Experimente optice pentru copii. Experimente în experimente de optică și experimente în fizică pe această temă. și o sticlă de plastic

Introducere

Fără îndoială, toate cunoștințele noastre încep cu experiență.
(Kant Emmanuel. filosof german 1724-1804)

Experimentele fizice într-un mod distractiv îi introduc pe elevi în diferitele aplicații ale legilor fizicii. Experimentele pot fi folosite în clasă pentru a atrage atenția elevilor asupra fenomenului studiat, la repetarea și consolidarea materialului educațional, precum și la serile fizice. Experimentele distractive aprofundează și extind cunoștințele elevilor, contribuie la dezvoltarea gândirii logice, trezesc interes pentru subiect.

Această lucrare descrie 10 experimente distractive, 5 experimente demonstrative folosind echipamente școlare. Autorii lucrărilor sunt elevi din clasa a 10-a a școlii secundare MOU nr. 1 din satul Zabaikalsk, Zabaikalsky Krai - Chuguevsky Artyom, Lavrentiev Arkady, Chipizubov Dmitry. Băieții au făcut aceste experimente în mod independent, au rezumat rezultatele și le-au prezentat sub forma acestei lucrări.

Rolul experimentului în știința fizicii

Că fizica este o știință tânără
Nu pot spune sigur aici.
Și în timpurile străvechi cunoscând știința,
Străduiește-te mereu să ajungi la el.

Scopul predării fizicii este specific,
Pentru a putea aplica toate cunoștințele în practică.
Și este important să ne amintim - rolul experimentului
Trebuie să fie în primul rând.

Aflați cum să planificați și să executați experimente.
Analizați și aduceți la viață.
Construiți un model, prezentați o ipoteză,
Străduiți-vă să atingeți noi culmi

Legile fizicii se bazează pe fapte stabilite de experiență. Mai mult decât atât, interpretarea acelorași fapte se schimbă adesea în cursul dezvoltării istorice a fizicii. Faptele se acumulează în urma observațiilor. Dar, în același timp, nu se pot limita doar la ei. Acesta este doar primul pas către cunoaștere. Urmează experimentul, dezvoltarea conceptelor care permit caracteristici calitative. Pentru a trage concluzii generale din observatii, pentru a afla cauzele fenomenelor, este necesar sa se stabileasca relatii cantitative intre marimi. Dacă se obține o astfel de dependență, atunci se găsește o lege fizică. Dacă se găsește o lege fizică, atunci nu este necesar să se înființeze un experiment în fiecare caz individual, este suficient să se efectueze calculele adecvate. După ce au studiat experimental relațiile cantitative dintre cantități, este posibil să se identifice modele. Pe baza acestor regularități se dezvoltă o teorie generală a fenomenelor.

Prin urmare, fără experiment nu poate exista o predare rațională a fizicii. Studiul fizicii presupune utilizarea pe scară largă a experimentului, discutarea caracteristicilor formulării acestuia și rezultatele observate.

Experimente distractive în fizică

Descrierea experimentelor a fost realizată folosind următorul algoritm:

Numele experienței
Instrumente și materiale necesare experimentului
Etapele experimentului
Explicația experienței

Experiența nr. 1 Patru etaje

Echipamente si materiale: sticla, hartie, foarfece, apa, sare, vin rosu, ulei de floarea soarelui, alcool colorat.

Etapele experimentului

Să încercăm să turnăm patru lichide diferite într-un pahar, astfel încât să nu se amestece și să stea unul deasupra celuilalt pe cinci etaje. Cu toate acestea, va fi mai convenabil pentru noi să luăm nu un pahar, ci un pahar îngust care se extinde spre partea de sus.

Turnați apă colorată cu sare în fundul unui pahar.
Întindeți hârtia „Funtik” și îndoiți-i capătul în unghi drept; tăiați-i vârful. Gaura din Funtik ar trebui să aibă dimensiunea unui cap de ac. Turnați vin roșu în acest con; un flux subțire ar trebui să curgă din el pe orizontală, să se spargă de pereții paharului și să curgă în apă sărată.
Când stratul de vin roșu este egal ca înălțime cu înălțimea stratului de apă colorată, nu mai turnați vinul.
Din al doilea con, turnați ulei de floarea soarelui într-un pahar în același mod.
Turnați un strat de alcool colorat din al treilea corn.

