Optički eksperimenti za djecu. Eksperimenti u optici eksperimenti i eksperimenti u fizici na temu. i plastičnu flašu

Uvod

Bez sumnje, svo naše znanje počinje eksperimentima.
(Kant Emanuel. njemački filozof 1724-1804)

Eksperimenti iz fizike uvode učenike u različite primjene zakona fizike na zabavan način. Eksperimenti se mogu koristiti u nastavi za privlačenje pažnje učenika na pojavu koja se proučava, pri ponavljanju i konsolidaciji nastavnog materijala i na fizičkim večerima. Zabavna iskustva produbljuju i proširuju znanje učenika, podstiču razvoj logičkog mišljenja i usađuju interesovanje za predmet.

Ovaj rad opisuje 10 zabavnih eksperimenata, 5 demonstracionih eksperimenata sa školskom opremom. Autori radova su učenici 10. razreda opštinske obrazovne ustanove Srednje škole br. 1 u selu Zabajkalsk, Zabajkalska teritorija - Čugujevski Artjom, Lavrentjev Arkadij, Čipizubov Dmitrij. Momci su samostalno izveli ove eksperimente, sumirali rezultate i predstavili ih u obliku ovog rada.

Uloga eksperimenta u nauci fizike

Činjenica da je fizika mlada nauka
Ovdje je nemoguće reći sa sigurnošću.
I u davna vremena, učenje nauke,
Uvek smo težili da to shvatimo.

Svrha nastave fizike je specifična,
Biti u stanju primijeniti svo znanje u praksi.
I važno je zapamtiti - ulogu eksperimenta
Mora stajati na prvom mjestu.

Biti u stanju planirati eksperiment i izvesti ga.
Analizirajte i oživite.
Izgradite model, postavite hipotezu,
Težnja dostizanju novih visina

Zakoni fizike su zasnovani na činjenicama utvrđenim eksperimentalno. Štaviše, tumačenje istih činjenica se često menja u toku istorijskog razvoja fizike. Činjenice se akumuliraju posmatranjem. Ali ne možete se ograničiti samo na njih. Ovo je samo prvi korak ka znanju. Slijedi eksperiment, razvoj koncepata koji omogućavaju kvalitativne karakteristike. Izvući iz zapažanja opšti zaključci, da bi se otkrili uzroci pojava, potrebno je uspostaviti kvantitativne odnose između veličina. Ako se takva zavisnost dobije, onda smo pronašli fizički zakon. Ako se pronađe fizički zakon, onda nema potrebe za eksperimentiranjem u svakom pojedinačnom slučaju, dovoljno je izvršiti odgovarajuće proračune. Eksperimentalnim proučavanjem kvantitativnih odnosa između veličina, obrasci se mogu identifikovati. Na osnovu ovih zakona razvija se opšta teorija fenomena.

Dakle, bez eksperimenta ne može biti racionalne nastave fizike. Proučavanje fizike uključuje široku upotrebu eksperimenata, diskusiju o karakteristikama njenog postavljanja i uočenim rezultatima.

Zabavni eksperimenti iz fizike

Opis eksperimenata izveden je prema sljedećem algoritmu:

  1. Ime iskustva
  2. Oprema i materijali potrebni za eksperiment
  3. Faze eksperimenta
  4. Objašnjenje iskustva

Eksperiment br. 1 Četiri sprata

Oprema i materijali: staklo, papir, makaze, voda, so, crno vino, suncokretovo ulje, alkohol u boji.

Faze eksperimenta

Pokušajmo da u čašu sipamo četiri različite tečnosti da se ne mešaju i da stoje pet nivoa jedna iznad druge. Međutim, bit će nam zgodnije uzeti ne čašu, već usku čašu koja se širi prema vrhu.

  1. Na dno čaše sipajte posoljenu zatamnjenu vodu.
  2. Zamotajte "Funtik" od papira i savijte njegov kraj pod pravim uglom; odseci vrh. Rupa u Funtiku treba biti veličine glave igle.
    Ulijte crno vino u ovaj kornet; tanak mlaz bi trebao istjecati iz njega vodoravno, razbiti se o stijenke stakla i spustiti se niz njega u slanu vodu.
  3. Kada je visina sloja crnog vina jednaka visini sloja obojene vode, prestanite sa dolivanjem vina.
  4. Iz drugog konusa na isti način sipajte suncokretovo ulje u čašu.

Sa trećeg roga sipajte sloj obojenog alkohola.

Slika 1

Objašnjenje iskustva

Dakle, imamo četiri sprata tečnosti u jednoj čaši. Sve različite boje i različite gustine.

Tečnosti u prodavnici raspoređene su po sledećem redosledu: obojena voda, crno vino, suncokretovo ulje, obojeni alkohol. Najteži su na dnu, oni najlakši su na vrhu. Najveću gustinu ima slana voda, najmanju gustinu tonirani alkohol.

Iskustvo br. 2 Zadivljujući svijećnjak

Faze eksperimenta

Oprema i materijali: svijeća, ekser, staklo, šibice, voda.

Nije li to nevjerovatan svijećnjak - čaša vode? A ovaj svijećnjak uopće nije loš.

  1. Slika 2
  2. Utegnite kraj svijeće ekserom.
  3. Izračunajte veličinu nokta tako da cijela svijeća bude uronjena u vodu, samo fitilj i sam vrh parafina treba da vire iznad vode.

Objašnjenje iskustva

Zapali fitilj.

Pustite ih, reći će vam, jer za minut će svijeća dogorjeti do vode i ugasiti se!

I, istina, svijeća će malo po malo isplivati, a vodom hlađeni parafin na rubu svijeće će se topiti sporije od parafina koji okružuje fitilj. Stoga se oko fitilja formira prilično dubok lijevak. Ova praznina pak čini svijeću lakšom, zbog čega će naša svijeća izgorjeti do kraja.

Eksperiment br. 3 Svijeća po boci

Oprema i materijali: svijeća, flaša, šibice

Faze eksperimenta

  1. Iza boce stavite upaljenu svijeću i stanite tako da vam lice bude 20-30 cm udaljeno od boce.
  2. Sada samo trebate dunuti i svijeća će se ugasiti, kao da između vas i svijeće nema barijere.

Slika 3

Objašnjenje iskustva

Svijeća se gasi jer se boca „oblijeta“ sa zrakom: mlaz zraka bocom razbija na dva toka; jedan teče oko njega desno, a drugi lijevo; i susreću se otprilike tamo gdje stoji plamen svijeće.

Eksperiment br. 4 Zmija koja se vrti

Oprema i materijali: debeli papir, svijeća, makaze.

Faze eksperimenta

  1. Izrežite spiralu od debelog papira, malo je razvucite i stavite na kraj zakrivljene žice.
  2. Držite ovu spiralu iznad svijeće u uzlaznom toku zraka, zmija će se rotirati.

Objašnjenje iskustva

Zmija rotira jer vazduh se pod uticajem toplote širi i topla energija se pretvara u kretanje.

Slika 4

Eksperiment br. 5 Erupcija Vezuva

Oprema i materijali: staklena posuda, bočica, čep, alkoholno mastilo, voda.

Faze eksperimenta

  1. Stavite bocu alkoholnog mastila u široku staklenu posudu napunjenu vodom.
  2. Trebalo bi da postoji mala rupa na poklopcu boce.

Slika 5

Objašnjenje iskustva

Voda ima veću gustinu od alkohola; postepeno će ulaziti u bočicu, istiskujući odatle maskaru. Crvena, plava ili crna tečnost će se uzdizati iz mjehurića u tankom mlazu.

Eksperiment br. 6 Petnaest šibica na jedan

Oprema i materijal: 15 šibica.

Faze eksperimenta

  1. Stavite jednu šibicu na sto, a preko njega 14 šibica tako da im glave vire i da im krajevi dodiruju sto.
  2. Kako podići prvu šibicu držeći je za jedan kraj, a uz nju i sve ostale šibice?

Objašnjenje iskustva

Da biste to učinili, samo trebate staviti još jednu petnaestu šibicu na sve šibice, u udubljenje između njih.

Slika 6

Eksperiment br. 7 Stalak za lonce

Oprema i materijali: tanjir, 3 viljuške, prsten za salvete, lonac.

Faze eksperimenta

  1. Stavite tri viljuške u prsten.
  2. Obuci se ovaj dizajn ploča.
  3. Stavite posudu sa vodom na postolje.

Slika 7

Slika 8

Objašnjenje iskustva

Ovo iskustvo se objašnjava pravilom poluge i stabilne ravnoteže.

Slika 9

Iskustvo br. 8 Parafinski motor

Oprema i materijali: svijeća, igla za pletenje, 2 čaše, 2 tanjira, šibice.

Faze eksperimenta

Da bismo napravili ovaj motor, nije nam potrebna ni struja ni benzin. Za ovo nam je potrebna samo... svijeća.

  1. Zagrijte iglu za pletenje i zabijte je glavom u svijeću. Ovo će biti osovina našeg motora.
  2. Stavite svijeću sa iglom za pletenje na rubove dvije čaše i balansirajte.
  3. Upalite svijeću na oba kraja.

Objašnjenje iskustva

Kap parafina će pasti u jednu od ploča postavljenih ispod krajeva svijeće. Ravnoteža će se poremetiti, drugi kraj svijeće će se stegnuti i pasti; istovremeno će iz njega iscuriti nekoliko kapi parafina i postat će lakši od prvog kraja; diže se na vrh, prvi kraj će se spustiti, ispustiti kap, postat će lakši, a naš motor će početi raditi svom snagom; postepeno će se vibracije svijeće sve više povećavati.

Slika 10

Iskustvo br. 9 Slobodna razmjena tečnosti

Oprema i materijali: narandža, čaša, crno vino ili mlijeko, voda, 2 čačkalice.

Faze eksperimenta

  1. Pažljivo prepolovite narandžu, ogulite je tako da joj se skine cijela kora.
  2. Probušite dve rupe jednu pored druge na dnu ove šolje i stavite je u čašu.
  3. Prečnik šolje treba da bude nešto veći od prečnika centralnog dela čaše, tada će šolja ostati na zidovima bez pada na dno.
  4. Spustite narandžastu šolju u posudu na jednu trećinu visine.
  5. U koricu pomorandže sipajte crno vino ili alkohol u boji. Proći će kroz rupu sve dok nivo vina ne dostigne dno čaše.

Zatim sipajte vodu skoro do ivice. Vidite kako se mlaz vina kroz jednu rupu diže do nivoa vode, dok teža voda prolazi kroz drugu rupu i počinje da tone na dno čaše. Za nekoliko trenutaka vino će biti na vrhu, a voda na dnu.

Eksperiment br. 10 Pevajuća čaša

Faze eksperimenta

  1. Oprema i materijali: tanko staklo, voda.
  2. Napunite čašu vodom i obrišite rubove čaše.

Protrljajte navlaženi prst bilo gdje po staklu, ona će početi pjevati.

Slika 11

Demonstracioni eksperimenti

1. Difuzija tečnosti i gasova

Difuzija (od latinskog diflusio - širenje, širenje, raspršivanje), prijenos čestica različite prirode, uzrokovan haotičnim toplinskim kretanjem molekula (atoma). Razlikovati difuziju u tečnostima, gasovima i čvrstim materijama

Demonstracioni eksperiment „Uočavanje difuzije“

Oprema i materijali: vata, amonijak, fenolftalein, instalacija za posmatranje difuzije.

  1. Faze eksperimenta
  2. Uzmimo dva komada vate.
  3. Jedan komad vate navlažimo fenolftaleinom, drugi amonijakom.
  4. Hajde da dovedemo grane u kontakt.

Uočeno je da runo postaje ružičasto zbog fenomena difuzije.

Slika 12

Slika 13

Fenomen difuzije može se promatrati pomoću posebne instalacije

  1. Sipajte amonijak u jednu od tikvica.
  2. Navlažite komad vate fenolftaleinom i stavite ga na vrh tikvice.
  3. Nakon nekog vremena, promatramo obojenost flisa. Ovaj eksperiment demonstrira fenomen difuzije na daljinu.

Slika 15

Dokažimo da fenomen difuzije zavisi od temperature. Što je temperatura viša, dolazi do brže difuzije.

Slika 16

Da bismo demonstrirali ovaj eksperiment, uzmimo dvije identične čaše. U jednu čašu sipajte hladnu vodu, u drugu vruću. Dodajmo bakar sulfat u čaše i uočimo da se bakar sulfat brže otapa u vrućoj vodi, što dokazuje zavisnost difuzije o temperaturi.

Slika 17

Slika 18

2. Komunikacijski brodovi

Da bismo demonstrirali komunikacione posude, uzmimo nekoliko posuda različitih oblika, povezanih na dnu cijevima.

Slika 19

Slika 20

Ulijmo tečnost u jednu od njih: odmah ćemo ustanoviti da će tečnost kroz cijevi teći u preostale posude i taložiti se u svim posudama na istom nivou.

Objašnjenje za ovo iskustvo je sljedeće. Pritisak na slobodne površine tečnosti u posudama je isti; jednak je atmosferskom pritisku. Dakle, sve slobodne površine pripadaju istoj površini libele i stoga moraju biti u istoj horizontalnoj ravni i gornjoj ivici same posude: inače se kotlić ne može napuniti do vrha.

Slika 21

3.Paskalova lopta

Pascalova lopta je uređaj dizajniran da demonstrira ravnomjeran prijenos pritiska koji se vrši na tekućinu ili plin u zatvorenoj posudi, kao i podizanje tekućine iza klipa pod utjecajem atmosferskog tlaka.

Da bi se demonstrirao ujednačen prijenos pritiska koji se vrši na tekućinu u zatvorenoj posudi, potrebno je pomoću klipa uvući vodu u posudu i čvrsto postaviti kuglicu na mlaznicu. Guranjem klipa u posudu demonstrirajte protok tečnosti iz otvora na kugli, vodeći računa o ravnomernom strujanju tečnosti u svim pravcima.

Uvod

1. Pregled literature

1.1. Istorija 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. Eksperimentalni rezultati

2.2.1. Demonstracioni eksperimenti pomoću staklene prizme sa uglom prelamanja od 90º

2.2.2. Demonstracioni eksperimenti pomoću staklene prizme napunjene vodom, sa uglom prelamanja od 90º

2.2.3. Demonstracioni eksperimenti pomoću šuplje staklene prizme, ispunjene vazduhom, sa uglom prelamanja od 74º

2.3. Diskusija o eksperimentalnim rezultatima

Spisak korišćene literature

Uvod

Odlučujuća uloga eksperimenta u izučavanju fizike u školi odgovara glavnom principu prirodnih nauka, prema kojem je eksperiment osnova za poznavanje pojava. Demonstracioni eksperimenti doprinose stvaranju fizički koncepti. Među demonstracionim eksperimentima jedno od najvažnijih mjesta zauzimaju eksperimenti iz geometrijske optike, koji omogućavaju da se jasno pokaže fizička priroda svjetlosti i pokažu se osnovni zakoni širenja svjetlosti.

U ovom radu obrađen je problem postavljanja eksperimenata u geometrijskoj optici pomoću prizme u srednja škola. Najočigledniji i zanimljivi eksperimenti u optici koristeći opremu koju može kupiti svaka škola ili napraviti samostalno.

Pregled literature

1.1 Istorija razvoja geometrijske optike.

Optika se odnosi na takve nauke, čije su početne ideje nastale u davna vremena. Kroz svoju viševekovnu istoriju doživljava kontinuirani razvoj, i trenutno je jedna od fundamentalnih fizičkih nauka, obogaćena otkrićima uvek novih pojava i zakona.

Najvažniji problem u optici je pitanje prirode svjetlosti. Prve ideje o prirodi svjetlosti nastale su u antičko doba. Antički mislioci su pokušavali da shvate suštinu svetlosnih fenomena na osnovu vizuelnih senzacija. Drevni hindusi su mislili da je oko „vatrene prirode“. Grčki filozof i matematičar Pitagora (582-500 pne) i njegova škola vjerovali su da vizualne senzacije nastaju zbog činjenice da "vruće pare" izlaze iz očiju prema predmetima. U svom daljem razvoju, ovi stavovi su dobili jasniji oblik u vidu teorije vizuelnih zraka, koju je razvio Euklid (300. pne.). Prema ovoj teoriji, vid nastaje zbog činjenice da iz očiju izlaze „vizuelni zraci“, koji svojim krajevima dodiruju tijelo i stvaraju vizualne senzacije. Euklid je osnivač učenja o pravolinijskom širenju svjetlosti. Primjenjujući matematiku na proučavanje svjetlosti, ustanovio je zakone odbijanja svjetlosti od ogledala. Treba napomenuti da za izgradnju geometrijske teorije refleksije svjetlosti od ogledala priroda porijekla svjetlosti nije bitna, već je važno samo svojstvo njenog pravolinijskog širenja. Obrasci koje je otkrio Euklid sačuvani su u modernoj geometrijskoj optici. Euklid je takođe bio upoznat sa lomom svetlosti. Kasnije je slične stavove razvio Ptolomej (70-147. n.e.). Veliku pažnju su posvetili proučavanju fenomena prelamanja svjetlosti; posebno, Ptolomej je izvršio mnoga merenja upadnih i prelamajućih uglova, ali nije bio u stanju da ustanovi zakon refrakcije. Ptolomej je primijetio da se položaj svjetiljki na nebu mijenja zbog prelamanja svjetlosti u atmosferi.

Pored Euklida, efekat konkavnih ogledala poznavali su i drugi drevni naučnici. Arhimed (287-212 pne) je zaslužan za spaljivanje neprijateljske flote uz pomoć sistema konkavnih ogledala, pomoću kojih je sakupljao sunčeve zrake i usmjeravao ih na rimske brodove. Određeni iskorak napravio je Empedokle (492-432 p.n.e.), koji je vjerovao da su izlivi iz svjetlećih tijela usmjereni prema očima, a izlivi iz očiju prema tijelima. Kada se ti odljevi sretnu, nastaju vizualne senzacije. Čuveni grčki filozof, osnivač atomizma, Demokrit (460-370 pne) potpuno odbacuje ideju vizuelnih zraka. Prema Demokritovim stavovima, vid je uzrokovan padom malih atoma koji izlaze iz predmeta na površinu oka. Slične stavove je kasnije imao i Epikur (341-270 pne). Odlučan protivnik "teorije vizuelnih zraka" bio je poznati grčki filozof Aristotel (384-322 pne), koji je vjerovao da uzrok vizualnih osjeta leži izvan ljudskog oka. Aristotel je pokušao da objasni boje kao posljedicu miješanja svjetla i tame.

Treba napomenuti da su se pogledi antičkih mislilaca uglavnom zasnivali na jednostavnim opažanjima prirodnih pojava. Antička fizika nije imala potrebnu osnovu u vidu eksperimentalnih istraživanja. Stoga je učenje starih o prirodi svjetlosti spekulativno. Ipak, iako su ovi stavovi uglavnom samo briljantna nagađanja, svakako su imali veliki utjecaj na daljnji razvoj optike.

Arapski fizičar Alhazen (1038) razvio je niz pitanja u optici u svom istraživanju. Proučavao je oko, prelamanje svjetlosti, refleksiju svjetlosti u konkavnim ogledalima. Proučavajući prelamanje svjetlosti, Algazei je, za razliku od Ptolomeja, dokazao da kutovi upada i prelamanja nisu proporcionalni, što je bio poticaj za daljnja istraživanja u cilju pronalaženja zakona loma. Alhazenu je poznata moć povećanja sfernih staklenih segmenata. Po pitanju prirode svjetlosti, Alhazen zauzima ispravan stav, odbacujući teoriju vizualnih zraka. Algazen polazi od ideje da iz svake tačke blistavog objekta izlaze zraci koji, došavši do oka, izazivaju vizualne senzacije. Alhazen je vjerovao da svjetlost ima konačnu brzinu širenja, što je samo po sebi predstavljalo veliki korak u razumijevanju prirode svjetlosti. Algazen je dao ispravno objašnjenje za činjenicu da se Sunce i Mjesec pojavljuju veći na horizontu nego u zenitu; objasnio je to kao obmanu osjećaja.

Renesansa. U oblasti nauke postepeno pobjeđuje eksperimentalna metoda proučavanja prirode. Tokom ovog perioda došlo je do brojnih izvanrednih izuma i otkrića u optici. Francis Maurolicus (1494 -1575) je zaslužan za dosta tačno objašnjenje djelovanja naočala. Mavrolik je također otkrio da konkavna sočiva ne sakupljaju, već raspršuju zrake. Ustanovio je da je sočivo najvažniji dio oka, te je donio zaključak o uzrocima dalekovidosti i kratkovidnosti kao posljedica abnormalnog prelamanja svjetlosti sočivom dao je ispravno objašnjenje za formiranje slike promatranog Sunca kada sunčevi zraci prolaze kroz male rupe. Sledeće treba da imenujemo Italijana Portu (1538-1615), koji je 1589. izumeo kameru obskuru - prototip buduće kamere. Nekoliko godina kasnije izumljeni su osnovni optički instrumenti - mikroskop i teleskop.

Izum mikroskopa (1590) povezan je s imenom holandskog majstora optičara Zacharyja Jansena. Otprilike u isto vrijeme (1608-1610) započeli su proizvodnju teleskopa holandski optičari Zachary Jansen, Jacob Metius i Hans Lippershey. Pronalazak ovih optičkih instrumenata doveo je u narednim godinama do velikih otkrića u astronomiji i biologiji. Njemački fizičar i astronom N. Kepler (1571-1630) autor je temeljnih radova o teoriji optičkih instrumenata i fiziološke optike, čijim se osnivačem s pravom može nazvati Kepler, mnogo je radio na proučavanju prelamanja svjetlosti.

Fermaov princip, nazvan po francuskom naučniku Pjeru Fermau (1601-1665), bio je od velikog značaja za geometrijsku optiku. Ovaj princip je utvrdio da svjetlost između dvije tačke putuje duž putanje za koju je potrebno minimalno vrijeme za putovanje. Iz toga slijedi da je Fermat, za razliku od Descartesa, smatrao brzinu širenja svjetlosti konačnom. Čuveni italijanski fizičar Galileo (1564-1642) nije vodio sistematski rad posvećen proučavanju svetlosnih fenomena. Međutim, bavio se i radom u optici koji je donio izuzetne rezultate nauci. Galileo je poboljšao teleskop i prvi ga primijenio u astronomiji, u kojoj je napravio izvanredna otkrića koja su pomogla da se potkrijepe najnoviji pogledi na strukturu Univerzuma, zasnovani na heliocentričnom sistemu Kopernika. Galileo je uspio stvoriti teleskop sa uvećanjem okvira 30, koje je bilo višestruko veće od povećanja teleskopa njegovih prvih pronalazača. Uz njegovu pomoć otkrio je planine i kratere na površini Mjeseca, otkrio satelite u blizini planete Jupiter, otkrio zvjezdanu strukturu Mliječnog puta, itd. Galileo je pokušao izmjeriti brzinu svjetlosti u zemaljskim uslovima, ali nije uspio zbog slabosti eksperimentalnih sredstava dostupnih za ovu svrhu. Iz toga slijedi da je Galileo već imao ispravne ideje o konačnoj brzini svjetlosti. Galileo je takođe posmatrao sunčeve pege. Prioritet Galilejevog otkrića sunčevih pjega osporio je jezuitski naučnik Pater Scheiner (1575-1650), koji je izvršio precizna zapažanja sunčevih pjega i solarnih fakula pomoću teleskopa dizajniranog prema Keplerovom dizajnu. Izvanredna stvar u vezi sa Scheinerovim radom je da je pretvorio teleskop u uređaj za projekciju, produžujući okular više nego što je bilo potrebno za jasan vid okom, što je omogućilo da se dobije slika Sunca na ekranu i demonstrira je u različitim stepena uvećanja na nekoliko ljudi u isto vreme.

17. vek karakteriše dalji napredak u različitim oblastima nauke, tehnologije i proizvodnje.

Najveća otkrića ovog perioda povezana su s imenom briljantnog engleskog fizičara i matematičara Isaaca Newtona / (1643-1727). Njutnovo najvažnije eksperimentalno otkriće u optici bilo je disperzija svjetlosti u prizmi (1666.). Proučavajući prolazak snopa bijele svjetlosti kroz trouglastu prizmu, Newton je otkrio da se snop bijele svjetlosti dijeli na beskonačnu kolekciju obojenih zraka koji formiraju kontinuirani spektar. Iz ovih eksperimenata je zaključeno da je bijela svjetlost složeno zračenje. Newton je također izveo suprotan eksperiment, koristeći sočivo za prikupljanje obojenih zraka nastalih nakon što je snop bijele svjetlosti prošao kroz prizmu. Kao rezultat toga, ponovo je dobio bijelo svjetlo. Konačno, Newton je eksperimentirao s miješanjem boja koristeći rotirajući krug podijeljen na nekoliko sektora, obojenih primarnim bojama spektra. Kada se disk brzo rotirao, sve boje su se spojile u jednu, stvarajući utisak bijele boje.

Njutn je rezultate ovih fundamentalnih eksperimenata postavio kao osnovu za teoriju boja, što niko od njegovih prethodnika ranije nije uspeo da postigne. Prema teoriji boja, boju tijela određuju oni zraci spektra koje ovo tijelo reflektira; telo apsorbuje druge zrake.

1.2 Osnovni pojmovi i zakoni geometrijske optike. Grana optike, koja se zasniva na ideji svjetlosnih zraka kao pravih linija duž kojih se širi svjetlosna energija, naziva se geometrijska optika. Ovo ime je dobio zato što se svi fenomeni širenja svjetlosti ovdje mogu proučavati geometrijskim konstrukcijama putanje zraka, uzimajući u obzir zakon refleksije i prelamanja svjetlosti. Ovaj zakon je osnova geometrijske optike.

Međutim, kada je riječ o pojavama koje uključuju interakciju svjetlosti sa preprekama čije su dimenzije prilično male, zakoni geometrijske optike pokazuju se nedostatnim i potrebno je koristiti zakone valne optike. Geometrijska optika omogućava analizu osnovnih pojava povezanih sa prolaskom svetlosti kroz sočiva i druge optičke sisteme, kao i sa refleksijom svetlosti od ogledala. Koncept svjetlosnog snopa kao beskonačno tankog snopa svjetlosti koji se širi pravolinijski prirodno dovodi do zakona pravolinijskog širenja svjetlosti i nezavisnog širenja svjetlosnih snopova. Upravo su ti zakoni, zajedno sa zakonima prelamanja i refleksije svjetlosti, osnovni zakoni geometrijske optike, koji ne samo da objašnjavaju mnoge fizičke pojave, već i omogućavaju proračune i dizajn optičkih instrumenata. Svi ovi zakoni su u početku ustanovljeni kao empirijski, odnosno zasnovani na eksperimentima i zapažanjima.

Kako postaviti ravno ogledalo na nacrtani pravougaonik da dobijete sliku: trougao, četvorougao, petougao. Oprema: ravno ogledalo, list papira sa nacrtanim kvadratom. Odgovori

FILMSKI FRAGMENT

Watsone, imam mali zadatak za tebe”, rekao je Sherlock Holmes, rukovajući se sa svojim prijateljem. - Setite se ubistva zlatara, policija tvrdi da je vozač automobila vozio veoma malom brzinom, a sam zlatar se bacio pod točkove automobila, pa vozač nije stigao da zakoči. Ali čini mi se da je sve bilo pogrešno, auto je vozio velikom brzinom i ubistvo Namjerno. Sada je teško utvrditi istinu, ali sam saznao da je ova epizoda slučajno uhvaćena na filmu, budući da se film snimao u to vrijeme. Zato te molim, Watsone, uzmi ovu epizodu, bukvalno nekoliko metara filma.

Ali šta će vam ovo dati? - upitao je Votson.

Još ne znam, glasio je odgovor.

Nakon nekog vremena, prijatelji su sedeli u sali bioskopa i, na zahtev Šerloka Holmsa, pogledali malu epizodu.

Auto je već bio prešao, draguljar je ležao na cesti gotovo nepomičan.

Biciklista na sportskom trkačkom biciklu prolazi pored ležećeg draguljara.

Zapazi, Watsone, da biciklista ima istu brzinu kao automobil. Udaljenost između bicikliste i automobila se ne mijenja tokom cijele epizode.

I šta iz ovoga slijedi? - Watson je bio zbunjen.

Epizoda se ponovila. Sherlock Holmes je bio zamišljen.

Watsone, da li si primijetio biciklistu? - ponovo je upitao detektiv.

Da, njihove brzine su bile iste”, potvrdio je dr. Watson.

Jeste li primijetili točkove bicikliste? - upitao je Holmes.

Točkovi se, kao i točkovi, sastoje od tri kraka smještena pod uglom od 120°, „običan trkački bicikl“, zaključio je doktor.

Ali kako ste izbrojali broj žbica? – upitao je poznati detektiv.

Vrlo jednostavno, gledajući epizodu, stekao sam utisak da... biciklista stoji mirno jer se točkovi ne okreću.

Ali biciklista se kretao”, pojasnio je Sherlock Holmes.

Kretalo se, ali točkovi se nisu rotirali”, potvrdio je Watson.

Rusko svetlo

1876. u Londonu na izložbi preciznih fizičkih instrumenataodbaciti ruskog pronalazača Pavla Nikolajeviča Ya blockkova posjetiteljima pokazao izvanredan električno svijeću. Po obliku je sličan običnom stearinskom, uh ta svijeća je gorjela zasljepljujuće jakom svjetlošću. Iste godine na ulicama Pariza su se pojavile „svijeće Yablochkov“. Postavljene u bijele mat kuglice, davale su svijetlu, ugodnu svjetlo. INza kratko vrijeme divna svijeća ruskih pronalazačaborio do opšteg priznanja. „Jabločkovove sveće“ upaljene najbolji hoteli, ulice i parkovi najvećih gradova Evrope, Navikli na prigušeno svjetlo svijeća i kerozinskih lampi, ljudi prošlog veka divili su se „Jabločkovim svećama“. Novo svjetlo je nazvano "rusko svjetlo", "sjeverno svjetlo". Novine zaZapadnoevropske zemlje su napisale: „Svetlost nam dolazi sa severa - iz Rusije“, „Rusija je rodno mesto svetlosti“.

Većina ljudi, prisjećajući se svojih školskih godina, sigurna je da je fizika vrlo dosadan predmet. Kurs uključuje mnoge probleme i formule koje nikome neće biti od koristi u kasnijem životu. S jedne strane, ove izjave su tačne, ali kao i svaki predmet, fizika ima i drugu stranu medalje. Ali ne otkriva svako sam.

Mnogo zavisi od nastavnika

Možda je za to kriv naš obrazovni sistem, ili je sve u pitanju nastavnik koji samo razmišlja o potrebi da predaje odozgo odobreno gradivo i ne nastoji da zainteresuje svoje učenike. Najčešće je on kriv. Međutim, ako djeca imaju sreće i lekciju vodi učitelj koji voli svoj predmet, on ne samo da će moći zainteresirati učenike, već će im pomoći i da otkriju nešto novo. Kao rezultat toga, djeca će početi uživati ​​u pohađanju takvih časova. Naravno, formule su sastavni dio ovog nastavnog predmeta; Ali postoje i pozitivni aspekti. Eksperimenti su od posebnog interesa za školarce. O tome ćemo detaljnije govoriti. Pogledat ćemo neke zabavne fizičke eksperimente koje možete raditi sa svojim djetetom. Ovo bi trebalo da bude zanimljivo ne samo njemu, već i vama. Vjerovatno ćete uz pomoć takvih aktivnosti u svom djetetu usaditi istinski interes za učenje, a „dosadna“ fizika će postati njegov omiljeni predmet. To uopće nije teško izvesti, zahtijevat će vrlo malo atributa, glavna stvar je da postoji želja. I možda ćete tada moći zamijeniti školskog učitelja vašeg djeteta.

Pogledajmo neke zanimljive eksperimente iz fizike za mališane, jer morate početi s malim.

Papirna riba

Da bismo proveli ovaj eksperiment, moramo izrezati malu ribu iz debelog papira (može biti kartona), čija dužina treba biti 30-50 mm. U sredini napravimo okruglu rupu promjera približno 10-15 mm. Zatim, sa strane repa, izrežemo uski kanal (širine 3-4 mm) do okrugle rupe. Zatim sipamo vodu u lavor i pažljivo stavimo našu ribu tamo tako da jedna ravnina leži na vodi, a druga ostane suha. Sada trebate ubaciti malo ulja u okrugli otvor (možete koristiti konzervu ulja iz šivaće mašine ili bicikla). Ulje, pokušavajući da se proširi po površini vode, teći će kroz usječeni kanal, a riba će plivati ​​naprijed pod utjecajem ulja koje teče natrag.

