Лабораториялык иштер боюнча
Лабораториялык иштер боюнча  алгачкы маалыматтар

 

Физика – бул жаратылыш кубулуштарын изилдеген, алардын кайдан жана кантип пайда болгонун иликтеген эксперименталдык илим. Анын илимий жоболору жана закондору дайыма тажрыйбада текшерилип, практика менен бекемделип турууга тийиш. Ошондуктан, жалпы физика курсун өздөштүрүүдө лабораториялык иштердин ээлеген орду чоң. Лабораториялык иштердин максаты, сабакта өтүлгөн физикалык принциптерди, закондорду табият кубулуштарына байкоо жүргүзүү менен практика жүзүндө алардын тууралыгын далилдеп, физикалык кубулуштарды окуп үйрөнүү.

Лабораториялык иштерди аткаруунун мааниси теориялык жоболорду жана закондорду практикалык ырастоо же бекемдөө менен гана чектелбейт. Лабораториялык ишти аткаруу менен студент тажрыйбалык ишмердүүлүктүн алгачкы кадамдарын жасайт, чоңдуктардын чыныгы маанисин, бирдигин жана баалоонун жолдорун аныктоону үйрөнөт.

Лабораториялык иштерде көңүл бурулуучу нерселер.

1. Студент лабораториялык иштерде аткара турган тажрыйбаларды алдын ала (лабораторияга келүүдөн мурда) окуп таанышып, колдоно турган каражаттарды даярдап алышы зарыл. Китепте ар бир тажрыйбада изилдене турган принцип жана закондор, түшүнүктөр жана аныктоолор жөнүндө кыскача теориялык маалыматтар берилген. Тиешелүү темалар лабораторияга киришүүдөн мурда кунт коюп окулушу жана өздөштүрүлүшү керек. Керектүү түшүнүктөр, аныктамалар жана сүрөттөөлөрдү китептерден табасыңар. Өзгөчө, өтүлө элек темалар боюнча тажрыйбалык иштерге даярдануу абдан маанилүү.

2. Лабораториялык ишти аткарууда, пайдалануучу куралдарды (же приборлорду) өтө сактык жана кылдаттык менен урунуу керек. Колдонууда куралда көрсөтүлгөн сандарга жана жазууларга көңүл бурулбаса, аны бузуп же сындырып алуу мүмкүн. Алардын иштебей калышына себепкер болгон студент тиешелүү материалдык айыпка кериптер болот. Сынган куралдын кошумча тетиктери болбосо жана сатууда жок болсо, ал тажрыйбанын өтүлбөй калышына алып келет.

Андыктан, лабораториялык иштерде абдан кылдат жана сак болуу зарыл.

3. Тажрыйбада колдонула турган куралдар столдун үстүнө коюлуп, ар бир группанын студенттери куралды кантип колдоно турганын үйрөнбөсө, тажрыйбаны баштоого болбойт. Куралдар жөнүндө маалыматтарды китептерден, тажрыйбаларды баяндаган текстерден жана жооптуу адистен сурап, тактоого болот. Бул иш аткарылгандан кийин, үлгү боюнча тажрыйбанын планы даярдалат. План тиешелүү лабораториялык жумуштун иштөө тартиби менен өтө кылдат салыштырылгандан кийин, жооптуу адиске текшертилет. Тажрыйба өтүлүп жаткан убакта өзүңүз чече албаган же түшүнбөгөн нерселер болсо, жооптуу адиске кайрылсаңыз болот. Ошентип, сизге өз алдынча иштеп көнүгүүңүзгө мүмкүнчүлүктөр түзүлөт. Тажрыйба жүрүп жаткан убакта куралды же анын кайсы бир бөлүгүн бир столдон экинчи бир столго ташууга тыюу салынат. Иштөө учурунда керектүү куралдар жооптуу адис тарабынан берилет.