Poza 1

Deci avem patru etaje de lichide într-un singur pahar. Toate culori diferite și densități diferite.

Explicația experienței

Lichidele din băcănie au fost aranjate în următoarea ordine: apă colorată, vin roșu, ulei de floarea soarelui, alcool colorat. Cele mai grele sunt în partea de jos, cele mai ușoare sunt în partea de sus. Apa sărată are cea mai mare densitate, alcoolul colorat are cea mai mică.

Experiența #2 Uimitor Sfeșnic

Dispozitive și materiale: o lumânare, un cui, un pahar, chibrituri, apă.

Etapele experimentului

Nu este un sfeșnic uimitor - un pahar cu apă? Și acest sfeșnic nu este deloc rău.

Figura 2

Cântărește capătul lumânării cu un cui.
Calculați dimensiunea unghiei astfel încât lumânarea să fie complet scufundată în apă, doar fitilul și chiar vârful parafinei ar trebui să iasă deasupra apei.
Aprindeți siguranța.

Explicația experienței

Dați-mi voie, vă vor spune, că într-un minut lumânarea se va arde până la apă și se va stinge!

Tocmai acesta este ideea, - vei răspunde, - că lumânarea se scurtează în fiecare minut. Și dacă este mai scurt, este mai ușor. Dacă este mai ușor, atunci va pluti.

Și, adevărat, lumânarea va pluti treptat în sus, iar parafina răcită de apă la marginea lumânării se va topi mai încet decât parafina care înconjoară fitilul. Prin urmare, în jurul fitilului se formează o pâlnie destul de adâncă. Acest gol, la rândul său, luminează lumânarea și de aceea lumânarea noastră se va arde până la capăt.

Experiența nr. 3 Lumânare în spatele unei sticle

Echipamente si materiale: lumanare, sticla, chibrituri

Etapele experimentului

Pune o lumânare aprinsă în spatele sticlei și stai astfel încât fața să fie la 20-30 cm distanță de sticlă.
Merită acum să suflați, iar lumânarea se va stinge, de parcă nu ar exista nicio barieră între tine și lumânare.

Figura 3

Explicația experienței

Lumânarea se stinge pentru că sticla este „zburată” cu aer: jetul de aer este rupt de sticlă în două jeturi; unul curge în jurul lui în dreapta, iar celălalt în stânga; și se întâlnesc aproximativ acolo unde stă flacăra unei lumânări.

Experiența numărul 4 Șarpe care se învârte

Instrumente și materiale: hârtie groasă, lumânare, foarfece.

Etapele experimentului

Tăiați o spirală din hârtie groasă, întindeți-o puțin și puneți-o pe capătul sârmei îndoite.
Ținând această bobină deasupra lumânării într-un curent ascendent de aer, șarpele se va învârti.

Explicația experienței

Șarpele se rotește pentru că are loc o expansiune a aerului sub acţiunea căldurii şi transformarea energiei calde în mişcare.

Figura 4

Experiența nr. 5 Erupția Vezuviului

Dispozitive și materiale: vas de sticlă, flacon, plută, cerneală alcoolică, apă.

Etapele experimentului

Într-un vas larg de sticlă umplut cu apă, puneți o fiolă cu cerneală alcoolică.
Ar trebui să existe o mică gaură în dopul flaconului.

Figura 5

Explicația experienței

Apa are o densitate mai mare decât alcoolul; va intra treptat în flacon, deplasând rimelul de acolo. Lichidul roșu, albastru sau negru se va ridica într-un flux subțire de la balon în sus.

Experimentul nr. 6 Cincisprezece meciuri la unul

Echipamente și materiale: 15 chibrituri.

Etapele experimentului

Puneți un chibrit pe masă și 14 chibrituri peste el, astfel încât capetele lor să se ridice în sus și capetele să atingă masa.
Cum să ridici primul chibrit, ținându-l de un capăt și cu el toate celelalte chibrituri?

Explicația experienței

Pentru a face acest lucru, trebuie să mai puneți un al cincisprezecelea meci peste toate meciurile, în golul dintre ele.

Figura 6

Experiența nr. 7 Stand cu oală

Echipamente si materiale: o farfurie, 3 furculite, un inel de servetel, o cratita.

Etapele experimentului

Pune trei furculițe în inel.
A pune pe acest design farfurie.
Pune o oală cu apă pe un suport.

