VERNIER’ LABQUEST ANDMEKOGURI JA SENSORITE …peil/fyysika/labquest_laborijuhendid.pdf · optika, elekter, magnetism, tuumafüüsika Eesmärk: Uute teadmiste esitamine ja seniomandatu

1

Saaremaa Ühisgümnaasium

VERNIER’ LABQUEST ANDMEKOGURI JA SENSORITE KASUTAMINE FÜÜSIKA PRAKTIKUMIS

Füüsika laboratoorsete tööde juhend-töölehed

Arne Loorpuu ja Indrek Peil

Kuressaare 2008

2

SISUKORD

SELGITUS FÜÜSIKA LABORITÖÖDE JUHENDITELE ............................................ 3

1. HÕÕRDEJÕU UURIMINE.......................................................................................... 4

2. ELASTSUSJÕU UURIMINE ...................................................................................... 5

3. SOOJUSE NEELDUMISE UURIMINE ...................................................................... 8

4. JÄÄ SULAMISE JÄLGIMINE .................................................................................. 10

5. GAASI RÕHU SÕLTUVUS TEMPERATUURIST.................................................. 11

6. ÕHU SÜSIHAPPEGAASISISALDUSE MÄÄRAMINE .......................................... 12

7. METALLI TAKISTUSE TEMPERATUURISÕLTUVUSE UURIMINE ............... 14

8. SOLENOIDI MAGNETVÄLJA UURIMINE ........................................................... 17

9. ELEKTRIPIRNI VALGUSTUGEVUSE MÄÄRAMINE ......................................... 22

10. RADIOAKTIIVSUSE UURIMINE ......................................................................... 23

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht Selgitus juhenditele

3

SELGITUS FÜÜSIKA LABORITÖÖDE JUHENDITELE

Aine: Füüsika

Klass: 8-12

Teemad: Mehaanika, soojusõpetus, gaaside seadused, optika, elekter, magnetism, tuumafüüsika

Eesmärk: Uute teadmiste esitamine ja seniomandatu kinnistamine. Samuti praktiliste tööde võtete arendamine.

Sisu: Vernier automatiseeritud mõõte-süsteemi kasutamisele üles ehitatud kümme laboritööde juhendit, mis võimaldavad õpilasel mõõtmisi iseseisvalt läbi viia praktilisi.

Kasutamine: Juhendid sobivad kasutamiseks nii füüsika-praktikumides kui ka frontaalsete laboritöödena.

Lisaks: Juhenditele lisaks on valmistatud ka mõned laborivahendid: Kaks solenoidi, magnetvälja anduri hoidja, peegeldi liikumisandurile, patareihoidja, temperatuuriandurile kohandatud eritakistuse määramise traatmähis.

Autorid: Arne Loorpuu (tööd nr. 1, 3, 4, 5, 9) ja Indrek Peil (tööd nr. 2, 6, 7, 8, 10)

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 1 — Hõõrdejõu uurimine

4

1. HÕÕRDEJÕU UURIMINE

Töövahendid: andmelugeja, jõuandur, tribomeeter (laud) koos klotsiga, karp, liiv, kaal.

Tööülesanne: Uurida hõõrdejõu sõltuvust klotsi kaalust. Määrata hõõrdetegur.

Teooria: Liugehõõrdumise korral kehtib Amontonsí-Coulombí seadus: liugehõõrdejõud on võrdeline toereaktsiooniga; NFh µ= (µ on

hõõrdetegur). Kui keha liigub horisontaalselt, siis toereaktsioon on arvuliselt võrdne raskusjõuga: mgN = (g on raskuskiirendus)

Katseseade: Karp on mõeldud klotsile asetamiseks, et sinna saaks valada massi muutmiseks liiva (esimese mõõtmise võib teha ainult klotsiga/tühja karbiga). Klotsiga on niidi abil ühendatud jõuandur.

Töö käik

1. Katseseadme koostamine. Lülita kaal sisse. Kinnita klots niidi abil jõuanduri külge ja ühenda jõuandur andmelugeja pesaga CH1 ning lülita andmelugeja sisse.

2. Andmelugeja seadistamine. Enne mõõtmistele asumist tuleb mõõtesüsteem seadistada. Seadistamiseks tee järgmist:

a) Alguses tuleb jõuanduri näit nullida. Selleks toksa andmekoguja ekraanil ekraanimarkeriga jõu näitu ja vali avanenud hüpikaknas käsklus Zero (Nulli). Veendu, et jõuanduri näit tõepoolest ära nulliti. Vajadusel korda nullimist.

b) Järgmiseks vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode ja vali avaneva akna ülemisest reast Events with Entry. Nimeks mass ja ühikuteks kg. Lõpuks OK.

3. Mõõtmisseeria läbiviimine. Kõigepealt tuleb kaaluda klots koos karbiga. Kaal näitab massi grammides, seega tuleb mass sisestamisel teisendada kilogrammidesse.

Mõõterežiimi käivitamiseks vajuta nuppu või toksa ekraanil sarnasele ikoonile. Jõuanduri abil tuleb klotsi mööda tribomeetrit ühtlaselt vedada ning vajutada vedamise

ajal ikoonile . Sisesta massi väärtus. Muutes liiva abil karbi massi korda

mõõtmisi 5–6 korda. Mõõtmiste lõpetamiseks vajuta või toksa ekraanil punast ruutu.

4. Tulemuste analüüs. Mõõtmisseeria lõpul näed andmelugeja ekraanil graafikut.

a) Graafiku põhjal otsusta, milline on seos massi ja hõõrdejõu vahel.

b) Järgnevalt vali menüüst Analyse korraldus Curve fit > Force. Graafiku liigiks tuleb valida (Choose Fit) võrdeline (Proportional) sõltuvus. Pärast OK toksamist ilmub andmegraafikule statistiliselt arvutatud sirge ja graafiku kõrval näidatakse selle sirge tõus A. Sirge tõus on võrdne raskuskiirenduse ja hõõrdeteguri korrutisega. RMSE näitab matemaatilise lähenduse kvaliteeti. Mida nullilähedasem see on, seda usaldusväärsem on saadud tulemus.

c) Arvuta hõõrdeteguri väärtus jagades A väärtuse 9,82-ga ning ümarda vastus kahe tüvenumbrini.

