt uz gala mērījuma rezultātu.

Nejaušas kļūdas ir radušās vairāku iemeslu dēļ, kuru ietekme nav vienāda visos eksperimentos un nevar tikt ņemta vērā. Viņiem ir dažādas nozīmes pat mērījumiem, kas veikti tādā pašā veidā, tas ir, tie ir nejauši. Teiksim, kas ir izdarītsn viena un tā paša daudzuma atkārtoti mērījumi. Ja tos veic ar vienu un to pašu metodi, tādos pašos apstākļos un ar tādu pašu rūpības pakāpi, tad šādus mērījumus sauc par vienlīdz precizitāti.

Trešais kļūdu veids, kas ir jārisina, ir rupjas kļūdas vai kļūdas. Ar bruto mērījumu kļūdu saprot kļūdu, kas būtiski pārsniedz noteiktos apstākļos paredzamo. To var izdarīt nepareizas ierīces lietošanas, nepareizas ierīces rādījumu ierakstīšanas, kļūdainas nolasīšanas, skalas reizinātāja neņemšanas u.c.

Kļūdu aprēķins.

Ieviesīsim apzīmējumu: A, B, .... -fizikālie lielumi. apr.-aptuvenais fiziskais daudzums , t.i. vērtība, kas iegūta tiešos vai netiešos mērījumos. Atgādiniet toabsolūta kļūda aptuvenais skaitlis ir atšķirība starp šo skaitli(Novērtēts) un tā precīzā nozīme(Stārķis) , un ne precīza vērtība, arī absolūtā kļūda nav fundamentāli zināma, un tā jānovērtē pēc mērījumu rezultātiem.

∆ A = Aizm - Stārķis

Relatīvā kļūda (εа) aptuvens skaitlis (fiziskā daudzuma mērījums) ir aptuvenā skaitļa absolūtās kļūdas attiecība pret šo skaitli.

εA = ∆A / Aizm

Maksimālā absolūtā kļūda tiešie mērījumi ir absolūtās instrumentālās kļūdas un absolūtās nolasīšanas kļūdas summa, ja nav citu kļūdu:
∆A = ∆uA + ∆uA

∆un A -absolūta instrumentālā kļūda , ko nosaka ierīces dizains (mērīšanas līdzekļu kļūda). Atrasts tabulās.
∆ un A -absolūta lasīšanas kļūda (kas izriet no nepietiekami precīzas mērinstrumentu rādījumu nolasīšanas), tas vairumā gadījumu ir vienāds ar pusi no skalas vērtības; mērot laiku - hronometra vai pulksteņa dalījuma vērtība.

Absolūto mērījumu kļūdu parasti noapaļo līdz vienam zīmīgam ciparam (∆A ~ 0,18 = 0,20). Mērījumu rezultāta skaitliskā vērtība tiek noapaļota tā, lai tās pēdējais cipars atrastos tajā pašā vietā, kur kļūdas cipars (A ~ 12,323 = 12,30).

Formulas relatīvo kļūdu aprēķināšanai dažādiem gadījumiem ir parādītas tabulā.

Kā izmantot šo tabulu?

Pieņemsim, piemēram, fizisko lielumuρ aprēķina pēc formulas:

ρ = m/V ... Vērtībasm unV konstatēts ar tiešiem mērījumiem laboratorijas darbu laikā. Viņu absolūtās kļūdas ir attiecīgi vienādas∆m = ∆ unm + ∆оm un∆V = ∆ unV + ∆оV ... Gj Iegūto vērtību aizstāšana∆m un∆V, m unV formulā mēs iegūstam aptuvenu vērtību∆ρ = ∆m / ∆V. Aizvietojot līdzīgim unV formulā, mēs iegūstam vērtībuρpr ... Tālāk jums jāaprēķina rezultāta relatīvā kļūdaερ ... To var izdarīt, izmantojot atbilstošo formulu no tabulas ceturtās rindas.ερ = εm + εV = ∆m / m + ∆V / V