Figura 7

Figura 8

Explicația experienței

Această experiență se explică prin regula pârghiei și echilibrului stabil.

Figura 9

Experiența nr. 8 Motor cu parafină

Dispozitive și materiale: o lumânare, un ac de tricotat, 2 pahare, 2 farfurii, chibrituri.

Etapele experimentului

Pentru a face acest motor, nu avem nevoie de electricitate sau benzină. Avem nevoie doar de... o lumânare pentru asta.

Încinge acul și bagă-l cu capul în lumânare. Aceasta va fi axa motorului nostru.
Așezați o lumânare cu un ac de tricotat pe marginile a două pahare și echilibrați.
Aprindeți lumânarea la ambele capete.

Explicația experienței

O picătură de parafină va cădea într-una dintre farfuriile așezate sub capetele lumânării. Echilibrul va fi perturbat, celălalt capăt al lumânării va trage și va cădea; în același timp, câteva picături de parafină se vor scurge din ea și va deveni mai ușoară decât primul capăt; se ridică în vârf, primul capăt va cădea, va scăpa o picătură, va deveni mai ușor, iar motorul nostru va începe să funcționeze cu putere; treptat fluctuațiile lumânării vor crește din ce în ce mai mult.

Figura 10

Experiența nr. 9 Schimb liber de fluide

Echipamente si materiale: portocala, pahar, vin rosu sau lapte, apa, 2 scobitori.

Etapele experimentului

Taiati cu grija portocala in jumatate, curatati-le de coaja astfel incat pielea sa fie indepartata de o cana intreaga.
Faceți două găuri în partea de jos a acestei cești una lângă alta și puneți-o într-un pahar. Diametrul cupei trebuie să fie puțin mai mare decât diametrul părții centrale a paharului, apoi cupa va rămâne pe pereți fără a cădea în fund.
Coborâți paharul portocaliu în vas la o treime din înălțime.
Turnați vin roșu sau alcool colorat într-o coajă de portocală. Va trece prin orificiu până când nivelul vinului ajunge la fundul cupei.
Apoi turnați apă aproape până la refuz. Puteți vedea cum un jet de vin se ridică printr-una dintre găuri până la nivelul apei, în timp ce apa mai grea trece prin cealaltă gaură și începe să se scufunde pe fundul paharului. În câteva clipe vinul va fi în vârf și apa în partea de jos.

Experiența nr. 10 Pahar cântând

Echipamente și materiale: un pahar subțire, apă.

Etapele experimentului

Umpleți un pahar cu apă și ștergeți marginea paharului.
Cu un deget umezit, frecați oriunde în pahar, ea va cânta.

Figura 11

Experimente demonstrative

1. Difuzia lichidelor și gazelor

Difuzia (din latină diflusio - răspândire, răspândire, împrăștiere), transfer de particule de natură diferită, datorită mișcării termice haotice a moleculelor (atomilor). Distingeți difuzia în lichide, gaze și solide

Experiment demonstrativ „Observarea difuziei”

Dispozitive și materiale: vată, amoniac, fenolftaleină, un dispozitiv de observare a difuziei.

Etapele experimentului

Luați două bucăți de vată.
Udăm o bucată de vată cu fenolftaleină, cealaltă cu amoniac.
Să aducem ramurile împreună.
Există o colorare roz a lânii din cauza fenomenului de difuzie.

Figura 12

Figura 13

Figura 14

Fenomenul de difuzie poate fi observat folosind o instalație specială

Turnați amoniac într-unul dintre conuri.
Umeziți o bucată de vată cu fenolftaleină și puneți-o deasupra într-un balon.
După un timp, observăm colorarea lânii. Acest experiment demonstrează fenomenul de difuzie la distanță.

Figura 15

Să demonstrăm că fenomenul de difuzie depinde de temperatură. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât difuzia are loc mai rapid.

Figura 16

Pentru a demonstra acest experiment, să luăm două pahare identice. Turnați apă rece într-un pahar, apă fierbinte în celălalt. Adăugăm sulfat de cupru în pahare, observăm că sulfatul de cupru se dizolvă mai repede în apa fierbinte, ceea ce demonstrează dependența difuziei de temperatură.

Figura 17

Figura 18

2. Vase comunicante

Pentru a demonstra vasele comunicante, să luăm un număr de vase de diferite forme, conectate la fund prin tuburi.