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 2 — Elastsusjõu uurimine

5

2. ELASTSUSJÕU UURIMINE

Töövahendid: andmelugeja, liikumisandur, liikumisanduri peegeldiketas, jõuandur, uuritavad kummirõngad, statiiv.

Tööülesanne: Uurida elastsusjõu sõltuvust deformatsiooni suurusest, määrata ja võrrelda erinevate kummirõngaste jäikusi ning elastsuspiirkondi.

Teooria: Elastse deformatsiooni korral kehtib Hooke’i seadus: keha deformeerimisel tekkiv elastsusjõud on võrdeline pikenemisega lkFe ∆= . Võrdetegurit

k nimetatakse keha jäikuseks. Hõõrdejõu sõltuvust pikenemisest kirjeldav graafik on sirge. Mitteelastse deformatsiooni korral see seadus ei kehti ning graafik on teistsugune.

Katseseade: Statiivi külge kinnitatud jõuanduri külge riputatakse uuritav kummirõngas ning selle külge omakorda liikumis-anduri peegeldi. Peegeldi all seisab peegeldi asukohta mõõtev liikumis-andur. Jõu- ja liikumisandurid on ühendatud andmelugejaga.

Töö käik

1. Katseseadme koostamine. Esmalt kinnita statiivile jõuandur ja riputa selle külge kummirõnga abil peegeldi. Seejärel aseta täpselt peegeldi alla liikumisandur. Ühenda jõuandur andmelugeja pesaga CH1 ja liikumisandur pesaga DIG1 ning lülita andmelugeja sisse.


a) Jõuandur näitab hetkel tema küljes rippuva kummirõnga ja peegeldi kaalu. See näit tuleb nullida. Selleks toksa andmekoguja ekraanil ekraanimarkeriga jõu näitu ja vali avanenud hüpikaknas käsklus Zero (Nulli). Veendu, et jõuanduri näit tõepoolest ara nulliti. Vajadusel korda nullimist.

b) Liikumisanduri näit kajastub andmelugeja ekraanil nimetusega Position. Ka see näit on vaja nullida. Talita sarnaselt eelmise punktiga.

c) Kui nüüd peegeldit liigutades kummirõngast venitada, siis liikumisanduri näit (peegeldi kaugus andurist) väheneb. Meil on vaja aga mõõta kummirõnga pikenemist. Selleks tuleb liikumisanduri mõõtesuund vastupidiseks muuta. Toksa uuesti Positsiooni näidule ja vali käsklus Reverse (Pööra ümber). Nüüd mõõdab liikumisandur kummi pikenemist.

d) Järgmiseks vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode ja vali avaneva akna ülemisest reast Selected Events. Pealkirjaks võid panna Nr. Lõpuks OK.

e) Nüüd seadistame graafiku. Graafikurežiimi sisenemiseks toksa ikoonile . Vali menüüst Graph korraldus Show Graph > Graph 1. Selle graafiku y-teljele kantakse mõõdetav elastsusjõud. Teiseks vali menüüst Graph korraldus Graph Options… Nüüd saad x-teljeks (X-Axis Column) valida kummirõnga


6

pikenemise (Position). Lõpetuseks OK. Andmelugeja ongi mõõtmisteks valmis.

3. Mõõtmisseeria läbiviimine. Mõõterežiimi käivitamiseks vajuta nuppu või toksa ekraanil sarnasele ikoonile. Jõu ja pikenemise väärtused salvestatakse iga kord,

kui toksata ikoonile . Esmalt salvesta väärtused venimata kummirõnga korral. Nüüd hakka peegeldit väikeste sammude (umbes 1 cm) kaupa allapoole tõmbama

ning fikseeri näidud toksates . Samal ajal saad jälgida andmelugeja ekraanile tekkivaid graafikupunkte. Väikeste pikenemiste korral peaksid need punktid enam-vähem ühel sirgel asuma. Jätka venitamist ja mõõtmistulemuste talletamist, kuni jõud hakkab kiiresti kasvama ja graafikupunktid enam sirgel ei asu. Nüüd on kummirõnga

elastsuspiirkond ammendatud. Mõõtmisseeria lõpetamiseks vajuta .


a) Märgi mõõtmisprotokolli, millist kummirõngast uurisid.

b) Ava andmelugejasse salvestunud mõõtmistulemuste tabel (toksa ) ja kanna tulemused oma protokolli.

c) Tee andmete põhjal ka oma protokolli graafik elastsusjõu sõltuvuse kohta kummi pikenemisest. Sirge osa väljajoonistamiseks kasuta joonlauda.

d) Graafiku põhjal otsusta, kui suur on uuritud kummirõnga elastsuspiirkond (maksimaalne pikenemine, mille puhul mõõtmistulemus veel sirge peale jääb) ning märgi elastsuspiirkond protokolli.

e) Pöördu tagasi andmekoguja graafikurežiimi (toksa ). Uuri nähaolevat graafikut ja võrdle enda omaga. Toksates mõnele punktile, näidatakse ekraanil vastavaid konkreetseid mõõtmis-tulemusi. Toksa elastsuspiirkonna viimasele punktile ja libista marker graafiku algusesse. Nii märgid ära analüüsitavad mõõtmistulemused. Järgnevalt vali menüüst Analyse korraldus Curve fit > Force. Graafiku liigiks tuleb valida (Choose Fit) võrdeline (Proportional) sõltuvus. Pärast OK toksamist. Ilmub andmegraafi-kule statistiliselt arvutatud sirge ja graafiku kõrval näidatakse selle sirge tõus A. Graafiku tõus ongi võrdne uuritud kummirõnga jäikusega. RMSE näitab matemaatilise lähenduse kvaliteeti. Mida nullilähedasem see on, seda usaldusväärsem on saadud tulemus. Märgi saadud jäikus protokolli.

f) Vii võrdluseks mõõtmisseeria ning tulemuste analüüs läbi ka teise kummirõngaga.

g) Kas tehtud katsed kinnitavad Hooke’i seaduse kehtimist? Protokolli see järeldus.

h) Protokolli kummirõngaste võrdlusest tehtud järeldused.


7

MÕÕTMISPROTOKOLL Kuupäev: …………… Tegijad: ………………………………………………… Kummirõngas: ………………………..

Mõõtmistulemused: Nr. ∆l (m) Fe (N) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Graafik:

Elastsuspiirkond: ……………………..

Jäikus: ………………………………...