Tā kā nejaušu kļūdu klātbūtnes dēļ mērījumu rezultāti pēc savas būtības arī ir nejaušie mainīgie, patiesā vērtībaρist izmērīto vērtību nevar norādīt. Tomēr ir iespējams iestatīt noteiktu izmērītā daudzuma vērtību intervālu tuvu vērtībai, kas iegūta mērījumu rezultātā.ρ pr , kas ar noteiktu varbūtību saturρist . ρpr - ∆ρ ≤ ρstr ≤ ρpr + ∆ρ.

Tad blīvuma mērījumu gala rezultātu var uzrakstīt šādi:

ρst = ρpr ± ∆ρ

Labākās vērtības aplēses problēmaρist un diapazona robežu noteikšana pēc mērījumu rezultātiem ir matemātiskās statistikas jautājums. Bet šī ir atsevišķa saruna...

Par skaitliskiem aprēķiniem

Veicot aprēķinus, viņi parasti izmanto mikrokalkulatoru, kā rezultātā atbildē rādītājs automātiski uzrāda tik ciparus, cik tie tajā ietilpst. Tas rada iespaidu par pārmērīgu rezultāta precizitāti. Tajā pašā laikā mērījumu rezultāti ir aptuveni skaitļi. Atgādinām (sk., piemēram, M.Ya. Vygodsky, Elementary Mathematics rokasgrāmata), ka aptuveniem skaitļiem rekords 2,4 tiek atšķirts no 2,40, rekords 0,02 no 0,0200 utt. Rakstot 2.4 nozīmē, ka pareizi ir tikai veselais un desmitais cipars, savukārt skaitļa patiesā vērtība var būt, piemēram, 2.43 vai 2.38. Rakstot 2,40, tas nozīmē, ka arī simtdaļas ir pareizas, patiesais skaitlis var būt 2,403 vai 2,398, bet ne 2,421 vai 2,382. Tāda pati atšķirība tiek veikta veseliem skaitļiem. Ierakstīšana 382 nozīmē, ka visi cipari ir pareizi. Ja nav iespējams galvot par pēdējo ciparu, skaitlis tiek noapaļots, bet rakstīts nevis 380, bet 38 · 10 formā. Ieraksts 380 nozīmē, ka pēdējais cipars (nulle) ir pareizs. Ja skaitļā 4720 ir pareizi tikai pirmie divi cipari, tas jāraksta formā 47 · 102 vai 4,7 · 103. Gadījumos, kad fizisko lielumu skaitliskās vērtības ir daudz lielākas vai daudz mazākas par vienu, ir ierasts tās rakstīt kā skaitli no 1 līdz 10, kas reizināts ar atbilstošo desmit pakāpju.

Rakstzīmju skaits gala rezultātā tiek iestatīts saskaņā ar šādiem noteikumiem. Pirmkārt, kļūdas zīmīgo ciparu skaits ir ierobežots. Nozīmīgie cipari ir visi derīgie skaitļa cipari, izņemot sākuma nulles. Piemēram, ciparā 0,00385 ir trīs zīmīgie cipari, skaitļā 0,03085 ir četri zīmīgie cipari, skaitlī 2500 - četri, ciparā 2,5 · 103 - divi. Kļūda vienmēr tiek ierakstīta ar vienu vai diviem zīmīgajiem cipariem. Šajā gadījumā viņi vadās pēc šādiem apsvērumiem.

