Przed przyst¹pieniem do æwiczenia nale¿y zapoznaæ siê z opisem danego æwi-czenia zamieszczonym w skrypcie. We wstêpie do ka¿dego æwiæwi-czenia (lub grupy æwiczeñ) wymienione s¹ podstawowe zagadnienia zwi¹zane z jego tematyk¹. Wiêk-szoæ z nich jest opisana we wprowadzeniu do æwiczenia. Je¿eli jakie pojêcie nie zosta³o opisane we wstêpie, obok niego znajduje siê odsy³acz do podrêcznika z fi-zyki ogólnej, w którym mo¿na znaleæ jego wyjanienie. Studentów obowi¹zuje zna-jomoæ tych pojêæ, znazna-jomoæ zasady pomiaru, schematu uk³adu pomiarowego oraz sposobu opracowania wyników pomiarów. Podczas ka¿dego z æwiczeñ prowadz¹cy mo¿e sprawdzaæ równie¿ podstawowe wiadomoci dotycz¹ce analizy niepewnoci pomiarów, a zw³aszcza znajomoæ metody obliczania niepewnoci pomiarowych przydatnej i polecanej do danego æwiczenia.
6.1 Wskazówki praktyczne dotycz¹ce wykonywania æwiczeñ
Pierwsz¹ czynnoci¹, któr¹ nale¿y wykonaæ po przyjciu do laboratorium jest porównanie zestawu przyrz¹dów pomiarowych znajduj¹cych siê na stanowisku z wy-kazem znajduj¹cym siê w instrukcji roboczej. Brakuj¹ce przyrz¹dy lub próbki nale-¿y na czas pomiarów wyponale-¿yczyæ (na rewers) od prowadz¹cego æwiczenia.Po skompletowaniu przyrz¹dów i próbek nale¿y zaproponowaæ i uzgodniæ z pro-wadz¹cym zajêcia zadania pomiarowe. Zadania te mog¹ byæ modyfikowane zale¿-nie od przebiegu pomiarów.
Kolejn¹ czynnoci¹ jest zestawienie uk³adu pomiarowego lub wykonanie po³¹czeñ elektrycznych zgodnie ze schematem lub opisem zawartym w instrukcji roboczej.
Wykonuj¹c po³¹czenia elektryczne korzystamy wy³¹cznie z przewodów znajdu-j¹cych siê na danym stanowisku. W razie braku przewodów nale¿y zwróciæ siê do prowadz¹cego. Nie wolno zabieraæ przewodów z s¹siedniego stanowiska. Po wy-konaniu po³¹czeñ elektrycznych nale¿y zwróciæ siê do nauczyciela akademickiego z prob¹ o sprawdzenie prawid³owoci po³¹czeñ. Uk³ady elektryczne mo¿na w³¹-czyæ do sieci tylko w obecnoci prowadz¹cego, po uprzednim ich sprawdzeniu. Za ewentualne szkody wynikaj¹ce z nieprzestrzegania tego zalecenia student pono-si pe³n¹ odpowiedzialnoæ, tak¿e materialn¹!
Przed przyst¹pieniem do pomiarów nale¿y zwróciæ uwagê na wartoci graniczne napiêæ, natê¿eñ pr¹du lub temperatury. Przekroczenie wartoci dopuszczalnych mo¿e spowodowaæ uszkodzenie lub zniszczenie przyrz¹dów pomiarowych, albo badanych próbek. Informacje dotycz¹ce dopuszczalnych wartoci napiêæ, pr¹dów, temperatu-ry zawarte s¹ w instrukcji roboczej.
Przed przyst¹pieniem do w³aciwych pomiarów warto wykonaæ pomiary próbne, których celem jest dobranie odpowiednich zakresów przyrz¹dów pomiarowych, sprawdzenie poprawnoci dzia³ania ca³ego zestawu pomiarowego oraz poszcze-gólnych przyrz¹dów, zorientowanie siê w wartociach ekstremalnych mierzonych wielkoci, po³o¿enia ekstremów itd. Pomiary próbne umo¿liwi¹ prawid³owe zapla-nowanie pomiarów liczby i ewentualnego rozmieszczenia punktów pomiarowych, koniecznoci zmian zakresów pomiarowych itp.
Protokó³ podpisany przez prowadz¹cego stanowi dowód wykonania pomiarów oraz podstawê do ich opracowania. Protokó³ nale¿y za³¹czyæ do sprawozdania z wy-konanego æwiczenia. Zwracaj¹c siê do prowadz¹cego o podpisanie protoko³u, nale-¿y uzgodniæ sposób opracowania wyników oraz obliczania ich niepewnoci.