Kummirõngas: ………………………..

Mõõtmistulemused: Nr. ∆l (m) Fe (N)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Graafik:

Elastsuspiirkond: ……………………..

Jäikus: ………………………………..

Järeldus Hooke’i seaduse kehtivuse kohta: …………………………………………….

…………………………………………………………………………………………..

Kahe kummirõnga võrdluse tulemused: ………………………………………………..

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 3 — Soojuse neeldumise uurimine

8

…………………………………………………………………………………………..

3. SOOJUSE NEELDUMISE UURIMINE

Töövahendid: andmelugeja, infrapuna termomeeter, ekraan (millele saab kinnitada erinevat värvi pabereid), joonlaud, soojuskiirguse allikas (elektripliit).

Tööülesanne: Uurida erinevat värvi paberite neelamisvõimet.

Teooria: Kui kehale langeb soojuskiirgus, siis osa sellest neeldub, osa peegeldub. Neeldunud soojuse arvelt keha soojeneb.

Katseseade: Statiivi külge kinnitatud soojuskiirguse allikast umbes 25 cm kaugusel asetseb ekraan. Infrapuna termomeeter tuleb suunata ekraani keskele (seda saab kontrollida laserkiire abil, mille nupp asub termomeetril).

Töö käik

1. Katseseadme koostamine. Koosta joonise järgi katseseade. Kinnita ekraanile must paber. Ühenda termomeeter andmelugeja pesaga CH1 ja lülita andmelugeja ning termomeeter sisse. Lülita sisse pliit.

2. Andmelugeja seadistamine. Enne mõõtmis-tele asumist tuleb mõõtesüsteem seadistada. Seadistamiseks tee järgmist:

a) Vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode: Time Based ja vali mõõtmise kestuseks (Length) 5 ning ühikuks min. Mõõtmise sagedust muuta ei ole vaja. Lõpuks OK.

3. Mõõtmisseeria läbiviimine. Aseta ekraan soojuskiirguse allika ette risti 25 cm

kaugusele ning alusta mõõtmisi vajutades nuppu või toksates ekraanil sarnasele ikoonile. Mõõtmisaja möödudes märgi protokolli paberi värv, tema alg- ning lõpptemperatuur. Temperatuuri arvulised väärtused saab toksates graafikul mõõtmiste alg- ja lõpppunktile. Vaheta paber ning korda mõõtmisi. Uue mõõtmise alustamiseks vali File > New > Discard.

4. Tulemuste analüüs.

a) Leia erinevate paberite temperatuuri muut lahutades lõpptemperatuurist algtemperatuuri.

b) Protokolli järeldus.

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 3 — Soojuse neeldumise uurimine

9

MÕÕTMISPROTOKOLL Kuupäev: …………… Tegijad: ………………………………………………

Mõõtmistulemused:

Paber Algtemperatuur (˚C) Lõpptemperatuur (˚C) Temperatuuri muut (˚C)

Järeldus: ..........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 4 — Jää sulamise jälgimine

10

4. JÄÄ SULAMISE JÄLGIMINE

Töövahendid: andmelugeja, temperatuuriandur, anum veega, isoleeriv alus, jääkuubikud.

Tööülesanne: Jälgida vee temperatuuri muutumist jää sulamisel.

Töö käik

1. Katseseadme koostamine. Aseta anum veega isoleerivale alusele. Ühenda temperatuuriandur andmelugeja pesaga CH1, aseta andur vette ning lülita andmelugeja sisse.


a) Vajuta eraanil Mode: Time Based.

b) Muuda mõõtmise kestuse ühikud (Lenght) minutiteks ja kestuseks 35 min. Mõõtmise sageduseks võib jääda 2 mõõtmist minutis intervalliga 0,5 min. Soovi korral võib neid muuta. Vajuta OK. Andmelugeja on mõõtmisteks valmis.

3. Mõõtmisseeria läbiviimine. Lisa vette jääkuubikud ning käivita mõõterežiim

vajutades nuppu või toksa ekraanil sarnasele ikoonile. Märgi üles ajahetk, millal kogu jää anumas on sulanud.

4. Tulemuste analüüs. Mõõtmisseeria lõpul näed andmelugeja ekraanil graafikut. Leia graafikult punkt, mis vastab ülesmärgitud ajahetkele. Millise järelduse võid teha jää sulamise kohta antud graafiku põhjal?

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 5 — Gaasi rõhu sõltuvus temperatuurist

11

5. GAASI RÕHU SÕLTUVUS TEMPERATUURIST

Töövahendid: andmelugeja, temperatuuriandur, rõhuandur, korgiga klaaskolb, elektripliit, keedupott, statiiv.

Tööülesanne: Kontrollida Charlesí seaduse kehtivust.

Teooria: Charlesí seaduse järgi on jääval ruumalal ideaalse gaasi rõhk võrdeline temperatuuriga.

Katseseade: Statiivi külge kinnitatud klaaskolb on sukeldatud pliidil asuvasse keedupotti. Vette sukeldatud temperatuuriandur mõõdab temperatuuri ja kolviga ühendatud rõhuandur mõõdab rõhku.

Töö käik

1. Katseseadme koostamine. Esmalt kinnita statiivile korgiga suletud kolb ning sukelda see pliidil asuvasse keedupotti (vaata foto). Ühenda vooliku abil rõhuandur ja kolb ning rõhuandur andmelugeja pesaga CH1. Sukelda temperatuuriandur vette ning ühenda andur andmelugeja pesaga CH2. Lülita andmelugeja sisse.


a) Toksates temperatuuri aknale tuleb temperatuuri ühikuks valida K (kelvin).

b) Järgmiseks vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode ja vali avaneva akna ülemisest reast Selected Events. Pealkirjaks võid panna Nr ja ühikute koha tühjaks jätta. Lõpuks OK.

c) Nüüd seadistame graafiku. Graafikurežiimi sisenemiseks toksa ikoonile . Vali menüüst Graph korraldus Show Graph > Graph 1. Selle graafiku y-teljele kantakse mõõdetav rõhk. Teiseks vali menüüst Graph korraldus Graph Options… Nüüd saad x-teljeks (X-Axis Column) valida temperatuuri (Temperature). Lõpetuseks OK. Andmelugeja ongi mõõtmisteks valmis.