Nejaušas kļūdas vērtība, kas iegūta, apstrādājot noteikta skaita mērījumu rezultātus, pati par sevi ir nejaušs skaitlis, ti, ja atkārtosiet to pašu mērījumu skaitu, tad vispārīgi runājot, jūs iegūsit ne tikai atšķirīgu rezultātu. izmērītajam daudzumam, bet arī atšķirīgs kļūdas novērtējums. Tā kā kļūda izrādās nejaušs skaitlis, tad, izmantojot matemātiskās statistikas likumus, ir iespējams atrast tai ticamības intervālu. Attiecīgie aprēķini liecina, ka pat par godīgu liels skaits mērījumiem šis ticamības intervāls izrādās ļoti plašs, t.i. kļūdas lielums ir aptuveni novērtēts. Tātad ar 10 mērījumiem kļūdas relatīvā kļūda pārsniedz 30%. Tāpēc tam jānorāda divi zīmīgie cipari, ja pirmais no tiem ir 1 vai 2, un viens zīmīgais cipars, ja tas ir vienāds ar vai lielāks par 3. Šo noteikumu ir viegli saprast, ja ņemam vērā, ka 30% no 2 ir 0,6, un no 4 jau 1,2. Tātad, ja kļūdu izsaka, piemēram, ar skaitli, kas sākas ar ciparu 4, tad šis skaitlis satur neprecizitāti (1,2), kas pārsniedz pirmā cipara vienību.

Pēc kļūdas reģistrēšanas rezultāta vērtību noapaļo tā, lai tā pēdējais nozīmīgais cipars atrastos tajā pašā vietā, kur kļūda. Gala rezultāta pareizas noformēšanas piemērs:t = (18,7 ± 1,2) 102 s.

Diagrammu veidošanas noteikumi

Grafikus veido uz milimetru papīra, uz kura, pirmkārt, uzzīmē koordinātu asis. Cirvju galos norādīti deponētie fizikālie lielumi un to izmēri. Pēc tam uz asīm tiek pielietotas mēroga iedalījumus tā, lai attālums starp iedaļām būtu 1, 2, 5 vienības (vai 0,1, 0,2, 0,5 vai 10, 20, 50 utt.). Parasti mēroga secība, t.i. 10 ± n tiek pagarināts līdz ass galam. Piemēram, ceļam, ko šķērso ķermenis, nevis 1000, 1100, 1200 utt. metri pie skalas iedaļām ir rakstīti 1,0, 1,1, 1,2 un ass beigās fiziskais daudzums apzīmēts kā S, 103 m vai S · 10-3, m. Asu krustpunktam nav jāatbilst nullei katrā no asīm. Izcelsme gar asīm un skalām jāizvēlas tā, lai grafiks aizņemtu visu koordinātu plakni. Pēc asu uzzīmēšanas uz milimetru papīra tiek attēloti eksperimentālie punkti. Tos apzīmē ar maziem apļiem, kvadrātiem utt. Ja vienā koordinātu plaknē ir uzzīmēti vairāki grafiki, tad punktiem izvēlas dažādus apzīmējumus. Pēc tam no katra punkta uz augšu, uz leju un pa labi, pa kreisi tiek likti segmenti, kas atbilst punktu kļūdām asu skalās. Ja kļūda gar vienu no asīm (vai pa abām asīm) izrādās pārāk maza, tad tiek pieņemts, ka tā tiek parādīta grafikā pēc paša punkta lieluma.

Eksperimentālie punkti, kā likums, nav savienoti viens ar otru ne ar taisnu līniju segmentiem, ne ar patvaļīgu līkni. Tā vietā tiek izveidots šīs funkcijas teorētiskais grafiks (lineārais, kvadrātiskais, eksponenciālais, trigonometriskais utt.), kas atspoguļo zināmo vai pieņemto fizisko likumsakarību, kas izpaužas šajā eksperimentā, kas izteikta atbilstošas ​​formulas veidā. Laboratorijas praksē ir divi gadījumi: teorētiskā grafika mērķis ir iegūt no eksperimenta nezināmus funkcijas parametrus (taisnes slīpuma tangensu, eksponentu utt.) vai teorētisko prognožu salīdzināšanu ar eksperimentālo. tiek veikti rezultāti.

