فیزیک آسان است

فصل 7: کار
کار آزمایشگاهی در فیزیک بسته به نگرش شما نسبت به آن می تواند بخش مهیبی از این دوره باشد یا می تواند تندخوانی باشد. اگر آن را صرفاً به عنوان مانعی برای گذراندن دوره خود بدانید ، احتمالاً از این امر لذت نخواهید برد و علاوه بر این ، فواید بسیار کمی از آن به دست خواهید آورد. از طرف دیگر ، اگر با این فکر که فرصتی برای یادگیری و با تمایل به بهترین استفاده از آن باشد ، به کارهای آزمایشگاهی نزدیک شوید ، تقریباً مسلم است که زمانی را که برای آن صرف کرده اید چه سودآور و چه جالب باشد. . [15]
آزمایش یک بررسی کمی کنترل شده است – به این معنی که مقادیر مختلف ورود به آزمایش تحت کنترل است .از آزمایشگر و کمی به این معنا که داده های عددی به دست می آیند. هیچ چیز مرموز در مورد آزمایش وجود ندارد: محقق معمولاً طبق روش علمی پیش می رود.

روش های مختلفی وجود دارد که از طریق آنها می توانید از مزایای آزمایشگاه بهره مند شوید. این به شما کمک می کند فیزیک مورد مطالعه خود را بفهمید و به یاد بیاورید. این امر به شما در استفاده از قوانین بدنی و منطق در موارد واقعی عمل می کند ، و از این طریق به شما کمک می کند تا به روشنی فکر کنید: و در استفاده از ابزارها و تکنیک های علمی مهارت خاصی به شما می دهد.

کنکور مسعودی امیر یک دوره کل سال به کمتر از دو هفته کامل زمان آزمایشگاهی اضافه می کند (داوطلب دکتری معمولاً حدود دو سال از کار آزمایشگاهی تمام وقت را صرف یک مشکل واحد می کند) به طوری که شما نمی توانید انتظار تسلط بسیار کامل را داشته باشید تکنیک های تخصصی آزمایشگاهی. با این حال ، شما می توانید چیزهای زیادی در مورد تکنیک های کمتر تخصصی بیاموزید. می توانید از تجهیزات سال اول که غالباً به صورت ساده استفاده می شوند و به همین دلیل قادر به دقت بالایی نیستند ، بتوانید قابل اطمینان ترین داده ممکن را بدست آورید. در این روش با روش های میانگین و تخمین و همچنین با تکنیک های تجربی برای بهبود دقت اندازه گیری در شرایط دشوار که هنوز تجهیزات اندازه گیری ایده آل تولید نشده است ، آشنا می شوید. اگر فکر می کنید که برای انجام چندین کار با دستگاه سقوط آزاد مخالفت کنید تا دقت در حد متوسط ​​خود را برای شتاب گرانش بهبود ببخشید ، به یاد داشته باشید که ممکن است ماه ها طول بکشد تا دقیقاً یک رقم واحد برای مقداری از مقادیر که در یک ظاهر می شود کتابچه راهنما درست است که شما احتمالاً در دوره اول خود کاشف چیزهای جدیدی در فیزیک نیستید ، برای بیشتر (اما نه همه) مطالب موجود در فیزیک سال اول برای ده ها سال شناخته شده است. همچنین صحیح است که شما مواد را به مدت چند دهه نشناخته اید و به همین دلیل ممکن است بتوانید هیجان را در آزمایشگاه کشف برخی از اصول فیزیک برای خود تجربه کنید. بسیاری از اصول فیزیک توسط مردانی که از تجهیزات استفاده می کنند کشف نشده است. در حقیقت بیشتر اینها چندان خوب نبودند. متأسفانه ، شما از قبل می دانید که نتایج آزمایش شما چیست ، زیرا محققان بالغ بارها و بارها این آزمایش را انجام داده اند. با این وجود ، می توانید خود را در هنگام آزمایشگاه مجدداً از اصول فیزیک کشف کنید. با تجهیزات پیش روی خود ، این فرصت را دارید که ایده های خود را امتحان کنید ، در مورد نتایج استدلال کنید و از آنها نتیجه گیری کنید. به طور خلاصه ، شما باید آزمایشگاه را محلی برای آن بدانید و نتیجه گیری از آنها. به طور خلاصه ، شما باید آزمایشگاه را محلی برای آن بدانید و نتیجه گیری از آنها. به طور خلاصه ، شما باید آزمایشگاه را محلی برای آن بدانیداکتشاف فکری