3. Mõõtmisseeria läbiviimine. Lülita pliit sisse maksimumi peale. Mõõterežiimi

käivitamiseks vajuta nuppu või toksa ekraanil sarnasele ikoonile. Temperatuuri

ja rõhu väärtused salvestatakse iga kord, kui toksata ikoonile . Graafikul liikuv punkt näitab rõhu ja temperatuuri hetkeväärtust. Selle punkti järgi saab otsustada, millal

salvestada järgmised mõõtmised toksates . Mõõtmisseeria lõpetamiseks vajuta

või punast ruutu ekraanil.


a) Vali menüüst Analyse korraldus Curve fit > Pressure. Graafiku liigiks tuleb valida (Choose Fit) võrdeline (Proportional) sõltuvus. Pärast OK toksamist. ilmub andmegraafikule statistiliselt arvutatud sirge. RMSE näitab matemaatilise lähenduse kvaliteeti. Mida nullilähedasem see on, seda usaldusväärsem on saadud tulemus.

b) Järeldus Charles’i seaduse kehtivuse kohta.

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 6 — Õhu süsihappegaasisisaldus

12

6. ÕHU SÜSIHAPPEGAASISISALDUSE MÄÄRAMINE

Töövahendid: andmelugeja, süsihappegaasi andur, kilekott, pudel limonaadi.

Tööülesanne: Määrata süsihappegaasi sisaldus välisõhus, klassis, väljahingatavas õhus ning limonaadist eralduvas gaasis.

Teooria: Süsihappegaas on üheks atmosfääriõhu koostisosaks. Atmosfääri lisandub ta põlemise, vulkaanide tegevuse ja loomade hingamise tagajärjel. Puhas saastamata õhk sisaldab keskmiselt 380 ppm (parts per million ― osa miljoni kohta) süsihappegaasi. Hingates eritab inimene õhku süsihappegaasi, mille liigne hulk raskendab hingamist ja hapniku omastamist. Väheneb keskendumis- ja tähelepanuvõime, tekib väsimus ja unisus. CO2 kahjulik toime avaldub kontsentratsioonist 5000 ppm.

Katseseade: Kilekott, mille sisse saab asetada Vernier andmelugejaga ühendatud süsihappegaasianduri.

Töö käik

1. Puhta õhu süsihappegaasisisalduse määramine

Mõõteseadet eelnevalt seadistada pole vaja. Kontrolli, et anduri mõõtepiirkonna lüliti oleks madalama kontsentratsiooni (LOW) asendis. Aseta andur aknast välja ja oota vähemalt poolteist minutit, kuni andmekoguja ekraanil kontsentratsiooni näit enam ei muutu. Kanna tulemus protokolli ja võrdle atmosfääri keskmise süsihappegaasi-sisaldusega.

2. Klassiruumi õhu süsihappegaasisisalduse määramine

Tõsta andur klassi lauale, väldi sellele pealehingamist ning mõõda klassiruumis oleva õhu süsihappegaasisisaldus. Tee seda nii tunni alguses kui lõpus. Võrdle tulemusi ning põhjenda võimalikku muutust.

3. Väljahingatava õhu süsihappegaasisisalduse määramine

a) Aseta andur kilekotti ning puhu kott oma hingeõhku täis. Pane tulemus protokolli kirja.

b) Suru kotist uuritud õhk välja ning puhu uuesti täis, kuid enne puhumist hoia hinge vähemalt minut aega kinni. Kirjuta tulemus protokolli. Võrdle tulemust tavaliselt väljahingatava õhu puhul saaduga.

4. Limonaadist eralduva gaasi süsihappegaasisisalduse määramine

Aseta andur limonaadipudelist eemale, kuna andurisse ei tohi mingeid vedelikke sattuda. Ava limonaadipudel, kalla sisust pool välja või joo ära. Aseta tühi kilekott pudelisuule ning hoia õhukindlalt kinni. Loksuta pudelit ja lase eralduval gaasil kotti koguneda. Loksutamisel peab olema ettevaatlik, et limonaadi koti sisse ei satuks.

Sea andur kõrgema kontsentratsiooni mõõtepiirkonnale ― lüliti asendisse HIGH. Pista andur kotti ja mõõda selles oleva CO2 kontsentratsioon. Kanna tulemus protokolli.

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 6 — Õhu süsihappegaasisisaldus

13

MÕÕTMISPROTOKOLL Kuupäev: …………… Tegijad: ………………………………………………… Radioaktiivse kiirguse looduslik foon: …….. osakest/min …….. mR/h

Puhta õhu (välisõhk) süsihappegaasisisaldus on ……….. ppm

See on atmosfääriõhu keskmise süsihappegaasisisaldusega (380 ppm) võrreldes

……………………………………………………………………………………

Klassiruumi õhu süsihappegaasisisaldus on tunni alguses ……….. ppm

Klassiruumi õhu süsihappegaasisisaldus on tunni lõpul ……….. ppm

Järeldused kontsentratsioonimuutuse ja selle põhjuste kohta:

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

Nr Hingaja nimi Hinge kinnipidamise aeg (s) CO2 sisaldus (ppm)

1. 0

2.

3.

4.

5.

6.

Järeldus hinge kinnihoidmise mõjust väljahingatava õhu CO2 sisalduse kohta:

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

Limonaadist eralduva gaasi süsihappegaasisisaldus on ……….. ppm

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 7 — Metalli takistuse temperatuurisõltuvus

14

7. METALLI TAKISTUSE TEMPERATUURISÕLTUVUSE UURIMINE

Töövahendid: andmelugeja, voolutugevuse andur, pingeandur, temperatuuriandur, uuritav traatmähis, vooluallikas (1,5 V patarei), lüliti, ühendusjuhtmed, plekist veetopsik, elektripliit, statiiv.

Tööülesanne: Uurida vasktraadi takistuse temperatuurisõltuvust ning määrata selle traadi takistuse temperatuuritegur.

Teooria: Metalli takistus R kasvab temperatuuri tõustes lineaarselt: R = R0·(1 + α·t). R0 ― takistus temperatuuril 0 ºC, t ― temperatuur, α ― takistuse temperatuuritegur.

Katseseade: Vooluring, mis koosneb uuritavast traat-mähisest, vooluallikast, voolutugevuse ja pinge anduritest ning lülitist. Uuritav traatmähis asetatakse elektripliidil soojendatavasse veetopsi. Mähise temperatuuri mõõdetakse temperatuurianduriga. Temperatuuri, pinge ja voolutugevuse andurid ühendatakse Vernier andmelugejaga.

