Fizik için kendin yap hafif aletler. proje

MAOU lisesi No. 64 Krasnodar Fizik öğretmeni Spitsyna L.I.

Çalışma - 2017'de Tüm Rusya Pedagojik Yaratıcılık Festivali'nin katılımcısı

Site, meslektaşlarla deneyim alışverişi için sitede barındırılmaktadır.

EĞİTİM ARAŞTIRMALARI İÇİN EV YAPIMI CİHAZLAR

FİZİK LABORATUVAR ATÖLYESİNDE

Araştırma projesi

"Fizik ve fiziksel problemler her yerde var

Yaşadığımız, çalıştığımız dünyada,

seviyoruz, ölüyoruz." - J. Walker.

Tanıtım.

Erken çocukluktan beri, anaokulu öğretmeni Zoya Nikolaevna'nın hafif eliyle “Fizikçi Kolya” bana yapıştığında, fiziğe teorik ve uygulamalı bir bilim olarak ilgi duydum.

İlkokulda bile ansiklopedilerde bulabildiğim materyalleri inceleyerek kendime en ilginç soruları belirledim; o zaman bile, radyo elektroniği ders dışı eğlencenin temeli oldu. Lisede, modern bilimin nükleer ve dalga fiziği gibi konularına özel önem vermeye başladı. Profil sınıfında, modern dünyada insan radyasyon güvenliği sorunlarının incelenmesi ön plana çıktı.

Tasarım tutkusu, Yu tarafından Revich'in “Eğlenceli Elektronik” kitabıyla birlikte geldi. diğer.

Kendini “teknisyen” olarak gören herkes, bu fikirleri onların yardımıyla doğrulamak veya çürütmek için kendi planlarını ve fikirlerini, kendi ürettiği çalışma modellerine, araçlarına ve cihazlarına yerleştirmeyi öğrenmelidir. Daha sonra genel eğitimini tamamladıktan sonra, fikirlerini hayata geçirebileceği yollar arama fırsatı bulur.

"Fizik kendi ellerinizle" konusunun alaka düzeyi, ilk olarak, her bir kişi için teknik yaratıcılık olasılığı ve ikincisi, entelektüel gelişimini sağlayan ev yapımı cihazları eğitim amaçlı kullanma yeteneği ile belirlenir. ve öğrencinin yaratıcı yetenekleri.

İletişim teknolojilerinin gelişimi ve İnternetin gerçekten sınırsız eğitim olanakları, bugün herkesin onları kendi gelişimleri için kullanmasına izin veriyor. Ne söylemek istiyorum? Ancak bu, artık isteyen herkes, herhangi bir biçimdeki sonsuz bilgi okyanusuna "dalabilir": videolar, kitaplar, makaleler, web siteleri. Bugün, uygulamalı radyo elektroniği, mekanik, nükleer fizik vb. alanlar başta olmak üzere herhangi bir alanda sizinle memnuniyetle bilgi paylaşacak birçok farklı site, forum, YOUTUBE kanalı var. Daha fazla insanın yeni bir şeyler öğrenmek, dünyayı tanımak ve onu olumlu yönde dönüştürmek için bir özlem duyması harika olurdu.

Bu çalışmada çözülmesi gereken görevler:

- kendi kendine yapılan eğitim cihazlarının, işletim modellerinin yaratılması yoluyla teori ve pratiğin birliğini gerçekleştirmek;

Ev yapımı eğitim ekipmanı oluşturmak için kullanılan modellerin tasarımını seçmek için Lyceum'da kazanılan teorik bilgileri uygulayın;

Fiziksel süreçlerin teorik çalışmalarına dayanarak, çalışma koşullarını karşılayan gerekli ekipmanı seçin;

Standart olmayan uygulamaları için mevcut parçaları, boşlukları kullanın;

Uygulamalı fiziği, sınıf arkadaşları da dahil olmak üzere gençleri ders dışı etkinliklere dahil ederek yaygınlaştırmak;

Eğitim konusunun pratik kısmının genişlemesine katkıda bulunmak;

Öğrencilerin yaratıcı yeteneklerinin çevrelerindeki dünya hakkındaki bilgilerindeki önemini teşvik etmek.

ANA BÖLÜM

Yarışma projesi, üretilen eğitim modellerini ve cihazlarını sunar:

Geiger-Muller sayacı SBM-20'ye (mevcut numuneler arasında en erişilebilir olanı) dayalı olarak radyoaktivite derecesini değerlendirmek için minyatür bir cihaz.

Landsgorf difüzyon odasının çalışan bir modeli

Metal bir iletkende ışık hızının görsel deneysel olarak belirlenmesi için bir kompleks.

İnsan tepkisini ölçmek için küçük bir cihaz.

Fiziksel süreçlerin teorik temellerini, devre şemalarını ve cihazların tasarım özelliklerini sunuyorum.

§1. Bir Geiger-Muller sayacına dayalı radyoaktivite derecesini değerlendirmek için minyatür bir araç - kendi imalatımız olan bir dozimetre

Bir dozimetre kurma fikri çok uzun bir süre beni ziyaret etti ve ellerim ulaştığında onu monte ettim. Soldaki fotoğrafta endüstriyel bir Geiger sayacı, sağda buna dayalı bir dozimetre var.

Dozimetrenin ana elemanının radyasyon sensörü olduğu bilinmektedir. Bunlardan en erişilebilir olanı, prensibi iyonlaştırıcı parçacıkların maddeyi iyonize edebileceği gerçeğine dayanan Geiger-Muller sayacıdır - elektronları dış elektronik katmanlardan nakavt eder. Geiger sayacının içinde asal gaz argonu bulunur. Aslında sayaç sadece içinde pozitif katyonlar ve serbest elektronlar oluştuğunda akım geçiren bir kondansatördür. Cihazı açmanın şematik diyagramı, Şek. 170. Bir çift iyon yeterli değildir, ancak sayacın terminallerindeki nispeten yüksek potansiyel farkı nedeniyle çığ iyonizasyonu meydana gelir ve bir darbenin algılanabilmesi için yeterince büyük bir akım ortaya çıkar.

Sayma cihazı olarak kampanya mikrodenetleyicisi Atmel - Atmega8A tabanlı bir devre seçilmiştir. Değerlerin gösterimi, efsanevi Nokia 3310'un LCD ekranı ve çalar saatten alınan bir piezoelektrik eleman aracılığıyla ses göstergesi kullanılarak gerçekleştirilir. Sayaca güç sağlamak için yüksek voltaj, minyatür bir transformatör ve diyotlar ve kapasitörler üzerinde bir voltaj çarpanı kullanılarak elde edilir.

Dozimetrenin şematik diyagramı:

Cihaz, 65 mR/h üst limit ile mikro röntgenlerdeki doz hızı γ ve X-ışını radyasyonunun değerini gösterir.

Filtre kapağı kaldırıldığında Geiger sayacının yüzeyi açılır ve cihaz β radyasyonunu algılayabilir. Not - sadece sabitlemek için, ölçmek için değil, çünkü β-ilaçların aktivite derecesi akı yoğunluğu ile ölçülmektedir - birim alan başına parçacık sayısı. Ve SBM-20'nin β - radyasyonuna verimliliği çok düşüktür, sadece foton radyasyonu için hesaplanır.

Devreyi beğendim çünkü yüksek voltaj kısmı içinde doğru bir şekilde uygulandı - sayaç güç kapasitörünü şarj etmek için darbe sayısı, kaydedilen darbe sayısı ile orantılıdır. Bu sayede cihaz, 7 adet AA pil tüketerek bir buçuk yıldır kapanmadan çalışıyor.

Geiger sayacı hariç, Adyghe radyo pazarında montaj için neredeyse tüm bileşenleri satın aldım - çevrimiçi mağazadan satın aldım.

Cihazın güvenilirliği ve verimliliği onaylanmış böylece: cihazın bir buçuk yıllık sürekli çalışması ve sürekli izleme imkanı şunları gösterir:

Cihazın okumaları saatte 6 ila 14 mikroröntgen arasında değişir ve bu, izin verilen saatte 50 mikroröntgen oranını aşmaz;

İkamet yerimin mikro bölgesinde, doğrudan dairede bulunan sınıflardaki radyasyon arka planı, Rusya Federasyonu Baş Devlet Sıhhi Doktorunun 07 Temmuz tarihli Kararı ile onaylanan radyasyon güvenliği standartlarına (NRB - 99/2009) tamamen uygundur. , 2009 Sayı 47.

Günlük yaşamda, bir kişinin radyoaktivitesi artan bir alana girmesinin o kadar kolay olmadığı ortaya çıkıyor. Bu olursa, cihaz beni sesli bir sinyalle bilgilendirecek ve bu da ev yapımı cihazı tasarımcısının radyasyon güvenliğinin garantörü haline getirecektir.

§ 2. Langsdorf difüzyon odasının çalışma modeli.

2.1. Radyoaktivitenin temelleri ve çalışma yöntemleri.

Radyoaktivite - atom çekirdeğinin kendiliğinden veya harici radyasyonun etkisi altında bozunma yeteneği. Bazı kimyasalların bu olağanüstü özelliğinin keşfi, Şubat 1896'da Henri Becquerel'e aittir. Radyoaktivite, atom çekirdeğinin, atom çekirdeğinin parçalandığı, neredeyse tüm radyoaktif maddelerin belirli bir yarı ömre sahip olduğu atom çekirdeğinin karmaşık yapısını kanıtlayan bir olgudur - radyoaktif maddenin tüm atomlarının yarısının bozunduğu süre örnekte. Radyoaktif bozunma sırasında, atomların çekirdeklerinden iyonlaştırıcı parçacıklar yayılır. Bunlar helyum atomlarının çekirdeği olabilir - α parçacıkları, serbest elektronlar veya pozitronlar - β - parçacıklar, γ - ışınları - elektromanyetik dalgalar. İyonlaştırıcı parçacıklar ayrıca yüksek enerjiye sahip protonları, nötronları içerir.

Bugün kimyasal elementlerin büyük çoğunluğunun radyoaktif izotoplara sahip olduğu bilinmektedir. Dünyadaki yaşamın kaynağı olan su molekülleri arasında böyle izotoplar vardır.

2.2. İyonlaştırıcı radyasyon nasıl tespit edilir?

Şu anda Geiger-Muller sayaçları, sintilasyon dedektörleri, iyonizasyon odaları, iz dedektörleri kullanarak iyonlaştırıcı radyasyonu tespit etmek mümkündür. İkincisi, yalnızca radyasyonun varlığını tespit etmekle kalmaz, aynı zamanda gözlemcinin parçacıkların yolun şekli boyunca nasıl uçtuğunu görmesine de izin verir. Sintilasyon dedektörleri, yüksek hassasiyetleri ve parçacık enerjisiyle orantılı ışık çıkışı için iyidir - bir madde belirli bir miktarda enerjiyi emdiğinde yayılan fotonların sayısı.

Her izotopun, yayılan parçacıkların farklı bir enerjisine sahip olduğu bilinmektedir, bu nedenle, bir sintilasyon detektörü kullanarak, kimyasal veya spektral analiz olmadan bir izotopu tanımlamak mümkündür. İz detektörlerinin yardımıyla, izler kavisli olurken kamerayı düzgün bir manyetik alana yerleştirerek bir izotopu tespit etmek de mümkündür.

Radyoaktif cisimlerin iyonlaştırıcı parçacıkları tespit edilebilir, özellikleri "iz" adı verilen özel cihazlar yardımıyla incelenebilir. Bunlar, hareketli bir iyonlaştırıcı parçacığın izini gösterebilen cihazları içerir. Bunlar şunlar olabilir: bulut odaları, Landsgorf difüzyon odaları, kıvılcım ve kabarcık odaları.

2.3. Kendi imalatımız olan difüzyon odası

Ev yapımı dozimetre stabil çalışmaya başladıktan kısa bir süre sonra dozimetrenin benim için yeterli olmadığını ve başka bir şey yapmam gerektiğini anladım. Sonuç olarak, 1936'da Alexander Langsdorf tarafından icat edilen bir difüzyon odası kurdum. Ve bugün, bilimsel araştırma için, şeması şekilde gösterilen bir kamera kullanılabilir:

Difüzyon - geliştirilmiş bir bulut odası. İyileştirme, aşırı doymuş buhar elde etmek için adyabatik genleşmenin değil, odanın ısıtılmış bölgesinden soğuk alana buhar difüzyonunun kullanılması, yani odadaki buharın belirli bir sıcaklık gradyanının üstesinden gelmesi gerçeğinde yatmaktadır.

2.4. Kamera montaj sürecinin özellikleri

Cihazın çalışması için bir ön koşul, 50-700C'lik bir sıcaklık farkının varlığıdır, çünkü odanın bir tarafını ısıtmak pratik değildir. alkol hızla buharlaşır. Bu nedenle haznenin alt kısmını -30°C'ye soğutmak gerekir. Bu sıcaklık, kuru buz veya Peltier elementlerinin buharlaştırılmasıyla sağlanabilir. Seçim ikincisi lehine düştü, çünkü dürüst olmak gerekirse, buz almak için çok tembeldim ve buzun bir kısmı bir kez hizmet edecek ve Peltier elementleri - istediğiniz kadar. Çalışmalarının prensibi, elektrik akımı akışı sırasında ısı transferi olan Peltier etkisine dayanmaktadır.

Montajdan sonraki ilk deney, gerekli sıcaklık farkını elde etmek için bir elemanın yeterli olmadığını, iki elemanın kullanılması gerektiğini açıkça ortaya koydu. Farklı voltajlarla beslenirler, alttaki daha fazla, üstteki daha azdır. Bunun nedeni şudur: haznede sıcaklığa ne kadar düşük ulaşılırsa, o kadar fazla ısı uzaklaştırılmalıdır.

Elemanları aldığımda, doğru sıcaklığı elde etmek için çok denemem gerekti. Elemanın alt kısmı, ısı (amonyak) boruları ve iki adet 120 mm soğutuculu bir bilgisayar radyatörü tarafından soğutulur. Kaba hesaplamalara göre, soğutucu havaya yaklaşık 100 watt ısı yayar. Güç kaynağıyla uğraşmamaya karar verdim, bu yüzden toplam gücü 250 watt olan darbeli bir bilgisayar kullandım, ölçümler yaptıktan sonra bu yeterli oldu.

Ardından, cihazın bütünlüğü ve saklama kolaylığı için kasayı kontrplaktan yaptım. Oldukça düzgün değil, oldukça pratik çıktı. Hareket eden yüklü parçacıkların veya foton ışınlarının izlerinin oluştuğu kamerayı, kesilmiş bir boru ve pleksiglastan kendim yaptım, ancak dikey görünüm görüntüye iyi bir kontrast vermedi. Kırdım çöpe attım şimdi şeffaf kamera olarak cam kadeh kullanıyorum. Ucuz ve neşeli. Kameranın görünümü - fotoğrafta.

İş için bir "hammadde" olarak, hem argon-ark kaynağı için elektrotta bulunan toryum-232 izotopu (bunlarda elektrotun yakınındaki havayı iyonize etmek ve sonuç olarak arkın daha kolay tutuşması için kullanılır) ve yavru bozunma ürünleri (DPR), havada bulunan ve esas olarak su ve gazla gelen radon olarak kullanılabilir. DPR'yi toplamak için aktif kömür tabletleri kullanıyorum - iyi bir emici. İlgilendiğimiz iyonların tablete çekilmesi için, ona negatif bir terminal ile bir voltaj çarpanı bağlarım.

2.5. İyon tuzağı.

Bir diğer önemli tasarım öğesi, atomların iyonlaştırıcı parçacıkların iyonlaşması sonucu oluşan iyon tuzağıdır. Yapısal olarak çarpma faktörü 3 olan bir şebeke gerilim çarpanıdır ve çarpanın çıkışında negatif yükler vardır. Bunun nedeni, iyonlaşmanın bir sonucu olarak, elektronların dış atom kabuğundan atılması ve bunun sonucunda atomun bir katyon haline gelmesidir. Bölme, devresi bir Cockcroft-Walton voltaj çarpanının kullanımına dayanan bir tuzak kullanır.

Çarpanın elektrik devresi şu şekildedir:

Kameranın çalışması, sonuçları

Difüzyon odası, çok sayıda test çalışmasından sonra, 11 Şubat'ta 64 No'lu Moskova Özerk Eğitim Kurumu Lyceum'un 11. sınıfında düzenlenen "Yüklü parçacıkların izlerinin incelenmesi" konulu laboratuvar çalışması yapılırken deney ekipmanı olarak kullanıldı, 2015. Kamera tarafından çekilen izlerin fotoğrafları interaktif bir beyaz tahtaya çekildi ve parçacıkların türünü belirlemek için kullanıldı.

Endüstriyel ekipmanda olduğu gibi, kendi kendine yapılan bir odada aşağıdakiler gözlemlendi: iz ne kadar genişse, orada o kadar fazla parçacık var, bu nedenle, daha kalın izler daha büyük bir yarıçapa ve kütleye sahip alfa parçacıklarına aittir ve sonuç olarak daha büyük kinetik enerji, milimetre açıklık başına daha fazla sayıda iyonize atom.

§ 3. Miktarın görsel deneysel tespiti için kompleks

metal bir iletkende ışığın hızı.

Işık hızının benim için her zaman inanılmaz, anlaşılmaz ve bir dereceye kadar imkansız bir şey olduğu gerçeğiyle başlayayım, internette iki kanallı bir osiloskobun devre şemalarını bozuk senkronizasyonla bulana kadar. tamir edilmeden tamir edilemezdi, elektrik sinyallerinin formlarını incelemeyi mümkün kıldı. Ancak kader benim için çok elverişliydi, senkronizasyon ünitesinin arızasının nedenini belirlemeyi ve ortadan kaldırmayı başardım. Mikro düzeneğin - sinyal anahtarının - arızalı olduğu ortaya çıktı. İnternetteki şemaya göre, bu mikro montajın bir kopyasını en sevdiğim radyo pazarından satın aldığım parçalardan yaptım.

Korumalı yirmi metrelik bir televizyon kablosu aldım, 74HC00 invertörlere basit bir yüksek frekanslı sinyal üreteci monte ettim. H telin bir ucu, osiloskopun ilk kanalı ile aynı noktadan aynı anda kaldırarak bir sinyal verdi, ikincisinden sinyal ikinci kanal tarafından kaldırıldı ve alınan sinyallerin önleri arasındaki zaman farkını sabitledi.

Bölünmüş telin uzunluğu - bu zamana kadar 20 metre, 3 * 108 m / s'ye benzer bir şey aldı.

Bir devre şeması ekliyorum (onsuz nerede?):

Yüksek frekanslı jeneratörün görünümü fotoğrafta gösterilmektedir. Mevcut (ücretsiz) yazılım "Sprint-Layout 5.0" kullanarak tahtanın bir çizimini oluşturdum.

3. 1. Pano üretimi hakkında biraz:

Kartın kendisi, her zamanki gibi, İnternet sakinleri tarafından geliştirilen popüler bir lazer ütüleme teknolojisi olan LUT teknolojisi kullanılarak yapıldı. Teknoloji aşağıdaki gibidir: bir veya iki katmanlı folyo fiberglas alınır, zımpara kağıdı ile parlatılacak şekilde dikkatlice işlenir, daha sonra benzin veya alkolle nemlendirilmiş bir bez ile. Ardından, tahtaya uygulanması gereken bir lazer yazıcıda bir çizim yazdırılır. Ayna görüntüsünde, parlak kağıda bir desen yazdırılır ve daha sonra bir ütü yardımıyla parlak kağıt üzerindeki toner, textolite kaplayan bakır folyoya aktarılır. Daha sonra, bir ılık su akışı altında, kağıt parmaklarınızla tahtadan yuvarlanır ve basılı bir desene sahip bir tahta bırakır. Şimdi bu ürünü bir demir klorür çözeltisine batırıyoruz, yaklaşık beş dakika karıştırıyoruz, ardından bakırın yalnızca tonerin altında kaldığı kartı yazıcıdan çıkarıyoruz. Toneri zımpara kağıdı ile çıkarıyoruz, tekrar alkol veya benzinle işliyoruz, sonra lehim akısıyla kaplıyoruz. Bir havya ve bir televizyon kablosunun kalaylı bir örgüsü yardımıyla, tahta boyunca ilerliyoruz, böylece bakırı, bileşenlerin daha sonra lehimlenmesi ve bakırın korozyondan korunması için gerekli olan bir kalay tabakası ile kaplıyoruz.

Tahtayı örneğin asetonla akıdan yıkarız. Tüm bileşenleri, telleri lehimliyoruz ve iletken olmayan vernikle kaplıyoruz. Vernik kuruyana kadar bir gün bekleriz. Bitti, tahta gitmeye hazır.

Bu yöntemi yıllardır kullanıyorum ve beni hiç yarı yolda bırakmadı.

§ 4. İnsan tepkisini ölçmek için küçük bir cihaz.

Bu cihazı geliştirmek için çalışmalar devam etmektedir.

Cihaz şu şekilde kullanılır: mikrodenetleyiciye güç verildikten sonra, cihaz belirli bir "C" değişkeninin değerlerinin döngüsel numaralandırma moduna geçer. Butona basıldıktan sonra program duraklar ve değeri döngüsel olarak değişen değişkene o andaki değeri atar. Böylece "C" değişkeninde rastgele bir sayı elde edilir. "Neden rastgele () işlevini veya bunun gibi bir şeyi kullanmıyorsunuz?" Diyeceksiniz.

Ancak gerçek şu ki, yazdığım dilde - BASCOM AVR'de, düşük komut seti nedeniyle böyle bir işlev yoktur, çünkü bu, az miktarda RAM, düşük bilgi işlem gücüne sahip mikrodenetleyiciler için bir dildir. Butona basıldıktan sonra program ekranda dört sıfır yakar ve "C" değişkeninin değeri ile orantılı bir süre bekleyen bir zamanlayıcı başlatır. Belirtilen süre geçtikten sonra, program dört sekizli yanar ve düğmeye basılana kadar geçen süreyi sayan bir zamanlayıcı başlatır.

Sıfırların ve sekizlerin ateşlenmesi arasındaki anda düğmeye basarsanız, program duracak ve tireler gösterecektir. Sekizler göründükten sonra düğmeye basıldıysa, program sekizlerin ateşlenmesinden sonra ve düğmeye basmadan önce geçen süreyi milisaniye cinsinden gösterecektir, bu insan tepki süresi olacaktır. Sadece birkaç ölçümün sonuçlarının aritmetik ortalamasını hesaplamak için kalır.

Bu cihaz, ATtiny2313 model bir Atmel mikrodenetleyici kullanır. Kartında, mikro devrede iki kilobayt flash bellek, 128 bayt operasyonel, sekiz bit ve on bit zamanlayıcılar, dört kanal darbe genişliği modülasyonu (PWM), on beş tamamen erişilebilir giriş-çıkış bağlantı noktası bulunur.

Bilgileri görüntülemek için ortak anotlu yedi segmentli dört haneli bir LED göstergesi kullanılır. Gösterge dinamik olarak uygulanır, yani tüm rakamların tüm bölümleri paralel olarak bağlanır ve ortak sonuçlar paralel değildir. Bu nedenle, göstergenin on iki çıkışı vardır: rakamlar için dört çıkış ortaktır, kalan sekizi şu şekilde dağıtılır: sayılar için yedi segment ve bir nokta için bir.

Çözüm

Fizik, eğitimi, çocuğun etrafındaki dünyayı eğitsel, yaratıcı, tasarım ve yaratıcı faaliyetler yoluyla tanımasına izin veren temel bir doğa bilimidir.

Hedef belirleme: eğitim sürecinde kullanılmak üzere fiziksel cihazlar tasarlamak için, fiziği sadece teorik değil, aynı zamanda akranlar arasında uygulamalı olarak, dünyayı anlamanın, hissetmenin, kabul etmenin mümkün olduğunu kanıtlayan bir bilim olarak popülerleştirme görevini belirledim. çevremizde sadece bilgi ve yaratıcılık yoluyla. Atasözünün dediği gibi, “bir kez görmek yüz kez duymaktan daha iyidir”, yani engin dünyayı en azından biraz kucaklamak için, onunla sadece kağıt ve kalemle değil, aynı zamanda onunla nasıl etkileşime gireceğinizi öğrenmeniz gerekir. bir havya ve teller, parçalar ve mikro devrelerin yardımı .

Ev yapımı cihazların onaylanması ve çalıştırılması, bunların uygulanabilirliğini ve rekabet edebilirliğini kanıtlar.

Abadzekh ortaokulunda yirmi yıldan fazla bir süredir fizik ve matematik öğreten büyükbabam Didenko Nikolai Andreevich tarafından üç yaşımdan başlayarak hayatımın teknik, yaratıcı ve tasarım yönüne yönlendirildiği için sonsuz minnettarım ve ROSNEFT bilim teknik merkezinde programcı olarak çalıştı.

kullanılmış literatür listesi.

Nalivaiko B.A. Referans kitabı Yarı iletken cihazlar. Mikrodalga diyotları. IGP "RASKO" 1992, 223 s.

Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B. Fizik 11. sınıf, M., Eğitim, 2014, 400 s.

Revich Yu. V. Eğlenceli elektronikler 2. baskı, 2009 BHV-Petersburg, 720 s.

Tom baştankara. Bilimsel eğlence: Aletsiz fizik, laboratuvarsız kimya. M., 2008, 224 s.

Chechik N.O. Fainshtein S.M. Elektron çarpanları, GITTL 1957, 440 s.

Shilov V.F. Radyo elektroniği için ev yapımı cihazlar, M., Eğitim, 1973, 88 s.

Wikipedia özgür ansiklopedidir. Giriş türü

Fomin Daniel

Fizik deneysel bir bilimdir ve cihazların kendi elleriyle yaratılması, yasaların ve fenomenlerin daha iyi özümsenmesine katkıda bulunur. Her konunun çalışılmasında birçok farklı soru ortaya çıkar.Birçoğu öğretmenin kendisi tarafından yanıtlanabilir, ancak kendi bağımsız araştırmanızla cevaplar almak ne kadar harika.

İndirmek:

Ön izleme:

İLÇE BİLİMSEL ÖĞRENCİ KONFERANSI

BÖLÜM "Fizik"

proje

Kendin yap fiziksel cihaz.

8. sınıf öğrencisi

GBOU orta okulu No. 1 kasaba. suhodol

Samara bölgesinin Sergievsky bölgesi

Bilimsel danışman: Shamova Tatyana Nikolaevna

Fizik öğretmeni

1. Tanıtım.

1. Ana bölüm.

1. Cihazın amacı;
2. araç ve gereçler;
3. Cihaz imalatı;
4. Cihazın genel görünümü;
5. Cihazın gösteriminin özellikleri.

3.Araştırma.

4. Sonuç.

5. Kullanılan literatürün listesi.

1. Giriş.

Gerekli tecrübeyi ortaya koyabilmek için alet ve ölçü aletlerine sahip olmanız gerekmektedir. Ve tüm cihazların fabrikalarda yapıldığını düşünmeyin. Çoğu durumda, araştırma tesisleri araştırmacıların kendileri tarafından inşa edilir. Aynı zamanda, en yetenekli araştırmacının, sadece karmaşık değil, aynı zamanda daha basit enstrümanlarda da deneyim ve iyi sonuçlar elde edebilen kişi olduğu düşünülmektedir. Karmaşık ekipmanın, yalnızca onsuz yapmanın imkansız olduğu durumlarda kullanılması mantıklıdır. Bu nedenle, ev yapımı cihazları ihmal etmeyin - bunları kendiniz yapmak, satın alınanları kullanmaktan çok daha faydalıdır.

HEDEF:

Fiziksel olayları kendi ellerinizle göstermek için bir cihaz, fizikte kurulum yapın.

Bu cihazın çalışma prensibini açıklayınız. Bu cihazın çalışmasını gösterin.

GÖREVLER:

Öğrencilerin büyük ilgisini çeken cihazlar yapın.

Laboratuardan eksik cihazları yapın.

Fizikte teorik materyali anlamakta güçlük çeken cihazlar yapar.

Periyodun ipliğin uzunluğuna ve sapmanın genliğine bağımlılığını araştırın.

HİPOTEZ:

Fiziksel olayları kendi elinizle göstermek için fizikte kurulum yapılan cihaz, derste uygulanır.

Fiziki laboratuvarda bu cihazın olmaması durumunda, bu cihaz konuyu gösterirken ve anlatırken eksik kurulumun yerini alabilecektir.

2. Ana kısım.

2.1 Cihazın amacı.

Cihaz, mekanik titreşimlerde rezonansı gözlemlemek için tasarlanmıştır.

2.2.Araçlar ve malzemeler.

Sıradan tel, toplar, fındık, kalay, misina. Havya.

2.3 Cihazın imalatı.

Teli bir desteğe bükün. Ortak çizgiyi uzatın. Topları somunlara lehimleyin, aynı uzunlukta 2 adet olta ölçün, gerisi birkaç santimetre daha kısa ve daha uzun olmalıdır, topları yardımlarıyla asın. Aynı çizgi uzunluğundaki sarkaçların yan yana gelmemesine dikkat edin. Cihaz deney için hazır!

2.4 Cihazın genel görünümü.

2.5.Cihazın gösteriminin özellikleri.

Cihazı göstermek için, sarkacı denge konumundan saptırır ve kendi haline bırakırsanız, uzunluğu kalan üçten birinin uzunluğuna denk gelen bir sarkaç seçmek gerekir, o zaman serbestçe salınır. Bu, oltanın salınmasına neden olacaktır, bunun sonucunda, sarkaç salınımlarıyla aynı frekansta periyodik olarak büyüklük ve yön olarak değişen, süspansiyon noktalarından sarkaçlar üzerinde bir itici güç etki edecektir. Askı uzunluğu aynı olan bir sarkacın aynı frekansta salınım yapmaya başlayacağını, bu sarkacın salınım genliğinin ise diğer sarkaçların genliklerinden çok daha büyük olduğunu göreceğiz. Bu durumda, sarkaç sarkaç 3 ile rezonans halinde salınır. Bunun nedeni, itici gücün neden olduğu kararlı hal salınımlarının genliğinin, değişen kuvvetin frekansı salınım sisteminin doğal frekansı ile çakıştığında tam olarak maksimum değerine ulaşmasıdır. Gerçek şu ki, bu durumda, herhangi bir andaki itici kuvvetin yönü, salınan cismin hareket yönü ile çakışmaktadır. Böylece, itici gücün çalışması nedeniyle salınım sisteminin enerjisini yenilemek için en uygun koşullar yaratılır. Örneğin, salınımı daha sert sallamak için, etki eden kuvvetin yönü ile salınım yönü çakışacak şekilde itiyoruz. Ancak rezonans kavramının sadece zorlanmış salınımlara uygulanabilir olduğu unutulmamalıdır.

3. İplik veya matematiksel sarkaç

tereddütler! Bakışlarımız duvar saatinin sarkacına takıldı. Huzursuzca bir yönde, sonra diğerinde, darbeleriyle, zamanın akışını kesin olarak ölçülen bölümlere ayırarak acele eder. "Bir-iki, bir-iki," diye istemeden onun tiktaklarının ritmine tekrarlıyoruz.

Çekül ve sarkaç, bilim tarafından kullanılan tüm araçların en basitidir. Bu tür ilkel araçlarla gerçekten muhteşem sonuçların elde edilmesi daha da şaşırtıcıdır: onlar sayesinde, bir kişi ayaklarımızın onlarca kilometre altında neler olduğunu öğrenmek için zihinsel olarak Dünya'nın bağırsaklarına girmeyi başardı.

Orijinal konumuna sola ve sağa sallanma, sarkacın tam bir dönüşüdür ve bir tam dönüşün zamanına salınım periyodu denir. Bir cismin saniyedeki titreşim sayısına titreşim frekansı denir. Sarkaç, diğer ucu sabitlenmiş bir ipe asılan bir gövdedir. İpliğin uzunluğu, üzerinde asılı duran gövdenin boyutlarına kıyasla büyükse ve ipliğin kütlesi, vücudun kütlesine kıyasla ihmal edilebilirse, böyle bir sarkaç matematiksel veya iplik sarkaç olarak adlandırılır. Hafif uzun bir iplik üzerinde asılı duran neredeyse küçük bir ağır top, bir iplik sarkaç olarak kabul edilebilir.

Sarkacın salınım periyodu aşağıdaki formülle ifade edilir:

T \u003d 2π √ l / g

Sarkaçın salınım süresinin, özellikle şaşırtıcı olan yükün kütlesine, salınımların genliğine bağlı olmadığı formülden görülebilir. Sonuçta, farklı genliklerle, salınan bir cisim bir salınım içinde farklı yollar kat eder, ancak bunun için harcanan zaman her zaman aynıdır. Sarkaçın salınım süresi, uzunluğuna ve serbest düşüşün hızlanmasına bağlıdır.

Çalışmamızda sürenin diğer faktörlere bağlı olmadığını deneysel olarak test etmeye ve bu formülün geçerliliğini doğrulamaya karar verdik.

Sarkaç salınımlarının salınan cismin kütlesine, ipliğin uzunluğuna ve sarkacın ilk sapmasının büyüklüğüne bağımlılığının incelenmesi.

Çalışmak.

Cihazlar ve malzemeler: kronometre, şerit metre.

Sarkacın salınım periyodu, önce ipliğin uzunluğu değiştirilirken 10 g vücut kütlesi ve 20° sapma açısı için ölçülmüştür.

Periyot ayrıca, 10 g kütle ve farklı iplik uzunlukları ile sapma açısı 40°'ye çıkarılarak da ölçülmüştür. Ölçüm sonuçları tabloya girildi.

Tablo.

Deneylerden, periyodun sarkacın kütlesine ve sapma açısına gerçekten bağlı olmadığını, ancak sarkaç ipliğinin uzunluğundaki bir artışla salınım süresinin artacağını, ancak orantılı olmadığını gördük. uzun, ama daha zor. Deneylerin sonuçları tabloda gösterilmiştir.

Yani, bir matematiksel sarkacın salınım periyodu sadece sarkacın uzunluğuna bağlıdır. ben ve serbest düşüş ivmesinden g.

4. Sonuç.

Öğretmen tarafından yürütülen deneyimi izlemek ilginçtir. Kendiniz yürütmek iki kat ilginç.

Ve kendi elleriyle yapılan ve tasarlanan bir cihazla deney yapmak, tüm sınıfın ilgisini çekiyor. ATbu tür deneyler, ilişkiyi kurmak ve bu kurulumun nasıl çalıştığı hakkında bir sonuç çıkarmak kolaydır.

5. Edebiyat.

1. Lisede fizik için öğretim ekipmanları. A.A. Pokrovsky "Aydınlanma" 1973 tarafından düzenlendi

2. Fizik üzerine ders kitabı A. V. Peryshkina, E. M. Gutnik 9. sınıf için "Fizik";

3. Fizik: Referans materyaller: O.F. Öğrenciler için Kabardey Ders Kitabı. - 3. baskı. - M.: Aydınlanma, 1991.

Tanıtım

Şüphesiz, tüm bilgimiz deneyimle başlar.
(Kant Emmanuel. Alman filozof 1724-1804)

Eğlenceli bir şekilde fiziksel deneyler, öğrencileri fizik yasalarının çeşitli uygulamalarıyla tanıştırır. Deneyler, eğitim materyallerini tekrarlarken ve pekiştirirken ve fiziksel akşamlarda öğrencilerin dikkatini çalışılan fenomene çekmek için sınıfta kullanılabilir. Eğlenceli deneyler öğrencilerin bilgilerini derinleştirir ve genişletir, mantıksal düşünmenin gelişimine katkıda bulunur, konuya ilgi uyandırır.

Bu makale, 10 eğlenceli deneyi, okul ekipmanlarını kullanarak 5 gösteri deneyi anlatmaktadır. Eserlerin yazarları, Zabaikalsk köyünün 1 No'lu MOU ortaokulunun 10. sınıf öğrencileridir, Zabaikalsky Krai - Chuguevsky Artyom, Lavrentiev Arkady, Chipizubov Dmitry. Adamlar bağımsız olarak bu deneyleri yaptılar, sonuçları özetlediler ve bu çalışma şeklinde sundular.

Fizik biliminde deneyin rolü

Bu fizik genç bir bilimdir
Burada kesin bir şey söyleyemem.
Ve eski zamanlarda bilimi bilmek,
Her zaman ulaşmak için çabalayın.

Fizik öğretiminin amacı belirlidir,
Tüm bilgileri pratikte uygulayabilme.
Ve hatırlamak önemlidir - deneyin rolü
İlk etapta olmalı.

Deneyleri nasıl planlayacağınızı ve uygulayacağınızı bilin.
Analiz edin ve hayata geçirin.
Bir model oluşturun, bir hipotez ortaya koyun,
Yeni zirvelere ulaşmak için çabalayın

Fizik yasaları, deneyimle oluşturulan gerçeklere dayanır. Ayrıca, aynı gerçeklerin yorumu, fiziğin tarihsel gelişimi sırasında sıklıkla değişir. Gerçekler gözlemler sonucunda birikir. Ancak aynı zamanda, sadece onlarla sınırlı olamazlar. Bu sadece bilgiye doğru ilk adımdır. Ardından, nitel özelliklere izin veren kavramların geliştirilmesi olan deney gelir. Gözlemlerden genel sonuçlar çıkarmak, fenomenlerin nedenlerini bulmak için nicelikler arasında nicel ilişkiler kurmak gerekir. Böyle bir bağımlılık elde edilirse, o zaman bir fiziksel yasa bulunur. Bir fiziksel yasa bulunursa, her bir vaka için bir deney kurmaya gerek yoktur, uygun hesaplamaları yapmak yeterlidir. Nicelikler arasındaki nicel ilişkileri deneysel olarak inceledikten sonra, kalıpları belirlemek mümkündür. Bu düzenliliklere dayanarak, genel bir fenomen teorisi geliştirilir.

Bu nedenle, deney olmadan rasyonel bir fizik öğretimi olamaz. Fizik çalışması, deneyin yaygın kullanımını, formülasyonunun özelliklerinin tartışılmasını ve gözlemlenen sonuçları içerir.

Fizikte eğlenceli deneyler

Deneylerin açıklaması aşağıdaki algoritma kullanılarak yapıldı:

1. deneyimin adı
2. Deney için gerekli alet ve malzemeler
3. Deneyin aşamaları
4. deneyim açıklaması

#1 Dört katı deneyimleyin

Ekipman ve malzemeler: cam, kağıt, makas, su, tuz, kırmızı şarap, ayçiçek yağı, renkli alkol.

Deneyin aşamaları

Dört farklı sıvıyı bir bardağa dökmeye çalışalım ki karışmasınlar ve beş katta üst üste dursunlar. Ancak bir bardak değil, yukarıya doğru genişleyen dar bir bardak almamız bizim için daha uygun olacaktır.

1. Bir bardağın dibine tuzlu renkli su dökün.
2. “Funtik” kağıdını açın ve ucunu dik açıyla bükün; ucunu kesin. Funtik'teki delik toplu iğne başı büyüklüğünde olmalıdır. Bu külahın içine kırmızı şarap dökün; ince bir akıntı yatay olarak dışarı akmalı, camın duvarlarına çarpmalı ve tuzlu suya akmalıdır.
   Kırmızı şarap tabakasının yüksekliği, renkli su tabakasının yüksekliğine eşit olduğunda, şarabı dökmeyi bırakın.
3. İkinci koniden ayçiçek yağını aynı şekilde bir bardağa dökün.
4. Üçüncü boynuzdan bir kat renkli alkol dökün.

Resim 1

Yani bir bardakta dört kat sıvımız var. Hepsi farklı renkler ve farklı yoğunluklar.

deneyim açıklaması

Marketlerdeki sıvılar şu sırayla düzenlenmiştir: renkli su, kırmızı şarap, ayçiçek yağı, renkli alkol. En ağırları altta, en hafifleri üstte. Tuzlu su en yüksek yoğunluğa sahiptir, renkli alkol en küçük yoğunluğa sahiptir.

#2 İnanılmaz Şamdan Deneyimi

Cihazlar ve malzemeler: mum, çivi, bardak, kibrit, su.

Deneyin aşamaları

Harika bir şamdan değil mi - bir bardak su? Ve bu şamdan hiç de fena değil.

şekil 2

1. Mumun ucunu bir çivi ile tartın.
2. Çivinin boyutunu, mum tamamen suya daldırılacak şekilde hesaplayın, sadece fitili ve parafinin ucu suyun üzerinde çıkıntı yapmalıdır.
3. Sigortayı yak.

deneyim açıklaması

Bırakın, size söyleyecekler, çünkü bir dakika içinde mum yanarak suya dönüşecek ve sönecek!

Asıl mesele bu, - cevap vereceksiniz, - mum her dakika kısalıyor. Ve daha kısaysa, daha kolaydır. Daha kolaysa, yüzer.

Ve doğru, mum yavaş yavaş yüzecek ve mumun kenarındaki suyla soğutulan parafin, fitili çevreleyen parafinden daha yavaş eriyecek. Bu nedenle fitilin çevresinde oldukça derin bir huni oluşur. Bu boşluk da mumu yakıyor ve bu yüzden mumumuz sonuna kadar yanacak.

Bir şişenin arkasındaki 3 numaralı mumu deneyimleyin

Ekipman ve malzemeler: mum, şişe, kibrit

Deneyin aşamaları

1. Şişenin arkasına yanan bir mum koyun ve yüzünüz şişeden 20-30 cm uzakta olacak şekilde ayakta durun.
2. Şimdi üflemeye değer ve mum, sizinle mum arasında hiçbir engel yokmuş gibi sönecektir.

Figür 3

deneyim açıklaması

Mum söner çünkü şişe hava ile "etrafta dolanır": hava jeti şişe tarafından iki akıma bölünür; biri etrafından sağda, diğeri solda akar; ve yaklaşık olarak bir mum alevinin durduğu yerde buluşurlar.

4 numaralı Dönen yılanı deneyimleyin

Ekipman ve malzemeler: kalın kağıt, mum, makas.

Deneyin aşamaları

1. Kalın kağıttan bir spiral kesin, biraz gerin ve bükülmüş telin ucuna koyun.
2. Bu bobini yukarı doğru yükselen havayla mumun üzerinde tutmak yılanın dönmesine neden olur.

deneyim açıklaması

Yılan dönüyor çünkü ısı etkisi altında havanın genişlemesi ve sıcak enerjinin harekete dönüşmesi vardır.

Şekil 4

Vezüv'ün 5 No'lu Patlamasını Deneyimleyin

Cihazlar ve malzemeler: cam kap, flakon, mantar, alkollü mürekkep, su.

Deneyin aşamaları

1. Su dolu geniş bir cam kaba bir şişe alkollü mürekkebi koyun.
2. Şişenin tıpasında küçük bir delik olmalıdır.

Şekil 5

deneyim açıklaması

Su, alkolden daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir; yavaş yavaş şişeye girecek ve maskarayı oradan çıkaracaktır. Kabarcıktan yukarı doğru ince bir akış halinde kırmızı, mavi veya siyah sıvı yükselecektir.

Deney No. 6 Birinde on beş maç

Ekipman ve malzemeler: 15 kibrit.

Deneyin aşamaları

1. Masanın üzerine bir kibrit koyun ve üzerine 14 kibrit koyun, böylece başları yukarı kalkacak ve uçları masaya değecek.
2. İlk eşleşmeyi bir ucundan tutarak ve diğer tüm eşleşmelerle nasıl kaldırılır?

deneyim açıklaması

Bunu yapmak için, tüm kibritlerin üstüne, aralarındaki boşluğa bir tane daha, on beşinci kibrit koymanız yeterlidir.

Şekil 6

Deneyim No. 7 Tencere standı

Ekipman ve malzemeler: bir tabak, 3 çatal, bir peçete halkası, bir tencere.

Deneyin aşamaları

1. Halkaya üç çatal koyun.
2. Bu tasarımın üzerine bir tabak koyun.
3. Bir stand üzerine bir kap su koyun.

Şekil 7

Şekil 8

deneyim açıklaması

Bu deneyim, kaldıraç ve istikrarlı denge kuralı ile açıklanmaktadır.

Şekil 9

8 Numaralı Deneyim parafin motoru

Cihazlar ve malzemeler: bir mum, bir örgü iğnesi, 2 bardak, 2 tabak, kibrit.

Deneyin aşamaları

Bu motoru yapmak için elektriğe veya benzine ihtiyacımız yok. Bunun için sadece bir muma ihtiyacımız var.

1. İğneyi ısıtın ve kafalarıyla muma sokun. Bu, motorumuzun ekseni olacak.
2. İki bardağın kenarlarına şişli bir mum yerleştirin ve dengeleyin.
3. Mumu her iki ucundan da yakın.

deneyim açıklaması

Mumun uçlarının altına yerleştirilmiş plakalardan birine bir damla parafin düşecek. Denge bozulacak, mumun diğer ucu çekilip düşecek; aynı zamanda, birkaç damla parafin ondan akacak ve ilk uçtan daha hafif hale gelecektir; zirveye çıkar, ilk uç düşer, bir damla düşer, daha kolay hale gelir ve motorumuz güç ve ana ile çalışmaya başlar; mumun yavaş yavaş dalgalanmaları daha da artacaktır.

Şekil 10

Deneyim No. 9 Serbest sıvı değişimi

Ekipman ve malzemeler: portakal, bardak, kırmızı şarap veya süt, su, 2 kürdan.

Deneyin aşamaları

1. Portakalı dikkatlice ikiye bölün, kabuğunu bütün bir kap ile çıkaracak şekilde soyun.
2. Bu bardağın dibine yan yana iki delik açıp bardağa koyun. Bardağın çapı, bardağın orta kısmının çapından biraz daha büyük olmalıdır, daha sonra bardak, dibe düşmeden duvarlara tutunacaktır.
3. Turuncu bardağı, yüksekliğinin üçte biri kadar kaba indirin.
4. Portakal kabuğuna kırmızı şarap veya renkli alkol dökün. Şarap seviyesi bardağın dibine ulaşana kadar delikten geçecektir.
5. Sonra neredeyse ağzına kadar su dökün. Deliklerden birinden bir şarap akıntısının su seviyesine nasıl yükseldiğini, daha ağır suyun diğer delikten geçerek bardağın dibine batmaya başladığını görebilirsiniz. Birkaç dakika içinde şarap üstte ve su altta olacak.

10 Numaralı Şarkı Bardağı Deneyimi

Ekipman ve malzemeler: ince bir bardak, su.

Deneyin aşamaları

1. Bir bardağı suyla doldurun ve bardağın kenarını silin.
2. Nemli bir parmakla, bardağın herhangi bir yerine sürtün, şarkı söyleyecek.

Şekil 11

Gösteri Deneyleri

1. Sıvıların ve gazların difüzyonu

Difüzyon (Latince diflusio'dan - yayılma, yayılma, saçılma), moleküllerin (atomların) kaotik termal hareketi nedeniyle farklı doğadaki parçacıkların transferi. Sıvılarda, gazlarda ve katılarda difüzyonu ayırt eder

Gösteri deneyi "Difüzyonun gözlemlenmesi"

Cihazlar ve malzemeler: pamuk yünü, amonyak, fenolftalein, difüzyonu gözlemlemek için bir cihaz.

Deneyin aşamaları

1. İki parça pamuk alın.
2. Bir parça pamuğu fenolftalein, diğerini amonyak ile nemlendiriyoruz.
3. Dalları birleştirelim.
4. Difüzyon fenomeni nedeniyle yapağıda pembe bir leke var.

Şekil 12

Şekil 13

Şekil 14

Difüzyon olgusu, özel bir kurulum kullanılarak gözlemlenebilir.

1. Konilerden birine amonyak dökün.
2. Bir parça pamuğu fenolftalein ile nemlendirin ve bir şişeye koyun.
3. Bir süre sonra yapağının rengini gözlemliyoruz. Bu deney, bir mesafede difüzyon fenomenini gösterir.

Şekil 15

Difüzyon olayının sıcaklığa bağlı olduğunu ispatlayalım. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, difüzyon o kadar hızlı gerçekleşir.

Şekil 16

Bu deneyi göstermek için iki özdeş bardak alalım. Bir bardağa soğuk su, diğerine sıcak su dökün. Bardaklara bakır sülfat ekliyoruz, bakır sülfatın sıcak suda daha hızlı çözündüğünü gözlemliyoruz, bu da difüzyonun sıcaklığa bağımlılığını kanıtlıyor.

Şekil 17

Şekil 18

2. Haberleşen gemiler

Haberleşme gemilerini göstermek için, alttan tüplerle bağlanmış çeşitli şekillerde birkaç kap alalım.

Şekil 19

Şekil 20

Bunlardan birine sıvı dökeceğiz: sıvının tüplerden kalan kaplara akacağını ve tüm kaplara aynı seviyede yerleşeceğini hemen bulacağız.

Bu deneyimin açıklaması aşağıdaki gibidir. Kaplardaki sıvının serbest yüzeylerindeki basınç aynıdır; atmosfer basıncına eşittir. Bu nedenle, tüm serbest yüzeyler aynı düz yüzeye aittir ve bu nedenle, aynı yatay düzlemde ve kabın kendisinin üst kenarında olmalıdır: aksi takdirde su ısıtıcısı tepeye kadar doldurulamaz.

Şekil 21

3. Pascal'ın topu

Pascal'ın topu, kapalı bir kapta bir sıvı veya gaz üzerine uygulanan basıncın düzgün transferini ve ayrıca atmosfer basıncının etkisi altında bir pistonun arkasındaki sıvının yükselişini göstermek için tasarlanmış bir cihazdır.

Kapalı bir kaptaki bir sıvı üzerinde üretilen basıncın düzgün iletimini göstermek için, bir piston kullanarak kabın içine su çekmek ve bilyeyi nozüle sıkıca oturtmak gerekir. Pistonu kabın içine doğru iterek, sıvının her yöne düzgün çıkışına dikkat ederek bilyedeki deliklerden sıvı çıkışını gösterin.

a- Davydov Roma Danışman: fizik öğretmeni- Khovrich Lyubov Vladimirovna Novouspenka - 2008

Amaç: Fiziksel olayları kendi ellerinizle göstermek için bir cihaz, bir fizik kurulumu yapmak. Bu cihazın çalışma prensibini açıklayınız. Bu cihazın çalışmasını gösterin.

HİPOTEZ: Fiziksel olayları kendi ellerinizle göstermek için fizikte kurulum yapan cihaz, derste uygulanır. Fiziki laboratuvarda bu cihazın olmaması durumunda, bu cihaz konuyu gösterirken ve anlatırken eksik kurulumun yerini alabilecektir.

Amaçlar: Öğrencilerin büyük ilgisini çeken cihazlar yapmak. Laboratuardan eksik cihazları yapın. fizikte teorik materyali anlamakta güçlük çeken cihazlar yapmak.

DENEY 1: Zorlanmış titreşimler. Sapın düzgün dönüşü ile, periyodik olarak değişen bir kuvvetin etkisinin yay yoluyla yüke iletileceğini görüyoruz. Sapın dönme frekansına eşit bir frekansla değişen bu kuvvet, yükün zorunlu salınımlar yapmasına neden olacaktır.Rezonans, zorunlu salınımların genliğinde keskin bir artış olgusudur.

Zorlanmış titreşimler

DENEY 2: Jet tahriki. Halkadaki bir tripoda bir huni takacağız, ucu olan bir tüp takacağız. Huninin içine su dökün ve su uçtan akmaya başladığında tüp ters yönde sapacaktır. Bu jet tahrikidir. Jet hareketi, bir cismin herhangi bir hızda bir parçası ondan ayrıldığında meydana gelen bir cismin hareketidir.

jet tahrik

DENEY 3: Ses dalgaları. Metal bir cetveli mengeneye sıkıştırın. Ancak, cetvelin çoğu bir mengene görevi görürse, titreşimlerine neden olduktan sonra, onun ürettiği dalgaları duymayacağımızı belirtmekte fayda var. Ancak cetvelin çıkıntılı kısmını kısaltırsak ve böylece salınımlarının sıklığını arttırırsak, havada ve ayrıca sıvı ve katı cisimlerin içinde yayılan üretilen Elastik dalgaları duyacağız, bunlar görünmez. Ancak, belirli koşullar altında duyulabilirler.

