Обробка результатів експерименту. Методичні рекомендації до модуля 3 “Молекулярна фізика” для виконання лабораторних робіт студентами денної та заочної форм навчання напрямів підготовки:

ФІЗИКА

Методичні рекомендації до модуля 3 “Молекулярна фізика” для виконання лабораторних робіт студентами денної та заочної форм навчання напрямів підготовки: 6.100102 “Процеси, машини та обладнання в агропромисловому виробництві”, 6.010104 “Професійна освіта. Механізація сільськогосподарського виробництва та гідромеліоративних робіт”, 6.100101 “Енергетика та електротехнічні системи в агропромисловому комплексі”, 6.090101 “Агрономія”, 6.090102 “Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва”

Миколаїв – 2011

УДК 53 (079/1)

ББК 22.3

Методичні рекомендації підготували:

Вахоніна Л.В., к.ф-м.н., доцент

Власенко Л.С., асистент

Бацуровська І.В., асистент

Відповідальний за випуск :

Рецензенти:

Коваль С.С. к.ф.-м.н., доцент кафедри «Фізики» НУК ім. адм. Макарова.

Руденко О.Г к.т.н., доцент кафедри механізації та електрифікації сільського господарства.

Фізика:методичні рекомендації до модуля 3 “Молекулярна фізика” для виконання лабораторних робіт студентами денної та заочної форм навчання напрямів підготовки: 6.100102 “Процеси, машини та обладнання в агропромисловому виробництві”, 6.010104 “Професійна освіта. Механізація сільськогосподарського виробництва та гідромеліоративних робіт”, 6.100101 “Енергетика та електротехнічні системи в агропромисловому комплексі”, 6.090101 “Агрономія”, 6.090102 “Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва” / Уклад.: [Л.В. Вахоніна, Л.С. Власенко, І.В. Бацуровська] – Миколаїв: МДАУ, 2011.

Друкується згідно з рішенням методичної ради факультету механізації сільського господарства Миколаївського державного аграрного університету протокол № 8 від 28 .04. 2011 р.

© Миколаївський державний аграрний університет

ЗМІСТ

№ роботи	Назва роботи	сторінка
	ВСТУП
Робота №8	Визначення коефіцієнта в'язкості рідини методом Стокса
Робота №9	Визначення коефіцієнта поверхневого натягу методом відриву краплі
Робота №10	Визначення вологості атмосферного повітря
Робота №11	Визначення відношення молярних теплоємкостей повітря методом адіабатичного розширення
Робота №12	Вимірювання коефіцієнта лінійного розширення Обсяг робіт з молекулярної фізики та термодинаміки та рейтингова оцінка знань спеціальність „Агрономія" Обсяг робіт з молекулярної фізики та термодинаміки та рейтингова оцінка знань спеціальність „Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва" Обсяг робіт з дисципліни „Фізика" та рейтингова оцінка знань спеціальність „Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва" Обсяг робіт з дисципліни „Фізика" та рейтингова оцінка знань спеціальність „Професійна освіта" Обсяг робіт з дисципліни „Фізика" та рейтингова оцінка знань напрям підготовки 6.100101 “Енергетика та електротехнічні системи в агропромисловому комплексі“ Література
	………………………………………

ВСТУП

Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт з дисципліни фізика Модуль – 3 «Молекулярна фізика» мають своєю метою допомогти студентам у виконанні лабораторних робіт і більш глибшому засвоєнню основних фізичних методів і законів, вони містять опис з лабораторних робіт з розділу «Молекулярна фізика».

Кожна лабораторна робота складається: з назви та мети роботи, короткого вступу, переліку необхідних приладів та матеріалів, коротких теоретичних даних, методики виконання роботи, форми запису експериментальних результатів, визначення точності експерименту, контрольних питань та тестових питань для захисту лабораторних робіт.

Методичні рекомендації поліпшують засвоєння студентами навчального матеріалу, допомагають обробляти данні експериментів, в найбільш доцільній формі представляти отримані результати.

Дуже важливо проводити аналіз отриманих результатів, так як, з одного боку це підвищує інформативність вимірювань (наприклад, за результатами визначення питомої ваги і густини, та за допомогою довідникових даних можна визначити матеріал тіла), а з іншого боку це дозволяє студентові співставити отримані ним дані із табличними, і тим самим оцінити якість своєї роботи, як експериментатора.

Підготовка і виконання лабораторних робіт вимагає від студента самостійно опрацювати відповідний лекційний матеріал та довідкову і навчальну літературу. Це сприяє розвитку самостійного мислення і навичок самостійної роботи.

Навички, отримані при виконанні лабораторних робіт, знання та розуміння основних принципів проведення робіт, оцінка отриманих результатів та їх уявлення, будуть корисними, як в засвоєнні інших технічних дисциплін, так і в подальшій трудовій діяльності після закінчення ВНЗу.

