Экспериментальное задание по теме «Оптика»: наблюдение изменения энергии отраженного и преломленного лучей света

В вашем распоряжении имеется оборудование, для наблюдения отражения и преломления света: плоское зеркало, источник света, экран со щелью, плоскопараллельная стеклянная пластинка.

Направим свет от источника света на экран со щелью. Выделенный луч света направим под некоторым углом на плоское зеркало (рис. З.3).

Наблюдаем отраженный луч. Он слабее падающего, потому что часть световой энергии поглотилась зеркалом.

Заменим зеркало плоскопараллельной стеклянной пластиной (рис. 3.4). В зависимости от утла падения луча преломленный луч изменяет свою яркость. Чем больше угол падения, тем яркость преломленного луча меньше.

Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи­сание использования законов МКТ и термодинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе ра­боты описанного устройства

Тепловая машина

В современной технике механическую энергию в основном получают за счет внутренней энергии топлива. Устройства, в которых происходит пре­образование внутренней энергии в механическую, получили название теп­ловых двигателей. Если в цилиндре есть поршень, который может свободно перемещаться, то можно заставить перемещаться этот поршень за счет рас­ширения газа, т.е. газ совершает работу. В этом случае газ называют рабо­чим телом. Чтобы двигатель работал непрерывно, необходимо, чтобы пор­шень после расширения газа каждый раз возвращался в исходное положе­ние, сжимая газ до первоначального положения. Сжатие газа может проис­ходить только под действием внешней силы, которая при этом совершает работу. После этого вновь могут происходить процессы расширения и сжатия газа. Следовательно, работа теплового двигателя должна состоять из периодически повторяющихся процессов расширения и сжатия.

Рассмотрим принцип работы поршневого двигателя. В таком двигателе рабочим телом является газ, который давит на поршень, вследствие чего поршень перемещается. При расширении газа возникает движение поршня, которое передается валу двигателя с укрепленным на нем маховиком. Для сжатия газа поршень должен переместиться под действием внешней силы в противоположном направлении. Это движение совершается за счет кинети­ческой энергии, запасенной маховиком в процессе расширения газа.

Если работа сжатия газа меньше работы рас­ширения газа, то мы получим полезную работу, т.е. каждому значению объема газа при сжатии должно соответствовать меньшее давление, чем при расширении. Давление газа при одном и том же объеме тем меньше, чем ниже его температу­ра. Поэтому газ перед сжатием должен быть ох­лажден. Для этого его необходимо привести в контакт с телом, имеющим более низкую темпе­ратуру. Это тело называют холодильником.

Нагреватель, рабочее тело, и холодильник — основные части теплового двигателя. На рис. 3.5 в координатных осях pv графически представлен процесс расширения газа (линия АВ) и сжатия до первоначального объема (линия CD).

Ответьте на вопросы к тексту:

Чему численно равна площадь фигуры ABEF?

2. Чему численно равна площадь фигуры DCEF?

3. Чему численно равна площадь фигуры ABCD?

Может ли коэффициент полезного действия тепловой машины быть больше единицы? Ответ обоснуйте.

БИЛЕТ № 4

1. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное дви­жение в природе и технике.

2. Экспериментальное задание по теме «Молекулярная физика»: наблюдение изменения давления воздуха при изменении температу­ры и объема

В вашем распоряжении имеется оборудование для наблюдения изменения давления при изменении объема и температуры: гофрированный сосуд, манометр, регистрирующий давление внутри сосуда, термометр, сосуд с горячей водой.

Соберите установку согласно рис. 4.4.

Вращая винт, изменяем объем газа, содержащийся в гофрированном со­суде. Обращаем внимание на показания манометра.

Опускаем гофрированный сосуд с газом в сосуд с горячей водой (рис. 4.5). С повышением температуры газа показания манометра изменя­ются.

Делаем вывод: с уменьшением объема газа давление увеличивается при

постоянной температуре, т.е. выполняется закон Бойля — Мариотта: p1/p2=V2/V1; T=const.

При постоянном объеме с увеличением температуры давление увеличи­вается, т.е. выполняется закон Гей-Люссака: p1/p2=T1/T2; V=const

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний

Молния

Наблюдали ли вы молнию? Красивое и небезопасное явление природы! Уже в середине XIII в. ученые обратили внимание на внешнее сходство мол­нии и электрической искры. Высказывалось предположение, что молния — это электрическая искра. Когда же она возникает? Соберем установку: к двум шарикам, закрепленным на изолирующих штативах и находящимися на некотором расстоянии друг от друга, подклю­чим батарею конденсаторов (рис. 4.6). Начнем заряжать конденсаторы от элек­трической машины.

По мере заряжения конденсаторов увеличивается разность потенциалов между электродами, а, следовательно, будет увеличиваться напряженность поля в газе. Пока напряженность поля невелика, между шариками нельзя заме­тить никаких изменений. Однако при достаточной напряженности поля (30 000 В/см) между электродами появляется электрическая искра, имеющая вид ярко светящегося извилистого канала, соединяющего оба электро­да. Газ вблизи искры нагревается до высокой температуры и расширяется, отчего возникают звуковые волны, и мы слышим характерный треск.

Опыты с атмосферным электричеством, проводимые М.В. Ломоносовым и Франклином независимо друг от друга, доказали, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и что молния — это гигантская искра, ничем (кроме размеров) не отличающаяся от искры между шариками.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Зачем в описанном опыте применяли батарею конденсаторов?

2. К какому виду разрядов можно отнести молнию?

3. Когда между облаками проскакивает молния?

4. Может ли возникнуть молния между облаками и Землей? Объясните.

БИЛЕТ № 5

Закон всемирного тяготения-Все тела притягиваются к друг другу с силой прямо пропорциональной произведениям масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Сила тяжести— это сила, действующая на тело со стороны Земли и сообщающая телу ускорение свободного падения. Невесомость-то состояние, при котором действующие на него внешние силы или совершаемое им движение не вызывают взаимных давлений частиц друг на друга.

Поиск по сайту: