Uvod
1.Pregled literature
1.1. Povijest razvoja geometrijske optike
1.2. Osnovni pojmovi i zakoni geometrijske optike
1.3. Elementi prizme i optički materijali
2. Eksperimentalni dio
2.1. Materijali i eksperimentalne metode
2.2. Rezultati eksperimenta
2.2.1. Demonstracijski pokusi s staklenom prizmom s lomnim kutom od 90º
2.2.2. Demonstracijski pokusi s staklenom prizmom napunjenom vodom, s lomnim kutom od 90º
2.2.3. Demonstracijski pokusi pomoću šuplje staklene prizme ispunjene zrakom, s lomnim kutom od 74º
2.3. Rasprava o eksperimentalnim rezultatima
Popis korištene literature
Uvod
Odlučujuća uloga pokusa u proučavanju fizike u školi odgovara glavnom načelu prirodnih znanosti, prema kojem je pokus osnova spoznaje pojava. Demonstracijski pokusi doprinose stvaranju fizički pojmovi. Među demonstracijski pokusi Jedno od najvažnijih mjesta zauzimaju eksperimenti iz geometrijske optike, koji omogućuju zorno prikazivanje fizikalne prirode svjetlosti i demonstriranje osnovnih zakona prostiranja svjetlosti.
U ovom radu problem postavljanja pokusa u geometrijskoj optici pomoću prizme u Srednja škola. Odabrani su najzorniji i najzanimljiviji eksperimenti iz optike pomoću opreme koju može kupiti svaka škola ili izraditi samostalno.
Pregled literature
1.1 Povijest razvoja geometrijske optike.
Optika je jedna od onih znanosti čije su početne ideje nastale u davnim vremenima. Kroz svoju višestoljetnu povijest doživljava kontinuirani razvoj, a danas je jedna od temeljnih fizikalnih znanosti obogaćena otkrićima uvijek novih pojava i zakonitosti.
Najvažniji problem optike je pitanje prirode svjetlosti. Prve ideje o prirodi svjetlosti nastale su u antičko doba. Drevni mislioci pokušali su shvatiti bit svjetlosnih pojava na temelju vizualnih senzacija. Drevni Hindusi mislili su da je oko "vatrene prirode". Grčki filozof i matematičar Pitagora (582.-500. pr. Kr.) i njegova škola vjerovali su da vizualni osjećaji nastaju zbog činjenice da "vruća para" izlazi iz očiju na predmete. U daljnjem razvoju ti su stavovi dobili jasniji oblik u obliku teorije o vidnim zrakama, koju je razvio Euklid (300. pr. Kr.). Prema ovoj teoriji, vid je posljedica činjenice da iz očiju izlaze “vidne zrake” koje svojim krajevima dodiruju tijelo i stvaraju vizualne osjete. Euklid je utemeljitelj doktrine o pravocrtnom prostiranju svjetlosti. Primjenjujući matematiku na proučavanje svjetlosti, ustanovio je zakone odbijanja svjetlosti od ogledala. Valja napomenuti da za konstrukciju geometrijske teorije refleksije svjetlosti od zrcala nije bitna priroda nastanka svjetlosti, već je važno samo svojstvo njezina pravocrtnog prostiranja. Uzorci koje je otkrio Euklid sačuvani su u modernoj geometrijskoj optici. Euklid je također bio upoznat s lomom svjetlosti. Kasnije je slična gledišta razvio Ptolemej (70.-147. po Kr.). Veliku pozornost posvetili su proučavanju fenomena loma svjetlosti; posebno, Ptolemej je izvršio mnoga mjerenja kutova upada i loma, ali nije uspio uspostaviti zakon loma. Ptolomej je primijetio da se položaj svjetiljki na nebu mijenja zbog loma svjetlosti u atmosferi.
Osim Euklida, i drugi antički znanstvenici poznavali su učinak konkavnih zrcala. Arhimedu (287.-212. pr. Kr.) pripisuje se spaljivanje neprijateljske flote pomoću sustava konkavnih zrcala, kojima je skupljao sunčeve zrake i usmjeravao ih na rimske brodove. Određeni iskorak učinio je Empedoklo (492.-432. pr. Kr.), koji je smatrao da su izljevi usmjereni od svjetlećih tijela prema očima, a izljevi izlaze iz očiju prema tijelima. Kada se ti odljevi spoje, nastaju vizualni osjećaji. Slavni grčki filozof, utemeljitelj atomizma, Demokrit (460.-370. pr. Kr.) u potpunosti odbacuje ideju o vizualnim zrakama. Prema Demokritovim stajalištima, vid je uzrokovan padom malih atoma koji izlaze iz predmeta na površinu oka. Slična stajališta kasnije je zastupao Epikur (341.-270. pr. Kr.). Odlučan protivnik “teorije vizualnih zraka” bio je slavni grčki filozof Aristotel (384.-322. pr. Kr.), koji je smatrao da se uzrok vizualnih osjeta nalazi izvan ljudskog oka. Aristotel je pokušao objasniti boje kao posljedicu miješanja svjetla i tame.
Treba napomenuti da su se pogledi antičkih mislilaca uglavnom temeljili na jednostavnim promatranjima prirodnih pojava. Antička fizika nije imala potrebne temelje u obliku eksperimentalnih istraživanja. Stoga je učenje starih o prirodi svjetlosti spekulativno. Ipak, iako su ti stavovi većinom samo briljantne pretpostavke, svakako su imali veliki utjecaj na daljnji razvoj optike.
Arapski fizičar Alhazen (1038.) u svojim je istraživanjima razvio niz problema iz optike. Proučavao je oko, lom svjetlosti, refleksiju svjetlosti u konkavnim zrcalima. Proučavajući lom svjetlosti, Algazei je, za razliku od Ptolomeja, dokazao da upadni i lomni kutovi nisu proporcionalni, što je bio poticaj za daljnja istraživanja u cilju pronalaska zakona loma. Alhazenu je poznata moć povećanja kuglastih staklenih segmenata. U pitanju prirode svjetlosti Alhazen zauzima ispravan stav, odbacujući teoriju o vidnim zrakama. Algazen polazi od ideje da iz svake točke svjetlećeg objekta izlaze zrake koje dopirući do oka izazivaju vizualne osjete. Alhazen je vjerovao da svjetlost ima konačnu brzinu širenja, što je samo po sebi predstavljalo veliki korak u razumijevanju prirode svjetlosti. Alhazen je dao ispravno objašnjenje za činjenicu da Sunce i Mjesec izgledaju veći na horizontu nego u zenitu; to je objasnio kao prevaru osjećaja.
renesanse. U području znanosti postupno pobjeđuje eksperimentalna metoda proučavanja prirode. Tijekom tog razdoblja došlo je do brojnih izvanrednih izuma i otkrića u optici. Franjo Maurolik (1494. -1575.) zaslužan je za prilično točno objašnjenje djelovanja naočala. Mavrolik je također otkrio da konkavne leće ne skupljaju, već raspršuju zrake. Utvrdio je da je leća najvažniji dio oka, te je iznio zaključak o uzrocima dalekovidnosti i kratkovidnosti kao posljedica nenormalnog loma svjetlosti lećom, dao je ispravno objašnjenje nastanka promatrane slike Sunca kada sunčeve zrake prolaze kroz male rupe. Zatim treba navesti Talijana Portu (1538.-1615.), koji je 1589. godine izumio camera obscuru - prototip buduće kamere. Nekoliko godina kasnije izumljeni su osnovni optički instrumenti – mikroskop i teleskop.
Izum mikroskopa (1590.) vezan je uz ime nizozemskog majstora optike Zacharyja Jansena. Otprilike u isto vrijeme (1608.-1610.) započeli su proizvodnju teleskopa nizozemski optičari Zachary Jansen, Jacob Metius i Hans Lippershey. Izum ovih optičkih instrumenata doveo je sljedećih godina do velikih otkrića u astronomiji i biologiji. Njemački fizičar i astronom N. Kepler (1571-1630) autor je temeljnih radova iz teorije optičkih instrumenata i fiziološke optike, čijim se utemeljiteljem s pravom može nazvati Kepler je mnogo radio na proučavanju loma svjetlosti.
Fermatov princip, nazvan po francuskom znanstveniku Pierreu Fermatu (1601.-1665.), bio je od velike važnosti za geometrijsku optiku. Ovo je načelo utvrdilo da svjetlost između dvije točke putuje putem za koji je potrebno minimalno vrijeme. Iz toga slijedi da je Fermat, za razliku od Descartesa, smatrao da je brzina širenja svjetlosti konačna. Slavni talijanski fizičar Galileo (1564-1642) nije provodio sustavan rad posvećen proučavanju svjetlosnih pojava. No, on je također obavio radove u optici koji su donijeli izvanredne rezultate znanosti. Galileo je unaprijedio teleskop i prvi ga primijenio u astronomiji, u kojoj je došao do izvanrednih otkrića koja su potkrijepila najnovije poglede na strukturu Svemira, temeljene na Kopernikovom heliocentričnom sustavu. Galileo je uspio stvoriti teleskop s povećanjem od okvira 30, što je bilo višestruko veće od povećanja teleskopa njegovih prvih izumitelja. Uz njegovu pomoć otkrio je planine i kratere na površini Mjeseca, otkrio satelite u blizini planeta Jupitera, otkrio zvjezdanu strukturu Mliječnog puta itd. Galileo je pokušao izmjeriti brzinu svjetlosti u zemaljskim uvjetima, ali nije uspio. zbog slabosti eksperimentalnih sredstava dostupnih za tu svrhu . Slijedi da je Galileo već imao ispravne ideje o konačnoj brzini svjetlosti. Galileo je također promatrao Sunčeve pjege. Prioritet Galilejevog otkrića Sunčevih pjega osporio je isusovački znanstvenik Pater Scheiner (1575.-1650.), koji je izvršio precizna promatranja sunčane pjege i solarne baklje pomoću teleskopa dizajniranog prema Keplerovoj shemi. Izvanredna stvar u vezi s Scheinerovim radom je da je pretvorio teleskop u projekcijski uređaj, produživši okular više nego što je bilo potrebno za jasan vid okom, što je omogućilo dobivanje slike Sunca na ekranu i demonstraciju na različitim stupnjeva povećanja za nekoliko osoba u isto vrijeme.
17. stoljeće karakterizira daljnji napredak u raznim područjima znanosti, tehnologije i proizvodnje. Matematika doživljava značajan razvoj. U raznim europskim zemljama stvaraju se znanstvena društva i akademije koje okupljaju znanstvenike. Zahvaljujući tome znanost postaje dostupna širim krugovima, što doprinosi uspostavljanju međunarodnog povezivanja znanosti. U drugoj polovici 17. stoljeća konačno je pobijedila eksperimentalna metoda proučavanja prirodnih pojava.
Najveća otkrića ovog razdoblja vezana su uz ime briljantnog engleskog fizičara i matematičara Isaaca Newtona / (1643.-1727.). Najvažnije Newtonovo eksperimentalno otkriće u optici bila je disperzija svjetlosti u prizmi (1666.). Proučavajući prolaz snopa bijele svjetlosti kroz trokutastu prizmu, Newton je otkrio da se snop bijele svjetlosti dijeli u beskonačnu kolekciju obojenih zraka koje tvore kontinuirani spektar. Iz ovih pokusa zaključeno je da je bijela svjetlost složeno zračenje. Newton je također izveo suprotan eksperiment, koristeći leću za prikupljanje obojenih zraka koje su nastale nakon što je zraka bijele svjetlosti prošla kroz prizmu. Kao rezultat toga, ponovno je dobio bijelu svjetlost. Naposljetku, Newton je eksperimentirao s miješanjem boja koristeći rotirajući krug podijeljen u nekoliko sektora, obojenih primarnim bojama spektra. Kad se disk brzo okretao, sve su se boje stopile u jednu, stvarajući dojam bijele boje.
Newton je rezultate tih temeljnih eksperimenata postavio kao osnovu za teoriju boja, što nitko od njegovih prethodnika prije nije uspio postići. Prema teoriji boja, boju tijela određuju one zrake spektra koje to tijelo odbija; tijelo upija druge zrake.
1.2 Osnovni pojmovi i zakoni geometrijske optike. Grana optike koja se temelji na ideji svjetlosnih zraka kao ravnih linija duž kojih se širi svjetlosna energija naziva se geometrijska optika. Ovo ime je dobio jer se sve pojave prostiranja svjetlosti ovdje mogu proučavati geometrijskim konstrukcijama putanje zraka, uzimajući u obzir zakon odbijanja i loma svjetlosti. Ovaj zakon je osnova geometrijske optike.
Međutim, gdje govorimo o o pojavama međudjelovanja svjetlosti s preprekama čije su dimenzije dosta male, zakoni geometrijske optike pokazuju se nedostatnima i potrebno je koristiti zakone valne optike. Geometrijska optika omogućuje analizu osnovnih pojava povezanih s prolaskom svjetlosti kroz leće i druge optičke sustave, kao i s refleksijom svjetlosti od zrcala. Koncept svjetlosnog snopa kao beskonačno tankog snopa svjetlosti koji se širi pravocrtno prirodno dovodi do zakona pravocrtnog prostiranja svjetlosti i neovisnog prostiranja svjetlosnih snopova. Upravo su ti zakoni, zajedno sa zakonima loma i odbijanja svjetlosti, temeljni zakoni geometrijske optike, koji ne samo da objašnjavaju mnoge fizikalne pojave, već omogućuju proračune i projektiranje optičkih instrumenata. Svi ovi zakoni u početku su utvrđeni kao empirijski, odnosno temeljeni na pokusima i opažanjima.
Uvod
Bez sumnje, svo naše znanje počinje eksperimentima.
(Kant Emmanuel. njemački filozof 1724.-1804.)
Fizički pokusi na zabavan način uvode učenike u različite primjene zakona fizike. Pokusi se mogu koristiti u nastavi za privlačenje pozornosti učenika na pojavu koja se proučava, pri ponavljanju i učvršćivanju nastavnog gradiva te na večerima tjelesnog. Zabavna iskustva produbljuju i proširuju znanje učenika, potiču razvoj logičkog mišljenja i usađuju interes za predmet.
U radu je opisano 10 zabavnih pokusa, 5 demonstracijskih pokusa na školskom priboru. Autori radova su učenici 10. razreda Gradske obrazovne ustanove Srednje škole br. 1 u selu Zabaikalsk, Transbaikal Territory - Čugujevski Artjom, Lavrentjev Arkadij, Čipizubov Dmitrij. Dečki su samostalno izveli ove eksperimente, rezimirali rezultate i predstavili ih u obliku ovog rada.
Uloga eksperimenta u znanosti o fizici
Činjenica da je fizika mlada znanost
Ovdje je nemoguće sa sigurnošću reći.
I u davna vremena, učenje znanosti,
Uvijek smo to nastojali shvatiti.Svrha nastave fizike je specifična,
Znati primijeniti sva znanja u praksi.
I važno je zapamtiti - ulogu eksperimenta
Prvo mora stajati.Znati planirati eksperiment i provesti ga.
Analizirati i oživjeti.
Izgradite model, iznijeti hipotezu,
Težnja za postizanjem novih visina
Zakoni fizike temelje se na činjenicama utvrđenim eksperimentima. Štoviše, tumačenje istih činjenica često se mijenja tijekom povijesnog razvoja fizike. Činjenice se skupljaju promatranjem. Ali ne možete se ograničiti samo na njih. Ovo je samo prvi korak do znanja. Zatim dolazi eksperiment, razvoj koncepata koji dopuštaju kvalitativne karakteristike. Izvući iz opažanja opći zaključci, da bi se otkrili uzroci pojava, potrebno je utvrditi kvantitativne odnose među veličinama. Ako se dobije takva ovisnost, tada je pronađen fizikalni zakon. Ako se pronađe fizikalni zakon, tada nema potrebe eksperimentirati u svakom pojedinačnom slučaju, dovoljno je izvršiti odgovarajuće izračune. Eksperimentalnim proučavanjem kvantitativnih odnosa između veličina mogu se identificirati obrasci. Na temelju tih zakona razvija se opća teorija pojava.
Dakle, bez eksperimenta nema racionalne nastave fizike. Proučavanje fizike uključuje široku upotrebu eksperimenata, raspravu o značajkama njegove postavke i promatranim rezultatima.
Zabavni eksperimenti iz fizike
Opis pokusa proveden je pomoću sljedećeg algoritma:
- Naziv iskustva
- Oprema i materijali potrebni za pokus
- Faze eksperimenta
- Objašnjenje iskustva
Pokus br. 1 Četiri kata
Oprema i materijal: staklo, papir, škare, voda, sol, crno vino, suncokretovo ulje, alkohol u boji.
Faze eksperimenta
Pokušajmo u čašu natočiti četiri različite tekućine tako da se ne miješaju i da stoje pet razina jedna iznad druge. Međutim, bit će nam zgodnije uzeti ne čašu, već usku čašu koja se širi prema vrhu.
- Na dno čaše ulijte posoljenu zatamnjenu vodu.
- Smotajte "Funtik" od papira i savijte njegov kraj pod pravim kutom; odrezati vrh. Rupa u Funtiku trebala bi biti veličine glave pribadače. Ulijte crno vino u ovaj kornet; iz nje bi vodoravno trebao poteći tanak mlaz, razbiti se o stijenke čaše i slijevati se niz nju na slanu vodu.
Kada se visina sloja crnog vina izjednači s visinom sloja obojene vode, prestanite točiti vino. - Iz drugog korneta na isti način ulijte suncokretovo ulje u čašu.
- Iz trećeg roga ulijte sloj obojenog alkohola.
Slika 1
Dakle, imamo četiri kata tekućine u jednoj čaši. Sve različite boje i različite gustoće.
Objašnjenje iskustva
Tekućine u trgovini bile su poredane sljedećim redom: obojena voda, crno vino, suncokretovo ulje, obojeni alkohol. Najteži su na dnu, najlakši su na vrhu. Najveću gustoću ima slana voda, najmanju gustoću ima tonirani alkohol.
Iskustvo br. 2 Nevjerojatan svijećnjak
Oprema i materijal: svijeća, čavao, čaša, šibice, voda.
Faze eksperimenta
Nije li nevjerojatan svijećnjak - čaša vode? A ovaj svijećnjak uopće nije loš.
Slika 2
- Utegnite kraj svijeće čavlom.
- Izračunajte veličinu nokta tako da cijela svijeća bude uronjena u vodu, samo fitilj i sam vrh parafina trebaju viriti iznad vode.
- Zapalite fitilj.
Objašnjenje iskustva
Pusti ih, reći će ti, jer za minutu će svijeća dogorjeti do vode i ugasiti se!
U tome je poanta", odgovorit ćete, "da je svijeća svake minute sve kraća." A ako je kraće, znači da je lakše. Ako je lakše, to znači da će isplivati.
I istina, svijeća će malo-pomalo isplivati, a vodom ohlađeni parafin na rubu svijeće će se topiti sporije od parafina koji okružuje fitilj. Stoga se oko fitilja formira prilično dubok lijevak. Ta praznina pak čini svijeću svjetlijom, zbog čega će naša svijeća dogorjeti do kraja.
Pokus br. 3 Svijeća po bocu
Oprema i materijal: svijeća, boca, šibice
Faze eksperimenta
- Iza boce stavite upaljenu svijeću i stanite tako da vam je lice udaljeno 20-30 cm od boce.
- Sada samo trebate puhnuti i svijeća će se ugasiti, kao da nema prepreke između vas i svijeće.
Slika 3
Objašnjenje iskustva
Svijeća se gasi jer je boca "proletjela" zrakom: struja zraka je razbijena bocom u dvije struje; jedan teče oko njega s desne, a drugi s lijeve strane; a sastaju se otprilike tamo gdje stoji plamen svijeće.
Pokus br. 4 Zmija koja se vrti
Oprema i materijali: debeli papir, svijeća, škare.
Faze eksperimenta
- Od debelog papira izrežite spiralu, malo je rastegnite i stavite na kraj zakrivljene žice.
- Držite ovu spiralu iznad svijeće u uzlaznoj struji zraka, zmija će se okretati.
Objašnjenje iskustva
Zmija se okreće jer zrak se širi pod utjecajem topline i topla energija se pretvara u kretanje.
Slika 4
Pokus br. 5 Erupcija Vezuva
Pribor i materijal: staklena posuda, bočica, čep, alkoholna tinta, voda.
Faze eksperimenta
- Stavite bocu alkoholne tinte u široku staklenu posudu napunjenu vodom.
- Na čepu boce treba biti mala rupa.
Slika 5
Objašnjenje iskustva
Voda ima veću gustoću od alkohola; postupno će ući u bočicu, istiskujući maskaru odatle. Crvena, plava ili crna tekućina dizat će se prema gore iz mjehurića u tankom mlazu.
Eksperiment br. 6 Petnaest šibica na jednom
Oprema i materijal: 15 šibica.
Faze eksperimenta
- Stavite jednu šibicu na stol, a preko njega 14 šibica tako da im glave strše prema gore, a krajevi dodiruju stol.
- Kako podignuti prvu šibicu držeći je za jedan kraj, a s njom i sve ostale?
Objašnjenje iskustva
Da biste to učinili, samo trebate staviti još jednu petnaestu šibicu na vrh svih šibica, u udubinu između njih.
Slika 6
Pokus br. 7 Stalak za lonce
Pribor i materijal: tanjur, 3 vilice, prsten za salvete, tava.
Faze eksperimenta
- Stavite tri vilice u prsten.
- Staviti na ovaj dizajn tanjur.
- Stavite posudu s vodom na stalak.
Slika 7
Slika 8
Objašnjenje iskustva
Ovo iskustvo se objašnjava pravilom poluge i stabilne ravnoteže.
Slika 9
Iskustvo br. 8 Parafinski motor
Oprema i materijal: svijeća, igla za pletenje, 2 čaše, 2 tanjura, šibice.
Faze eksperimenta
Za izradu ovog motora ne treba nam ni struja ni benzin. Za ovo nam treba samo... svijeća.
- Zagrijte iglu za pletenje i zabodite je s njihovim glavama u svijeću. Ovo će biti os našeg motora.
- Stavite svijeću iglom za pletenje na rubove dviju čaša i uravnotežite.
- Zapalite svijeću na oba kraja.
Objašnjenje iskustva
Kap parafina će pasti u jednu od ploča postavljenih ispod krajeva svijeće. Ravnoteža će biti poremećena, drugi kraj svijeće će se stegnuti i pasti; u isto vrijeme, nekoliko kapi parafina će iscuriti iz njega, i postat će lakši od prvog kraja; digne se do vrha, prvi kraj će se spustiti, ispustiti kap, postat će lakši, a naš motor će početi raditi svom snagom; postupno će se vibracije svijeće sve više povećavati.
Slika 10
Iskustvo br. 9 Slobodna izmjena tekućine
Pribor i materijal: naranča, čaša, crno vino ili mlijeko, voda, 2 čačkalice.
Faze eksperimenta
- Naranču pažljivo prepolovite, ogulite tako da skine cijelu koru.
- Probušite dvije rupe jednu pored druge na dnu ove šalice i stavite je u čašu. Promjer šalice trebao bi biti nešto veći od promjera središnjeg dijela čaše, tada će šalica ostati na stijenkama bez pada na dno.
- Spustite narančastu šalicu u posudu do jedne trećine visine.
- U narančinu koru ulijte crno vino ili obojeni alkohol. Proći će kroz rupu dok razina vina ne dosegne dno šalice.
- Zatim ulijte vodu gotovo do ruba. Možete vidjeti kako se mlaz vina diže kroz jednu rupu do razine vode, dok teža voda prolazi kroz drugu rupu i počinje tonuti na dno čaše. Za nekoliko trenutaka vino će biti na vrhu, a voda na dnu.
Pokus br. 10 Pjevajuće staklo
Oprema i materijal: tanko staklo, voda.
Faze eksperimenta
- Napunite čašu vodom i obrišite rubove čaše.