قبل از اینکه به آزمایشگاه بیایید ، کتابچه راهنمای آزمایشگاه را مطالعه کنید تا بدانید که قرار است چه کاری انجام دهید و به این ترتیب که می توانید از قبل برنامه ریزی کنید که چگونه وقت خود را به طور کارآمد استفاده کنید. همانطور که آزمایش را انجام می دهید ، تلاش کنید تا رفتار دستگاه با اصول مورد بحث در سخنرانی در ارتباط باشد. برای آگاهی از قابلیت اطمینان اندازه گیری های خود ، بعد از اینکه مشخص کردید که بهترین خواندن چیست ، به تدریج دستگاه را از ترازو (یا هر آنچه مناسب است) قرار دهید تا ببینید قبل از اینکه اثر قابل توجه شود ، عدم تعادل را چقدر می توانید امن کنید. . در داده های خود از این مشاهدات ثبت کنید. به مشتقات و معادلات مورد استفاده توجه ویژه ای کنید. سرانجام ، وقتی مقادیر را در معادلات جایگزین می کنید ، می دانید که چرا از آنها استفاده می کنید.

ذهن خود را نسبت به احتمالات آزمایش باز و هشیار نگه دارید: مواردی را امتحان کنید که به طور خاص در دستورالعمل ها درخواست نشده است. درست است ، اگر مربی خطاهای آشکار آنها را یادآوری کند ، ممکن است برای اولین بار ایده های اصلی شما به نظر نمی رسد اما شما باید بعضی مواقع فکر کنید (و نه صرفاً یادگیری یک کتاب) و آزمایشگاه مکان خوبی برای شروع است. تجهیزات مفید بوده و بلافاصله نتایج تلاش برای ایده های خود آشکار می شود.

پیوسته از خود سؤالاتی بپرسید مانند: چرا ما این کار را انجام می دهیم؟ اگر این کار را با روش دیگری انجام دهیم چه اتفاقی می افتد؟ این اندازه گیری چه چیزی را نشان می دهد یا اثبات می کند؟ هدف از راهنمای آزمایشگاه هدایت تفکر شما در آن کانالهایی است که به احتمال زیاد مثمر ثمر است. امیدواریم که کتابچه راهنما به اندازه کافی واضح باشد ، به همین دلیل دیگر لازم نیست وقت خود را در مورد مسائل ساده گیج کنید. با این حال ، این کتابچه راهنما نمی تواند با تمام نکاتی که توسط یک دانش آموز بیدار گسترده قابل کشف است ، مقابله کند. چند مثال ممکن است مورد استناد قرار گیرد.

در آزمایش مکانیک روی بردارها با استفاده از جدول نیرو نظریه ساده است و از نظر اصطکاک در قرقره ها ، وزن رشته ها و وزن حلقه ، نتایج “عالی” قابل پیش بینی است. اختلافات چند درصدی معمولاً حاصل می شود. دانشجویی که “فیزیک” می گیرد ، به دلیل عدم وجود اصطکاک نامشخص ، اختلاف را به طرز مبهمی از بین می برد ، آزمایش را با عجله انجام می دهد و در اسرع وقت آزمایشگاه را ترک می کند. دانشجویی که می خواهد از فرصت های آموختن از آزمایشگاه استفاده کند ، روش هایی را برای کاهش خطاها تهیه می کند یا در صورت عدم امکان ، آنها را اصلاح می کند. به عنوان مثال ، او ممکن است حلقه و رشته ها را وزن کند تا برای خطایی که معرفی می شود حد مجاز را تخمین بزند.

در آزمایش برق روی مدارهای تقسیم شده ، دانش آموز می تواند جریان را در بعضی از مقاومت ها با و بدون اتصال ولت متر به آن متصل کند ، از این طریق تخمینی از عدم دقت در خواندن فعلی ارائه شده توسط ولت متر (که مقداری جریان دارد) را ارائه می دهد. به همین ترتیب ، او ممکن است ولتاژ را با و بدون آمپتور در مدار اندازه گیری کند.

در آزمایش اپتیک روی لنزهای واگرا ، دانش آموز ممکن است بخواهد از روش آینه مقعر استفاده کند تا با بازتاب شعاع انحنای لنزها تعیین کند ، از این رو اگر می تواند مقدار کانونی را محاسبه کند اگر مقداری از شاخص ضریب شکست شیشه باشد فرض بر این است. این فاصله کانونی ممکن است با مقدار تجربی مقایسه شود تا به عنوان بررسی صحت شاخص فرض انکسار درآید. چنین اندازه گیری هایی ممکن است در دفترچه آزمایشگاه پیشنهاد نشده باشد ، اما دانش آموزان هشیار به آنها فکر کرده اند و بدون شک با ساختن آنها سود می برد.