Töö käik

1. Katseseadme koostamine.

a) Alusta vooluringi kokkupanekuga. Jälgi seejuures vooluallika polaarsust. Voolu-allika positiivne klemm (+) peab suunduma voolu- ja pingeanduri punastele klemmdeile. Ühenda kõik kolm andurit Andmekogujaga. NB! Enne sisselülitamist lase õpetajal vooluring üle vaadata!

b) Pane külma veega täidetud plekktopsik elektripliidile ning lase uuritavat traatmähist sisaldav katseklaas vette nii, et mähis oleks vee nivoost madalamal.

c) Pista temperatuuriandur mähise sisse.


a) Nulli voolutugevuse anduri näit. Selleks toksa puutepliiatsiga Andmekoguja ekraanil esmalt voolutugevuse anduri Current väljale. Avanevas aknas vali Zero (Nulli).

b) Eelmise punktiga sarnaselt nulli pingeanduri näit (Potential).


15

c) Järgmiseks vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode ja vali avaneva akna ülemisest reast Mode:Selected Events. Pealkirjaks pane Nr. Lõpetamiseks OK.

d) Õpetame nüüd Andmelugeja takistust arvutama. Ohmi seaduse järgi on takistus võrdne pinge ja voolutugevuse jagatisega. Läheme tabelirežiimi (toksa

). Vali Table menüüst käsklus New Calculated Column. Anna sellele nimeks Takistus ning mõõtühikuks Ω. Oomi märgi leiad, kui toksad ↑3. Vali võrrandiks X/Y. Jääb üle veel näidata, et X all tuleb mõista pinget (Potential) ja Y on voolutugevus (Current). Lõpetamiseks OK.

e) Nüüd seadistame graafiku. Graafikurežiimi sisenemiseks toksa ikoonile . Vali menüüst Graph korraldus Show Graph > Graph 1. Selle graafiku y-teljele kantakse arvutatav takistus. Teiseks vali menüüst Graph korraldus Graph Options… Nüüd saad x-teljeks (X-Axis Column) valida temperatuuri (Temperature). Kui Y-teljel pole takistus, saad selle siinsamas õigeks seada. Lõpetuseks OK. Andmelugeja ongi nüüd mõõtmisteks valmis.

3. Uuri traadi takistuse sõltuvust temperatuurist.

a) Pane elektripliit soojenema.

b) Lülita vooluring sisse.

c) Mõõtmiste alustamiseks toksa Andmekoguja ekraanil . Iga üksiku

mõõtmise käivitab nüüd toksamine ikoonile . Iga uus mõõtmistulemus on ekraanil näha graafikupunktina. Jälgi temperatuuri kasvamist ja soorita mõõtmised näiteks iga 2-3 kraadi tagant. Ohutuse mõttes ära lase vett

kuumeneda üle 70 ºC. Mõõtmisseeria lõpetamiseks vajuta .


a) Ava andmelugejasse salvestunud mõõtmistulemuste tabel (toksa ) ja kanna tulemused (temperatuuri ja takistuse väärtused) oma protokolli.

b) Tee andmete põhjal ka oma protokolli graafik takistuse sõltuvuse kohta temperatuurist. Graafiku joonistamiseks kasuta joonlauda.

c) Graafiku põhjal järelda, kas sõltuvus on lineaarne nagu valemi järgi olema peaks. Protokolli see järeldus.

d) Pöördu tagasi andmekoguja graafikurežiimi (toksa ). Uuri nähaolevat graafikut ja võrdle enda omaga. Toksates mõnele punktile, näidatakse ekraanil vastavaid konkreetseid mõõtmistulemusi. Järgnevalt vali menüüst Analyse korraldus Curve fit > Takistus. Graafiku liigiks tuleb valida (Choose Fit) lineaarne (Linear) sõltuvus. Pärast OK toksamist ilmub andmegraafikule statistiliselt arvutatud sirge ja graafiku kõrval näidatakse selle sirge tõus A ning vabaliige B. Märgi need sirge parameetrid protokolli.

e) Võrdle takistuse temperatuurisõltuvuse valemit R = R0·(1 + α·t) katsest saadud graafiku võrrandiga R = B + A·t ja leia oma andmetest R0· ja α väärtused.


16

MÕÕTMISPROTOKOLL Kuupäev: …………… Tegijad: …………………………………………………

Takistuse sõltuvus temperatuurist: Nr. t (ºC) R (Ω) Nr. t (ºC) R (Ω)

1. 13. 2. 14. 3. 15. 4. 16. 5. 17. 6. 18. 7. 19. 8. 20. 9. 21. 10. 22. 11. 23. 12. 24.

Graafik:

Järeldus takistuse temperatuurisõltuvuse kohta:

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………..

Graafik lähendati sirgele, mille võrrandiks on R = B + A·t.

Mõõtmistulemustest saadud parameetrid on: A = …….. Ω ja B = …….. Ω /ºC.

Mõõtmistulemustest saame, et uuritud traadi

Temperatuuri takistustegur α = ………….. 1/ ºC;

Takistus temperatuuril 0 ºC R0 = ………….. Ω.

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 8 — Solenoidi magnetvälja uurimine

17

8. SOLENOIDI MAGNETVÄLJA UURIMINE

Töövahendid: andmelugeja, voolutugevuse andur, magnetvälja induktsiooni andur, magnetvälja anduri hoidja, vooluallikas (1,5 V patarei), kaks erineva läbimõõduga solenoidi, reostaat (10 Ω), ühendusjuhtmed.

Tööülesanne: Uurida elektrivoolu poolt solenoidi sees tekitatud magnetvälja ning määrata magnetilise konstandi µ0 väärtus.

Teooria: Solenoid (Kr. k σωληνας ― toru, ειδος ― kuju) on torukujuline traatpool, mille mähise pikkus on läbimõõdust palju suurem. Elektrivool tekitab solenoidis magnetvälja, mille induktsiooni suurus sõltub voolutugevusest I, mähise pikkusest l ja keerdude arvust N:

l

INB

⋅= 0µ .

Võrdetegurit µ0 nimetatakse magnetiliseks konstandiks, selle väärtus sõltub mõõtühikute valikust ning tuleb määrata katseliselt.

