Przedmowa .................................................................................................................................... 7
Wielkości fizyczne i ich jednostki .......................................................................................... 9
Szacowanie niepewności pomiaru ......................................................................................... 11
Wykresy ................................................................................................................................. 15
Pęd ciała i popęd siły .................................................................................................................... 23
Pęd .......................................................................................................................................... 23
Popęd siły ............................................................................................................................... 23
Wyznaczanie zmiany pędu ciała i popędu siły ....................................................................... 25
Ruch drgający ............................................................................................................................... 29
Ruch drgający prosty .............................................................................................................. 29
Prędkość i przyspieszenie w ruchu drgającym prostym ........................................................ 31
Wyznaczanie masy ciężarka drgającego na sprężynie ........................................................... 32
Ruch harmoniczny prosty masy na sprężynie ........................................................................ 36
Ruch obrotowy .............................................................................................................................. 39
Bryła sztywna ......................................................................................................................... 39
Moment siły ........................................................................................................................... 40
Moment bezwładności ........................................................................................................... 42
Wyznaczanie momentu bezwładności bryły metodą wahadła fizycznego ............................. 44
Grawitacja ..................................................................................................................................... 49
Prawo powszechnego ciążenia ............................................................................................... 49
Wahadło matematyczne ......................................................................................................... 50
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego metodą wahadła matematycznego ....................... 52
Zjawiska akustyczne ..................................................................................................................... 53
Rodzaje fal ............................................................................................................................. 53
Fale mechaniczne ................................................................................................................... 53
Rozchodzenie się fal w przestrzeni – opis matematyczny ..................................................... 54
Fale dźwiękowe (akustyczne) ................................................................................................ 56
Interferencja fal akustycznych – dudnienia ............................................................................ 57
Rezonans akustyczny ............................................................................................................. 59
Pomiar interferencji fal akustycznych – dudnień ................................................................... 61
Pomiar długości fali ............................................................................................................... 63
Właściwości sprężyste ciał stałych ............................................................................................... 67
Sprężystość ciał stałych ......................................................................................................... 67
Rozciąganie ciała.................................................................................................................... 68
Wyznaczanie modułu Younga metodą zginania pręta ............................................................ 69
Wyznaczanie modułu Younga za pomocą ultradźwięków ..................................................... 73
Prawo Archimedesa ...................................................................................................................... 79
Masa, ciężar i gęstość ............................................................................................................. 79
Prawo Archimedesa ................................................................................................................ 80
Wyznaczanie siły wyporu oraz gęstości ciał stałych, wykorzystując ich masę
i siłę ciężkości bryły w powietrzu oraz w cieczy .............................................................. 82
Lepkość cieczy .............................................................................................................................. 87
Ruch ciała w cieczy ................................................................................................................ 87
Prawo Stokesa ........................................................................................................................ 88
Wyznaczanie współczynnika lepkości gliceryny ................................................................... 89
Wyznaczanie współczynnika lepkości oleju parafinowego ................................................... 90
Zjawiska powierzchniowe w cieczach .......................................................................................... 93
Napięcie powierzchniowe ...................................................................................................... 93
Zjawisko włoskowatości ........................................................................................................ 95
Wypływ kroplowy cieczy ....................................................................................................... 97
Wyznaczanie napięcia powierzchniowego za pomocą rurki włoskowatej ............................ 99
Wyznaczanie napięcia powierzchniowego metodą wypływu kropel ..................................... 100
Termodynamika
Procesy termodynamiczne ............................................................................................................ 103
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 103
Topnienie ................................................................................................................................ 104
Kalorymetr ............................................................................................................................. 106
Wyznaczanie ciepła topnienia lodu za pomocą kalorymetru ................................................. 106
Zmiana entropii układu lód–woda–kalorymetr ...................................................................... 108
Ciepło właściwe ............................................................................................................................ 111
Temperatura i ciepło ............................................................................................................... 111
Bilans cieplny ......................................................................................................................... 111
Wyznaczanie ciepła właściwego cieczy i ciał stałych ............................................................ 112
Wyznaczanie ciepła właściwego cieczy za pomocą elektrokalorymetru ............................... 115
Przemiany gazowe ........................................................................................................................ 117
Gaz doskonały ........................................................................................................................ 117
Równanie stanu gazu doskonałego ........................................................................................ 117
Badanie przemian gazowych ................................................................................................. 123
Wyznaczanie stosunku Cp/CV dla powietrza .......................................................................... 124
Elektryczność
Wstęp do elektryczności ............................................................................................................... 129
Prąd elektryczny ..................................................................................................................... 129
Prawo Ohma ........................................................................................................................... 130
Pierwsze prawo Kirchhoffa .................................................................................................... 132
Drugie prawo Kirchhoffa ....................................................................................................... 132
Pomiar oporu elektrycznego za pomocą mostka Wheatstone’a ............................................. 133