Pirmajā gadījumā atbilstošās funkcijas grafiks tiek uzzīmēts "ar aci", lai tas šķērsotu visas kļūdas zonas pēc iespējas tuvāk eksperimentālajiem punktiem. Pastāv matemātiskās metodesļaujot vislabākajā veidā novilkt teorētisko līkni cauri eksperimentālajiem punktiem noteiktā nozīmē. Zīmējot grafiku "ar aci", ieteicams izmantot vizuālo sajūtu par punktu pozitīvo un negatīvo noviržu nulles summu no zīmējamās līknes.

Otrajā gadījumā grafiks tiek uzzīmēts atbilstoši aprēķinu rezultātiem, un aprēķinātās vērtības tiek atrastas ne tikai tiem punktiem, kas iegūti eksperimentā, bet ar noteiktu soli visā mērījumu zonā, lai iegūtu vienmērīgu. līkne. Aprēķinu rezultātu attēlošana punktu veidā uz grafiskā papīra ir darba moments - pēc teorētiskās līknes uzzīmēšanas šie punkti tiek izņemti no grafika. Ja aprēķina formulā ir iekļauts jau definēts (vai iepriekš zināms) eksperimentālais parametrs, tad aprēķini tiek veikti gan ar parametra vidējo vērtību, gan ar tā maksimālo un minimālo (kļūdas robežās) vērtībām. Šajā gadījumā diagramma parāda līkni, kas iegūta ar parametra vidējo vērtību, un joslu, ko ierobežo divas aprēķinātās līknes parametra maksimālajām un minimālajām vērtībām.

Apskatīsim diagrammu veidošanas noteikumus nākamajā piemērā. Pieņemsim, ka eksperimentā tika pētīts noteikta ķermeņa kustības likums. Ķermenis pārvietojās taisnā līnijā, un eksperimenta uzdevums bija izmērīt attālumu, ko ķermenis veic dažādos laika periodos. Pēc vairāku eksperimentu veikšanas un mērījumu rezultātu apstrādes tika atrastas izmērīto lielumu vidējās vērtības un to kļūdas. Eksperimenta rezultāti, kas parādīti tabulā, ir jāattēlo grafika veidā un jāatrod no grafika ķermeni, pieņemot, ka kustība ir vienmērīga.

Tabula. Ķermeņa noietā ceļa atkarība no laika

Vizuālā fizika sniedz skolotājam iespēju atrast interesantāko un efektīvas metodes mācīšanās, padarot nodarbības interesantākas un intensīvākas.

Vizuālās fizikas galvenā priekšrocība ir iespēja demonstrēt fizikālās parādības plašākā skatījumā un to vispusīga izpēte. Katrs darbs aptver lielu mācību materiālu apjomu, tostarp no dažādām fizikas nozarēm. Tas sniedz plašas iespējas starpdisciplināru saikņu nostiprināšanai, teorētisko zināšanu vispārināšanai un sistematizēšanai.

Interaktīvais darbs fizikā jāveic klasē darbnīcas veidā, skaidrojot jaunu materiālu vai kādas noteiktas tēmas apguves beigās. Vēl viena iespēja ir veikt darbu ārpus mācību laika, fakultatīvajās, individuālajās nodarbībās.