Katseseade: Vooluring, mis koosneb vooluallikast, voolutugevuse reguleerimist võimaldavast reostaadist, voolutugevuse andurist ning uuritavast solenoidist. Solenoidi sisse saab viia spetsiaalsele hoidjale kinnitatud magnetvälja anduri. Magnetvälja ning voolutugevuse andurid ühendatakse Vernier andmelugejaga.

Töö käik

1. Katseseadme koostamine.

a) Alusta vooluringi kokkupanekuga. Jälgi seejuures vooluallika polaarsust. Voolu-allika positiivne klemm (+) peab suun-duma vooluanduri punasele klemmile. Ühenda voolutugevuse ja magnetvälja andurid andmekogujaga.

NB! Enne vooluallika lõplikku külge-ühendamist lase õpetajal vooluring üle vaadata!

b) Kinnita magnetvälja andur hoidjasse. Täisnurkse kolmnurkjoonlaua abil sea anduri ots võimalikult täpselt mõõtemärgiga kohakuti.

c) Vii magnetvälja andur solenoidi sisse ning sea mõõtemärk kohakuti anduri asukohaskaala 0 mm tähisega.


18


a) Nulli voolutugevuse anduri näit. Selleks toksa puutepliiatsiga Andmekoguja ekraanil esmalt voolutugevuse anduri Current väljale. Avanevas aknas vali Zero (Nulli)..

b) Eelmise punktiga sarnaselt nulli magnetvälja induktsiooni anduri näit. (Magnetic Field).

c) Järgmiseks vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode ja vali avaneva akna ülemisest reast Mode:Selected Events. Pealkirjaks pane Nr. Kuna mõõtmisi segavad juhuslikud häired, siis tuleb mõõtmisi pikema aja kestel keskmistada. Selleks tee linnuke valikuruutu Average over 10 seconds. Lõpetamiseks OK.

d) Nüüd seadistame graafiku. Graafikurežiimi sisenemiseks toksa ikoonile . Vali menüüst Graph korraldus Show Graph > Graph 1. Selle graafiku y-teljele kantakse mõõdetav magnetvälja induktsioon. Teiseks vali menüüst Graph korraldus Graph Options… Nüüd saad x-teljeks (X-Axis Column) valida elektrivoolu tugevuse (Current). Lõpetuseks OK. Andmelugeja ongi mõõtmisteks valmis.

3. Uuri magnetvälja solenoidi sees.

a) Märgi mõõtmisprotokolli uuritavate solenoidide andmed.

b) Lükka magnetvälja andur ühe uuritava solenoidi sisse nii, et anduri hoidja mõõtemärk oleks kohakuti asukohaskaala 0 mm tähisega. Lülita vool sisse ja hoia voolutugevus mõõtmisseeria kestel muutumatu.

c) Mõõtmiste alustamiseks toksa Andmekoguja ekraanil . Iga üksiku

mõõtmise käivitab nüüd toksamine ikoonile . Nihuta magnetvälja andurit solenoidi seest umbes 1 cm pikkuste astmete kaupa välja ning fikseeri iga uue asendi x kohal mõõdetud magnetvälja induktsiooni B väärtused

protokollitabelis. Mõõtmisseeria lõpetamiseks vajuta .

d) Kanna mõõtmistulemused graafikule, mis näitab magnetvälja induktsiooni B sõltuvust asukohast x.

e) Tee järeldus: Kas magnetvälja tugevus on solenoidi sees kõikjal ühesugune?

4. Uuri magnetinduktsiooni sõltuvust voolutugevusest. Mõõterežiimi käivitamiseks

vajuta nuppu või toksa ekraanil sarnasele ikoonile. Lülita vool sisse ja vii läbi mõõtmisseeria, muutes reostaadi abil voolutugevust, alustades minimaalsest. Voolutugevuse ja magnetinduktsiooni väärtused salvestatakse iga kord, kui toksad

ikoonile . Mõõtmisseeria lõpetamiseks vajuta .


a) Ava andmelugejasse salvestunud mõõtmistulemuste tabel (toksa ) ja kanna tulemused (voolutugevuse ja magnetinduktsiooni väärtused) oma protokolli.

b) Tee andmete põhjal ka oma protokolli graafik magnetinduktsiooni sõltuvuse kohta voolutugevusest. Graafiku joonistamiseks kasuta joonlauda.

c) Graafiku põhjal otsusta, kas sõltuvus on võrdeline nagu solenoidi valemi järgi olema peaks.


19

d) Pöördu tagasi andmekoguja graafikurežiimi (toksa ). Uuri nähaolevat graafikut ja võrdle enda omaga. Toksates mõnele punktile, näidatakse ekraanil vastavaid konkreetseid mõõtmistulemusi. Järgnevalt vali menüüst Analyse korraldus Curve fit > Magnetic Field. Graafiku liigiks tuleb valida (Choose Fit) võrdeline (Proportional) sõltuvus. Pärast OK toksamist. Ilmub andmegraafikule statistiliselt arvutatud sirge ja graafiku kõrval näidatakse selle sirge tõus A. Märgi sirge tõus protokolli.

e) Uurides solenoidi magnetinduktsiooni valemit, on näha, et graafiku tõus on

võrdne voolutugevuse kordajaga: l

NA 0µ= . Avalda viimasest seosest

magnetkonstant ning arvuta katseandmete põhjal selle väärtus. Kanna tulemus protokolli.

f) Kas tehtud katsed kinnitavad solenoidi magnetinduktsiooni valemi kehtimist? Protokolli see järeldus.

g) Uuri sarnaselt ka teist solenoidi. Tee järeldus solenoidide võrdluse kohta ja protokolli see.


20

MÕÕTMISPROTOKOLL Kuupäev: …………… Tegijad: ………………………………………………… Solenoid 1:

l = …… mm, N = ….., d = ….... mm

Induktsiooni sõltuvus asukohast: Nr. x (mm) B (mT)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Graafik:

Järeldus magnetväljast solenoidi sees:

………………………………………...

………………………………………...

Solenoid 2:

l = …… mm, N = ….., d = ….... mm

Induktsiooni sõltuvus asukohast: Nr. x (mm) B (mT)

13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

Graafik:

Järeldus magnetväljast solenoidi sees:

………………………………………...

………………………………………...


21

Induktsiooni sõltuvus voolutugevusest: Nr. I (mA) B (mT)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Graafik:

Järeldus sõltuvuse liigi kohta:

…………………………….………….

