Муниципальное общеобразовательное Учреждение

Рязановская средняя общеобразовательная школа

ПРОЕКТНАЯ РАБОТА

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

Выполнили

ученики 8 класса

Гусятников Иван,

Канашук Станислав,

учитель физики

Саморукова И.Г.

рп Рязановский, 2019

Введение.

Основная часть.

1. Назначение прибора;

   инструменты и материалы;

   Изготовление прибора;

   Общий вид прибора;

   Особенности демонстрации прибора.

Заключение.

Список используемой литературы.

ВВЕДЕНИЕ

Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужны приборы. Но если их нет в лаборатории кабинета, то некоторое оборудование для демонстрационного эксперимента можно сделать своими руками. Мы решили дать некоторым вещам вторую жизнь. В работе представлены установки для использования на уроках физики в 8 классе по теме «Давление жидкостей»

ЦЕЛЬ:

сделать приборы, установки по физике для демонстрации физических явлений своими руками, объяснить принцип действия каждого прибора и продемонстрировать их работу.

ГИПОТЕЗА:

сделанный прибор, установку по физике для демонстрации физических явлений своими руками применять на уроках при демонстрации и объяснении темы.

ЗАДАЧИ:

Сделать приборы, вызывающие большой интерес у учащихся.

Сделать приборы, отсутствующие в лаборатории.

Сделать приборы, вызывающие затруднение в понимании теоретического материала по физике.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ПРОЕКТА

Значимость данной работы состоит в том, что в последнее время, когда материально-техническая база в школах значительно ослабла, опыты с применением данных установок помогают формировать некоторые понятия при изучении физики; приборы изготовляются из бросового материала.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

1. ПРИБОР для демонстрации закона Паскаля.

1.1. ИНСТУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ . Пластиковая бутылка, шило, вода.

1.2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРА . Сделайте отверстия шилом от дна сосуда на расстоянии 10-15 см в разных местах.

1.3. ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА. Бутылку неполностью заполните водой. Надавите руками на верхнюю часть бутылки. Наблюдайте явление.

1.4. РЕЗУЛЬТАТ . Наблюдайте вытекание воды из отверстий в виде одинаковых струек.

1.5. ВЫВОД. Давление, производимое на жидкость, передаётся без изменения в каждую точку жидкости.

2. ПРИБОР для демонстрации зависимости давления жидкости от высоты столба жидкости.

2.1. ИНСТУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ. Пластиковая бутылка, дрель, вода, трубочки от фломастеров, пластилин.

2.2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРА . Возьмите пластиковую бутылку емкостью 1,5-2 л. В пластиковой бутылке на различной высоте делаем несколько отверстий (d ≈ 5 мм). В отверстия поместите трубочки от гелиевой ручки.

2.3. ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА. Бутылку заполните водой (отверстия предварительно закройте скотчем). Откройте отверстия. Наблюдайте явление.

2.4. РЕЗУЛЬТАТ . Вода из отверстия, расположенного ниже, вытекает дальше.

2.5. ВЫВОД. Давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости (чем больше высота, тем больше давление жидкости p = gh ).

3. ПРИБОР – сообщающие сосуды.

3.1. ИНСТУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ. Нижние части от двух пластиковых бутылок разных сечений, трубочки от фломастеров, дрель, вода.

3.2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРА . Отрежьте нижние части пластиковых бутылок, высотой 15-20 см. Соедините части между собой резиновыми трубками.

3.3. ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА. Налейте в один из получившихся сосудов воду. Пронаблюдайте за поведением поверхности воды в сосудах.

3.4. РЕЗУЛЬТАТ . Уровни воды в сосудах окажутся на одном уровне.

3.5. ВЫВОД. В сообщающихся сосудах любой формы поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.

4. ПРИБОР для демонстрации давления в жидкости или газе.

4.1. ИНСТУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ. Пластиковая бутылка, воздушный шарик, нож, вода.

4.2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРА . Возьмите пластиковую бутылку, отрежьте дно и верхнюю часть. У вас получится цилиндр. К нижней части привяжите воздушный шарик.

4.3. ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА. Налейте в сделанный прибор воду. Опустите изготовленный прибор в сосуд с водой. Наблюдайте физическое явление

4.4. РЕЗУЛЬТАТ . Внутри жидкости существует давление.

4.5. ВЫВОД. На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате работы мы:

провёли опыты, доказывающие существование атмосферного давления;

создали самодельные приборы, демонстрирующие зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости, закон Паскаля.

Нам понравилось изучать давление, делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:

Мы будем продолжать изучение этой интересной науки,

Будем изготовлять новые приборы для демонстрации физических явлений.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Учебное оборудование по физике в средней школе. Под редакцией А.А Покровского-М.: Просвещение, 1973.

2. Физика. 8 кл.: учебник /Н.С. Пурышева, Н.Е. Важеевская. –М.: Дрофа, 2015.

Фомин Даниил

Физика наука экспериментальная и создание приборов своими руками способствует лучшему усвоению законов и явлений. Много различных вопросов возникает при изучении каждой темы.На многие может ответить сам учитель, но насколько чудеснодобыть ответы путем собственного самостоятельного исследования.

Скачать:

Предварительный просмотр:

ОКРУЖНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ

СЕКЦИЯ «Физика»

Проект

Физический прибор своими руками.

Учащийся 8 а класса

ГБОУ СОШ № 1 пгт. Суходол

Сергиевского района Самарской области

Научный руководитель: Шамова Татьяна Николаевна

учитель физики

1. Введение.

1. Основная часть.

1. Назначение прибора;
2. инструменты и материалы;
3. Изготовление прибора;
4. Общий вид прибора;
5. Особенности демонстрации прибора.

3.Исследования.

4.Заключение.

5. Список используемой литературы.

1.Введение.

Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты. И не думайте, что все приборы делаются на заводах. Во многих случаях исследовательские установки сооружаются самими исследователями. При этом считается, что талантливее тот исследователь, который может поставить опыт и получить хорошие результаты не только на сложных, а и на более простых приборах. Сложное оборудование обоснованно применять только в тех случаях, когда без него нельзя обойтись. Так что не надо пренебрегать самодельными приборами- гораздо полезнее сделать их самим, чем пользоваться покупными.

ЦЕЛЬ:

Сделать прибор, установку по физике для демонстрации физических явлений своими руками.

Объяснить принцип действия данного прибора. Продемонстрировать работу данного прибора.

ЗАДАЧИ:

Сделать приборы вызывающие большой интерес у учащихся.

Сделать приборы отсутствующие в лаборатории.

Сделать приборы, вызывающие затруднение в понимании теоретического материала по физике.

Исследовать зависимость периода от длины нити и амплитуды отклонения.

ГИПОТЕЗА:

Сделанный прибор, установка по физике для демонстрации физических явлений своими руками применить на уроке.

При отсутствии данного прибора в физической лаборатории, данный прибор сможет заменить недостающую установку при демонстрации и объяснении темы.

2.Основная часть.

2.1.Назначение прибора.

Прибор предназначен для наблюдения резонанса в механических колебаниях.

2.2.Инструменты и материалы .

Обыкновенная проволока, шарики, гайки, олово, леска. Паяльник.

2.3.Изготовление прибора.

Изогнуть проволоку в виде опоры. Протянуть общую леску. Припаять шарики к гайкам, отмерить леску 2 шт одинаковой длины,остальные должны быть короче и длиннее на несколько сантиметров, подвесить с их помощью шарики. Следить за тем, чтобы маятники с одинаковой длиной лески не оказались рядом. Прибор к опыту готов!

2.4.Общий вид прибора.

2.5.Особенности демонстрации прибора.