4. Аткарылган иш керектүү натыйжага жеткенде жана бул натыйжа жооптуу адис тарабынан кабыл алынгандан кийин гана тажрыйбага киришүүгө болот. Тажрыйба өткөргөн группа куралдарды тазалап, алган нерселеринин баарын орду-ордуна койгондон кийин, жооптуу адистерден кетүүгө уруксат алып лабораториядан чыгууга болот.

5. Лабораториялык иштердин жыйынтыктары тажрыйбадан кийин, лабораторияда же эң кеч кезектеги тажрыйба өтө турган күнгө чейин, А4 форматындагы кагаздарга отчет формасында жазылат. Аткарылган иш текшере турган мугалим түшүнгөндөй кылып жазылышы керек. Лабораториялык иштин отчетундагы маалыматтарды төмөнкүдөй иретте жана формада жазуу зарыл:

 

6. Кээ бир лабораториялык иштерде жыйынтыктар графикалык түрдө берилиши керек. Чийме жеткиликтүү маалыматка ээ болуп, графикалык кагазга түшүрүлүшү керек. Тажрыйба жүргүзүүчүнүн жанында ар дайым транспортир, калькулятор, сызгыч ж.б. куралдар болушу керек.

Лабораториялык иштерди токтотпой жүргүзүп туруу абдан маанилүү. Тажрыйбаларды жүргүзүү мөөнөтү жооптуу адис тарабынан такталат. Бул убакыт ичинде тажрыйбалар өткөрүлүп бүтүшү керек. Студенттин лабораторияда жалгыз иштөөсүнө тыюу салынат.

Бирдиктердин мааниси, эң чоң жана эң кичине сандар. “Кандайдыр бир нерсенин узундугу 27 экен” десек, ал эмнени түшүндүрөт? Эч нерсени. Бирок, буга бир гана сөз кошсок, кандайдыр бир толук маани пайда болот. “Бул нерсенин узундугу 27 сантиметр экен” десек, толук түшүнүктүү болот. Бул сүйлөмдө “сантиметр” () деген сөз узундуктун чоңдугун баалаган бирдиктин аты. Мисалда көрсөтүлгөндөй, физикада ар бир чоңдук өлчөө саны жана бирдикти түзгөн эки бөлүктөн турат. Бул эки бөлүк бири-биринен айрылбайт. Бирдиксиз кандайдыр бир сан химия лабораториясындагы этикеткасыз химиялык шишелерге окшойт.

Эң жөнөкөй, бирок эң маанилүү  жерлерге токтолуу биз үчүн пайдалуу болот.

Физикалык теңдеменин эки жагы түрдүү өлчөмдүүлүктө жана бирдикте болушу мүмкүн эмес. б.а. бир теңдеменин бардык мүчөлөрү бирдей өлчөмдүүлүктө болушу керек.  Чоңдуктар окшош бирдикте жана өлчөмдүүлүктө болбосо, бири-бири менен кошулуп, бири-биринен кемитилбейт. Кандайдыр бир чоңдуктар көбөйтүү, бөлүү же тамырдан чыгаруу амалдарына катышса, анда аларга тиешелүү бирдиктер да ошол амалдарга катышат.

Лабораторияда жүргүзүлгөн өлчөөлөрдү жазууда жана бул өлчөөлөрдүн жыйынтыгын эсептөөдө өтө чоң жана өтө кичине сандарды 10дун даражалары менен  көрсөтүү ыңгайлуу. Мисалы:

 

 

Дагы төмөнкүдөй мисал берилди дейли:

 

.

Бул мисалда берилген сандар CGS (cm, g, s) системасында ирети менен , , , (1) жана  (1) деген бирдиктер менен берилсе, мисалдын аягында табылган бирдик , б.а.   болот.

Айрым жакындатып эсептөө формулалары. Кичинекей сандар менен эсеп жүргүзүүдө төмөнкүдөй байланыштардын маанилүүлүгүн эске алуу керек:

1. , , , ... 1 ден көп кичине сандар болсо, анда

деп жазылышы мүмкүн.