Figura 19

Figura 20

Vom turna lichid într-una dintre ele: vom constata imediat că lichidul va curge prin tuburi în vasele rămase și se va depune în toate vasele la același nivel.

Explicația pentru această experiență este următoarea. Presiunea pe suprafețele libere ale lichidului din vase este aceeași; este egală cu presiunea atmosferică. Astfel, toate suprafețele libere aparțin aceleiași suprafețe de nivel și, prin urmare, trebuie să fie în același plan orizontal și marginea superioară a vasului în sine: în caz contrar, ibricul nu poate fi umplut până la vârf.

Figura 21

3. Mingea lui Pascal

Bila lui Pascal este un dispozitiv conceput pentru a demonstra transferul uniform de presiune exercitat asupra unui lichid sau gaz într-un vas închis, precum și ridicarea unui lichid în spatele unui piston sub influența presiunii atmosferice.

Pentru a demonstra transmiterea uniformă a presiunii produsă pe un lichid într-un vas închis, este necesar, folosind un piston, să trageți apă în vas și să fixați strâns o minge pe duză. Prin împingerea pistonului în vas, demonstrați scurgerea lichidului din orificiile mingii, acordând atenție scurgerii uniforme a lichidului în toate direcțiile.

Introducere

1. Recenzie literară

1.1. Istoria dezvoltării opticii geometrice

1.2. Concepte de bază și legi ale opticii geometrice

1.3. Elemente prismă și materiale optice

2. Partea experimentală

2.1 Materiale și tehnică experimentală

2.2. Rezultate experimentale

2.2.1. Experimente demonstrative folosind o prismă de sticlă cu un unghi de refracție de 90º

2.2.2. Experimente demonstrative folosind o prismă de sticlă umplută cu apă, cu un unghi de refracție de 90º

2.2.3. Experimente demonstrative folosind o prismă de sticlă goală, umplută cu aer, cu un unghi de refracție de 74º

2.3. Discuția rezultatelor experimentale

Lista literaturii folosite

Introducere

Rolul decisiv al experimentului în studiul fizicii la școală corespunde principiului principal al științelor naturii, conform căruia experimentul stă la baza cunoașterii fenomenelor. Experimentele demonstrative contribuie la crearea conceptelor fizice. Printre experimentele demonstrative, unul dintre cele mai importante locuri este ocupat de experimentele de optică geometrică, care fac posibilă arătarea vizuală a naturii fizice a luminii și demonstrarea legilor de bază ale propagării luminii.

În această lucrare, problema realizării experimentelor în optică geometrică folosind o prismă în liceu. Cele mai vizuale și interesante experimente în optică au fost selectate folosind echipamente care pot fi achiziționate de orice școală sau realizate independent.

Revizuire de literatura

1.1 Istoria dezvoltării opticii geometrice.

Optica se referă la astfel de științe, ale căror idei inițiale au apărut în vremuri străvechi. De-a lungul istoriei sale veche de secole, a cunoscut o dezvoltare continuă, iar în prezent este una dintre științele fizice fundamentale, îmbogățită de descoperiri de noi fenomene și legi.

Cea mai importantă problemă în optică este problema naturii luminii. Primele idei despre natura luminii au apărut în antichitate. Gânditorii antici au încercat să înțeleagă esența fenomenelor luminoase, pe baza senzațiilor vizuale. Vechii hinduși credeau că ochiul are o „natură de foc”. Filosoful și matematicianul grec Pitagora (582-500 î.Hr.) și școala sa credeau că senzațiile vizuale apar din cauza faptului că „vaporii fierbinți” vin din ochi către obiecte. În dezvoltarea lor ulterioară, aceste opinii au luat o formă mai clară sub forma teoriei razelor vizuale, care a fost dezvoltată de Euclid (300 î.Hr.). Conform acestei teorii, vederea se datorează faptului că din ochi curg „razele vizuale”, care simt corpul cu capetele și creează senzații vizuale. Euclid este fondatorul doctrinei propagării rectilinie a luminii. Aplicând matematica studiului luminii, el a stabilit legile reflectării luminii din oglinzi. Trebuie remarcat faptul că pentru construirea unei teorii geometrice a reflectării luminii din oglinzi, natura originii luminii nu contează, ci doar proprietatea propagării sale rectilinie este importantă. Regularitățile găsite de Euclid au fost păstrate în optica geometrică modernă. Euclid era, de asemenea, familiarizat cu refracția luminii. Mai târziu, opinii similare au fost dezvoltate de Ptolemeu (70-147 d.Hr.). Au acordat o mare atenție studiului fenomenelor de refracție a luminii; în special, Ptolemeu a făcut multe măsurători ale unghiurilor de incidență și de refracție, dar nu a reușit să stabilească legea refracției. Ptolemeu a observat că poziția stelelor pe cer se schimbă din cauza refracției luminii din atmosferă.

Pe lângă Euclid, alți oameni de știință ai antichității cunoșteau și efectul oglinzilor concave. Arhimede (287-212 î.Hr.) i se atribuie arderea flotei inamice cu un sistem de oglinzi concave, cu care aduna razele soarelui și le trimitea navelor romane. Un anumit pas înainte a fost făcut de Empedocle (492-432 î.Hr.), care credea că ieșirile din corpurile luminoase sunt direcționate către ochi, iar scurgerile vin din ochi către corpuri. Când aceste scurgeri se întâlnesc, apar senzații vizuale. Celebrul filozof grec, fondatorul atomismului, Democrit (460-370 î.Hr., e.) respinge complet ideea razelor vizuale. Potrivit opiniilor lui Democrit, vederea se datorează căderii pe suprafața ochiului a atomilor mici emanați din obiecte. Vederi similare au fost susținute mai târziu de Epicur (341-270 î.Hr.). Celebrul filozof grec Aristotel (384-322 î.Hr.), care credea că cauza senzațiilor vizuale se află în afara ochiului uman, a fost și un adversar decisiv al „teoriei razelor vizuale”. Aristotel a încercat să explice culorile ca rezultat al amestecului de lumină și întuneric.

Trebuie remarcat faptul că opiniile gânditorilor antici se bazau în principal pe cele mai simple observații ale fenomenelor naturale. Fizica antică nu avea fundamentul necesar sub forma cercetării experimentale. Prin urmare, învățătura anticilor despre natura luminii este speculativă. Cu toate acestea, deși aceste puncte de vedere sunt în cea mai mare parte doar presupuneri geniale, ele au avut cu siguranță o mare influență asupra dezvoltării ulterioare a opticii.

Fizicianul arab Alhazen (1038) a dezvoltat o serie de probleme în optică în cercetările sale. El a fost angajat în studiul ochiului, refracția luminii, reflectarea luminii în oglinzi concave. Studiind refracția luminii, Algazei, spre deosebire de Ptolemeu, a demonstrat că unghiurile de incidență și de refracție nu sunt proporționale, ceea ce a fost impulsul cercetărilor ulterioare în vederea găsirii legii refracției. Alhazen cunoaște puterea de mărire a segmentelor de sticlă sferică. În ceea ce privește natura luminii, Alhazen se află pe pozițiile potrivite, respingând teoria razelor vizuale. Alhazen pleacă de la ideea că raze emană din fiecare punct al unui obiect luminos, care, ajungând la ochi, provoacă senzații vizuale. Alhazen credea că lumina are o viteză de propagare finită, care în sine reprezintă un pas major în înțelegerea naturii luminii. Alhazen a dat explicația corectă pentru faptul că Soarele și Luna par a fi mai mari la orizont decât la zenit; a explicat-o ca pe o amăgire a simțurilor.

Renaştere. În domeniul științei, metoda experimentală de studiu a naturii este treptat câștigătoare. În această perioadă, s-au făcut o serie de invenții și descoperiri remarcabile în optică. Francis Mavrolik (1494-1575) este creditat cu o explicație destul de exactă a acțiunii ochelarilor. Mavrolik a mai descoperit că lentilele concave nu colectează, ci împrăștie razele. El a descoperit că cristalinul este cea mai importantă parte a ochiului și a concluzionat că cauzele hipermetropiei și miopiei, ca o consecință a refracției anormale a luminii de către lentila lui Mavrolik, au oferit o explicație corectă pentru formarea imaginilor Soarelui, observată atunci când razele soarelui trec prin găuri mici. În continuare, ar trebui să numim Portul Italian (1538-1615), care în 1589 a inventat camera obscura - prototipul viitoarei camere. Câțiva ani mai târziu, au fost inventate principalele instrumente optice, microscopul și telescopul.

