ID: 00026706
Ученику необходимо обнаружить зависимость периода свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре от индуктивности катушки. Какие два колебательных контура он должен выбрать для проведения такого опыта?
Запишите в таблицу номера выбранных колебательных контуров.
Источник: ФИПИ
Сюжет тут — планирование эксперимента. Период колебаний в контуре задаётся формулой Томсона T=2\pi\sqrt{LC} — в неё входят и индуктивность катушки L, и ёмкость конденсатора C. Чтобы честно проверить, как период зависит именно от индуктивности, нужно менять только L, а ёмкость C оставить одинаковой у обоих контуров — иначе будет непонятно, что повлияло на результат.
Смотрим на рисунки контуров. Контур 1 — катушка 2L, конденсатор C. Контур 2 — катушка L, конденсатор C. Контур 3 — катушка L, конденсатор 2C. Контур 4 — катушка 2L, конденсатор 3C. Контур 5 — катушка \dfrac{L}{2}, конденсатор \dfrac{C}{2}.
Ищем пару с одинаковой ёмкостью. Такая ёмкость C встречается только у контуров 1 и 2 — у обоих конденсатор одной и той же величины C, а катушки разные: 2L и L.
У остальных контуров ёмкость своя: 2C у третьего, 3C у четвёртого, \dfrac{C}{2} у пятого — с ними чистого сравнения не получится, потому что вместе с индуктивностью меняется ещё и ёмкость.
Значит, для опыта нужно взять контуры 1 и 2 — и всё сходится: единственное отличие между ними — катушка, а конденсатор один и тот же.