Для демонстрации прибора необходимо выбрать маятник, длина которого совпадает с длиной одного из трех оставшихся, если отклонить маятник от положения равновесия и предоставить его самому себе, то он будет совершать свободные колебания. Это вызовет колебания лески, в результате чего на маятники через точки подвеса будет действовать вынуждающая сила, периодически меняющаяся по модулю и направлению с такой же частотой, с какой колеблется маятник. Мы увидим, что маятник с совпадающей длиной подвеса начнет совершать колебания с той же частотой, при этом амплитуда колебаний этого маятника значительно больше амплитуд остальных маятников. В данном случае маятник колеблется в резонанс с маятником 3. Происходит это потому, что амплитуда установившихся колебаний, вызванных вынуждающей силы, достигает наибольшего значения именно при совпадении частоты изменяющей силы с собственной частотой колебательной системы. Дело в том, что в этом случае направление вынуждающей силы в любой момент времени совпадает с направлением движения колеблющегося тела. Таким образом создаются наиболее благоприятные условия для пополнения энергии колебательной системы за счет работы вынуждающей силы. Например, чтобы посильнее раскачать качели, мы подталкиваем их таким образом, чтобы направление действующей силы совпадало с направлением движения качелей. Но следует помнить, что понятие резонанса применимо только к вынужденным колебаниям.

3. Нитяной или математический маятник

Колебания! Наш взгляд падает на маятник стенных часов. Неугомонно спешит он то в одну, то в другую сторону, своими ударами как бы разбивая поток времени на точно размеренные отрезки. «Раз-два, раз-два», - невольно повторяем мы в такт его тиканию.

Отвес и маятник, – простейшие из всех приборов, какими пользуется наука. Тем удивительнее, что столь примитивными орудиями добыты поистине сказочные результаты: человеку удалось, благодаря им, проникнуть мысленно в недра Земли, узнать, что делается в десятках километров под нашими ногами.

Качание влево и обратно вправо, в исходное положение, составляет полное колебание маятника, а время одного полного колебания называют периодом колебания. Число колебаний тела в секунду называется частотой колебания. Маятник – это тело, подвешенное на нити, другой конец которой закреплен. Если длина нити велика по сравнению с размерами подвешенного на ней тела, а масса нити ничтожно мала сравнительно с массой тела, то такой маятник называют математическим или нитяным маятником. Практически маленький тяжелый шарик, подвешенный на легкой длинной нити, можно считать нитяным маятником.

Период колебаний маятника выражается формулой:

Т = 2π √ l / g

Из формулы видно, что период колебаний маятника не зависит от массы груза, амплитуды колебаний, что особенно удивительно. Ведь при различных амплитудах колеблющееся тело за одно колебание проходит разные пути, но время на это тратит всегда одно и то же. Продолжительность качания маятника зависит от длины его и ускорения свободного падения.

В своей работе мы и решили проверить экспериментально, что период не зависит от других факторов и убедиться в справедливости этой формулы.

Изучение зависимости колебаний маятника от массы колеблющегося тела, длины нити и величины начального отклонения маятника.

Исследование.

Приборы и материалы : секундомер, мерная лента.

Измерили период колебаний маятника сначала для массы тела 10 г и угла отклонения 20°, меняя при этом длину нити.

Также измерили период, увеличив угол отклонения до 40°, при массе 10 г и разной длине нити. Результаты измерений занесли в таблицу.

Таблица.

Из опытов мы убедились, что период действительно не зависит от массы маятника и угла отклонения его, но с увеличением длины нити маятника период его колебания возрастет, но не пропорционально длине, а более сложно. Результаты опытов приведены в таблице.

Итак, период колебаний математического маятника зависит только от длины маятника l и от ускорения свободного падения g.

4.Заключение.

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне.

А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

5.Литература.

1. Учебное оборудование по физике в средней школе. Под редакцией А.А Покровского «Просвещения» 1973

2. Учебник по физике А. В. Перышкина, Е. М. Гутник «Физика» для 9 класса;

3.Физика:Справ.материалы:О.Ф. Кабардин Учеб.пособие для учащихся. – 3-е изд. – М.:Просвещение,1991.

МАОУ лицей №64 г. Краснодара Физика рук-ль Спицына Л.И.

Работа - участник Всероссийского фестиваля педагогического творчества в 2017 году

На сайте сайт размещается для обмена опытом работы с коллегами

САМОДЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ УЧЕБНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ по ФИЗИКЕ

Научно-исследовательский проект

"Физика и физические задачи повсюду существуют

в том мире, в котором мы живем, работаем,

любим, умираем." - Дж.Уокер.

Введение.

С раннего детства, когда с легкой руки воспитателя детского сада Зои Николаевны, ко мне приклеилось «Коля-физик», я интересуюсь физикой как наукой теоретической и прикладной.

Еще в начальной школе, изучая доступные мне материалы в энциклопедиях, определил для себя круг наиболее интересных вопросов; уже тогда радиоэлектроника стала основой внешкольного времяпрепровождения. В средней школе стал уделять особое внимание таким вопросам современной науки, как ядерная и волновая физика. В профильном классе на первый план вышло изучение проблем радиационной безопасности человека в современном мире.

Увлеченность конструированием пришла вместе с книгой Ревича Ю. В. «Занимательная электроника», моими настольными книгами стали трехтомный «Элементарный учебник физики» под редакцией Ландсберга Г. С., «Курс физики» Детлафа А.А. и другие.

Каждый человек, считающий себя «технарём», должен учиться воплощать свои, пусть даже самые фантастические замыслы и идеи, в самостоятельно изготовленные действующие модели, приборы и устройства, чтобы с их помощью подтвердить или опровергнуть эти замыслы. Тогда, завершив общее образование, он получает возможность искать пути, следуя которым сумеет идеи свои воплотить в жизнь.

Актуальность темы «Физика своими руками» определяется, во-первых, возможностью технического творчества для каждого человека, во-вторых, возможностью использовать самодельные приборы в образовательных целях, что обеспечивает развитие интеллектуальных и творческих способностей обучающегося.

Развитие коммуникационных технологий и поистине безграничные образовательные возможности Интернет-сети позволяют сегодня каждому желающему использовать их во благо своего развития. Что я хочу этим сказать? Только то, сейчас каждый, кто захочет, может «нырнуть» в бесконечный океан доступных сведений о чем угодно, в любой форме: видео, книги, статьи, сайты. Сегодня существует множество различных сайтов, форумов, каналов «YOUTUBE», которые с радостью поделятся с тобой знаниями в любой области, а в частности, в области прикладных радиоэлектроники, механики, физики атомного ядра и т.д. Было бы очень здорово, если бы больше людей имело тягу к освоению чего-то нового, тягу к познанию мира и позитивному его преобразованию.

Задачи, решаемые в данной работе:

- реализовать единство теории и практики через создание самодельныхучебных приборов, действующих моделей;

Применить теоретические знания, полученные в лицее, для выбора конструкции моделей, используемых для создания самодельного учебного оборудования;

На основе теоретических исследований физических процессов выбрать необходимое оборудование, соответствующее условиям эксплуатации;

Использовать доступные детали, заготовки для их нестандартного применения;

Популяризировать прикладную физику в молодежной среде, в том числе среди одноклассников, через привлечение их ко внеурочной деятельности;

Способствовать расширению практической части образовательного предмета;

Пропагандировать значимость творческих способностей обучающихся в познании окружающего мира.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

В конкурсном проекте представлены изготовленные учебные модели и устройства:

Миниатюрный прибор оценки степени радиоактивности на основе счетчика Гейгера-Мюллера СБМ-20(самого доступного из существующих образцов).

Действующая модель диффузионной камеры Ландсгорфа

Комплекс для наглядного экспериментального определения величины скорости света в металлическом проводнике.

Небольшой прибор для измерения реакции человека.

Представляю теоретические основы физических процессов, принципиальные схемы и особенности конструкции приборов.

§1. Миниатюрный прибор оценки степени радиоактивности на основе счетчика Гейгера-Мюллера - дозиметр собственного изготовления

Идея собрать дозиметр посещала меня очень долго, и однажды руки дошли, я его собрал. На фото слева - счетчик Гейгера промышленного производства, справа - дозиметр на его основе.

Известно, что основным элементом дозиметра является датчик излучения. Самый доступным из них является счетчик Гейгера-Мюллера, принцип действия которого основан на том, что ионизирующие частицы могут ионизировать вещество - выбивать электроны с внешних электронных слоев. Внутри счетчика Гейгера находится инертный газ аргон. По сути, счетчик - конденсатор, который пропускает ток только тогда, когда внутри образуются положительные катионы и свободные электроны. Принципиальная схема включения устройства приведена на рис. 170. Одной пары ионов недостаточно, но из-за относительно высокой разности потенциалов на выводах счетчика происходит лавинная ионизация и возникает достаточно большой ток, чтобы можно было засечь импульс.

В роли пересчетного устройства выбрана схема на основе микроконтроллера кампании Atmel - Atmega8A. Индикация значений осуществляется при помощи LCD-дисплея от легендарного Nokia 3310, и звуковая индикация - посредством пьезоэлемента, взятого из будильника. Высокое напряжение для питания счетчика достигается при помощи миниатюрного трансформатора и умножителя напряжения на диодах и конденсаторах.

Принципиальная электрическая схема дозиметра :

Прибор показывает значение мощности дозы γ и рентгеновского излучения в микрорентгенах, с верхним пределом в 65мР/ч.

При снятии крышки-фильтра открывается поверхность счетчика Гейгера и прибор может фиксировать β - излучение. Замечу - лишь фиксировать, не измерять, так как степень активности β - препаратов измеряется плотностью потока - количество частиц на единицу площади. Да и эффективность к β - излучению у СБМ-20 очень низка, рассчитан он только для фотонного излучения.

Схема понравилась мне тем, что в ней грамотно реализована высоковольтная часть - количество импульсов для зарядки конденсатора питания счетчика пропорционально количеству регистрируемых импульсов. Благодаря этому прибор уже полтора года без выключений работает, истратив 7 батареек типа АА.

Почти все компоненты для сборки я закупил на адыгейском радиорынке, за исключением счетчика Гейгера - его приобрел в Интернет-магазине.

Надежность и эффективность прибора подтверждается таким образом: непрерывная полуторогодовая работа прибора и возможность постоянного контроля показывают, что:

Показания прибора колеблются от 6 до 14 микрорентген в час, что не превышает допустимую норму в 50 микрорентген в час;

Радиационный фон в учебных кабинетах, в микрорайоне моего проживания, непосредственно в квартире полностью соответствует нормам радиационной безопасности (НРБ - 99/2009), утвержденные Постановление главного государственного санитарного врача Российской федерации от 07 июля 2009 года № 47.

В повседневной жизни, оказывается, человеку не так-то просто попасть в область с повышенной радиоактивностью. Если это случится - прибор осведомит меня звуковым сигналом, что делает самодельный прибор гарантом радиационной безопасности его конструктора.

§ 2. Действующая модель диффузионной камеры Лангсдорфа.

2.1. Основы радиоактивности и способы ее изучения.

Радиоактивность - способность атомных ядер самопроизвольно или под действием внешнего излучения распадаться. Открытие этого замечательного свойства некоторых химических веществ принадлежит Анри Беккерелю в феврале 1896 года. Радиоактивность - явление, доказывающие сложное устройство атомного ядра, при котором ядра атомов распадаются на части, при этом почти все радиоактивные вещества имеют определенный период полураспада - промежуток времени, за который в образце распадется половина всех атомов радиоактивного вещества. При радиоактивном распаде из ядер атомов испускаются ионизирующие частицы. Это могут быть ядра атомов гелия - α-частицы, свободные электроны или позитроны - β - частицы, γ - лучи - электромагнитные волны. К ионизирующим частицам еще относят протоны, нейтроны, обладающие высокой энергией.

Сегодня известно, что подавляющее большинство химических элементов имеют радиоактивные изотопы. Есть такие изотопы и среди молекул воды - источника жизни на Земле.

2.2. Как обнаружить ионизирующее излучение?

Детектировать, то есть обнаружить ионизирующие излучения в настоящее время можно при помощи счетчиков Гейгера-Мюллера, сцинтилляционных детекторов, ионизационных камер, трековых детекторов. Последние могут не только обнаружить факт наличия излучения, но и позволяют наблюдателю увидеть, как летели частицы по форме трека. Сцинтилляционные детекторы хороши высокой чувствительностью и пропорциональным энергии частиц световыходом - количеством фотонов, излучаемых при поглощении веществом определенного количества энергии.

Известно, что у каждого изотопа различная энергия испускаемых частиц, поэтому при помощи сцинтилляционного детектора можно идентифицировать изотоп без химического или спектрального анализа. При помощи трековых детекторов тоже можно идентифицировать изотоп, поместив камеру в однородное магнитное поле, при этом треки будут искривлены.

Ионизирующие частицы радиоактивных тел обнаружить, изучать их характеристики можно с помощью специальных приборов, получивших название «трековые». К ним относят приборы, которые могут показать след движущейся ионизирующей частицы. Это могут быть: камеры Вильсона, диффузионные камеры Ландсгорфа, искровые и пузырьковые камеры.

2.3. Диффузионная камера собственного изготовления

Вскоре после того, как самодельный дозиметр стал стабильно работать, я понял, что дозиметра мне не достаточно и нужно сделать что-нибудь еще. В итоге я собрал диффузионную камеру, изобретенную Александром Лангсдорфом в 1936 году. И сегодня для научных исследований может быть использована камера, схема которой представлена на рисунке:

Диффузионная - усовершенствованная камера Вильсона. Усовершенствование заключается в том, что для получения перенасыщенного пара используется не адиабатное расширение, а диффузия паров из нагретой области камеры в холодную, то есть пар, находящийся в камере, преодолевает некий градиент температур.

2.4. Особенности процесса сборки камеры

Для работы устройства обязательным условием является наличие перепада температур в 50-700С, при этом нагревать одну сторону камеры нецелесообразно, т.к. спирт будет быстро испаряться. Значит, нужно охлаждать нижнюю часть камеры до - 30°С. Такую температуру может обеспечить испаряющийся сухой лед или элементы Пельтье. Выбор пал в пользу последних, ибо доставать лед мне было, честно, лень, да и порция льда послужит один раз, а элементы Пельтье - сколько угодно. Принцип их работы основан на эффекте Пельтье - переносе теплоты при протекании электрического тока.

Первый эксперимент после сборки дал ясно знать, что одного элемента оказалось недостаточно для получения необходимого перепада температур, пришлось использовать два элемента. На них подается разное напряжение, на нижний - большее, на верхний - меньшее. Это связано вот с чем: чем меньшую температуру необходимо достичь в камере, тем больше теплоты нужно отводить.

Когда я раздобыл элементы, мне пришлось немало поэкспериментировать, чтобы достичь нужной температуры. Нижнюю часть элемента охлаждает компьютерный радиатор с тепловыми (аммиачными) трубками и двумя 120-миллиметровыми кулерами. По приблизительным расчетам, кулер рассеивает в воздух около 100 ватт тепла. С источником питания я решил не заморачиваться, поэтому использовал импульсный компьютерный, суммарной мощностью 250 ватт, этого после проведения измерений оказалось достаточно.

Далее, я соорудил корпус из листовой фанеры для цельности и удобства хранения прибора. Получилось не совсем аккуратно, но довольно практично. Саму камеру, где образуются треки движущихся заряженных частиц или фотонных лучей, я сделал из обрезанной трубы и оргстекла, но вертикальный обзор не давал хорошей контрастности изображению. Я ее сломал и выбросил, сейчас использую в качестве прозрачной камеры стеклянный бокал. Дешево и сердито. Внешний вид камеры - на фото.

В качестве "сырья" для работы может быть использован как изотоп тория-232, находящийся в электроде для аргонодуговой сварки (применяется он в них для ионизации воздуха возле электрода и как следствие - более легкого зажигания дуги), так и дочерние продукты распада (ДПР) радона, содержащегося в воздухе, поступающего, в основном, с водой и газом. Чтобы собрать ДПР использую таблетки активированного угля - неплохой абсорбент. Чтобы интересующие нас ионы притягивались к таблетке, к ней подключаю умножитель напряжения, отрицательным выводом.

2.5. Ловушка ионов.

Еще один важный элемент конструкции - ловушка ионов, образующихся в результате ионизации атомов ионизирующими частицами. Конструктивно представляет собой умножитель сетевого напряжения с коэффициентом умножения равным 3, причем на выходе из умножителя имеют место быть отрицательные заряды. Это обусловлено тем, что в результате ионизации с внешней атомной оболочки выбиваются электроны, вследствие чего атом становится катионом. В камере использована ловушка, схема которой основана на использовании умножителя напряжения Кокрофта - Уолтона.

Электрическая схема умножителя имеет вид:

Эксплуатация камеры, ее результаты

Диффузионная камера после многочисленных пробных запусков, была использована в качестве экспериментального оборудования при выполнении лабораторной работы по теме "Изучение треков заряженных частиц", состоявшейся в 11 классе МАОУ лицея № 64 одиннадцатого февраля 2015 года. Фотографии треков, полученных посредством камеры, были зафиксированы на интерактивной доске, и использованы для определения вида частиц.

Как и в промышленном оборудовании, в самодельной камере удалось наблюдать следующее: чем шире трек, тем больше там частиц, следственно, более толстые треки принадлежат альфа-частицам, имеющим большие радиус и массу, а как следствие, большую кинетическую энергию, большее число ионизированных атомов на миллиметр пролета.

§ 3. Комплекс для наглядного экспериментального определения величины

скорости света в металлическом проводнике.

Начну, пожалуй, с того, что скорость света всегда для меня считалась чем-то невероятным, непостижимым, в какой-то степени невозможным, пока я не нашел в Интернете принципиальные электрические схемы валявшегося у меня двухканального осциллографа со сломанной синхронизацией, что без ремонта не давало возможности исследованию форм электрических сигналов. Но судьба была весьма благосклонна ко мне, мне удалось определить причину поломки блока синхронизации и устранить ее. Выяснилось, что неисправна была микросборка - коммутатор сигналов. По схеме из Интернета сделал копию этой микросборки из деталей, купленных на любимом радиорынке.

Взял экранированный телевизионный двадцатиметровый провод, собрал простой генератор высокочастотных сигналов на инверторах 74HC00. Н один конец провода подавал сигнал, параллельно снимая его из той же точки первым каналом осциллографа, со второго сигнал снимал вторым каналом, фиксировал разницу во времени помеж фронтов получаемых сигналов.

Длину провода - 20 метров разделил на это время, получил нечто похожее на 3*108 м/с.

Прилагаю принципиальную электрическую схему (куда же без нее?):

Внешний вид высокочастотного генератора представлен на фото. Используя доступное (бесплатное) программное обеспечение "Sprint-Layout 5.0" создал чертеж платы.

3. 1. Немного об изготовлении плат:

Саму плату, как обычно, сделал по технологии "ЛУТ" - народная лазерно-утюжная технология, разработанная обитателями просторов Интернета. Технология заключается в следующем: берется одно или двухслойный фольгированный стеклотекстолит, тщательно обрабатывается наждачной бумагой до блеска, затем ветошью, смоченной бензином или спиртом. Далее на лазерном принтере распечатывается рисунок, который необходимо нанести на плату. В зеркальном отражении на глянцевую бумагу печатается рисунок, а потом при помощи утюга тонер на глянцевой бумаге переносится на медную фольгу, покрывающую текстолит. Позже под струей теплой воды бумага скатывается пальцами с платы, остается плата с нанесенным рисунком. Теперь погружаем этот продукт в раствор хлорного железа, помешиваем порядка пяти минут, затем вынимаем плату, на которой медь осталась только под тонером из принтера. Наждачной бумагой удаляем тонер, опять обрабатываем спиртом или бензином, дальше покрываем паяльным флюсом. При помощи паяльника и залуженной оплетки телевизионного кабеля водим по плате, тем самым покрывая медь слоем олова, необходимого для последующей пайки компонентов и для защиты меди от коррозии.

Отмываем от флюса плату при помощи ацетона, например. Производим пайку всех компонентов, проводов и покрываем токонепроводящим лаком. Ждем сутки, пока лак сохнет. Готово, плата готова к работе.

Таким методом пользуюсь далеко не первый год, ни разу способ меня не подвел.

§ 4. Небольшое устройство для измерения реакции человека.

Работа по совершенствованию этого прибора идет и сейчас.

Используется устройство следующим образом: после подачи питания на микроконтроллер прибор переходит в режим циклического перебора значений некой переменной «С». После нажатия кнопки программа приостанавливается и присваивает значение, которое в тот момент было в переменной, значение которой циклически менялось. Таким образом, в переменной «С» получается случайное число. Сказали бы Вы: «А почему бы не воспользоваться функцией random() или чем-то вроде этого?».

А дело в том, что в языке, на котором я пишу - в BASCOM AVR, нет такой функции из-за его неполноценного набора команд, так как это язык для микроконтроллеров с малым объемом оперативной памяти, малой вычислительной способностью. После нажатия кнопки программа зажигает на табло четыре нуля и запускает таймер, ожидающий промежуток времени, пропорциональный значению переменной «С». После истечения заданного промежутка времени программа зажигает четыре восьмерки и запускает таймер, считающий время до того момента, пока не будет нажата кнопка.

Если нажать кнопку в момент между зажиганием нулей и восьмерок, то программа остановится, выведет на дисплей прочерки. Если кнопка была нажата после появления восьмерок, то программа выведет на дисплей время в миллисекундах прошедшее после зажжения восьмерок и до нажатия кнопки, это и будет время реакции человека. Остается лишь вычислить среднее арифметическое результатов нескольких измерений.

В данном устройстве используется микроконтроллер фирмы «Atmel» модель «ATtiny2313». На своем борту микросхема имеет два килобайта флэш-памяти, 128 байт оперативной, восьмибитный и десятибитный таймеры, четыре канала широтно-импульсной модуляции (ШИМ), пятнадцать полностью доступных портов ввода-вывода.

Для вывода информации используется семисегментный четырехразрядный светодиодный индикатор с общим анодом. Индикация реализована динамическая, то есть все сегменты всех разрядов соединены параллельно, а общие выводы не параллельны. Таким образом, получается у индикатора двенадцать выводов: четыре вывода - общие для разрядов, остальные восемь распределены так: семь сегментов для цифр и один для точки.

Заключение

Физика - фундаментальная естественная наука, изучение которой позволяет познавать окружающий ребенка мир через деятельность учебную, изобретательскую, конструкторскую, творческую.

Ставя цель: сконструировать физические приборы для использования их в образовательном процессе, я ставил задачу популяризировать физику, как науку не только теоретическую, но и прикладную, среди сверстников, доказывая, что понять, почувствовать, принять окружающий нас мир можно только через познание и творчество. Как гласит пословица «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать», то есть, чтобы хоть чуть-чуть объять необъятный мир, нужно научиться взаимодействовать с ним не только посредством бумаги и карандаша, но и с помощью паяльника и проводов, деталей и микросхем.

Апробация и эксплуатация самодельных приборов доказывает их жизнеустойчивость и конкурентноспособность.

Я бесконечно благодарен тому, что мою жизнь, начиная с трехлетнего возраста, направил в техническое, изобретательско - конструкторское русло мой дедушка, Диденко Николай Андреевич, более двадцати лет преподававший физику и математику в Абадзехской средней школе, и более двадцати лет работавший программистов в научно-техническом центре РОСНЕФТЬ.

Список использованной литературы .

Наливайко Б.А. Справочник Полупроводниковые приборы. Сверхвысокочастотные диоды. МГП "РАСКО" 1992, 223 с.

Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика 11 класс, М., Просвещение, 2014, 400 с.

Ревич Ю. В. Занимательная электроника.2-е изд-е, 2009 БХВ-Петербург, 720 с

Том Тит. Научные забавы: физика без приборов, химия без лаборатории. М., 2008, 224 с.

Чечик Н. О. Файнштейн С.М. Электронные умножители, ГИТТЛ 1957, 440 с.

Шилов В.Ф. Самодельные приборы по радиоэлектронике, М., Просвещение, 1973, 88 с.

Википедия - свободная энциклопедия. Режим доступа

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Мульминская средняя общеобразовательная школа Высокогорского муниципального района Республики Татарстан»

«Физические приборы для уроков физики своими руками»

(План проекта)

учитель физики и информатики

2017 год.

Индивидуальная тема по самообразованию

Введение

Основная часть

Ожидаемые результаты и выводы

Заключение.

Индивидуальная тема по самообразованию: « Развитие интеллектуальных способностей учащихся при формирования исследовательских, проектных навыков на уроке и во внеурочной деятельности »

Введение

Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты. И не думайте, что все приборы делаются на заводах. Во многих случаях исследовательские установки сооружаются самими исследователями. При этом считается, что талантливее тот исследователь, который может поставить опыт и получить хорошие результаты не только на сложных, а и на более простых приборах. Сложное оборудование обоснованно применять только в тех случаях, когда без него нельзя обойтись. Так что не надо пренебрегать самодельными приборами - гораздо полезнее сделать их самим, чем пользоваться покупными.

Изобретение самодельных приборов дает непосредственную практическую пользу, повышая эффективность общественного производства. Работа учащихся в области техники содействует развитию у них творческого мышления. Всестороннее познание окружающего мира достигается путём наблюдений и опытов. Поэтому у учащихся ясное, отчётливое представление о вещах и явлениях создаётся только при непосредственном соприкосновении с ними, при непосредственном наблюдении явлений и самостоятельном воспроизведении их на опыте.

Изготовление самодельных приборов также считаем одной из главных задач по совершенствованию учебного оборудования кабинета физики.

Возникает проблема : Объектами работы в первую очередь должны быть устройства, в которых нуждается кабинеты физики. Не следует изготавливать никому не нужные устройства, затем нигде не используемые.
Не следует браться за работу и в том случае, если в ее успешном завершении нет достаточной уверенности. Это случается, когда для изготовления устройства трудно или невозможно достать какие-либо материалы или детали, а также когда процессы по изготовлению прибора и обработке деталей превышают возможности учащихся

В ходе подготовки плана проекта выдвинула гипотезу :

Если физико-технические умения формировать в рамках внеурочной деятельности то: повысится уровень сформированности физико-технических умений; повысится готовность к самостоятельной физико-технической деятельности;

С другой стороны, наличие самодельных приборов в школьном кабинете физики расширяет возможности совершенствования учебного эксперимента и улучшает постановку научно – исследовательских и проектных работ.

Актуальность

Изготовление приборов ведет за собой не только повышение уровня знаний, выявляет основное направление деятельности учащихся, является одним из способов активизации познавательной и проектной деятельности учащихся при изучении физики в 7-11 классах. При работе над прибором мы уходим от «меловой» физики. Оживает сухая формула, материализуется идея, возникает полное и четкое понимание. С другой стороны, подобная работа является хорошим примером общественно-полезного труда: удачно сделанные самодельные приборы могут значительно пополнить оборудование школьного кабинета. Изготавливать приборы на месте своими силами можно и нужно. Самодельные приборы имеют и другую постоянную ценность: их изготовление, с одной стороны, развивает у учителя и учащихся практические умения и навыки, а с другой - свидетельствует о творческой работе, о методическом росте учителя, об использовании проектной и исследовательской работы. Некоторые самодельные приборы могут оказаться удачнее промышленных в методическом отношении, более наглядными и простыми в действии, более понятными учащимся. Другие позволяют полнее и последовательнее проводить эксперимент с помощью существующих промышленных приборов, расширяют возможность их использования, что имеет очень важное методическое значение.

Значимость проектной деятельности в современных условиях, в условиях внедрения ФГОС ООО.

Использование различных форм обучения - работа в группе, обсуждение, презентация совместных проектов с использованием современных технологий, необходимость быть коммуникабельным, контактным в различных социальных группах, умение работать сообща в разных сферах, предотвращая конфликтные ситуации или достойно выходя из них – способствуют развитию коммуникативной компетентности. Организационная компетентность включает планирование, проведение исследования, организацию исследовательской деятельности. В процессе исследования у школьников происходит формирование информационных компетенций (поиск, анализ, обобщение, оценка информации). Они овладевают навыками грамотной работы с различными источниками информации: книгами, учебниками, справочниками, энциклопедиями, каталогами, словарями, Интернет-сайтами. Данные компетенции обеспечивают механизм самоопределения ученика в ситуациях учебной и иной деятельности. От них зависит индивидуальная образовательная траектория ученика и программа его жизнедеятельности в целом.

Я поставила следующую цель:

выявление одаренных детей и поддержка интереса к глубокому изучению профильных предметов; творческое развитие личности; развитие интереса к инженерно-техническим и исследовательским профессиям; привитие элементов исследовательской культуры, которое осуществляется посредством организации исследовательской деятельности школьников; социализация личности как путь познания: от формирования ключевых компетенций к личностным компетентностям. Сделать приборы, установки по физике для демонстрации физических явлений, объяснить принцип действия каждого прибора и продемонстрировать их работу

Для достижения поставленной цели выдвинула следующие задачи :

изучить научную и популярную литературу по созданию самодельных приборов;

сделать приборы по конкретным темам, которые вызывают затруднение в понимании теоретического материала по физике;

сделать приборы отсутствующие в лаборатории;

развить интерес к изучению астрономии и физики;

воспитать упорства в достижении поставленной цели, настойчивости.

Были определены следующие этапы работы и сроки реализации:

Февраль 2017.

Накопление теоретических и практических знаний и умений;

Март – апрель 2017 г.

Составление эскизных рисунков, чертежей, схем проекта;

Выбор наиболее удачного варианта проекта и краткое описание принципа его действия;

Предварительный расчет и приближенное определение параметров элементов, составляющих выбранный вариант проекта;

Принципиальное теоретическое решение и разработка самого проекта;

Подбор деталей, мат

Мысленное предвосхищение материалов, инструментов и измерительных приборов для материализации проекта; всех основных этапов деятельности по сборке материального макета проекта;

Систематический контроль своей деятельности при изготовлении прибора (установки);

Снятие характеристик с изготовленного прибора (установки) и сравнение их с предполагаемыми (анализ проекта);

Перевод макета в завершенную конструкцию прибора (установки) (практическая реализация проекта);

Декабрь 2017

Защита проекта на специальной конференции и демонстрация приборов (установок) (общественная презентация).

Во время работы над проектом будут использованы следующие методы исследования:

Теоретический анализ научной литературы;

Конструирование учебного материала.

Тип проекта: творческий.

Практическое значение работы:

Результатами работы могут воспользоваться учителя физики в школах нашего района.

Ожидаемые результаты:

Если цели проекта достигнуты, то можно ожидать следующие результаты

Получение качественно нового результата, выраженного в развитии познавательных способностей ученика и его самостоятельности в учебно-познавательной деятельности.

Изучать и проверять закономерности, уточнять и развивать основополагающие понятия, раскрывать методы исследования и прививать навыки по измерению физических величин,

Показывать возможность управления физическими процессами и явлениями,

Подбирать приборы, инструменты, аппаратуру, адекватную изучаемому реальному явлению или процессу,

Понимать роль опыта в познании явлений природы,

Создавать гармонию между теоретическими и эмпирическими значениями.

Вывод

1.Самодельные физические установки обладают большей дидактической отдачей.

2. Самодельные установки создаются под конкретные условия.

3. Самодельные установки априорно более надёжны.

4. Самодельные установки намного дешевле, чем государственные приборы.

5. Самодельные установки часто определяют судьбу школьника.

Изготовление приборов, как часть проектной деятельности, используется учителем физики в условиях внедрения ФГОС ООО. Работа над изготовлением приборов многих учащихся увлекает настолько, что они посвящают ей все свое свободное время. Такие учащиеся – незаменимые помощники учителю при подготовке классных демонстрации, лабораторных работ, практикумов. О таких увлеченных физикой учениках прежде всего можно заранее сказать, что в будущем они станут прекрасными производственниками - им легче овладеть машиной, станком, техникой. Попутно приобретается умение делать вещи своими руками; воспитывается честность и ответственность за сделанное тобой дело. Делом чести является сделать прибор так, чтобы все поняли, все поднялись на ступеньку, на которую ты уже вскарабкался.

Но в данном случае главное заключается в другом: увлекаясь приборами и опытами, часто демонстрируя их действие, рассказывая об устройстве и принципе действия своим товарищам, ребята проходят своеобразное испытание на пригодность к учительской профессии, они потенциальные кандидаты в педагогические учебные заведения. Демонстрация готового прибора автором перед своими товарищами во время урока физики - это лучшая оценка его труда и возможность отметить его заслуги перед классом. Если такой возможности не будет, то общественный смотр, презентацию изготовленных приборов демонстрируем во время каких-нибудь внеклассных мероприятии. Это является негласной рекламой вида деятельности по изготовлению самодельных приборов, что способствует широкому вовлечению и других учеников в эту работу. Нельзя упускать из виду и то важное обстоятельство, что эта работа принесет пользу не только учащимся, но и школе: будет осуществлена таким образом конкретная связь обучения с общественно полезным трудом, с проектной деятельностью.

