LABORATOR

Activitatea in laborator are o insemnatate deosebita in fizica. Din acest motiv rezultatele obtinute in urma cercetarii in laborator trebuie prezentate intr-o anumita forma care sa puna in evidenta mai multe lucruri, cum ar fi: ce dorim sa studiem, cum organizam experimentul, ce rezultate am obtinut cat de precise sunt rezultatele noastre. Propunem in continuare un model de referat de laborator care poate fi adaptat diferitelor situatii cu care ne putem intalni.

TITLUL

Trebuie sa fie cat mai scurt si sugestiv, sa se refere la fenomenul studiat: Legea lui Ohm, Frecarea la alunecare, Lentile subtiri etc.

1 Scopul

Trebuie enuntat cat mai clar si este bine sa nu fie urmarite prea multe scopuri. De exemplu: determinarea rezistentei electrice prin metoda volt-amperica, determinarea coeficientului de frecare la alunecare prin metoda planului inclinat, determinarea distantei focale a unei lentile subtiri convergente prin metoda punctelor conjugate si metoda pozitiilor simetrice ale lentilei, etc.

2 Prezentare teoretica

Constituie fundamentarea teoretica a activitatii practice desfasurate.

In primul rand se prezinta fenomenul studiat, se definesc marimile, se enunta legea, se scriu formulele corespunzatoare. Atentie: aici nu se fac demonstratiile acestor legi sau formule.

In al doilea rand se prezinta teoretic metoda de lucru care va fi folosita. Daca este cazul, relatiile de calcul care se utilizeaza se demonstreaza ca de exemplu in cazul metodei planului inclinat pentru determinarea coeficientului de frecare la alunecare. Desenele care se folosesc trebuie sa fie cat mai simple si sugestive.

Relatiile de calcul utilizate in activitatea din laborator trebuie bine scoase in evidenta si de asemenea trebuie explicate foarte clar notatiile folosite.

Exemplu:

unde: R este rezistenta rezistorului, U este diferenta de potential de la capetele rezistorului iar I este intensitatea curentului prin rezistor.

3 Montajul experimental

Aici se prezinta cat mai sugestiv montajul experimental folosit. Se recomanda unul sau mai multe desene care sa arate dispunerea diferitelor elemente care constituie dispozitivul experimental. Daca montajul este simplu se poate face un desen mai realist (planul inclinat, bancul optic), in cazul montajelor complexe se pot folosi si reprezentari simplificate ale diferitelor elemente (circuite electrice si electronice).

Este recomandabila si intocmirea unei liste de materiale deoarece unele componente, materiale, instrumente de masura etc. nu pot fi reprezentate in desen.

4 Modul de lucru

Trebuie prezentata cat mai clar succesiunea operatiilor si masuratorilor efectuate. Operatiile mai dificile pot fi prezentate mai amanuntit. Este important sa fie prezentate foarte clar marimile care se masoara, ca de exemplu:

se masoara intensitatea curentului prin consumator, I;

se masoara diferenta de potential de la capetele consumatorului, U;

Nu se arata aici cum se efectueaza calculele!

5 Tabele cu date si rezultate

Reprezentarea datelor prin tabele este foarte avantajoasa deoarece scrierea si citirea lor se face usor. Exista multe tipuri de tabele si de aceea recomandam un tabel care sa contina atat datele experimentale cat si valorile calculate ale marimilor care se determina.

In alcatuirea tabelelor trebuie respectate mai multe reguli:

a)      Tabelele trebuie sa aiba un nume, mai ales cand se realizeaza mai multe tabele. Alaturi de titlu, daca este cazul, se precizeaza conditiile in care s-au facut masuratorile (temperatura, presiune, umiditate, etc.). Daca se urmareste evolutia in timp a marimilor determinate se trece si data efectuarii masuratorilor.

b)      Fiecare coloana (sau rand) trebuie sa aiba un cap de coloana (rand) care cuprinde simbolul marimii masurate (calculate) - acelasi simbol apare in prezentarea teoretica si in modul de lucru! De asemenea trebuie precizata unitatea de masura si factorul de multiplicare al acestei unitati, astfel incat valorile din tabel sa se incadreze in domeniul 0,1.1000.

c)      In prima parte a tabelului apar marimile masurate iar in partea a doua apar marimile calculate inclusiv valoare medie.

d)      Se recomanda scrierea o singura data a marimilor care au aceeasi valoare.