Virtuālā fizika(vai fizika tiešsaistē) ir jauns un unikāls virziens izglītības sistēmā. Nav noslēpums, ka 90% informācijas mūsu smadzenēs nonāk caur redzes nervu. Un tas nav pārsteidzoši, ka, kamēr cilvēks neredzēs sevi, viņš nespēs skaidri saprast noteiktu fizisko parādību būtību. Tāpēc mācību process ir jāatbalsta ar vizuāliem materiāliem. Un tas ir vienkārši brīnišķīgi, ja jūs varat ne tikai redzēt statisku attēlu, kas attēlo fizisku parādību, bet arī aplūkot šo parādību kustībā. Šis resurss ļauj skolotājiem viegli un nepiespiesti vizuāli parādīt ne tikai fizikas pamatlikumu darbības, bet arī palīdzēt veikt tiešsaistes laboratorijas darbus fizikā lielākajā daļā vispārējās izglītības programmas sadaļu. Piemēram, kā jūs varat mutiski izskaidrot principu darbība p-n pāreja? Tikai parādot bērnam šī procesa animāciju, viņam viss uzreiz kļūst skaidrs. Vai arī varat skaidri parādīt elektronu pārejas procesu, kad stikls tiek berzēts pret zīdu, un pēc tam bērnam būs mazāk jautājumu par šīs parādības būtību. Turklāt uzskates līdzekļi aptver gandrīz visas fizikas jomas. Tātad, piemēram, vai vēlaties izskaidrot mehāniku? Lūdzu, šeit ir animācijas, kas parāda Ņūtona otro likumu, impulsa saglabāšanas likumu ķermeņu sadursmes laikā, ķermeņu kustību pa apli gravitācijas un elastības ietekmē utt. Ja vēlaties apgūt optikas sadaļu, tas nevar būt vieglāk! Eksperimenti gaismas viļņa viļņa garuma mērīšanai, izmantojot difrakcijas režģi, nepārtrauktu un līniju spektri emisija, gaismas traucējumu un difrakcijas novērošana un daudzi citi eksperimenti. Kā ar elektrību? Un šai sadaļai ir dots diezgan daudz uzskates līdzekļu, piemēram, ir Eksperimenti Ohma likuma izpētē pilnīgai shēmai, jauktu vadītāju savienojuma izpētei, elektromagnētiskajai indukcijai utt.

Tādējādi mācību process novērsīsies no "pienākuma", pie kuras mēs visi esam pieraduši pie spēles. Bērnam būs interesanti un jautri skatīties uz fizisko parādību animācijām un tas ne tikai vienkāršos, bet arī paātrinās mācību procesu. Cita starpā bērns var sniegt pat vairāk informācijas, nekā viņš varētu saņemt parastajā izglītības formā. Turklāt daudzas animācijas var pilnībā aizstāt noteiktas laboratorijas instrumenti līdz ar to ideāli piemērots daudzām lauku skolām, kur diemžēl ne vienmēr var atrast pat Brauna elektrometru. Bet ko lai saka, daudzas ierīces pat nav iekšā parastās skolas lielajām pilsētām. Iespējams, ieviešot šādus uzskates līdzekļus obligātā programma izglītība, pēc absolvēšanas ieinteresēsim par fiziku, kas ar laiku kļūs par jaunajiem zinātniekiem, no kuriem daži spēs izdarīt lieliskus atklājumus! Tādējādi tiks atdzīvināts lielo krievu zinātnieku zinātniskais laikmets, un mūsu valsts atkal būs tāda pati kā tagad Padomju laiki, radīs unikālas tehnoloģijas apsteidzot savu laiku. Tāpēc, manuprāt, ir nepieciešams maksimāli popularizēt šādus resursus, informēt par tiem ne tikai skolotājus, bet arī pašus skolēnus, jo daudzus no tiem būs interesanti apgūt fiziskas parādības ne tikai stundās skolā, bet arī mājās brīvajā laikā, un šī vietne viņiem sniedz šādu iespēju! Fizika tiešsaistē tas ir interesants, informatīvs, vizuāls un viegli pieejams!

(Visi darbi uz mehāniku)

Mehānika

#1. Fizikālie mērījumi un to kļūdu aprēķins

Iepazīšanās ar dažām fizikālo mērījumu metodēm un mērījumu kļūdu aprēķināšana, izmantojot blīvuma noteikšanas piemēru ciets pareizā forma.

