Лабораторна робота № 2

„Вимірювання розмірів малих тіл”

Мета роботи: навчитись виконувати вимірювання методом рядів.

Прилади і матеріали: лінійка вимірювальна 1 мм; жолоб з рухомим обмежувачем; дріб; горошини; пшоно; дріт; скляна трубка малого діаметру; мікрофотографія.

Теоретичні відомості.

Для вимірювання розмірів малих тіл існують спеціальні прилади (наприклад мікрометр). Однак у ряді випадків розміри малих тіл можна виміряти і звичайною лінійкою, але за умови, що є значне число цих тіл. Тоді застосовують так званий метод рядів. Суть цього методу полягає в тому, що кілька тіл (15 – 25) складають впритул одне до одного в ряд . Вимірявши лінійкою відстань між обмежувачами цього ряду та поділивши цю відстань на кількість N кульок, (предметів) можна визначити діаметр d однієї кульки (предмета): d = .

Аналогічно можна визначити діаметр дроту намотавши його на циліндричну паличку (скляну трубку). Метод рядів можна застосувати для обчислення розмірів мікрочастинок (молекул, атомів). На мікрофотографії, зробленій за допомогою мікроскопа, який дає збільшення розмірів у сотні тисяч разів і більше, можна розрізнити окремі молекули і атоми.

Хід роботи.

Основне завдання:

1.    Вимірювання розмірів малих тіл.

1.1.  Складіть у жолобі з рухомим обмежувачем ряд з дробинок, потім з горошин, потім з пшонин (15 – 25 шт.). Дані запишіть у таблицю1.

1.2.  Обчисліть діаметр цих малих тіл. Дані запишіть у таблицю1.

1.3.  Визначте похибку вимірювань і запишіть результати у таблицю 1.

1.4.  Намотайте на паличку дріт (15 – 25 обертів). Визначте довжину котушки, що утворилась на паличці. Дані занесіть у таблицю 1.

1.5.  Обчисліть діаметр дроту та запишіть результати обчислень у таблицю 1.

1.6.  Визначте похибку вимірювання і запишіть результат у таблицю 1.

1.7.  Зробіть висновки з цих вимірювань.

Таблиця 1.

Додаткове завдання:

Вимірювання розмірів мікрочастинок за допомогою мікрофотографії.  На малюнку демонструється фотографія, зроблена з допомогою електронного мікроскопа (збільшення 70000 разів), на якій видно молекули вірусу тютюну та їх взаємне розміщення. Застосуйте метод рядів для визначення розмірів діаметра молекул (з урахуванням збільшення фотографії).

Для цього:

2.1. Виберіть ряд та підрахуйте у ньому число молекул N. Дані підрахунків занесіть до таблиці 1.

2.2. Користуючись лінійкою, визначте розмір масштабного відрізка L₀ (у міліметрах), що відповідає на знімку 1 мкм. ВиразітьL₀ в метрах. (1 мкм = 10^–6 м).

2.3. Виміряйте лінійкою масштабну довжину обраного ряду молекул L_м у міліметрах. Отриманий результат виразіть у метрах і запишіть у таблицю1.

2.4. Із співвідношення L₀: 10 ^–6 м = L_м: (d · N) визначте діаметр частинки d. Отриманий результат запишіть у таблицю 1. Примітка: нагадуємо, що вираз (L = d · N) – це добуток діаметра однієї молекули на їх число в обраному ряду молекул.

2.6. Оцініть результати вимірювань.

Контрольні запитання:

1.   Яка ціна поділки мірного циліндра? (Виберіть з відповідей ту, що вважаєте правильною.)

А. 0,5 мл. Б. 1 мл. В. 0,25 мл. Г. 2 мл.

2.   Лінійкою з ціною поділки 1 мм/под. Виміряли площу поверхні обкладинки зошита. З якою точністю визначили площу? (Виберіть з відповідей ту, що вважаєте правильною.)

А. 0,1 мм. Б. 0,25 мм. В. 1 мм. Г. 0,5 мм.

3.   Як правильно розміщувати око відносно точки виміру фізичної величини по шкалі  приладу? (Виберіть з відповідей ту, що вважаєте правильною.)

А) Трохи вище точки відліку;

Б) Трохи нижче точки відліку;

В) Перпендикулярно до площини точки відліку.