Invenția microscopului (1590) este asociată cu numele maestrului optician olandez Zachary Jansen. Lunetele au început să fie realizate cam în același timp (1608-1610) de către opticii olandezi Zachary Jansen, Jacob Metzius și Hans Lippershey. Invenția acestor instrumente optice a dus în anii următori la descoperiri majore în astronomie și biologie. Fizicianul și astronomul german N. Kepler (1571-1630) deține lucrări fundamentale despre teoria instrumentelor optice și a opticii fiziologice, al cărei fondator poate fi numit pe bună dreptate, Kepler a lucrat mult la studiul refracției luminii.

Principiul lui Fermat, numit după omul de știință francez Pierre Fermat (1601-1665), care l-a formulat, a fost de mare importanță pentru optica geometrică. Acest principiu a stabilit că lumina între două puncte se propagă de-a lungul unei astfel de căi, a cărei trecere durează un minim de timp. Rezultă că Fermat, spre deosebire de Descartes, a considerat viteza luminii ca fiind finită. Celebrul fizician italian Galileo (1564-1642) nu a efectuat lucrări sistematice privind studiul fenomenelor luminoase. Cu toate acestea, în optică deține lucrări care au adus rezultate remarcabile științei. Galileo a îmbunătățit telescopul și l-a aplicat mai întâi în astronomie, în care a făcut descoperiri remarcabile care au contribuit la justificarea celor mai recente viziuni asupra structurii Universului, bazate pe sistemul heliocentric al lui Copernic. Galileo a reușit să creeze un telescop cu o mărire a cadrului de 30, care a fost de multe ori mai mare decât mărirea telescoapelor primilor săi inventatori. Cu ajutorul ei, a descoperit munți și cratere de pe suprafața Lunii, a descoperit sateliți în apropierea planetei Jupiter, a descoperit structura stelară a Căii Lactee etc. Galileo a încercat să măsoare viteza luminii în condiții terestre, dar nu a reușit. din cauza slăbiciunii mijloacelor experimentale disponibile în acest scop.. . Rezultă că Galileo avea deja idei corecte despre viteza finită de propagare a luminii. Galileo a observat și pete solare. Prioritatea descoperirii petelor solare de către Galileo a fost contestată de savantul iezuit Pater Scheiner (1575-1650), care a făcut observații precise ale petelor solare și ale erupțiilor solare folosind un telescop aranjat după schema Kepler. Lucrul remarcabil la munca lui Scheiner este că a transformat telescopul într-un proiector, extinzând ocularul mai mult decât era necesar pentru vederea clară a ochiului, acest lucru a făcut posibilă obținerea unei imagini a Soarelui pe ecran și demonstrarea acesteia la diferite grade. de mărire pentru mai multe persoane în acelaşi timp.

Secolul al XVII-lea este caracterizat de progrese ulterioare în diferite domenii ale științei, tehnologiei și producției. Matematica se dezvoltă semnificativ. Societăți științifice și academii care unesc oamenii de știință sunt create în diferite țări europene. Datorită acestui fapt, știința devine proprietatea unui cerc mai larg, care contribuie la stabilirea relațiilor internaționale în știință. În a doua jumătate a secolului al XVII-lea a câștigat în sfârșit metoda experimentală de studiere a fenomenelor naturale.

Cele mai mari descoperiri ale acestei perioade sunt asociate cu numele genialului fizician și matematician englez Isaac Newton / (1643-1727). Cea mai importantă descoperire experimentală a lui Newton în optică este dispersia luminii într-o prismă (1666). Investigand trecerea unui fascicul de lumină albă printr-o prismă triedră, Newton a descoperit că un fascicul de lumină albă se sparge într-un set infinit de raze colorate care formează un spectru continuu. Din aceste experimente s-a ajuns la concluzia că lumina albă este o radiație complexă. Newton a efectuat si experimentul invers, colectand cu ajutorul unei lentile razele colorate formate dupa trecerea unui fascicul de lumina alba printr-o prisma. Drept urmare, a primit din nou lumină albă. În cele din urmă, Newton a experimentat amestecarea culorilor folosind un cerc rotativ, împărțit în mai multe sectoare, vopsit în culorile primare ale spectrului. Când discul a fost rotit rapid, toate culorile s-au îmbinat într-una singură, dând impresia de alb.

Newton a pus rezultatele acestor experimente fundamentale la baza teoriei culorilor, care nu avusese succes înainte pentru niciunul dintre predecesorii săi. Conform teoriei culorilor, culoarea unui corp este determinată de acele raze ale spectrului pe care acest corp le reflectă; corpul absoarbe alte raze.