Uwaga
1. Ka¿dy student powinien przygotowaæ oddzielny protokó³, chyba ¿e prowa-dz¹cy postanowi inaczej.
2. Podczas pomiarów warto wykonaæ obliczenia próbne, obliczenia takie pozwol¹ zorientowaæ siê, czy uzyskane wyniki s¹ sensowne, jakie sta³e potrzebne s¹ do obli-czeñ itd. W trakcie pomiarów warto równie¿ szkicowaæ wykres w jednostkach wiel-koci mierzonych bezporednio. Szkic taki pozwala na odpowiedni dobór punktów pomiarowych oraz na zorientowanie siê co do poprawnoci prowadzonych pomiarów.
6.2. Sprawozdanie
Æwiczenia w Laboratorium Podstaw Fizyki s¹ wykonywane przewa¿nie w gru-pach dwuosobowych. Wyniki pomiarów mog¹ byæ opracowywane wspólnie, na-tomiast sprawozdanie ka¿dy ze studentów wykonuje samodzielnie. Sprawozdanie mo¿e byæ napisane odrêcznie lub za pomoc¹ dowolnego edytora tekstu. W spra-wozdaniu nie nale¿y umieszczaæ wstêpu teoretycznego (w szczególnie uzasa-dnionych przypadkach prowadz¹cy mo¿e poleciæ opisanie pewnych zagadnieñ w for-mie za³¹cznika do sprawozdania).
Ka¿de sprawozdanie powinno zawieraæ ni¿ej wymienione elementy.
1. Nag³ówek. W nag³ówku nale¿y podaæ swoje dane: imiê i nazwisko, wydzia³, kierunek i rok studiów, numer grupy, datê wykonania pomiarów, temat i numer æwi-czenia oraz nazwisko prowadz¹cego.
2. Schemat uk³adu pomiarowego, bieg promieni w przypadku æwiczeñ z optyki.
3. Wykaz zadañ pomiarowych.
4. Tabele z wynikami pomiarów oraz obliczeñ. Do ka¿dego sprawozdania na-le¿y do³¹czyæ protokó³ z przeprowadzonych pomiarów podpisany przez pro-wadz¹cego.
5. Wzory, z których korzystano podczas obliczeñ oraz przyk³adowe obliczenia. Je¿eli jakie obliczenia s¹ wykonywane wielokrotnie, to wystarczy jeden przyk³ad. Dane zawarte w przyk³adowych obliczeniach musz¹ pochodziæ z tabel zawartych w protokóle z pomiarów, a ich wyniki powinny byæ zamieszczone w tabeli, o której mowa w punkcie 4.
6. Wykresy. W przypadku pomiarów, których celem jest zbadanie zwi¹zków miêdzy wielkociami fizycznymi do sprawozdania nale¿y do³¹czyæ wykresy wy-konane rêcznie na papierze milimetrowym lub za pomoc¹ komputera.
7. Dyskusja niepewnoci pomiarów. W dyskusji niepewnoci pomiarów nale-¿y podaæ informacje o tym, w jaki sposób oszacowano niepewnoci wyników po-miarów wielkoci wyznaczonych bezporednio (eksperymentalne odchylenie stan-dardowe wartoci redniej, b³¹d maksymalny, poziom ufnoci, oszacowanie na pod-stawie klasy przyrz¹du itd.).
W przypadku obliczania niepewnoci pomiarów z³o¿onych metod¹ ró¿niczki zupe³nej lub pochodnej logarytmicznej w sprawozdaniu powinno znaleæ siê wypro-wadzenie wzoru, na podstawie którego obliczono niepewnoci. W pozosta³ych przy-padkach wystarczy podanie wzorów, z których korzystamy oraz przyk³adowych obli-czeñ. Dane do tych obliczeñ musz¹ pochodziæ z protokó³u.
Bardzo wa¿n¹ czêci¹ dyskusji niepewnoci pomiarów s¹ wnioski dotycz¹ce wk³adu, jaki wnosz¹ niepewnoci pomiarów poszczególnych wielkoci do nie-pewnoci wyniku koñcowego.
8. Wnioski. We wnioskach z æwiczenia nale¿y podaæ wartoci wielkoci wyzna-czanych oraz ich niepewnoci, porównanie uzyskanych wyników z wartociami ta-belarycznymi lub wynikami uzyskanymi innymi metodami, uwagi dotycz¹ce metody pomiarowej, wp³ywu czynników zewnêtrznych na przebieg i wyniki pomiarów.
Je¿eli celem æwiczenia by³o sprawdzenie jakiego prawa lub wyznaczenie za-le¿noci miêdzy wielkociami fizycznymi, to we wnioskach nale¿y stwierdziæ, czy uzyskane wyniki potwierdzaj¹ to prawo lub czy uzyskana zale¿noæ jest zgodna z oczekiwan¹, jakie ograniczenia co do stosowalnoci sprawdzanego prawa lub ba-danej zale¿noci wynikaj¹ z otrzymanych wyników.