………………………………………..

Graafiku tõus A = …….. T/A

Magnetkonstant µ0 = ……..

Induktsiooni sõltuvus voolutugevusest: Nr. I (mA) B (mT)

13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

Graafik:

Järeldus sõltuvuse liigi kohta:

…………………………….………….

………………………………………..

Graafiku tõus A = …….. T/A

Magnetkonstant µ0 = ……..

Järeldus solenoidi magnetinduktsiooni valemi kehtivuse kohta:

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………..

Kahe solenoidi võrdluse tulemused:

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………..

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 9 — Elektripirni valgustugevuse määramine

22

9. ELEKTRIPIRNI VALGUSTUGEVUSE MÄÄRAMINE

Töövahendid: andmelugeja, valgusandur, elektripirn koos vooluallikaga, joonlaud, kaks statiivi koos klambritega, kalkulaator.

Tööülesanne: Uurida valgustatuse sõltuvust valguse langemisnurgast ja määrata elektripirni valgustugevus.

Teooria: Punktvalgusallika korral (milleks loeme ka elektripirni) on pinna valgustatus E seotud valgusallika tugevuse I, kiirte langemisnurga α ning

kaugusega R järgmiselt: 2

cos

R

IE

α= . Kasutades nurga ja kauguse

asemel tsentraalasendi kaugust pirnist (L) ning anduri kõrgust

tsentraalasendist (H) saame: 322 )( LH

ILE

+= .

Katseseade: Statiivi külge kinnitatakse vooluallikaga ühendatud elektripirn ja teise statiivi külge valgusandur. Mõõtmiste sooritamise ajal peab ruum olema pime.

Töö käik

1. Katseseadme koostamine. Esmalt kinnita statiivile 50 cm kõrgusele elektripirn (vt foto) ja ühenda see vooluallikaga. Seejärel kinnita statiivile samuti 50 cm kõrgusele valgusandur ja ühenda see andmelugeja pesaga CH1 ning lülita asendisse 0-600 lx. Liiguta statiivid asendisse, kus pirni ja anduri vaheline kaugus oleks 1 m. Lülita andmelugeja sisse.


a) Vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode ja vali avaneva akna ülemisest reast Events with Entry. Nimeks muutuja ja ühikuks m. Lõpuks OK.

3. Mõõtmisseeria läbiviimine. Mõõterežiimi käivitamiseks vajuta nuppu või toksa ekraanil sarnasele ikoonile. Valgustatuse väärtused salvestatakse iga kord, kui

toksata ikoonile . Sisestatav muutuja tuleb kõigepealt arvutada kalkulaatori abil

valemist 322 )( LHmuutuja += , kus H on valgusanduri kõrgus algasendi suhtes

mõõdetud meetrites. Pärast teguri sisestamist vajuta OK. Muuda anduri kõrgust 5 cm

kaupa ja fikseeri näidud toksates . ning sisestades tegurid. Mõõtmisseeria

lõpetamiseks vajuta või punast ruutu ekraanil.


Vali menüüst Analyse korraldus Curve fit > Illumination. Graafiku liigiks tuleb valida (Choose Fit) astmefunktsioon (Power). Pärast OK toksamist ilmub andmegraafikule statistiliselt arvutatud hüperbool ja graafiku kõrval näidatakse selle parameetreid. Graafiku kordaja A on valgustugevuse ja statiividevahelise kauguse korrutis. Kuna see kaugus võrdus 1 m-ga, siis A väärtus võrdub arvuliselt elektripirni valgustugevusega. RMSE näitab matemaatilise lähenduse kvaliteeti.

SÜG-i füüsika laboritöö juhend-tööleht 10 — Radioaktiivsuse uurimine

23

10. RADIOAKTIIVSUSE UURIMINE

Töövahendid: andmelugeja, digitaalne radiatsioonimonitor, radioaktiivsed preparaadid kaitsekonteineris, alumiiniumfoolium, paberilehed, pliiplaat, mõõtjoonlaud.

Tööülesanne: Määrata radioaktiivse kiirguse foon klassiruumis, võrrelda kiirguse läbimisvõimet ning uurida kiirguse aines neeldumise sõltuvust ainekihi paksusest.

Teooria: Radioaktiivne kiirgus koosneb ioniseerivatest osakestest. Enimlevinud on α-, β- ja γ-kiirgus. Neil on erinev läbimisvõime ja bioloogiline toime. Kõige väiksema läbimisvõimega on α- ja kõige suurema läbimisvõimega γ-kiirgus. Looduses ümbritseb meid väikestes kontsentratsioonides radioaktiivseid elemente igal pool. Neist elementidest ja kosmilisest kiirgusest on tingitud radioaktiivse kiirguse looduslik foon. Radioaktiivsuse taset saab hinnata, kui loendada ajaühikus registreeritud ioniseerivate osakeste arvu.

Katseseade: Vernier digitaalset radiatsioonimonitori saab kasutada nii autonoomselt kui andmelugejaga ühendatult.

Töö käik

1. Radioaktiivse kiirguse loodusliku fooni määramine.

Kõik loendurid näitavad radioaktiivse kiirguse olemasolu ka siis, kui nende läheduses ei ole radioaktiivse aine preparaati. See on tingitud peamiselt kosmilisest kiirgusest ja ümbritsevate kehade väikesest radioaktiivsusest. Selliste impulsside arvu ajaühikus nimetatakse looduslikuks fooniks.

Kasutame radiatsioonimonitori alguses ilma andmekogujata. Fooni määramiseks paigutage kõik radioaktiivsed ained monitorist võimalikult kaugele. Lülita mõõteriist sisse (Off → Audio) ning sea mõõterežiimi lüliti asendisse CPM (counts per minute ― loendusi minuti kohta).

Iga loendurisse sattunud ioniseeriv osake loendatakse ning temast teavitatakse nii valgus- kui helisignaaliga.

Märgi mõõdetud loodusliku fooni väärtus (osakest/min) protokolli. Sea mõõterežiimi lüliti asendisse mR/h (milliröntgenit tunnis) ja fikseeri fooni väärtus protokollis ka selle ühikuga.