Заключение.

Теперь как будто все важное сказано. Замечательно, если мой проект «зарядит» творческим оптимизмом, заставит кого-то поверить в свои силы. Ведь в этом и состоит его главная цель: сложное представить доступным, стоящим любых усилий и способным дать человеку ни с чем не сравнимую радость постижения, открытия. Возможно, наш проект взбодрит кого-то на творчество. Ведь творческая бодрость, как крепкая упругая пружина, затаившая заряд мощного удара. Не зря гласит мудрый афоризм: «Только начинающий творец всемогущ!»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Аннотация

В этом учебном году я начал изучать эту очень интересную, необходимую каждому человеку науку. С самого первого урока физика меня увлекла, зажгла во мне костёр желания узнавать новое и докапываться до истины, вовлекла в раздумья, навела на интересные идеи…

Физика - это не только научные книги и сложные приборы, не только огромные лаборатории. Физика - это еще и фокусы, показанные в кругу друзей, это смешные истории и забавные игрушки-самоделки. Физические опыты можно делать с поварешкой, стаканом, картофелиной, карандашом шарами, стаканами, карандашами, пластиковыми бутылками, монетами, иголками и т.д. Гвозди и соломинки, спички и консервные банки, обрезки картона и даже капельки воды - все пойдет в дело! (3)

Актуальность: физика наука экспериментальная и создание приборов своими руками способствует лучшему усвоению законов и явлений.

Много различных вопросов возникает при изучении каждой темы. На многие может ответить учитель, но насколько чудесно добыть ответы путём собственного самостоятельного исследования!

Цель: сделать приборы по физике для демонстрации некоторых физических явлений своими руками, объяснить принцип действия каждого прибора и продемонстрировать их работу.

Задачи:

Изучить научную и популярную литературу.

Научиться применять научные знания для объяснения физических явлений.

Сделать приборы, вызывающие большой интерес у учащихся.

Пополнение кабинета физики самодельными приборами, изготовленными из подручных материалов.

Более глубоко рассмотреть вопрос практического использования законов физики.

Продукт проекта: приборы, сделанные своими руками, видео физических опытов.

Результат проекта: заинтересованность учащихся, формирование представления у них о том, что физика как наука не оторвана от реальной жизни, развитие мотивации к обучению физики.

Методы исследования: анализ, наблюдение, эксперимент.

Работа проводилась по следующей схеме:

Постановка проблемы.

Изучение информации из разных источников по данной проблеме.

Выбор методов исследования и практическое овладение ими.

Сбор собственного материала - комплектование подручных материалов, проведение опытов.

Анализ и обобщение.

Формулировка выводов.

В ходе работы применялись следующие физические методики исследований :

I. Физический опыт

Проведение опыта состояло из следующих этапов:

Уяснение условий опыта.

Этот этап предусматривает знакомство с условиями проведения эксперимента, определение перечня необходимых подручных приборов и материалов и безопасных условий при проведении опыта.

Составление последовательности действий.

На этом этапе намечался порядок проведения опыта, в случае необходимости добавлялись новые материалы.

Проведение опыта.

Моделирование является основой любого физического исследования. При проведении опытов мы моделировали устройство фонтана, воспроизводили старинные опыты: «Ваза Тантала», «Картезианский водолаз», создавали физические игрушки и приборы для демонстрации физических законов и явлений.

Всего нами моделировано, проведено и научно объяснено 12 занимательных физических опытов.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

Физика в переводе с греческого - наука о природе.Физика изучает явления, которые происходят и в космосе, и в земных недрах, и на земле, и в атмосфере - словом, повсюду. Такие общераспространённые явления называются физическими явлениями.

Наблюдая незнакомое явление, физики стараются понять, как и почему оно происходит. Если, например, явление происходит быстро или редко встречается в природе, физики стремятся увидеть его ещё столько раз, сколько необходимо для того, чтобы выявить условия, при которых оно происходит, и установить соответствующие закономерности. Если есть возможность, учёные воспроизводят изучаемое явление в специально оборудованном помещении - лаборатории. Они стараются не только рассмотреть явление, но и произвести измерения. Всё это учёные - физики называют опытом или экспериментом.

Наблюдением не заканчивается, а только лишь начинается изучение явления. Полученные в ходе наблюдения факты надо объяснить, используя уже имеющиеся знания. Это этап теоретического осмысления.

Для того чтобы убедиться в правильности найденного объяснения, ученые проводят его опытную проверку. (6)

Таким образом, изучение физического явления обычно проходит следующие этапы:

1. Наблюдение

   Эксперимент

   Теоретическое обоснование

   Практическое применение

Проводя свои научные забавы в домашних условиях, я разработал основные действия, которые позволяют успешно провести эксперимент:

К домашним экспериментальным заданиям я выдвигаю такие требования:

безопасность при проведении;

минимальные материальные затраты;

простота по выполнению;

ценность в изучении и понимании физики.

Мной проведено множество опытов по различным темам курса физики 7 класса. Представлю некоторые из них, по моему мнению, самые интересные и в то же время простые в выполнении.

2.2 Опыты и приборы по теме «Механические явления»

Опыт №1. «Катушка - ползушка »

Материалы: деревянная катушка от ниток, гвоздь (или деревянная шпажка), мыло, резинка.

Последовательность действий

Является трение вредным или полезным?

Чтобы лучше это понять, сделать игрушку катушку-ползушку. Это — самая простая игрушка с резиновым мотором.

Возьмём обыкновенную старую катушку от ниток и перочинным ножом зазубрим края обеих ее щечек. Полоску резины длиной 70—80 мм сложим пополам и протолкнём в отверстие катушки. В петлю резинки, которая выглядывает с одного конца, заложим обломок спички длиной 15 мм.

К другой щечке катушки приложим шайбу из мыла. Вырежем кружок из твердого, сухого обмылка толщиной около 3 мм. Диаметр кружка нужен около 15 мм, диаметр отверстия в нем — 3 мм На мыльную шайбу положим новенький, блестящий стальной гвоздь длиной 50—60 мм и поверх этого гвоздя свяжи концы резинки надежным узлом. Поворачивая гвоздь, заведём катушку-ползушку до тех пор, пока не начнет прокручиваться обломок спички о другой стороны.

Поставим катушку на пол. Резинка, раскручиваясь, повезет катушку, а конец гвоздя будет скользить по полу! Как ни проста эта игрушка я знал ребят, которые мастерили сразу по нескольку таких «ползушек» и устраивали целые «танковые бои», Побеждала катушка, подмявшая другую под себя, или опрокинувшая ее, или сбросившая со стола. «Побежденных» убирали с «поля боя». Наигравшись с катушкой-ползушкой, вспомним, что это не просто игрушка, а научный прибор.

Научное объяснение

Где же здесь встречается трение? Начнем с обломка спички. Когда заводим резинку, она натягивается и все крепче прижимает обломок к щечке катушки. Между обломком и щечкой имеется трение. Если бы этого трения не было, обломок спички вертелся бы совершенно свободно и катушку-ползушку вообще не удалось бы завести даже на один оборот! А чтобы она заводилась еще лучше, делаем в щечке ложбинку для спички. Значит, здесь трение полезно. Оно помогает работе сделанного нами механизма.

А с другой щечкой катушки дело обстоит совершенно наоборот. Здесь гвоздь должен вращаться как можно легче, как можно свободнее. Чем легче он скользит по щечке, тем дальше уедет катушка-ползушка. Значит, здесь трение вредно. Оно мешает работе механизма. Его нужно уменьшить. Поэтому-то и подложена между щечкой и гвоздем мыльная шайба. Она уменьшает трение, она играет роль смазки.

Теперь рассмотрим края щечек. Это «колеса» нашей игрушки, их зазубрим ножом. Для чего? Да для того, чтобы они лучше сцеплялись с полом, чтобы создавали трение, не «буксовали», как говорят машинисты и шоферы. Здесь трение полезно!

Да, есть у них такое словечко. Ведь в дождь или в гололед колеса локомотива буксуют, прокручиваются на рельсах, не может он взять с места тяжелый состав. Приходится машинисту включать приспособление, которое сыплет на рельсы песок. Для чего? Да для того, чтобы увеличить трение. И при торможении в гололед на рельсы тоже сыплется песок. Иначе и не остановишь! А на колеса автомобиля при езде по скользкой дороге надевают специальные цепи. Они тоже увеличивают трение,: улучшают сцепление колес с дорогой.

Вспомним: трение останавливает автомобиль, когда кончится весь бензин. Но если бы не было трения колес о дорогу, автомобиль и с полным баком бензина не смог бы тронуться с места. Его колеса проворачивались бы, буксовали бы, словно на льду!

Наконец, у катушки-ползушки есть трение еще в одном месте. Это трение конца гвоздя об пол, по которому он ползет вслед за катушкой. Вот это трение — вредное. Оно мешает, оно задерживает движение катушки. Но тут трудно что-либо сделать. Разве что отшлифовать конец гвоздя мелкой шкуркой. Как ни проста наша игрушка, она помогла разобраться.

Там, где части механизма должны двигаться, трение вредно и его надо уменьшать.А там, где части не должны двигаться, где нужно хорошее сцепление, там трение полезно и его нужно увеличивать.

И еще трение необходимо в тормозах. У ползушки их нет, она и так едва ползет. А у всех настоящих колесных машин тормоза есть: без тормозов ездить было бы слишком опасно.(9)

Опыт №2. «Колесо на горке »

Материалы: картон или плотная бумага, пластилин, краски(чтобы раскрасить колесо)

Последовательность действий

Редко увидишь, чтобы колесо катилось вверх само собой. Но мы попробуем сделать такое чудо. Из картона или плотной бумаги склеим колесо. На внутреннюю сторону прилепим изрядный кусок пластилина где-нибудь в одном месте.

Готово? Теперь поставим колесо на наклонную плоскость (горку) так, чтобы кусок пластилина был наверху и немного со стороны подъема. Если теперь отпустить колесо, то за счет дополнительного груза оно преспокойно покатится вверх! (2)

Действительно, катится вверх. А потом и вовсе останавливается на склоне. Почему? Вспомните игрушку Вантка-встанька. При отклонении Ваньки, попытке его положить, центр тяжести игрушки поднимается. Так она сделана. Вот он и стремится к положению, в котором его центр тяжести располагается ниже всего, и…встает. Для нас выглядит парадоксально.

С колесом на горке то же самое.

Научное объяснение

Когда мы прилепляем пластилин, то смещаем центр тяжести объекта так, что он быстрее вернется в состояние равновесия (минимума потенциальной энергии, низшего положения центра тяжести) катясь вверх. А потом, когда это состояние будет достигнуто, он и вовсе останавливается.

И в том и другом случае внутри объёма малой плотности присутствует грузило (у нас пластилин), в результате чего игрушка стремится занять строго определённое конструкцией положение, из-за смещения центра тяжести.

Все в мире стремится к состоянию равновесия.(2)

1. Опыты и приборы по теме «Гидростатика»

Опыт№1 «Картезианский водолаз»

Материалы: бутылка, пипетка (или спички утяжелённые проволокой), фигурка водолаза(или любая другая)

Последовательность действий

Этому занимательному опыту около трехсот лет. Его приписывают французскому ученому Рене Декарту (по-латыни его фамилия — Картезий). Опыт был так популярен, что на его основе создали игрушку, которую и назвали «картезианский водолаз». Прибор представлял из себя стеклянный цилиндр, наполненный водой, в которой вертикально плавала фигурка человечка. Фигурка находилась в верхней части сосуда. Когда нажимали на резиновую пленку, закрывавшую верх цилиндра, фигурка медленно опускалась вниз, на дно. Когда переставали нажимать, фигурка поднималась вверх.(8)

Проделаем этот опыт попроще: роль водолаза будет выполнять пипетка, а сосудом послужит обыкновенная бутылка. Наполним бутылку водой, оставив два-три миллиметра до края. Возьмём пипетку, наберём в нее немного воды и опустим в горлышко бутылки. Она должна своим верхним резиновым концом быть на уровне или чуть выше уровня воды в бутылке. При этом нужно добиться, чтобы от легкого толчка пальцем пипетка погружалась, а потом сама снова всплывала. Теперь, приложив большой палец или мягкую часть ладони к горлышку бутылки так, чтобы закрыть его отверстие, нажмите на слой воздуха, который находится над водой. Пипетка пойдет на дно бутылки. Ослабьте давление пальца или ладони — она снова всплывет. Мы немного сжали воздух в горлышке бутылки, и это давление передалось воде.(9)

Если в начале опыта «водолаз» вас не слушается, значит, надо отрегулировать начальное количество воды в пипетке.

Научное объяснение

Когда пипетка находится на дне бутылки, легко проследить, как от усиления нажима на воздух в горлышке бутылки вода входит в пипетку, а при ослаблении нажима выходит из нее.

Этот прибор можно усовершенствовать, натянув на горлышко бутылки кусочек велосипедной камеры или пленки от воздушного шарика. Тогда легче будет управлять нашим «водолазом». Вместе с пипеткой у нас ещё плавали водолазы из спичек. Их поведение легко объясняется законам Паскаля. (4)

Опыт №2. Сифон - "Ваза Тантала"

Материалы: резиновая трубка, прозрачная ваза, ёмкость (в которую будет уходить вода),

Последовательность действий

В конце прошлого века существовала игрушка, которая называлась «Ваза Тантала». Она, как и знаменитый «Картезианский водолаз», пользовалась большим успехом у публики. Игрушка эта тоже была основана на физическом явлении — на действии сифона, трубки, из которой вода вытекает даже тогда, когда ее загнутая часть находится выше уровня воды. Важно только, чтобы трубка сначала была вся заполнена водой.

При изготовлении этой игрушки придется использовать свои способности скульптора.

Но откуда такое странное название— «Ваза Тантала»? Существует греческий миф о лидийском царе Тантале, который был осужден Зевсом на вечные муки. Он должен был все время страдать от голода и жажды: стоя в воде, никак не мог напиться. Вода дразнила его, поднимаясь до самого рта, но стоило Танталу немного наклониться к ней, как она мгновенно исчезала. Спустя некоторое время вода опять появлялась, опять исчезала, и так продолжалось все время. То же самое происходило и с плодами деревьев, которыми он мог бы утолить голод. Ветки мгновенно отодвигались от его рук, как только он хотел сорвать плоды.

Так вот, на эпизоде с водой, с ее периодическим появлением и исчезновением, и основана игрушка, которую мы можем сделать. Возьмём пластиковый сосуд из-под упаковки торта, и в дне просверлим небольшое отверстие. Если у вас такого сосуда нет, то придется взять литровую банку и очень осторожно дрелью просверлить в ее дне отверстие. С помощью круглых напильников отверстие в стекле можно постепенно увеличить до нужного размера.

Прежде чем лепить фигурку Тантала, сделайте приспособление для выпуска воды. В отверстие в дне сосуда плотно вставляется резиновая трубка. Внутри сосуда трубка загибается петлей, ее конец доходит до самого дна, но в дно не упирается. Верхняя часть петли должна будет находиться на уровне груди будущей фигурки Тантала. Сделав заметки на трубке, для удобства работы выньте ее из сосуда. Облепите петлю пластилином и придайте ему форму скалы. А перед ней поместите вылепленную из пластилина фигурку Тантала. Нужно, чтобы Тантал стоял во весь рост с наклоненной к будущему уровню воды головой и с открытым ртом. Каким представляли мифического Тантала, никто не знает, поэтому не скупитесь на фантазию, пусть он у вас выглядит даже карикатурно. Но чтобы фигурка устойчиво стояла на дне сосуда, вылепите ее в широком, длинном халате. Конец трубки, который будет в сосуде, пусть незаметно выглядывает около дна из пластилиновой скалы.

Когда все будет готово, поставьте сосуд на доску с отверстием для трубки, а под трубку установите посудину для слива воды. Эти приспособления задрапируйте, чтобы не было видно, куда исчезает вода. Когда будете лить воду в банку с Танталом, отрегулируйте струю, чтобы она была тоньше той струи, которая будет вытекать.(4)

Научное объяснение

У нас получился автоматический сифон. Вода постепенно заполняет банку. Заполняется и резиновая трубка до самого верха петли. Когда трубка заполнится, вода начнет вытекать и будет вытекать до тех пор, пока ее уровень не станет ниже выходного отверстия трубки у ног Тантала.

Вытекание прекращается, и сосуд наполняется вновь. Когда вся трубка опять наполнится водой, вода снова начнет вытекать. И так будет продолжаться все время, пока в сосуд льется струйка воды.(9)

Опыт №3. «Вода в решете »

Материалы: бутылка с крышкой, иголка (чтобы сделать отверстия в бутылке)

Последовательность действий

Когда пробка не открыта, атмосфера выдавливает воду из бутылки, в которой проделаны крошечные отверстия. Но если пробку закрутить, на воду действует только давление воздуха в бутылке, а его давление мало и вода не выливается! (9)

Научное объяснение

Это один из опытов, демонстрирующий атмосферное давление.

Опыт №4. «Самый простой фонтан »

Материалы: стеклянная трубка, резиновая трубка, ёмкость.

Последовательность действий

Для того чтобы соорудить фонтан, возьмём пластиковую бутылку с отрезанным дном или стекло от керосиновой лампы, подбери пробку, закрывающую узкий конец. В пробке сделаем сквозное отверстие. Его можно просверлить, провертеть граненым шилом или прожечь раскаленным гвоздем. В отверстие должна плотно входить стеклянная трубка, изогнутая в форме буквы «П» или пластиковая трубочка.

Зажмём пальцем отверстие трубки, перевернём бутылку или ламповое стекло вверх дном и наполним водой. Когда откроешь выход из трубки, вода забьет из нее фонтаном. Он будет работать до тех пор, пока уровень воды в большом сосуде не сравняется с открытым концом трубки.(3)

Научное объяснение

Я сделал фонтан работающий на свойстве сообщающихся сосудов.

Опыт №5. «Плавание тел »

Материалы: пластилин.

Последовательность действий

Я знаю, что на тела, по-гру-жен-ные в жид-кость или газ, дей-ству-ет вы-тал-ки-ва-ю-щая сила. Но не все тела плавают в воде. Так например если кусок пластилина бросить в воду, он утонет. Но если слепить из него кораблик он будет плавать. На этой модели можно изучить плавание судов.

Опыт №6. «Капля масла»

Материалы: спирт, вода, растительное масло.

Все знают, что если капнуть масло на воду, то оно растечется тонким слоем. Но я поместил капельку масла в состояние невесомости. Зная законы плавания тел, я создал условия, при которых капля масла принимает практически шарообразную форму и находится внутри жидкости.

Научное объяснение

Тела плавают в жидкости если их плотность меньше плотности жидкости. В объёмной фигуре кораблика средняя плотность меньше плотности воды. Плотность масла меньше плотности воды, но больше плотности спирта, поэтому если аккуратно вливать спирт в воду, то масло тонет в спирте, но всплывает на границе раздела жидкостей. Поэтому капельку масла я поместил в состояние невесомости, и она принимает практически шарообразную форму. (6)

1. Опыты и приборы по теме «Тепловые явления»

Опыт №1. «Конвекционные потоки»

Материалы: бумажная змея, источник тепла.

Последовательность действий

Есть на свете хитрая змея. Она лучше людей чувствует движение потоков воздуха. Сейчас мы проверим, действительно ли так неподвижен воздух в закрытой комнате.

Научное объяснение

Хитрая змея действительно замечает то, чего люди не видят. Она чувствует, когда воздух поднимается вверх. С помощью конвекции - потоки воздуха движутся: теплый воздух поднимается вверх. Он и вертит хитрую змею. Конвекционные потоки постоянно окружают нас в природе. В атмосфере конвекционные потоки-это ветра, круговорот воды в природе.(9)

2.5 Опыты и приборы по теме «Световые явления»

Опыт №1. «Камера обскура »

Материалы: цилиндрической коробки от чипсов Pringles, тонка бумага.

Последовательность действий

Маленькую камеру обскуру легко сделать из жестянки или еще лучше - из цилиндрической коробки от чипсов Pringles. С одной стороны иголкой прокалывается аккуратная дырочка, с другой - днище заклеивается тонкой полупрозрачной бумагой. Камера обскура готова.

Но намного интереснее делать с помощью камеры обскуры настоящие фотографии. В спичечном коробке, выкрашенном черной краской, вырежьте небольшое отверстие, заклейте его фольгой и проколите иглой крохотную дырочку не более 0,5 мм в диаметре.

Пропустите через спичечный коробок фотопленку, загерметизировав все щели, чтобы не засветить кадры. "Объектив", то есть дырочку в фольге, нужно чем-нибудь заклеивать ли плотно прикрывать, имитируя затвор. (09)

Научное объяснение

Камера обскура работает на законах геометрической оптики.

2.6 Опыты и приборы по теме «Электрические явления»

Опыт №1. «Электротрусишка »

Материалы: пластилин (чтобы вылепить голову трусишке), эбонитовые полочки

Последовательность действий

Вылепи из пластилина голову с самой испуганной рожицей, какую только сумеешь, и насади эту голову на авторучку (разумеется, закрытую). Ручку укрепи в какой-нибудь подставке. Из станиолевой обертки от плавленого сырка, чая, шоколада сделай трусишке шапочку и приклей ее к пластилиновой голове. «Волосы» нарежь из папиросной бумаги полосками по 2—3 мм шириной и сантиметров по 10 длиной и приклей к шапочке. Эти бумажные космы будут свисать в беспорядке.

А теперь хорошенько наэлектризуй палочку и поднеси ее к трусишке. Он страшно боится электричества; волосы на голове у него зашевелились, Коснись палочкой станиолевой шапочки. Даже проведи боком палочки по свободному участку станиоля. Ужас электротрусишки дойдет до предела: волосы его поднимутся дыбом!Научное объяснение

Опыты с трусишкой показали, что электричество может не только притягивать, но и отталкивать. Существует два вида электричества "+" и "-". В чем же разница между положительным и отрицательным электричеством? Одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются.(5)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Все явления, наблюдаемые при проведении занимательных опытов, имеют научное объяснение, для этого мы использовали фундаментальные законы физики и свойства окружающей нас материи - законы гидростатики и механики, закон прямолинейности распространения света, отражение, электромагнитные взаимодействия.

В соответствии с поставленной задачей все опыты проведены с использованием только дешевых, малогабаритных подручных материалов, при их проведении изготовлены самодельные приборы, в том числе, прибор для демонстрации элекризации опыты безопасные, наглядные, простые по конструкции

Вывод:

Анализируя результаты занимательных опытов, я убедился, что школьные знания вполне применимы для решения практических вопросов.

Мною были проведены различные опыты. В результате наблюдения, сравнения, вычислений, измерений, экспериментов я пронаблюдал следующие явления и законы:

Естественная и вынужденная конвекция, сила Архимеда, плавание тел, инерция, устойчивое и неустойчивое равновесие, закон Паскаля, атмосферное давление, сообщающийся сосуды, гидростатическое давление, трение, электризация, световые явления.

Мне понравилось делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:

Я буду продолжать изучение этой интересной науки;

Я надеюсь, что мои одноклассники заинтересуются этой проблемой, а я постараюсь помочь им;

В дальнейшем я буду проводить новые эксперименты.

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне. А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

Список изученной литературы и интернет ресурсов

М.И. Блудов «Беседы по физике», Москва, 1974г.

А. Дмитриев «Дедушкин сундук» , Москва, «Диво», 1994г.

Л. Гальперштейн «Здравствуй, физика», Москва, 1967г.

Л. Гальперштейн «Забавная физика" ,Москва, «Детская литература», 1993г.

Ф.В. Рабиза «Забавная физика», Москва, «Детская литература», 2000г.

Я.И. Перельман «Занимательные задачи и опыты», Москва, «Детская литература»1972г.

А. Томилин «Хочу все знать», Москва, 1981г.

Журнал "Юный техник"

//class-fizika.spb.ru/index.php/opit/659-op-davsif