Wyznaczanie oporu elektrycznego oporników metodą mostka Wheatstone’a ...................... 135
Sprawdzanie prawa Ohma ..................................................................................................... 136
Przepływ prądu przez elektrolity .................................................................................................. 139
Elektrolity ............................................................................................................................... 139
Prawo Ohma dla elektrolitów ................................................................................................ 140
Pomiar oporu elektrolitu za pomocą mostka Wheatstone’a ................................................... 141
Wyznaczanie przewodności właściwej elektrolitów metodą mostka Wheatstone’a .............. 143
Kondensator i cewka w obwodzie prądu stałego i zmiennego ..................................................... 145
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 145
Kondensator w obwodzie prądu stałego i przemiennego ....................................................... 146
Ładowanie kondensatora ........................................................................................................ 147
Rozładowanie kondensatora – układ RC ............................................................................... 148
Impedancja cewki (zwojnicy) w obwodzie prądu stałego i zmiennego ................................. 150
Impedancja w obwodach RC ................................................................................................. 152
Impedancja w obwodach RLC ............................................................................................... 152
Badanie ładowania i rozładowania kondensatora .................................................................. 152
Wyznaczanie współczynnika samoindukcji cewki i pojemności kondensatora .................... 154
Rezonans w układach RLC ........................................................................................................... 157
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 157
Elementy bierne – charakterystyka dla napięcia przemiennego ............................................ 157
Rezonans w obwodach RLC .................................................................................................. 160
Przewodnictwo elektryczne i opór właściwy ................................................................................ 165
Opór elektryczny materiałów ................................................................................................. 165
Zależność oporu elektrycznego metalu i półprzewodnika od temperatury ............................ 166
Badanie zależności temperaturowej oporu elektrycznego metalu i półprzewodnika ............ 169
Przewodnictwo półprzewodników ................................................................................................ 171
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 171
Złącze p-n ............................................................................................................................... 175
Wyznaczanie ładunku elektronu na podstawie charakterystyki złącza p-n
(diody półprzewodnikowej) .............................................................................................. 177
Badanie charakterystyki prądowo-napięciowej diody półprzewodnikowej .......................... 179
Prostowanie prądu sinusoidalnie zmiennego za pomocą diody, opornika i kondensatora ........ 179
Badanie diody jako elementu zasilacza – mostek Graetza ..................................................... 180
Transformatory .............................................................................................................................. 183
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 183
Budowa transformatora, przekładnia transformatora ............................................................. 184
Wyznaczanie przekładni transformatora ................................................................................ 186
Wyznaczanie sprawności transformatora ............................................................................... 186
Optyka
Zjawiska zachodzące w soczewkach ............................................................................................ 191
Załamanie światła na granicy dwóch ośrodków przezroczystych ......................................... 191
Soczewki ................................................................................................................................ 192
Powstawanie obrazu w soczewkach skupiającej i rozpraszającej .......................................... 193
Układy soczewek ................................................................................................................... 195
Pomiar ogniskowej soczewki ................................................................................................. 197
Pomiar promienia krzywizny soczewki ................................................................................. 198
Badanie układu dwóch soczewek .......................................................................................... 199
Wyznaczanie ogniskowej soczewek metodą Bessela i pomiar promieni krzywizny
za pomocą sferometru ....................................................................................................... 201
Załamanie światła w pryzmacie .................................................................................................... 205
Prawo odbicia i załamania ..................................................................................................... 205
Dyspersja światła ................................................................................................................... 207
Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od stężenia roztworu
gliceryny za pomocą refraktometru Abbego ..................................................................... 208
Wyznaczanie współczynnika załamania światła z użyciem pryzmatu .................................. 211
Falowa natura światła ................................................................................................................... 215
Fala elektromagnetyczna ........................................................................................................ 215
Światło widzialne ................................................................................................................... 216
Prędkość i częstotliwość światła ............................................................................................ 216
Dyfrakcja i interferencja światła ............................................................................................ 217
Interferencja na dwóch wąskich szczelinach a << λ .............................................................. 218
Dyfrakcja na szczelinie o szerokości a > λ ............................................................................ 220
Wyznaczanie szerokości szczeliny i odległości między dwiema szczelinami
z wykorzystaniem detektora i komputera .............................................................................. 221
Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej i długości fali światła za pomocą siatki
dyfrakcyjnej – metoda obserwacji, tzw. gołego oka .............................................................. 224
Wyznaczanie długości fali światła ......................................................................................... 225
Wyznaczanie stałej siatki i długości fali za pomocą siatki dyfrakcyjnej –
metoda z wykorzystaniem spektrometru ........................................................................... 227
Wyznaczanie długości fali świetlnej metodą pierścieni Newtona ......................................... 231
Polaryzacja światła ........................................................................................................................ 237
Fale poprzeczne ...................................................................................................................... 237
Światło spolaryzowane i niespolaryzowane .......................................................................... 238
Sprawdzenie prawa Malusa ................................................................................................... 240
Fotoogniwa ................................................................................................................................... 243
Fotoogniwo i zasada jego działania ....................................................................................... 243
Badanie fotoogniwa ............................................................................................................... 247
Promieniowanie termiczne ciał ..................................................................................................... 251
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 251
Promieniowanie żarówki ........................................................................................................ 253
Badanie zależności mocy promieniowania cieplnego od temperatury .................................. 255
Bibliografia ................................................................................................................................... 256