دانش آموز باید درک کند که کار آزمایشگاهی کاربردهایی در خارج از آزمایشگاه دارد. آزمایش نیروی گریز از مرکز ممکن است به دانش آموز پیشنهاد دهد که وی بخاطر یک تایر نامتعادل در اتومبیل که با سرعت زیاد حرکت می کند ، نیرو را محاسبه کند (به عنوان مثال ، دو اونس وزن نامتعادل را در لبه فرض کنید). آزمایش مغناطیس ممکن است ایده هایی را در رابطه با جستجوی مغناطیسی مواد معدنی نشان دهد. آزمایش پراش ممکن است توضیح دهد که چرا هدایت بهتری از رادارهای فرکانس بالاتر حاصل می شود. آزمایش روی ابزارهای نوری ممکن است رویکردی برای پیش بینی تصاویر تلویزیون نشان دهد. البته نمونه های بی شماری دیگری نیز وجود دارد.

نوشتن گزارش های آزمایشگاهی بخش مهمی از آموزش حرفه ای شما است. سخن گفتن و نوشتن مهمترین ابزار مهندس-دانشمند است. یاد بگیرید که به خوبی از عهده آنها برآیید. کار برای انتقال افکار از ذهن شما به شخص دیگری کار می کند. گزارش شما باید اطلاعات را به خواننده منتقل کند نه اینکه او را معما کند. هرکسی که تا به حال به این موضوع مشکوک شده است که به نظر می رسد نویسنده کتاب فنی مبهم ، شفاف و گیج کننده است ، سعی در جلوگیری از ازدحام بیش از حد در بالا با ایجاد مشکل برای ناآگاهانه ها دارد ، باید اهمیت بیان شفاف را تشخیص دهد. گزارش شما باید به خوبی سازمان یافته ، دقیق ، روشن ، مختصر و آسان برای مطالعه باشد. از آنجا که شما مجبور به نوشتن گزارش به هر حال ، در حالی که شما در حال انجام آنها سعی کنید برای بهبود دستور زبان انگلیسی خود را. سعی نکنید خواننده را با یادگیری خود تحت تأثیر قرار دهید ، اما بنویسید که گویی می خواهید موضوع را برای یک دوست شخصی هوشمند توضیح دهید. توانایی بیان صریح خود برای مرد حرفه ای بسیار مهم است ، حتی اگر ممکن است چند نفر به طور دیگری به شما بگویند. عادات دقیق در کار با چیزها و اظهارات دقیق کمی باید انسان حرفه ای را به استفاده از کلمات و رعایت قوانین در مورد ترتیب آنها ترغیب کند.

چند نمونه وحشتناک ، رم تفاوت های بین انگلیسی خوب و خوب را نشان می دهد.

در پاسخ به این سؤال: “در آزمایش بالستیک – آونگ با گلوله تفنگ ، چه اصولی تعیین می کند که بلندی که پس از اصابت گلوله به آن برخورد می کند ، چرخد؟” یکی از دانش آموزان نوشت: “اصلی [اصلی] این است که در انتقال انرژی از بدن به بدن دیگر ، مقدار کل بدن اصلی به بدن دیگر می رود و نیرویی که در آن وجود دارد (بدن قدیمی) به آن مربوط می شود. لحظه بی تحرکی بدن جدید و گشتاور اعمال شده توسط نیروی بدن قدیمی. بنابراین بلوک از مسافتی استفاده می کند که نیروی گلوله می تواند باعث شود بلوک با بی حرکت و جرم همانطور که هست مسدود شود. ” پاسخ بهتر است: “انرژی بالقوه بلوک (وزن × ارتفاع) در بالای نوسان برابر است با انرژی جنبشی بلوک در پایین نوسان درست پس از ضربه.” [17]

گزارش مهندسی که خوانده شده است. “روش بهینه برای دستیابی به هدف از تحقیقات …” توسط یک ویرایشگر تغییر یافته است به “بهترین روش انجام آزمایش ….”

در یکی از ژورنال های حرفه ای ، یک محقق نوشت: “شواهد موجود نشان می دهد که تصور نیست که غیر منطقی نیست …” منظور او این بود که “احتمالاً ….”

این مثالها را مطالعه کنید ، بخندید و بعد کار خود را به زبان انگلیسی جدی بگیرید. دقیق و مختصر باشید؛ کوتاهبودگی یک فضیلت است.