- Protrljajte navlaženim prstom bilo gdje po staklu i ona će početi pjevati.
Slika 11
Demonstracijski pokusi
1. Difuzija tekućina i plinova
Difuzija (od lat. diflusio - širenje, širenje, raspršivanje), prijenos čestica različite prirode, uzrokovan kaotičnim toplinskim kretanjem molekula (atoma). Razlikovati difuziju u tekućinama, plinovima i čvrstim tijelima
Demonstracijski pokus “Promatranje difuzije”
Oprema i materijal: vata, amonijak, fenolftalein, instalacija za promatranje difuzije.
Faze eksperimenta
- Uzmimo dva komada vate.
- Jedan komad vate navlažimo fenolftaleinom, drugi amonijakom.
- Dovedimo grane u kontakt.
- Uočeno je da runo postaje ružičasto zbog fenomena difuzije.
Slika 12
Slika 13
Slika 14
Fenomen difuzije može se promatrati pomoću posebne instalacije
- Ulijte amonijak u jednu od tikvica.
- Navlažite komadić vate fenolftaleinom i stavite ga na vrh tikvice.
- Nakon nekog vremena promatramo boju runa. Ovaj eksperiment pokazuje fenomen difuzije na daljinu.
Slika 15
Dokažimo da pojava difuzije ovisi o temperaturi. Što je temperatura viša, difuzija se odvija brže.
Slika 16
Da bismo demonstrirali ovaj eksperiment, uzmimo dvije identične čaše. U jednu čašu ulijte hladnu vodu, u drugu vruću. Dodajmo bakreni sulfat u čaše i uočimo da se bakreni sulfat brže otapa u vrućoj vodi, što dokazuje ovisnost difuzije o temperaturi.
Slika 17
Slika 18
2. Spojene žile
Da bismo prikazali međusobno povezane posude, uzmimo više posuda različitih oblika, spojenih na dnu cijevima.
Slika 19
Slika 20
Ulijmo tekućinu u jednu od njih: odmah ćemo ustanoviti da će tekućina teći kroz cijevi u preostale posude i taložiti se u svim posudama na istoj razini.
Objašnjenje ovog iskustva je sljedeće. Tlak na slobodne površine tekućine u posudama je isti; jednak je atmosferskom tlaku. Dakle, sve slobodne površine pripadaju istoj površini libele i, prema tome, moraju biti u istoj horizontalnoj ravnini i gornji rub same posude: inače se kotlić ne može napuniti do vrha.
Slika 21
3.Pascalova lopta
Pascalova kugla je uređaj namijenjen demonstriranju ravnomjernog prijenosa tlaka na tekućinu ili plin u zatvorenoj posudi, kao i dizanja tekućine iza klipa pod utjecajem atmosferskog tlaka.
Da bi se pokazao ravnomjeran prijenos pritiska koji djeluje na tekućinu u zatvorenoj posudi, potrebno je pomoću klipa uvući vodu u posudu i pričvrstiti kuglicu na mlaznicu. Utiskivanjem klipa u posudu demonstrirati istjecanje tekućine iz rupica na kuglici, pazeći na ravnomjerno strujanje tekućine u svim smjerovima.
Slomljena olovka
Eksperimentirajte sa strelicama
Ovo će iznenaditi ne samo djecu, već i odrasle!
Još uvijek možete provesti nekoliko Piagetovih eksperimenata s djecom. Na primjer, uzmite istu količinu vode i ulijte je u različite čaše (na primjer, široku i kratku, a drugu - usku i visoku.) I onda pitajte koja ima više vode?
Također možete staviti isti broj novčića (ili gumba) u dva reda (jedan ispod drugog). Pitajte je li količina u dva reda ista. Zatim, izvadite jedan novčić iz jednog reda, razmaknite ostatak tako da ovaj red bude iste duljine kao gornji. I opet pitati da li je sada isto itd. Probajte – odgovori će vas vjerojatno iznenaditi!
Ebbinghausova iluzija ili Titchenerovi krugovi- optička varka percepcije relativnih veličina. Najpoznatija verzija ove iluzije je da su dva kruga, identične veličine, postavljena jedan pored drugog, s velikim krugovima oko jednog od njih, dok je drugi okružen malim krugovima; u ovom slučaju, prvi krug se čini manjim od drugog.
Dva narančasta kruga potpuno su iste veličine; međutim, lijevi krug se čini manjim
Müller-Lyerova iluzija
Iluzija je da segment uokviren "točkama" izgleda kraći od segmenta uokvirenog strelicama "repa". Iluziju je prvi opisao njemački psihijatar Franz Müller-Lyer 1889.
Ili, na primjer, optička varka - prvo vidite crno, a zatim bijelo
Još više optičkih iluzija
I na kraju, igračka iluzije je Thaumatrope.