Slon i Moska

Nastavimo s našim djetetom provoditi zabavne eksperimente iz fizike. Pozivamo vas da upoznate svoje dijete sa konceptom poluge i kako ona pomaže osobi da olakša rad. Na primjer, recite nam da se može koristiti za jednostavno podizanje teškog ormarića ili sofe. I radi jasnoće, pokažite osnovni eksperiment iz fizike 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 pričvršćujemo 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. Lenjir (poluga) počiva na olovci - ovo mjesto je uporište. Zatim, djetetu treba reći da se ovaj princip svuda koristi;

Kućni eksperiment iz fizike s inercijom

Trebat će nam tegla vode i komunalna mreža. Nikome neće biti tajna da ako otvorena tegla okrenite ga, voda će se izliti iz njega. Hajde da probamo? Naravno, za ovo je bolje izaći napolje. Stavljamo limenku u mrežu i počinjemo je glatko zamahnuti, postupno povećavajući amplitudu, i kao rezultat napravimo punu revoluciju - jedan, dva, tri i tako dalje. Voda se ne izliva. Zanimljivo? Sada napravimo da voda izlije. Da biste to učinili, uzmite limenku i napravite rupu na dnu. Stavljamo ga u mrežu, punimo vodom i počinjemo rotirati. Iz rupe izlazi potok. Kada je limenka u donjem položaju, to nikoga ne čudi, ali kada poleti, fontana nastavlja da teče u istom pravcu, a iz grla ne izlazi ni kap. To je to. Sve ovo se može objasniti principom inercije. Prilikom rotacije, limenka ima tendenciju da poleti odmah, ali mreža je ne pušta i prisiljava je da opisuje krugove. Voda takođe ima tendenciju da leti po inerciji, a u slučaju kada smo napravili rupu na dnu, ništa je ne sprečava da izbije i krene pravolinijski.

Kutija sa iznenađenjem

Sada pogledajmo fizičke eksperimente sa pomakom. Morate staviti kutiju šibica na rub stola i polako je pomicati. U trenutku kada pređe svoju prosječnu ocjenu, doći će do pada. Odnosno, masa dijela gurnutog izvan ruba ploče stola će premašiti težinu preostalog dijela, a kutija će se prevrnuti. Sada pomjerimo centar mase, na primjer, unutra stavimo metalnu maticu (što je bliže ivici). Ostaje samo da kutiju postavite tako da mali dio ostane na stolu, a veliki dio visi u zraku. Neće biti pada. Suština ovog eksperimenta je da je cijela masa iznad tačke oslonca. Ovaj princip se takođe koristi svuda. Zahvaljujući njemu namještaj, spomenici, transport i još mnogo toga su u stabilnom položaju. Inače, dječja igračka Vanka-Vstanka je također izgrađena na principu pomjeranja centra mase.

Dakle, nastavimo gledati zanimljive eksperimente iz fizike, ali prijeđimo na sljedeću fazu - za učenike šestog razreda.

Vodeni vrtuljak

Trebat će nam prazna konzerva, čekić, ekser i konopac. Ekserom i čekićem probušimo rupu u bočnom zidu blizu dna. Zatim, bez izvlačenja eksera iz rupe, savijte ga u stranu. Potrebno je da rupa bude koso. Ponavljamo postupak na drugoj strani limenke - morate paziti da su rupe jedna nasuprot drugoj, ali su nokti savijeni u različitim smjerovima. U gornjem dijelu posude probušimo još dvije rupe i u njih uvučemo krajeve užeta ili debelog konca. Okačimo posudu i napunimo je vodom. Iz donjih rupa počet će teći dvije kose fontane, a tegla će se početi okretati u suprotnom smjeru. Svemirske rakete rade na ovom principu - plamen iz mlaznica motora puca u jednom smjeru, a raketa leti u drugom.

Eksperimenti iz fizike - 7. razred

Hajde da izvedemo eksperiment sa gustinom mase i otkrijemo kako jaje može da pluta. Fizički eksperimenti sa različite gustine To je najbolje učiniti koristeći slatku i slanu vodu kao primjer. Uzmite teglu napunjenu toplom vodom. Ubacite jaje u njega i ono će odmah potonuti. Zatim u vodu dodajte kuhinjsku sol i promiješajte. Jaje počinje da pluta, a što više soli, to će se više podići. Ovo se objašnjava činjenicom da slanu vodu ima veću gustinu od slatke vode. Dakle, svi znaju da se u Mrtvom moru (njegova voda je najslanija) gotovo nemoguće utopiti. Kao što vidite, eksperimenti iz fizike mogu značajno proširiti vidike vašeg djeteta.

i plastičnu flašu

Učenici sedmog razreda počinju da proučavaju atmosferski pritisak i njegov uticaj na objekte oko nas. Da bismo dublje istražili ovu temu, bolje je provesti odgovarajuće eksperimente u fizici. Atmosferski pritisak utiče na nas, iako ostaje nevidljiv. Uzmimo primjer s balonom. Svako od nas to može prevariti. Zatim ćemo ga staviti u plastičnu bocu, staviti rubove na vrat i pričvrstiti. Na ovaj način zrak može strujati samo u kuglu, a boca će postati zatvorena posuda. Pokušajmo sada naduvati balon. Nećemo uspjeti, jer nam atmosferski pritisak u boci to neće dozvoliti. Kada dunemo, lopta počinje da istiskuje vazduh u posudi. A pošto je naša boca zapečaćena, nema kamo otići, i počinje da se skuplja, čime postaje mnogo više gušće od vazduha u loptu. Shodno tome, sistem je nivelisan i nemoguće je naduvati balon. Sada ćemo napraviti rupu na dnu i pokušati naduvati balon. U tom slučaju nema otpora, istisnuti zrak napušta bocu - atmosferski tlak se izjednačava.

Zaključak

Kao što vidite, fizički eksperimenti nisu nimalo komplicirani i prilično zanimljivi. Pokušajte zainteresirati svoje dijete - i njegovo učenje će biti potpuno drugačije, počet će sa zadovoljstvom pohađati nastavu, što će u konačnici utjecati na njegov učinak.

RASPIRANJE SVJETLA

Čestice materije koje prenose svjetlost ponašaju se poput sićušnih antena. Ove "antene" primaju svjetlost elektromagnetnih talasa, i prenijeti ih u novim smjerovima. Ovaj proces se naziva Rayleighovo rasejanje po engleskom fizičaru Lordu Rayleighu (John William Strett, 1842-1919).