Exemplu:

Rezistenta electrica a unui rezistor

Desi bibliografia recomanda folosirea de coloane pentru calculele intermediare, noi nu recomandam acest lucru deoarece s-ar incarca tabelul cu elemente nesemnificative.

6 Calculul erorilor

Orice activitate experimentala consta din doua etape:

culegerea datelor experimentale;

prelucrarea datelor experimentale.

O etapa importanta a prelucrarii datelor experimentale o constituie calculul erorilor care na arata intre ce limite poate fi cuprinsa valoarea marimii determinate experimental. Mentionam ca se poate face un calcul al erorilor pornind de la precizia cu care pot fi masurate marimile care intervin in calcul folosind un anumit instrument de masura. Alte tipuri de erori pot fi mai greu cuantificate, insa exista teorii ale erorilor de masura care pot evidentia diferitele influente asupra rezultatului final. Aici ne intereseaza primul aspect.

Trebuie precizata eroarea relativa si eroarea absoluta cu care se determina marimea fizica. Formulele de calcul pentru aceste erori pot fi demonstrate (elevii din clasele mai mari) sau pot fi folosite formulele prezentate in [2].

7 Reprezentari grafice

Pe langa reprezentarea datelor prin tabel este foarte utila si reprezentarea datelor prin grafice, deoarece acestea pot oferi o seama de informatii care nu pot fi deduse din tabel.

Pentru realizarea unui grafic trebuie tinut cont de anumite indicatii:

a)      Trebuie aleasa corespunzator hartia pe care se deseneaza graficul: de obicei se utilizeaza hartia milimetrica, in cel mai rau caz folosim hartie cu patratele. Se recomanda folosirea unui format standardizat (A4, A5, etc.).

b)      Trebuie alese corespunzator scarile de reprezentare pe cele doua axe; trebuie folosita toata suprafata hartiei.

c)      Axele graficului trebuie etalonate complet, indicandu-se: numele axei, unitatea de masura si diviziunile semnificative. Indicatiile pe axele de coordonate trebuie sa fie cat mai simple, cu cat mai putine cifre. In nici un caz nu se trec valorile obtinute experimental!

d)      Daca punctele experimentale nu se situeaza pe o curba neteda se recomanda trasarea unei curbe printre puncte, cat mai aproape posibil de acestea.

e)      Daca pe un grafic se traseaza mai multe curbe pentru punctele experimentale reprezentate se folosesc diferite semne distinctive cum ar fi:

De cate ori este posibil se recomanda ca in grafice sa se reprezinte dependente functionale de gradul I deoarece acestea se realizeaza foarte usor si permit obtinerea unor informatii suplimentare (din panta graficului).

De exemplu pentru o lentila convergenta se poate reprezenta grafic:

Intersectiile cu axele reprezinta inversul distantei focale.

8 Concluzii si surse de erori

La acest punct se prezinta rezultatul final in forma:

A = a Δa = a a da

unde A reprezinta valoarea marimii masurate, a este media obtinuta experimental, Δa este eroarea absoluta iar δ este eroarea relativa.

De asemenea se fac observatii si comentarii pe marginea rezultatelor obtinute.

Se face o analiza a diferitelor surse de eroare:

erori instrumentale;

erori de interactiune;

erori de metoda;

erori personale;

erori de model;

influenta mediului.

In final se pot face propuneri pentru imbunatatirea experimentului.

Bibliografie:

Cretu, T, Falie, V; Prelucrarea datelor experimentale in fizica, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980.

***; Revista "Caiete de fizica" nr. 1, Colegiul National "Al. Papiu Ilarian", Targu-Mures, 1999.