Студент-першокурсник кафедри фізики з перших занять починає здобувати практичні вміння та навички роботи з реальними пристроями, приладами. Оволодіває прийомами натурального експерименту, дослідження, демонстрації.

Кафедра володіє широким спектром обладнання, що необхідне для дослідів різних галузей фізики: механіки, молекулярної фізики, термодинаміки, електростатики, електромагнетизму, електротехніки, радіоелектроніки, квантової та хвильової оптики, атомної та ядерної фізики, астрономії.

Вашій увазі пропонується огляд кількох фізичних лабораторій, які забезпечують навчальний процес наочно-ілюстративним матеріалом та можливостями для майбутнього вчителя фізики набути практичних вмінь працювати зі справжніми приладами.

ЛАБОРАТОРІЯ З МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ ТА ТЕРМОДИНАМІКИ

(ауд. 20)

Вперше студент-фізик зустрічається саме з цією лабораторією. Тут протягом років створювалися та вдосконалювалися лабораторні установки для студентських практичних робіт, які допомагають фізикам-початківцям набути первинних навичок роботи з найпростішими приладами, а більш досвідченим студентам вдосконалити свої професійні знання і уміння.

ЛАБОРАТОРІЯ З МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ

(ауд. 21)

Тут Вас навчать проводити демонстрації із застосуванням вакуумних насосів, електровимірювальних приладів, випрямлячів, трансформаторів, електророзподільного обладнання.

Ви будете володіти методикою та технікою демонстраційного експерименту для законів збереження, механічних коливань, механічних хвиль, газових законів, законів постійного струму, законів електричного струму в напівпровідниках, фотоефекту, випромінювань і спектрів та ін..

Лабораторні заняття включають в себе 27 найважливіших тем шкільного курсу фізики.

ЛАБОРАТОРІЯ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ, РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ФІЗИКИ ТВЕРДОГО ТІЛА  

(ауд. 22)

У процесі навчання в лабораторії студенти мають можливість самостійно вивчити й одержати практичні навички в таких областях, як радіотехнічні системи й пристрої, схемотехника й автоматизація, вивчити основи цифрової електроніки, електротехніки, діагностичне й вимірювальне встаткування, методи визначення властивостей твердотільних матеріалів та функціональних структур на їх основі.

Лабораторія підтримує курси лекцій "Електротехніка", "Вибранні питання фізики" для студентів ІV курсу, "Радіоелектроніка та основи автоматики", "Фізика конденсованих систем" для студентів V курсу – спеціалістів та магістрів.

Технічне оснащення лабораторії та робочих місць лабораторії:

• навчальні  набори  «Елементи радіоелектронної і обчислювальної техніки» «Прилад №1», «Прилад №2»;
• навчальні  набори  «Елементи радіоелектронної і обчислювальної техніки» «Прилад №1», «Прилад №2»;
• комплект деталей електричних кіл постійного та змінного струмів;
• мультиметри;
• амперметри змінного струму з різними границями вимірювань;
• ваттметри;
• гальванометри;
• люксометр;
• ключі, перемикачі, провідники;
• однофазні трансформатори;
• машини постійного струму, асинхронні машини;
• РНШ, джерела постійної напруги;
• генератори синусоїдних сигналів низькочастотні;
• генератор синусоїдних сигналів високочастотний з амплітудою модуляцією;
• генератор шумів;
• осцилографи однопроменеві та двопроменеві;
• осцилограф-вольтметр;
• мости постійного струму;
• вимірювач ємності та індуктивності високочастотний;
• вимірювач параметрів транзисторів;
• датчики п’єзо та Холла, світлодіоди, діоди Шоттки;
• плівкові структури метал-окисел-напівпровідник;
• набір кристалів;
• контактні площадки для під’єднання датчиків, діодів, транзисторів, МОН-структур;
• персональні комп’ютери.

Оснащення лабораторії доповнено програмними пакетами NI Multisim та NI LabVIEW, необхідними для дослідження кіл постійного та змінного струмів, проектування схем електронних пристроїв, а також для розробки алгоритмів автоматичного вимірювання та керування. Multіcap – засіб опису електричних схем із редагуванням. Multіsіm – інтерактивний емулятор електричних схем, який включає в себе версію Multіcap, що робить його засобом для програмного опису електричної схеми й наступного її тестування. Multіsіm підтримує взаємодію з LabVіEW й SіgnalExpress. NІ LabVіEW - графічне середовище розробки віртуальних приладів, створення масштабованих додатків тестування, виміру й керування.