Ses dalgaları.

Deneyim 4: Şişedeki madeni para Şişedeki madeni para. Eylemsizlik yasasını görmek ister misiniz? Yarım litrelik bir süt şişesi, 25 mm genişliğinde ve 0 100 mm genişliğinde bir karton halka ve iki kopek madeni para hazırlayın. Halkayı şişenin boynuna yerleştirin ve şişenin ağzının tam karşısına bir bozuk para koyun (Şek. 8). Yüzüğün içine bir cetvel koyarak, yüzüğün üzerine vurun. Bunu aniden yaparsanız, yüzük uçacak ve madeni para şişeye düşecektir. Yüzük o kadar hızlı hareket etti ki, hareketinin madeni paraya aktarılması için zamanı olmadı ve atalet yasasına göre yerinde kaldı. Ve desteği kaybettikten sonra madeni para düştü. Yüzük daha yavaş bir şekilde kenara çekilirse, madeni para bu hareketi "hissedecektir". Düşüşünün yörüngesi değişecek ve şişenin boynuna düşmeyecek.

Şişedeki madeni para

Deney 5: Yüzen bir balon Üflediğinizde, bir hava jeti balonu tüpün üzerine kaldırır. Ancak jetin içindeki hava basıncı, jeti çevreleyen “sakin” havanın basıncından daha azdır. Bu nedenle top, duvarları çevreleyen hava tarafından oluşturulan bir tür hava hunisindedir. Üst delikten jetin hızını yumuşak bir şekilde azaltarak, topu orijinal yerine "indirmek" kolaydır.Bu deney için cam gibi L şeklinde bir tüpe ve hafif bir köpük topa ihtiyacınız olacak. Tüpün üst açıklığını bir bilye ile kapatın (Şek. 9) ve yan açıklığa üfleyin. Beklenenin aksine, top tüpten uçmayacak, aksine üzerinde havada süzülmeye başlayacaktır. Bu neden oluyor?

yüzen top

Deneyim 6: "Ölü döngü" boyunca vücut hareketi "Ölü döngü" cihazının yardımıyla, bir daire boyunca bir malzeme noktasının dinamikleri üzerinde bir dizi deney gösterebilirsiniz. Gösterim aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir: 1. Top, 24V ile çalışan bir elektromıknatıs tarafından tutulduğu eğimli rayların en yüksek noktasından raylardan aşağı yuvarlanır. Top, döngüyü dengeli bir şekilde tanımlar ve cihazın diğer ucundan belirli bir hızla uçar2. Top, üst noktasından düşmeden yalnızca döngüyü tanımladığında, en düşük yükseklikten yukarı yuvarlanır. Daha da düşük bir yükseklikten, top, döngünün tepesine ulaşmadığında, ondan ayrılır ve düşer, döngü içindeki havada bir parabol tanımlar.

Vücudun "ölü döngü" boyunca hareketi

Deney 7: Sıcak hava ve soğuk hava Normal yarım litrelik bir şişenin boynuna bir balon gerdirin (Şek. 10). Şişeyi sıcak su dolu bir tencereye koyun. Şişenin içindeki hava ısınmaya başlayacaktır. Onu oluşturan gazların molekülleri, sıcaklık arttıkça daha hızlı hareket edecektir. Şişenin duvarlarını ve topu daha güçlü bir şekilde bombalayacaklar. Şişenin içindeki hava basıncı yükselmeye başlayacak ve balon şişecektir. Bir süre sonra şişeyi soğuk su dolu bir tencereye alın. Şişedeki hava soğumaya başlayacak, moleküllerin hareketi yavaşlayacak ve basınç düşecektir. Balon, içindeki hava emilmiş gibi küçülür. Hava basıncının ortam sıcaklığına bağımlılığını bu şekilde görebilirsiniz.

Hava sıcak ve hava soğuk

Deneyim 8: Katı bir gövdeyi germe Bir köpük çubuğu uçlarından alarak geriyoruz. Moleküller arasındaki mesafelerdeki artış açıkça görülebilir. Moleküller arası çekim kuvvetlerinin bu durumda meydana gelmesini taklit etmek de mümkündür.

Sert bir gövdeyi germek

Test 9: Bir Katı Gövdenin Sıkıştırılması Bir köpük bloğun ana ekseni boyunca sıkıştırılması. Bunu yapmak için bir sehpaya koyarlar, üstten bir cetvelle örterler ve elleriyle üzerine baskı uygularlar. Moleküller arasındaki mesafede bir azalma ve aralarındaki itici kuvvetlerin görünümü gözlenir.

Sert bir cismin sıkıştırılması

Deneyim 4: Çift koni yuvarlanıyor. Bu deney, serbestçe hareket eden bir nesnenin her zaman, ağırlık merkezi onun için mümkün olan en düşük konumu işgal edecek şekilde yerleştirildiğini doğrulayan bir deneyimi göstermeye hizmet eder. Gösteriden önce, şeritler belirli bir açıyla yerleştirilir. Bunu yapmak için, çift koni, uçları kalasların üst kenarında yapılan oyuklara yerleştirilir. Daha sonra koni, kalasların başlangıcına aktarılır ve serbest bırakılır. Koni, uçları oyuklara düşene kadar yukarı hareket edecektir. Aslında kendi ekseni üzerinde bulunan koninin ağırlık merkezi aşağı doğru kayacaktır ki bu da gördüğümüz gibi.

Çift koni, yuvarlanma

Öğrencilerin fiziksel deneyime sahip derse ilgisi

Sonuç: Öğretmenin deneyimini gözlemlemek ilginçtir. Kendiniz yürütmek iki kat ilginç. Ve kendi elleriyle yapılan ve tasarlanan bir cihazla deney yapmak, tüm sınıfın ilgisini çekiyor. Bu tür deneylerde, belirli bir kurulumun nasıl çalıştığı hakkında bir ilişki kurmak ve bir sonuç çıkarmak kolaydır.

Özet: Bir madeni para ve bir balonla deneyimleyin. Çocuklar için eğlenceli fizik. Büyüleyici fizik. Fizikte kendin yap deneyleri. Fizikte eğlenceli deneyler.

Bu deney, merkezkaç ve merkezcil kuvvetin eyleminin harika bir örneğidir.

Deneyim için ihtiyacınız olacak:

Balon (soluk bir renkten daha iyidir, böylece şişirildiğinde mümkün olan en iyi şekilde parlar) - bir madeni para - iplikler

Çalışma planı:

1. Topun içine bir bozuk para yerleştirin.

2. Balonu şişirin.

3. Bir iplikle bağlayın.

4. Topu ipliğin olduğu uçtan bir elinizle alın. Elinizle birkaç dönme hareketi yapın.

5. Bir süre sonra madeni para topun içinde bir daire içinde dönmeye başlayacaktır.

6. Şimdi ikinci elinizle topu aşağıdan sabit bir pozisyonda sabitleyin.

7. Madeni para 30 saniye veya daha fazla bir süre daha dönmeye devam edecektir.

Deneyim açıklaması:

Bir cisim döndüğünde merkezkaç denilen bir kuvvet vardır. Bir atlıkarıncada bulundun mu? Sizi dönme ekseninden dışarı doğru fırlatan bir kuvvet hissettiniz. Bu merkezkaç kuvvetidir. Topu döndürdüğünüzde, madeni paraya merkezkaç kuvveti etki eder ve bu da onu topun iç yüzeyine doğru bastırır. Aynı zamanda, topun kendisi üzerinde hareket ederek bir merkezcil kuvvet yaratır. Bu iki kuvvetin etkileşimi, madeni paranın bir daire içinde dönmesine neden olur.