2.  1 ден көп кичине жана  каалагандай бир сан болсо, анда

болот.

3.  жана  бири-бирине жакын эки сандын геометриялык орточосунун ордуна алардын арифметикалык орточосун алса болот:

.

4.  тан кичине бурчтар үчүн  () (0,3% ката менен) жана  алынышы мүмкүн.

Өлчөөдөгү каталар жана маанилүү сандар. Бир дагы чоңдукту тажрыйбада так өлчөөгө мүмкүн эмес. Бирок, колдонгон куралдардын тактагына, ыкмаларга жана өлчөө жүргүзгөн адамдын билими, сергектиги, тыкандыгына жараша, чоңдуктун чыныгы маанисине өтө жакын же алыс кылып ченөөгө болот.

Физикалык өлчөөлөрдүн көбү куралдардагы (же приборлордогу) бир же бир нече сандык бөлүнүштөрдү (шкала) колдонуу менен ишке ашат. Сандык бөлүнүштөрдүн жыштыгы жана узундугу чектелүү. Куралдын сандык бөлүнүштөрүнүн көрсөткүчтөрү сызыктын үстүндө же тышында жайгашышы мүмкүн. Өлчөөдө  окулган сандын акыркы мааниси  жакындатылып алынат. Ошондуктан, кандайдыр даражада күмөндүү болот. Ошону менен бирге бул болжолдуу акыркы сан өлчөнүүчү нерсе жөнүндө толугураак маалымат бергендиктен маанилүү. Ушул себептен бул санды жазылышы талап кылынат.

4,87  болгон узундук миллиметрлерге бөлүнгөн сызгыч менен өлчөнсүн дейли. Акыркы 7 саны миллиметрдин болжолдуу бир үлүшү болгондуктан, 6 же 8 болушу да мүмкүн. Кандай болбосун, бул сан өлчөнгөн узундук жөнүндө бизге кандайдыр бир түшүнүк берип жатат. Жалпысынан, бул өлчөнгөн чоңдуктун маани берген 3 саны бар. Үтүрдүн орду бул сандарга эч таасир бербейт. Берилген узундукту кааласак 48,7  же 0,0487  деп жазсак да, ар дайым 3 орундуу сандан турушун көрөбүз.

Ошол эле сызгыч менен 30  узундуктагы кесиндини сызып, 30  деп жазганыбыз болжолдуу болот. Анткени, узундуктун анык мааниси 29,5 менен 30,5  дин арасында болот жана өлчөө процесси өтө одоно өткөрүлгөндүгүн билдирет. Эгерде колубуздагы сызгычтын бирдиктерин миллиметрлерине чейин окуй алсак жана миллиметрдик кесиндилерди болжолдосок, өлчөө жыйынтыгы 30,00  түрүндө төрт орундуу сан менен жазылат. Башкача айтканда, үтүрдөн кийинки нөлдөр ашык деп эсептелгени туура эмес, тескерисинче алар жазылышы керек.

Өлчөө натыйжаларына жараша эсептөөлөрдө маанисиз сандар алынып ташталат.

Кошуу жана кемитүү амалдарынын натыйжалары күмөндүү санды камтып, биринчи мамычадан баштап жазылат. Көбөйтүү амалдарынын натыйжалары акыркы маанилүү санга чейин тегеректелет. Алып салынган алгачкы маанисиз сандын биринчи цифрасы 5 тен кичине болсо, сакталган акыркы цифра өзгөрүүсүз калат, тескери учурда санга 1 кошулат. Эгер алынып ташталган биринчи маанисиз цифра 5 жана сакталган акыркы маанилүү цифра так болсо, кайрадан акыркы цифрага 1 кошулуп жазылат, ал акыркы цифра жуп болсо, 1 кошулбайт. Мисалда төмөндөгү сандардын 3 орундуу сандар менен туюнтулушу керек болсо:

1,2446 ордуна 1,24;

6,2563 ордуна 6,26;

76,35 ордуна 76,4;

0,04725 ордуна 0,0472

деп жазылат.