КОМПЬЮТЕРНА ЛАБОРАТОРІЯ

(ауд. 28)

В лабораторії № 28 виконуються лабораторні роботи з дисципліни "Комп’ютерний практикум з квантової механіки". Основна мета цього курсу полягає в поглиблені знань студентів про фундаментальні поняття квантової механіки.

В процесі виконання лабораторних робіт студенти здійснюють дослідження енергетичного спектру і хвильових функцій атома, групи атомів, кристалу на базі створюваних за допомогою комп’ютерного пакету АКІС (активний конструктор ієрархічних структур) моделей з використанням потенціального підходу.

Тематичним планом передбачено розгляд таких питань: дослідження умов виникнення збудженого стану в симетричній потенціальній ямі; дослідження хвильових функцій частинки у симетричній потенціальній ямі; дослідження енергетичного спектру в симетричній потенціальній ямі при змінній висоті бар’єру; дослідження енергетичного спектру глибокої потенціальної ями; дослідження станів у обмеженій потенціальній ямі; дослідження станів частинки у зовнішньому однорідному полі; дослідження станів у обмеженому потенціалі Кроніна-Пенні; дослідження станів у одновимірному кристалі параболічних потенціальних ям.

ЛАБОРАТОРІЯ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У ФІЗИЦІ

(ауд. 324)

Надзвичайно цікаві лабораторні роботи запропоновані в цій лабораторії для студентів випускного курсу. Особливість їх полягає в тому, що вони мають дослідницький характер, побудовані так, що містять в собі левову долю самостійної творчої роботи студента. Далі про кілька з них.

Визначення апаратної функції перетворювача

Метою роботи є порівняння апаратних функцій фоторезистора і вакуумного фотоелемента

Виконуючи цю лабораторну роботу студенти за допомогою цифрового осциллографа отримують осцилограми світлових імпульсів різної тривалості з фоторезистора і вакуумного фотоелемента, визнають апаратні функції фоторезистора і вакуумного фотоелемента.

Осцилограма спалаху електричної лампочки

Осцилограма спалаху лазерного діоду

Визначення функцій перетворення безконтактних волоконно-оптичних датчиків переміщень

Мета роботи: визначення основних метрологічних характеристик первинних вимірювальних перетворювачів на основі безконтактних волоконно-оптичних датчиків переміщень.

Тут експериментально визначають функцію перетворення волоконно-оптичного датчика переміщень пропускного та відбивного типу.

Залежність потужності світлового випромінювання Р, що пройшло 15 мкм зазор між двома багатомодовими світловодами, від величини їх ортогонального зсуву y

Залежність потужності світлового випромінювання P(x), що пройшло через зазор коаксіальних багатомодових світловодів з діаметром осердя 50 мкм, від величини зазору x

Дослідження власних коливань механічних систем

Мета роботи: експериментально визначити амплітудні і частотні характеристики коливальних систем.

В цій лабораторній роботі за допомогою п'єзодатчика визначають амплітудні і частотні характеристики коливання камертона, скла вікна, кришталевої склянки, будь-якого твердого тіла за бажанням студента.

Осцилограма власних коливань камертона 440 Гц (нота ля)

Спектр коливання камертона

Вимірювання параметрів сейсмічних коливань

Метою є визначити швидкість розповсюдження пружної хвилі в земної корі та швидкість коливань частинок ґрунту.

Лабораторна установка для вимірювання швидкості пружних хвиль

Комплекс для вимірювання сейсмічних хвиль

Так за допомогою сейсмічного датчика визначають швидкість розповсюдження пружної хвилі в ґрунті, а за допомогою трьох координатного сейсмічного датчика визначають швидкість коливань частинок ґрунту під час проведення вибухів на кар’єрах.

Сейсмограма масового вибуху на кар’єрі

Дослідження струмів Фуко і магнітного тертя

Мета роботи: Дослідження ефекту гальмування магніту в провідній трубці.

Можна експериментально встановити залежність швидкості падіння магніту від часу в суцільній провідній трубці та в трубці з подовжнім розрізом для різної кутової ширини щілини.