Kada brzo okrenete mali komad papira s dva dizajna na različitim stranama, oni se percipiraju kao jedan. Takvu igračku možete sami izraditi crtanjem ili lijepljenjem odgovarajućih slika (nekoliko uobičajenih taumatropa - cvijeće i vaza, ptica i kavez, buba i staklenka) na prilično debeli papir i sa strane pričvrstiti žice za uvijanje. Ili još jednostavnije - pričvrstite ga na štapić, poput lizalice, i brzo ga okrećite između dlanova.
I jos par slika. Što vidite na njima?
Usput, u našoj trgovini možete kupiti gotove setove za provođenje eksperimenata u području optičkih iluzija!
Većina ljudi, prisjećajući se svojih školske godine, sigurni smo da je fizika jako dosadan predmet. Tečaj uključuje mnoge probleme i formule koje nikome neće biti od koristi u kasnijem životu. S jedne strane, ove su tvrdnje istinite, ali, kao i svaki drugi predmet, fizika ima i drugu stranu medalje. Ali ne otkrije ga svatko za sebe.
Puno ovisi o učitelju
Možda je za to kriv naš obrazovni sustav, a možda je sve u učitelju koji razmišlja samo o potrebi poučavanja odozgo odobrenog gradiva i ne nastoji zainteresirati svoje učenike. Najčešće je on taj koji je kriv. Međutim, ako djeca imaju sreće i lekciju vodi učitelj koji voli svoj predmet, on će ne samo moći zainteresirati učenike, već će im pomoći i da otkriju nešto novo. Kao rezultat toga, djeca će početi uživati u pohađanju takve nastave. Naravno, formule su sastavni dio toga akademski predmet, od ovoga se ne može pobjeći. Ali postoje i pozitivni aspekti. Pokusi su posebno zanimljivi školarcima. O tome ćemo detaljnije govoriti. Pogledat ćemo neke zabavne pokuse iz fizike koje možete raditi sa svojim djetetom. Ovo bi trebalo biti zanimljivo ne samo njemu, već i vama. Vjerojatno ćete uz pomoć takvih aktivnosti u svom djetetu usaditi istinski interes za učenje, a "dosadna" fizika postat će njegov omiljeni predmet. To uopće nije teško izvesti, trebat će vrlo malo atributa, glavna stvar je da postoji želja. I možda ćete tada moći zamijeniti školskog učitelja svog djeteta.
Pogledajmo neke zanimljive eksperimente iz fizike za najmlađe, jer morate početi s malim.
Ribice od papira
Da bismo proveli ovaj eksperiment, moramo izrezati malu ribu iz debelog papira (može biti karton), čija bi duljina trebala biti 30-50 mm. U sredini napravimo okruglu rupu promjera otprilike 10-15 mm. Zatim, sa strane repa, izrezali smo uski kanal (širine 3-4 mm) do okrugle rupe. Zatim u posudu ulijemo vodu i tamo pažljivo stavimo ribu tako da jedna ravnina leži na vodi, a druga ostane suha. Sada morate kapnuti malo ulja u okrugli otvor (možete koristiti kanister za ulje od šivaćeg stroja ili bicikla). Ulje će, pokušavajući se proširiti po površini vode, teći kroz usječeni kanal, a riba će plivati prema naprijed pod utjecajem ulja koje teče natrag.
Slon i Moska
Nastavimo s našim djetetom provoditi zabavne eksperimente iz fizike. Pozivamo vas da svoje dijete upoznate s pojmom poluge i kako ona pomaže da čovjeku olakšate rad. Na primjer, recite nam da se može koristiti za jednostavno podizanje teškog ormarića ili sofe. I radi jasnoće, pokažite osnovni eksperiment u fizici pomoću poluge. Za to će nam trebati ravnalo, olovka i nekoliko malih igračaka, ali uvijek različite težine (zato smo ovaj eksperiment nazvali „Slon i mops“). Našeg slona i mopsa pričvrstimo na različite krajeve ravnala pomoću plastelina ili običnog konca (samo vežemo igračke). Sada, ako stavite srednji dio ravnala na olovku, onda će ga, naravno, slon povući, jer je teži. Ali ako pomaknete olovku prema slonu, Moska će je lako nadmašiti. Ovo je princip poluge. Ravnalo (poluga) počiva na olovci - ovo mjesto je uporište. Zatim, djetetu treba reći da se ovaj princip koristi posvuda; on je osnova za rad dizalice, ljuljačke, pa čak i škara.