2. Radioaktiivsete preparaatide poolt tekitatud kiirguste võrdlemine.

Ka selles tööetapis kasutame radiatsioonimonitori autonoomselt, ilma andmekogujata.

a) Võta konteinerist üks kolmest uuritavast preparaadist, märgi protokolli, millise isotoobiga (näiteks 90Sr) on tegu, ning aseta seejärel radiatsioonimonitori ette, u 1,5 cm kaugusele andurist. Jälgi, et preparaadi ja anduri vahele ei jää muud kui õhk. Lülita andur sisse ja lase sel umbes minuti kestel osakesi loendada. Saadud tulemus sisaldab ka looduslikku fooni. Kirjuta impulsside arv minutis protokolli sellesse lahtrisse, kus kiirguse tõkkeks on märgitud õhk.

b) Korda mõõtmisi, kui anduri ette on kiirgustõkkeks paigutatud paberitükk ja pliiplaat.

c) Uuri samamoodi kahte ülejäänud preparaati ning kanna tulemused protokolli.


24

d) Preparaate uurides jõudis andurisse peale uuritava kiirguse ka looduslik foon. Lahuta igast mõõtmistulemusest foon maha ja kanna parandatud tulemused protokollitabelisse.

e) Hinda katseandmetele tuginedes preparaatide tekitatud kiirguste läbimisvõimet (väike, keskmine, suur) ning kanna hinnangud protokollitabelisse.

f) Läbimisvõime järgi otsusta, mis liiki kiirgust (α, β või γ) iga preparaat kiirgab. Märgi otsused protokollitabelisse.

g) Järelda tulemustest, milline preparaat on kõige kõrgema aktiivsusega.

3. α–kiirgust tõkestava õhukihi paksuse määramine.

Aseta α-osakesi kiirgav preparaat mõõteanduri ette ning leia katsetamise teel maksimaalne kaugus, kuhu α-kiirgus läbi õhu pääseb. Märgi tulemus protokolli.

4. Uuri radioaktiivse kiirguse läbipääsu sõltuvust tõkestava ainekihi paksusest.

Nüüd uurime, kuidas β-kiirguse läbipääs alumiiniumist sõltub tõkestavate alumiiniumfooliumi kihtide arvust.

a) Ühenda kiirgusmonitor andmekogujaga. Enne mõõtmiste alustamist tuleb mõõtesüsteem seadistada. Seadistamiseks Vali sobiv mõõtmisrežiim. Toksa Mode ja vali avaneva akna ülemisest reast Mode:Events with Entry. Loendamise kestuseks (Count Interval) sisesta 1 min = 60 s). Nimeks pane Paksus ja ühikuks kihti. Seadistamise lõpetamiseks toksa OK.

b) Aseta β-kiirguse allikas kiirgusmonitori ette, umbes 8 cm kaugusele andurist.

c) Mõõtmisseeria alustamiseks toksa andmekoguja ekraanil toksa ikoonil .

Radioaktiivsete osakeste loendamise alustamiseks toksa ikoonil . Andmekoguja loendab nüüd minuti kestel andurit tabavaid osakesi. Kui loendusaeg täis, küsitakse tõkkekihi paksust. Hetkel, mil preparaadi ja anduri vahel tõket pole, sisesta paksuse väärtuseks 0 kihti.

d) Paiguta preparaadi ja anduri vahele ühekordne alumiiniumfoolium. Käivita

mõõtmine (toksa ikoonil ). Loendamise lõpul esitatavale küsimusele vasta, et paksus oli 1 kiht.

e) Korda mõõtmisi, kusjuures voldi iga kord foolium keskelt kokku. Nii saad alumiiniumikihi paksust suurendada 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, … kihini.

f) Kui katseseeria lõpetatud, vajuta mõõterežiimist väljumiseks uuesti .

5. Kiirguse läbimisvõime tõkke paksusest sõltuvuse uurimistulemuste analüüs. Mõõtmisseeria lõpul näed andmelugeja ekraanil graafikut.

a) Ava andmelugejasse salvestunud mõõtmistulemuste tabel (toksa ) ja kanna tulemused, tõkkekihi paksus x (Paksus) ja minuti jooksul tõkkest läbipääsenud osakeste arv N (Radiation) oma protokolli.

b) Tee andmete põhjal oma protokolli graafik tõkkekihti läbiva kiirguse hulga sõltuvuse kohta tõkkekihi paksusest.

c) Pöördu tagasi andmekoguja graafikurežiimi (toksa ). Vali menüüst Analyse korraldus Curve fit > Radiation. Graafiku liigiks tuleb valida (Choose Fit) eksponentsiaalne (Natural Exponent) sõltuvus. Pärast OK toksamist. Ilmub andmegraafikule statistiliselt arvutatud eksponentjoon.

d) Võrdle andmelugeja poolt arvutatud graafikut oma graafikuga. Kui need on sarnase kujuga, võid oma mõõtmistulemustele tuginedes väita, et ainekihi poolt tõkestatud kiirguse läbimisvõime väheneb tõkkekihi paksendamisel paksusest sõltudes eksponentsiaalselt.


25

MÕÕTMISPROTOKOLL Kuupäev: …………… Tegijad: ………………………………………………… Radioaktiivse kiirguse looduslik foon: …….. osakest/min …….. mR/h

Radioaktiivsete preparaatide võrdlemine

Preparaat Tõke Impulsside arv minutis Hinnang kiirguse

läbimisvõimele Kiirguse liik (α, β või γ) Koos fooniga Ilma foonita

Õhk

Paber Plii

Õhk

Paber Plii

Õhk

Paber Plii

Kõige suurema aktiivsusega on preparaat …….

α-osakesed suudavad läbi õhu tungida maksimaalselt …… millimeetri kaugusele.

Kiirguse läbimisvõime sõltuvus tõkkekihi paksusest Tõkke paksus x

(tõkkekihtide arv) 1 min kestel tõket

läbinud osakeste arv N Tõkke paksus x

(tõkkekihtide arv) 1 min kestel tõket

läbinud osakeste arv N

0 16

1 32

2 64

4 128

8 256

Graafik:

Järeldus: Tõkke paksuse suurenemisel väheneb tõket läbiva kiirguse hulk ………...………………..

..............................................................................................................................................................

Documents

VERNIER’ LABQUEST ANDMEKOGURI JA SENSORITE …peil/fyysika/labquest_laborijuhendid.pdf · optika, elekter, magnetism, tuumafüüsika Eesmärk: Uute teadmiste esitamine ja seniomandatu