Iskustvo 1

Stavite list bijelog papira na sto i baterijsku lampu pored njega tako da se izvor svjetlosti nalazi na sredini dugačke strane lista papira.
Napunite dvije prozirne plastične čaše vodom. Pomoću markera označite čaše slovima A i B.
Dodajte kap mlijeka u čašu B i promiješajte
Stavite list bijelog kartona veličine 15x30 cm sa kratkim krajevima zajedno i presavijte ga na pola da formirate kolibu. Služit će kao ekran. Postavite ekran nasuprot baterijske lampe, sa suprotnoj strani list papira.

Zamračite sobu, uključite baterijsku lampu i uočite boju svjetlosne mrlje koju je stvorila svjetiljka na ekranu.
Stavite staklo A u centar lista papira, ispred baterijske lampe, i uradite sledeće: uočite boju svetlosne tačke na ekranu, koja je nastala usled prolaska svetlosti lampe kroz vodu ; Pažljivo pogledajte vodu i primijetite kako se boja vode promijenila.
Ponovite korake, zamjenjujući staklo A staklom B.

Kao rezultat toga, boja svjetlosne mrlje koju na ekranu formira snop svjetla iz baterijske lampe, na čijem putu nema ništa osim zraka, može biti bijela ili blago žućkasta. Kada snop svjetlosti prođe kroz čistu vodu, boja mrlje na ekranu se ne mijenja. Ni boja vode se ne mijenja.
Ali nakon prolaska zraka kroz vodu u koju je dodano mlijeko, svjetlosna tačka na ekranu izgleda žuta ili čak narandžasta, a voda postaje plavkasta.

Zašto?
Lagano, kao elektromagnetno zračenje Općenito, ima i valna i korpuskularna svojstva. Širenje svjetlosti ima valoviti karakter, a njegova interakcija sa materijom se događa kao da se svjetlosno zračenje sastoji od pojedinačnih čestica. Svjetlosne čestice - kvanti (aka fotoni) su klasteri energije različitih frekvencija.

Fotoni imaju svojstva i čestica i talasa. Pošto fotoni prolaze kroz talasne vibracije, veličina fotona se uzima kao talasna dužina svetlosti odgovarajuće frekvencije.
Lampa je izvor bele svetlosti. To je vidljivo svjetlo koje se sastoji od svih mogućih nijansi boja, tj. zračenje različitih talasnih dužina - od crvene, sa najdužom talasnom dužinom, do plave i ljubičaste, sa najkraćim talasnim dužinama u vidljivom opsegu Kada se pomešaju svetlosne vibracije različitih talasnih dužina, oko ih percipira i mozak tu kombinaciju tumači kao belu, tj. nedostatak boje. Svetlost prolazi kroz čistu vodu ne dobijajući nikakvu boju.

Ali kada svetlost prođe kroz vodu obojenu mlekom, primećujemo da je voda postala plavkasta, a svetlosna tačka na ekranu postala žuto-narandžasta. To se dogodilo kao rezultat raspršivanja (odstupanja) dijela svjetlosnih valova. Rasipanje može biti elastično (refleksija), pri čemu se fotoni sudaraju sa česticama i odbijaju se od njih, kao što se dvije bilijarske lopte odbijaju jedna od druge. Foton doživljava najveće rasipanje kada se sudari sa česticom približno iste veličine kao i on sam.

Male čestice mlijeka u vodi najbolje raspršuju zračenje kratkih talasnih dužina - plave i ljubičaste. Dakle, kada bijela svjetlost prođe kroz vodu obojenu mlijekom, nastaje osjećaj blijedoplave boje zbog raspršivanja kratkih valnih dužina. Nakon što se kratke talasne dužine svetlosnog snopa rasprše česticama mleka, preostale talasne dužine su uglavnom žute i narandžaste. Prelaze na ekran.

Ako je veličina čestice veća od maksimalne talasne dužine vidljive svetlosti, raspršena svetlost će se sastojati od svih talasnih dužina; takva svjetlost će biti bijela.

Iskustvo 2

Kako rasipanje zavisi od koncentracije čestica?
Ponovite eksperiment koristeći različite koncentracije mlijeka u vodi, od 0 do 10 kapi. Posmatrajte promjene u bojama vode i svjetlosti koju voda prenosi.

Iskustvo 3

Da li rasipanje svjetlosti u mediju ovisi o brzini svjetlosti u tom mediju?
Brzina svjetlosti ovisi o gustini tvari u kojoj svjetlost putuje. Što je gustina medija veća, to se svjetlost sporije širi kroz nju

Zapamtite da se rasipanje svjetlosti u različitim supstancama može uporediti promatranjem svjetline tih supstanci. Znajući da je brzina svetlosti u vazduhu 3 x 108 m/s, a brzina svetlosti u vodi 2,23 x 108 m/s, možemo uporediti, na primer, sjaj vlažnog rečnog peska sa sjajem suvog peska. . U ovom slučaju treba imati na umu činjenicu da svjetlost koja pada na suhi pijesak prolazi kroz zrak, a svjetlost koja pada na mokri pijesak prolazi kroz vodu.

Stavite pijesak u papirnu ploču za jednokratnu upotrebu. Sipajte malo vode sa ruba tanjira. Uočivši svjetlinu različitih dijelova pijeska u ploči, izvucite zaključak u kojem je pijesku rasipanje veće: suhom (u kojem su zrnca pijeska okružena zrakom) ili mokrom (zrnca pijeska su okružena vodom). Možete probati i druge tekućine, na primjer, biljno ulje.

mob_info