Каталыкты эсептөө. Жогоруда белгиленгендей, кандайдыр бир чоңдукту өлчөөдө анын так, чыныгы маанисин аныктоо мүмкүн эмес. Бирок, чоңдукту бир нече жолу өлчөп, алынган маанилерди каталар теориясынын жардамы менен иштеп чыккандан кийин, чоңдуктун чыныгы маанисинин жайгашуу интервалын аныктоого болот. Бул жөнүндө кеңири маалымат китептин Механика жана Термодинамика бөлүмүндөгү №1 Өлчөө деп аталган лабораториялык иштин теориялык бөлүгүндө берилген.

График чийүү жана аны колдонуу. Тажрыйбанын натыйжаларынын график түрүндө көрсөтүлүшү – практикада илимдин көп тармактарында колдонулган ыкма. Маселенин графикалык аткарылышы – билимди, маалыматты түшүнүктүү кылып берүүгө мүмкүнчүлүк түзөт.

Көптөгөн лабораториялык тажрыйбалардын максаты,  чоңдугун аны менен байланышкан кандайдыр бир  чоңдугунун өзгөрүшү аркылуу изилдөө. Андыктан  каалагандай өзгөрөт жана буга жараша тин маанилери өлчөнүп, таблица түзүлөт. Өзгөрмөлүү  чондугу абсцисса, өлчөнгөн  чоңдугу ордината катары алынып,  графиги сызылат. Пайда болгон график бул эки чондуктун көз карандылыгын чагылдырат.

График түшүнүктүү болушу үчүн аны сызууда төмөндөгүдөй жалпы эрежелерди колдонуу зарыл:

1.  жана тин таблицалык эң кичине жана эң чоң маанилерине, өлчөөнүн так жүргүзүлүшүнө жараша тиешелүү масштабда график кагазы тандалып алынат.

2. Абсцисса огу өзгөргөн  чоңдугун, буга байланыштуу болгон  чоңдугун көрсөтүү үчүн ордината огу сызылат.

Эки чоңдуктун окторунун кесилиш чекити нөл болбошу да мүмкүн. Мисалы, эки чондуктун тең эң төмөнкү мааниси нөлдөн өтө алыс жайгашса, жакынкы бүтүн сан менен башталат.

Графиктеги октордун бирдик бөлүмү 2, 5 жа 10 го оңой бөлүнө турган болсун. Абсцисса жана ордината огундагы бөлүмдөрүнүн абсолюттук окшош болушу зарыл эмес.

3. Эгер чоңдук өтө кичине же өтө чоң болсо, аларды 10 дун даражасы түрүндө көрсөтүңүз. Мисалы, 0,0027 саны  түрүндө, 168000 саны  түрүндө жазууга болот.

4. Октордун кесилишкен чекитине 0, октун учуна чоңдуктун белгиси жана бирдиги жазылат.

5. Чекиттердин абалдарын графикте учтуу карандаш менен белгилегиле жана ар бир чекиттин айланасына тегерекче чийгиле.

6. Чекиттерди туташтырганда сынык сызык эмес, чекиттерге жакын өткөн туташ ийри сызык чийгиле. Ийри сызыкты чекиттерге мүмкүн болушунча жакын сызууга аракет кылгыла. Бирок, башкалардан өтө айырмалуу жана ката болушу ыктымал көрүнгөн чекиттерди көңүлгө албагыла. Ийри сызыктын өлчөө чекиттеринин тышында калган уландыларын пунктир (үзүк) сызык менен сызгыла.

Графиктин үстүндө калган боштукка темасын, жазылыш датасын жана график эмнени көрсөтүп жатканын кыскача жазгыла.