Лабораторный компьютерный практикум

Вид материала

Практикум

Содержание Задание. Соотношение неопределенностей. Контрольные вопросы для проверки усвоения темы лабораторной работы Тепловое движение. Классическая термодинамика.

Подобный материал:

• А. М. Горького Кафедра алгебры и дискретной математики Щербакова В. А. Лабораторный, 418.72kb.
• Липатов Петр Иванович, учитель биологии; Липатова Людмила Николаевна, учитель биологии, 620.01kb.
• Практикум по химии Анкудимова И. А., Гладышева, 2202.13kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины «лабораторный практикум по бухгалтерскому учету, 3221.38kb.
• Практикум, методическое руководство, компьютерный практикум на cd rom по информатике, 353.2kb.
• Жигалов М. С., Мойсеяк М. Б. Лабораторный практикум по технохимическому контролю чайного, 572.07kb.
• Своей целью лабораторный комплекс ставит глубокое знакомство студентов с системой межпроцессных, 17.55kb.
• Московский инженерно-физический институт, 1479.21kb.
• Утверждаю: Декан Физико-технического факультета, 146.47kb.
• Лабораторные работы, 281.72kb.

Задание. Соотношение неопределенностей.

А). Значения длины волны λ и размера щели Δx. Измеренное максимальное расстояние s. Расчеты импульса фотона и Δp_x.

Б). Расчеты произведения Δp_xΔx.
В). Повтор пунктов А и Б.Таблица с результатами:

№	Δx (ширина щели)	λ	Импульс фотона p	s	Δpx(рассчитанное)	ΔpxΔx
1
2

Г). Анализ результатов. Выводы. Ответы на вопросы.

Д). Ответы на вопросы.

Контрольные вопросы для проверки усвоения темы лабораторной работы:

1. Поясните, почему из соотношения неопределенностей следует невозможность одновременного точного определения сопряженных величин?
2. Энергетические спектры излучения связаны с переходом электронов с более высоких энергетических уровней на более низкие. Этот переход происходит за определенный промежуток времени. Можно ли абсолютно точно определить энергию излучения?
3. Изложите суть принципа неопределенностей.
4. Какова роль прибора в микромире?
5. Из соотношения неопределенностей объясните, почему при дифракции фотонов уменьшение размера щели приводит к увеличению ширины дифракционной картины?
6. Изложите суть принципа дополнительности Бора.
7. Чем по современным представлениям является вакуум?


Лабораторная работа № 9. ОПИСАНИЕ


Тепловое движение (1)


Рабочее окно

Вид рабочего окна приведен на Рис. 6.1. В левой части рабочего окна приведена модель теплового движения частиц в объеме, который разделен на две части перегородкой. При помощи мыши перегородку можно переместить влево (нажав левую кнопку мыши на ее верхней части) или удалить ( щелкнув на нижней части).


Р
исунок 6.1.

В правой части рабочего окна приведены: температура (в правой и левой части, моделируемого объема), мгновенные скорости частиц, а также регистрируется число столкновений частиц со стенками в процессе наблюдения. Кнопкой Пуск запускается движение частиц, при этом начальные скорости и расположение частиц задаются случайным образом. В окошке рядом с кнопкой Пуск задается число частиц. Кнопка Стоп останавливает движение. При нажатии на кнопку Продолжить движение возобновляется, и очищаются окна регистрации числа столкновений со стенками. При помощи кнопки Нагрев можно увеличивать температуру в правой части моделируемого объема. Кнопка Выкл. отключает нагрев. Переключателем справа от кнопок управления можно задать несколько разных режимов работы.

Для открытия рабочего окна нажмите на его изображение.


Лабораторная работа № 9. Теория

Тепловое движение.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Дать представление студентам об особенностях теплового движения. Используя модель идеального газа, наглядно продемонстрировать, статистический смысл таких понятий как - температура, давление и внутренняя энергия.

Классическая термодинамика.

Термодинамика – наука о наиболее общих свойствах макроскопических систем, находящихся в состоянии равновесия и процессах перехода между этими состояниями. Она основана на фундаментальных принципах - началах, которые включили в себя огромный опыт человечества по превращению энергии и выполняются независимо от природы образующих систему тел. Поэтому ее закономерности - универсальны. Законы термодинамики позволяют получить много сведений о свойствах макросистем в разных условиях, не прибегая ни к какой модели их внутреннего строения. Это могут быть молекулярные системы, изучаемые в физике, электродинамике, химии, биологии и др.

Основные понятия, представления и закономерности термодинамики были получены на основании обобщения большого экспериментального материала. В ней были введены наблюдаемые в опытах величины - понятие теплоты, температуры, давления, теплоемкости, внутренней энергии, энтропии и т. д. – и были установлены количественные соотношения между этими параметрами макросистем, не опираясь ни на какие модели вещества. Такое изучение называется феноменологическим.

В частности, в термодинамике было выведено уравнение состояния идеального газа, связывающее между собой такие его макроскопические параметры, как давление, температура и объем. В равновесных состояниях поведение идеального газа не зависит от его природы и описывается уравнением Клапейрона-Менделеева: pV = (m/M)·RT, где р – давление газа (Па); V – его объем (м³); m – масса всего объема газа (г); M – его молярная масса (г/моль); Т – абсолютная температура (К); R = 8,314 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная. Это уравнение также можно записать в виде: рV = Nk·T, где N –количество частиц газа в данном объеме, k = R/N_A. = 1,38·10^-23 Дж/К – постоянная Больцмана, N_A = 6,022·10²³ 1/моль – постоянная Авогадро (количество частиц в одном моле вещества). Масса одной молекулы любого вещества молярной массе этого вещества M, деленному на число Авогадро N_A, т.е. m₁ =M/N_A.

Смысл этих понятий был дан в молекулярно - кинетической теории (МКТ) и в статистической физике, где показано, что термодинамические величины – средние по объему значения физических величин, детально рассмотренных в статистике.