Lejupielādēt

#2. Inerces momenta noteikšana, spēku momenta un leņķiskais paātrinājums svārsts Oberbeks

Noteikt spararata inerces momentu (šķērsgabali ar atsvariem); nosaka inerces momenta atkarību no masu sadalījuma ap griešanās asi; noteikt spēka momentu, kas virza spararatu griešanās pozīcijā; noteikt atbilstošās leņķiskā paātrinājuma vērtības.

Lejupielādēt

Nr.3. Ķermeņu inerces momentu noteikšana, izmantojot trifilāru balstiekārtu un Šteinera teorēmas pārbaude

Dažu ķermeņu inerces momentu noteikšana ar vērpes vibrāciju metodi, izmantojot trifilāru piekari; Šteinera teorēmas pārbaude.

Lejupielādēt

Nr.5. "Lodes" lidojuma ātruma noteikšana ar ballistisko metodi, izmantojot unifilāru balstiekārtu

"Lodes" lidojuma ātruma noteikšana, izmantojot vērpes ballistisko svārstu un absolūti neelastīga trieciena fenomenu, pamatojoties uz leņķiskā impulsa saglabāšanas likumu

Lejupielādēt

Nr.6. Universālā svārsta kustības likumu izpēte

Universālā svārsta brīvā kritiena paātrinājuma, samazinātā garuma, smaguma centra stāvokļa un inerces momentu noteikšana.

Lejupielādēt

Nr.9. Maksvela svārsts. Ķermeņu inerces momenta noteikšana un enerģijas nezūdamības likuma pārbaude

Pārbaudīt enerģijas nezūdamības likumu mehānikā; noteikt svārsta inerces momentu.

Lejupielādēt

Nr.11. Ķermeņu taisnvirziena vienmērīgi paātrinātas kustības izpēte uz Atwood mašīnas

Gravitācijas paātrinājuma noteikšana. Slodzes kustības "efektīvā" pretestības spēka momenta noteikšana

Lejupielādēt

Nr.12. Oberbeka svārsta rotācijas kustības izpēte

Stingra ķermeņa rotācijas kustības ap fiksētu asi dinamikas pamatvienādojuma eksperimentālā pārbaude. Oberbeka svārsta inerces momentu noteikšana dažādās atsvaru pozīcijās. Slodzes kustības "efektīvā" pretestības spēka momenta noteikšana.

Lejupielādēt

Elektrība

#1. Elektrostatiskā lauka izpēte modelējot

Plakanu un cilindrisku kondensatoru elektrostatisko lauku attēla veidošana, izmantojot ekvipotenciālu virsmas un spēka lauka līnijas; sprieguma eksperimentālo vērtību salīdzinājums starp vienu no kondensatora plāksnēm un ekvipotenciāla virsmām ar tā teorētiskajām vērtībām.

Lejupielādēt

Nr.3. Vispārinātā Oma likuma izpēte un elektromotora spēka mērīšana ar kompensācijas metodi

Pētījums par potenciālu starpības atkarību ķēdes posmā, kurā atrodas EMF, no strāvas stipruma; šīs sadaļas EML un pretestības aprēķins.

Lejupielādēt

Magnētisms

#2. Ohma likuma pārbaude maiņstrāvai

Noteikt spoles omisko, induktīvo pretestību un kondensatora kapacitāti; pārbaudiet Oma likumu maiņstrāvai ar dažādiem ķēdes elementiem

Lejupielādēt

Svārstības un viļņi

Optika

Nr.3. Gaismas viļņa garuma noteikšana, izmantojot difrakcijas režģi

Iepazīšanās ar caurspīdīgo difrakcijas režģi, gaismas avota (kvēlspuldzes) spektra viļņu garumu noteikšana.

Lejupielādēt

Kvantu fizika

#1. Melnā ķermeņa likumu pārbaude

Atkarību izpēte: absolūti melna ķermeņa starojuma spilgtuma spektrālais blīvums no temperatūras krāsns iekšienē; spriegums pāri termiskajai kolonnai pret temperatūru cepeškrāsnī, izmantojot termopāri.