Послідовність та правила виконання лабораторних робіт

При виконанні лабораторної роботи або іншого фізичного експерименту необхідно дотримуватися наступних правил:

1. Правильно вибирати методику вимірювань так, щоб точність вимірювань відповідала, поставленій меті;

2. Враховувати можливість систематичних помилок і вживати заходи щодо їх усунення;

3. Оцінювати точність кінцевого результату, визначаючи абсолютну та відносну похибку вимірювань;

4. Показувати отримані результати, вибираючи найбільш цілеспрямовану форму уявлення та правильно оформляти графічні матеріали.

Обробка результатів експерименту

Обробка результатів експерименту (лабораторна робота) зводиться до обчислень фізичних величин за допомогою робочих формул, визначенню похибок, оформленню отриманих результатів у вигляді графіків або таблиць та аналізу експериментальних даних.

Мета фізичного експерименту полягає в більшості випадків в тому, щоб отримати дану числову величину, і тому точність при обчисленнях також важлива, як і при вимірюваннях.

Визначення похибки при прямих вимірюваннях

Якщо величина Х виміряна n разів в однакових умовах, то при цьому ми отримаємо ряд близьких значень величини . Різні значення величини пояснюються тим, що при її вимірюваннях були допущені випадкові похибки. Так як випадкові похибки, носять статистичний характер (тобто відхилення в більшу і меншу сторону рівновірогідні), тобто найбільш близьким до істинного значення вимірюваної величини, буде середнє арифметичне результатів всіх вимірювань, виключаючи грубі похибки:

.

Очевидно, що чим більше буде виконано вимірювань, тим точніше буде співпадати середнє арифметичне значення з істинним значенням даної величини. Так як істинне значення вимірюваної величини в багатьох випадках невідомо, то за цю величину приймається середнє арифметичне результатів окремих вимірювань. За абсолютну похибку окремих вимірювань приймається різниця між середнім арифметичним значенням і виміряним значенням величини

Обчислена таким чином сума похибок, рівна нулю з точністю до округлення середнього арифметичного. Тому за середню абсолютну похибку вимірювання приймається величина, яка рівна середньому арифметичному значенню із абсолютних величин всіх похибок вимірювань, тобто:

Згідно теорії вірогідності, дійсне значення величини буде лежати в межах з вірогідністю 64%, при числі вимірювань менше 4. Якщо число вимірювань n=4, то вірогідність співпадання з істинним значенням дорівнює 90%, а при n=9 ця вірогідність зростає до 98%.

Значення абсолютної похибки дозволяє вказати границі, в яких з визначеною вірогідністю лежить шукана величина.

Кінцевий результат прямого вимірювання фізичної величини записується у вигляді . Відношення середньої абсолютної похибки вимірювань до значення дійсної величини називається відносною похибкою вимірювання Е, яка виражається у відсотках

Відносна похибка дозволяє оцінити ступінь точності отриманого результату і показує величину похибки (у відсотках), допущеної при вимірюванні.

Очевидно, що середнє арифметичне значення шуканої величини , потрібно округляти до того розряду, що і абсолютну похибку, а відносна похибка завжди вираховується не менше ніж з двома означаючими цифрами.

В деяких випадках неможливо повторити пряме вимірювання дійсної величини декілька раз. Тоді вимірювання проводять тільки один раз, а абсолютну похибку визначають або по класу точності приладу, або приймаючи за абсолютну похибку половину ціни найменшої поділки шкали приладу, так як при вимірюваннях не можна помилитися більш, ніж на половину поділки.

На кінець відмітимо, що якщо похибка, визначена по середньому значенню, менша, ніж похибка визначена по класу точності, або ціні найменшої поділки, то за абсолютну похибку в цьому випадку приймається похибка, рівна найбільшій із цих трьох величин.

Класом точності приладу називається виражене у відсотках відношення максимальної абсолютної похибки приладу до верхньої границі його вимірювань:

Оформлення результатів

Результати експерименту (лабораторної роботи) показується у вигляді таблиці або графіка, або дається кінцевий результат значення шуканої фізичної величини із зазначенням абсолютної та відносної похибки вимірювання.

Найбільш інформативним способом показу результатів є графічний спосіб.

Самостійна робота

Самостійна робота студента – це форма навчального процесу, що є основним засобом оволодіння навчальним матеріалом і повинна складати не менше 50% від загального обсягу трудомісткості навчання з дисципліни.

СРС забезпечується системою навчально-методичних засобів передбачених для вивчення конкретної навчальної дисципліни: підручник, навчальні та методичні посібники, рекомендації, конспект лекцій, фахова та наукова періодична література тощо. Методичні матеріали для СРС повинні передбачати можливість проведення самоконтролю з боку студента. Саме самостійна робота студентів над курсом “Фізика ” полягає у:

– вивченні теоретичного курсу за конспектом лекцій та з допомогою рекомендованої літератури;

– підготовці до проведення та захисту лабораторних робіт.

Видом самостійної роботи з дисципліни є оформлення лабораторної роботи та її захист , тобто поточний контроль, що має на меті перевірку рівня підготовленості студента та отримання ним відповідної кількості балів, які додаються під час виконання всіх видів робіт , що є умовою допуску до контрольних заходів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 8