ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Обработка результатов измерений

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СРЕДЫ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:



Приборы и оборудование:

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Теоретическое обоснование работы

Описание лабораторной установки

На рисунке приведено схематичное изображение экспериментальной установки. Петля связи L₂ генератора Г находится в непосредственной близости от петли связи L двухпроводной линии, натянутой между держателями 1 и 6. Часть этой линии находится в кювете 4, в которую наливается исследуемая жидкость (в данной работе – вода). Проводники должны находиться в жидкости на достаточной глубине. На воздушной части линии находится поводок с индикатором (лампочкой) 2, а на части линии в ячейке – поводок с «закороткой» 5. Оба поводка снабжены шкалами, позволяющими указать их положение в единицах длины.

Рис. Схема установки

Порядок выполнения работы

1. Поворачивая поводок 5 вокруг оси О-О (см. рис.), поднять «закоротку» в кювете на достаточную высоту от двухпроводной линии (исследуемую жидкость оставить в кювете). Генератор включить в сеть.

2. Перемещая поводок 2 вдоль воздушной части линии, отметить его положения х₀₁, х₀₂, при которых достигается максимальная яркость загорания лампочки, размещенной на этом поводке. Очевидно, что эти положения соответствуют пучностям стоячей волны в воздухе. Измерения повторить 3 раза.

3. Определить длину стоячей волны как разность координат пучностей, используя средние значения x_ср . Длина электромагнитной волны в воздухе будет равна l₀=2l_ст . Так как диэлектрическая проницаемость воздуха равна единице, полученное значение можно принять равным длине волны в вакууме. Пользуясь формулой , вычислить частоту n генератора.

4. Заполнить кювету водой (если кювета пуста!). Найти положение поводка на воздушной части линии, при котором лампочка будет гореть, и оставить его в этом положении. Затем поворотом поводка 5 опустить «закоротку» на проводники в кювете с водой (при этом лампочка потухнет) и, перемещая этот поводок вдоль отрезка линии в жидкости, зафиксировать положения поводка х₁, х₂, при которых лампочка загорается. Очевидно, эти положения поводка соответствуют пучностям стоячей волны в жидкости. Измерения повторить 3 раза.

5. Определить длину стоячей волны в жидкости как разность координат пучностей, используя средние значения x_ср. Зная частоту генератора, по формуле определить скорость распространения электромагнитной волны в жидкости.

6. Зная скорость электромагнитной волны в жидкости, определить диэлектрическую проницаемость этой жидкости по формуле (магнитная проницаемость немагнитных материалов m = 1). Все результаты занести в таблицу.

7. Сравнить полученное значение диэлектрической проницаемости для воды с табличным значением. Вычислить относительное отклонение экспериментального значения от табличного по формуле .

8. Вычислить относительную погрешность в определении диэлектрической проницаемости воды по формуле: , считая .

9. Сделайте выводы по работе.

Таблица

Воздух	Жидкость
	х₁, м	х₂, м	l₀_ст , м	l₀, м	n, Гц	х₁, м	х₂, м	l_ст , м	l, м	v, м/c



x_ср
e _экспер = ,e _табл= , δ= %, e _ε = %

Обработка результатов измерений

ВЫВОДЫ:

Контрольные вопросы

1. Что такое гармонические колебания? Какими параметрами они характеризуются? Уравнение гармонических колебаний.

2. Что такое волна? Какими параметрами она характеризуется? Уравнение плоской волны.

3. Что такое электромагнитная волна? Каким соотношением определяется скорость ее распространения в различных средах?

4. Что такое стоячая волна? Характеристики стоячей волны.

5. Каковы основные отличия бегущей и стоячей волн?

6. Диэлектрическая проницаемость, методика ее определения в данной работе. Физический смысл этой величины.

7. Если удалить жидкость из кюветы, изменится ли положение узлов и пучностей стоячей волны на воздушной части двухпроводной линии, а также расстояние между ними? Ответ пояснить.

8. Почему лампочка загорается, когда поводок находится в положении пучностей?

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1.Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля имеет вид: Что описывает следующая система уравнений?	2.На рисунке представлена мгновенная «фотография» электрической составляющей электромагнитной волны, переходящей из среды 1 в среду 2, перпендикулярно границе раздела АВ. Уравнения, описывающие электрические напряженности волны в каждой среде в скалярной форме имеют вид: , . Относительный показатель преломления среды 2 относительно среды 1 равен …
3.Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси OХ, имеет вид , м. Длина волны (в м) равна…	4.Плоская звуковая волна распространяется в упругой среде. Скорость колебания частиц среды, отстоящих от источника на расстоянии , по истечении времени после начала колебаний источника равна …
5.В упругой среде плотностью ρ распространяется плоская синусоидальная волна с циклической частотой ω и амплитудой А. Если циклическую частоту увеличить в 4 раза, а амплитуду уменьшить в 2 раза, то объемная плотность энергии …	6.На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического ( ) и магнитного ( ) полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля (вектор Умова-Пойнтинга) ориентирован в направлении …