Kućni eksperiment iz fizike s inercijom
Trebat će nam staklenka vode i pomoćna mreža. Nikome neće biti tajna da ako otvorena staklenka okreni ga, voda će se izliti iz njega. Pokušajmo? Naravno, za ovo je bolje otići vani. Stavimo limenku u mrežu i počnemo je glatko ljuljati, postupno povećavajući amplitudu, i kao rezultat toga napravimo puni okret - jedan, dva, tri i tako dalje. Voda se ne izlijeva. Zanimljiv? Sada natjerajmo vodu da iscuri. Da biste to učinili, uzmite limenku i napravite rupu na dnu. Stavimo ga u mrežu, napunimo vodom i počnemo rotirati. Iz rupe izlazi potok. Kada je limenka u donjem položaju, to nikoga ne čudi, ali kada poleti, fontana nastavlja teći u istom smjeru, a iz grla ne izlazi ni kap. To je to. Sve se to može objasniti principom inercije. Pri rotaciji limenka nastoji odmah odletjeti, ali je mreža ne pušta i tjera je da opisuje krugove. Voda također ima tendenciju letjeti po inerciji, au slučaju kada smo napravili rupu na dnu, ništa je ne sprječava da izbije i kreće se pravocrtno.
Kutija sa iznenađenjem
Pogledajmo sada fizičke eksperimente s pomakom. Trebate staviti kutiju šibica na rub stola i polako je pomicati. U trenutku kada prijeđe svoju prosječnu ocjenu, dogodit će se pad. Odnosno, masa dijela gurnutog izvan ruba ploče stola će premašiti težinu preostalog dijela, a kutija će se prevrnuti. Sada pomaknimo centar mase, na primjer, stavimo unutra metalnu maticu (što bliže rubu). Ostalo je samo postaviti kutiju na način da mali dio ostane na stolu, a veliki visi u zraku. Neće biti pada. Bit ovog eksperimenta je da je cijela masa iznad uporišne točke. Ovo se načelo također koristi u cijelosti. Zahvaljujući njemu namještaj, spomenici, transport i još mnogo toga su u stabilnom položaju. Usput, dječja igračka Vanka-Vstanka također je izgrađena na principu pomicanja središta mase.
Dakle, nastavimo gledati zanimljive pokuse iz fizike, ali prijeđimo na sljedeću fazu - za učenike šestog razreda.
Vodeni vrtuljak
Trebat će nam prazna limenka, čekić, čavao i uže. Čavlom i čekićem probušimo rupu u bočnoj stijenci blizu dna. Zatim, bez izvlačenja nokta iz rupe, savijte ga u stranu. Potrebno je da rupa bude kosa. Ponavljamo postupak na drugoj strani limenke - morate biti sigurni da su rupe jedna nasuprot drugoj, ali nokti su savijeni u različitim smjerovima. U gornjem dijelu posude probušimo još dvije rupe i u njih provučemo krajeve užeta ili debljeg konca. Objesimo posudu i napunimo je vodom. Iz donjih rupa počet će teći dvije kose fontane, a staklenka će se početi okretati u suprotnom smjeru. Na tom principu rade svemirske rakete - plamen iz mlaznica motora puca u jednom smjeru, a raketa leti u drugom.
Ogledi iz fizike – 7. razred
Provedimo eksperiment s gustoćom mase i saznajmo kako jaje možete natjerati da pluta. Fizičke pokuse s različitim gustoćama najbolje je izvesti na primjeru slatke i slane vode. Uzmite napunjenu staklenku Vruća voda. Bacite jaje u njega i odmah će potonuti. Zatim dodajte u vodu stolna sol i promiješati. Jaje počinje plutati, a što je više soli, to će se više dići. Ovo se objašnjava slana voda ima više visoka gustoća nego svježe. Dakle, svi znaju da se u Mrtvom moru (njegova voda je najslanija) gotovo nemoguće utopiti. Kao što vidite, eksperimenti iz fizike mogu značajno proširiti horizonte vašeg djeteta.
i plastična boca
Učenici sedmog razreda počinju proučavati atmosferski tlak i njegov učinak na objekte oko nas. Da biste dublje istražili ovu temu, bolje je provesti odgovarajuće eksperimente u fizici. Atmosferski tlak utječe na nas, iako ostaje nevidljiv. Uzmimo primjer s balonom. Svatko od nas to može prevariti. Zatim ćemo ga staviti u plastičnu bocu, staviti rubove na vrat i učvrstiti. Na taj način zrak može strujati samo u kuglu, a boca će postati zatvorena posuda. Sada pokušajmo napuhati balon. Nećemo uspjeti, jer nam atmosferski tlak u boci to neće dopustiti. Kada puhnemo, lopta počinje istiskivati zrak u posudi. A budući da je naša boca zapečaćena, nema kamo otići i počinje se skupljati, čime postaje mnogo gušća od zraka u kugli. Sukladno tome, sustav je izravnan i nemoguće je napuhati balon. Sada ćemo napraviti rupu na dnu i pokušati napuhati balon. U ovom slučaju nema otpora, istisnuti zrak napušta bocu - atmosferski tlak je izjednačen.
Zaključak
Kao što vidite, eksperimenti iz fizike nisu nimalo komplicirani i vrlo su zanimljivi. Pokušajte zainteresirati svoje dijete - i njegovo učenje će biti potpuno drugačije, počet će pohađati nastavu sa zadovoljstvom, što će u konačnici utjecati na njegovu izvedbu.