Вимірювання імпульсу індукції

Мета роботи: визначення імпульсу наведеної напруги в замкненому контурі.

Тут вимірюють імпульс наведеної напруги в котушках-детекторах і швидкість падаючого магніту; розраховують залежність імпульсу наведеної напруги  від швидкості магніту; визначають залежність величини магнітного потоку, збудженого падаючим магнітом, від швидкості магніту.

ЛАБОРАТОРІЯ АСТРОНОМІЇ ТА АСТРОФІЗИКИ

(403 ауд.)

У Криворізькому державному педагогічному університеті астрономія викладається студентам напряму підготовки «Фізика» на четвертому курсі та є завершальним етапом вивчення фізичних дисциплін. Також астрономію вивчають студенти спеціальності «Математика».

На лабораторних заняттях поглиблюються теоретичні знання студентів, формується розуміння ролі експерименту та спостережень у астрономії, поглиблюється знайомство із засобами вимірювань та спостережень у астрономії, засвоюються основні принципи і методи вимірювань та спостережень у астрономії, розвивається спостережливість, конструктивне мислення, залучаються студенти до самостійної навчально-наукової роботи.

Виконуючи лабораторні роботи з астрономії ви навчитеся:

• Визначати параметри телескопів.
• Визначати за допомогою рухомої карти умови спостереження небесних тіл.
• Пояснювати: конфігурації планет, фази місяця та умови їх найкращого спостереження.
• Пояснювати явища пов’язані з добовим обертанням небесної сфери.
• Знаходити на небі найяскравіші об’єкти та яскраві зорі та сузір’я на зоряному небі.
• Вміти розрізняти на зоряному небі зорі і планети.
• Розраховувати горизонтальні координати світила при добовому обертанні.
• Пояснювати рух Сонця вздовж екліптики та рух Сонця та зір на різних географічних широтах.
• Обчислювати час сходу, заходу ті азимути світил.
• Організовувати та проводити спостереження Сонця. Розраховувати активність Сонця.
• Організовувати та проводити спостереження небесних тіл за допомогою телескопу.

Ось такі чудові картини мають можливість спостерігати та фотографувати через телескоп студенти кафедри фізики та методики її навчання.

ЛАБОРАТОРІЯ ОПТИКИ, АТОМНОЇ ТА ЯДЕРНОЇ ФІЗИКИ

(405 ауд.)

Завітавши до цієї лабораторії Ви потрапляєте в обитель законів світла. Тут можна спостерігати дивовижні оптичні явища: інтерференцію, дифракцію, поляризацію, дисперсію та ін.. Тут можна переконатися в дуалістичній природі світла та назавжди закохатися в фізику.

Навчальна лабораторія створена для експериментального вивчення законів і явищ, що вивчаються в курсах оптики,  атомної і ядерної фізики. 

Згідно вимог навчальної програми з загальної фізики студенти повинні вміти користуватись та знати:

• будову фотометра, мікроскопа, телескопа, інтерферометрів, монохроматора, спектрографа, спектрофотометра, рефрактометра, лазера; виконувати експериментальні вимірювання і розрахунки освітленості, показника заломлення, довжини хвилі, характеристик інтерференції, дифракції, поляризації; володіти уявленнями про моделювання оптичних процесів тощо;
• знати будову фотоелементів, фотопомножувачів, спектрографів, стилометрів, квантових генераторів, лічильника Гейгера-Мюллера, радіометрів, лічильників імпульсів, дозиметрів; проводити дослідження, теплового випромінювання, фотоефекту і фотоелектронних явищ, спектрів випромінювання атомарного водню, вимушеного випромінювання, фотоелектричних властивостей напівпровідників, радіоактивності.

При виконанні експериментальних завдань студенти навчаються працювати з досить складним обладнанням: монохроматорами, фотометрами, інтерферометрами, гоніометрами, пірометрами, стилоскопами, лазерами, дозиметрами. Важливим елементом досліджень є вимірювання фізичних величин, математична обробка результатів дослідів та їх аналіз з застосуванням комп’ютерної техніки. 

Обладнання лабораторії дозволяє розв’язувати  не лише навчальні експериментальні задачі, але й проводити наукові дослідження в рамках курсових і кваліфікаційних робіт.

Автор: Кафедра фізики та методики її навчання

Перегляди: 1304