1.2 Concepte de bază și legi ale opticii geometrice. Ramura opticii care se bazează pe conceptul razelor de lumină ca linii drepte de-a lungul cărora se propagă energia luminii se numește optică geometrică. Acest nume i-a fost dat deoarece toate fenomenele de propagare a luminii de aici pot fi investigate prin construcții geometrice ale traseului razelor, ținând cont de legea reflexiei și refracției luminii. Această lege stă la baza opticii geometrice.

Totuși, acolo unde vorbim despre fenomene, interacțiunea luminii cu obstacole, ale căror dimensiuni sunt suficient de mici, legile opticii geometrice sunt insuficiente și este necesar să se folosească legile opticii ondulatorii. Optica geometrică face posibilă analizarea fenomenelor de bază asociate cu trecerea luminii prin lentile și alte sisteme optice, precum și cu reflectarea luminii din oglinzi. Conceptul unui fascicul de lumină ca un fascicul infinit de subțire de lumină care se propagă în linie dreaptă duce în mod natural la legile propagării rectilinie a luminii și propagării independente a fasciculelor de lumină. Aceste legi, împreună cu legile refracției și reflexiei luminii, sunt legile de bază ale opticii geometrice, care nu numai că explică multe fenomene fizice, dar permit și calculele și proiectarea dispozitivelor optice. Toate aceste legi au fost inițial stabilite ca empirice, adică bazate pe experimente, observații.

Cum să puneți o oglindă plată pe un dreptunghi desenat pentru a obține o imagine: triunghi, patrulater, pentagon. Echipament: o oglindă plată, o foaie de hârtie cu un pătrat desenat pe ea. Răspuns

FRAGMENT DIN FILM

Watson, am o mică sarcină pentru tine - strângând mâna unui prieten, spuse Sherlock Holmes repede. - Amintiți-vă de uciderea bijutierului, polițiștii susțin că șoferul mașinii conducea cu viteză foarte mică, iar bijutierul însuși s-a aruncat sub roțile mașinii, așa că șoferul nu a avut timp să încetinească. Dar mi se pare că totul era greșit, mașina circula cu viteză mare și crima dinadins. Este greu să stabilesc adevărul acum, dar mi-a devenit cunoscut faptul că acest episod a fost surprins accidental pe film, întrucât se filma un film în acel moment. Așa că te rog, Watson, obține acest episod, doar câțiva metri de film.

Dar ce îți va oferi? - a întrebat Watson.

Nu știu încă, a fost răspunsul.

Un timp mai târziu, prietenii stăteau în sala de cinema și, la cererea lui Sherlock Holmes, urmăreau un mic episod.

Mașina parcursese deja o anumită distanță, bijutierul zăcea aproape nemișcat pe drum. Un biciclist pe o bicicletă de curse sportive trece pe lângă bijutierul mincinos.

Observă, Watson, că biciclistul are aceeași viteză ca și mașina. Distanța dintre biciclist și mașină nu se modifică pe parcursul episodului.

Și ce rezultă din asta? se întrebă Watson.

Stai puțin, hai să vedem din nou episodul, - șopti Holmes imperturbabil.

Episodul s-a repetat. Sherlock Holmes era gânditor.

Watson, l-ai observat pe biciclist? întrebă din nou detectivul.

Da, au avut aceeași viteză, - a confirmat dr. Watson.

Ai observat roțile unui biciclist? întrebă Holmes.

Roțile, ca și roțile, constau din trei spițe dispuse la un unghi de 120 ° - o bicicletă de curse obișnuită, a motivat medicul.

Dar cum ai numărat numărul de spițe? întrebă celebrul detectiv.

Foarte simplu, în timp ce urmăream episodul, am avut impresia că... biciclistul stă nemișcat, din moment ce roțile nu se rotesc.

Dar biciclistul se mișca, - a spus Sherlock Holmes.

S-a mutat, dar roțile nu s-au rotit, - a confirmat Watson.

lumina ruseasca

În 1876 la Londra la expoziția de dispozitive fizice preciseșanț inventatorul rus Pavel Nikolaevici Ya blochkov a demonstrat vizitatorilor un extraordinar electric lumânare. Similar ca formă cu stearic obișnuit, uh acea lumânare ardea cu o lumină orbitor de strălucitoare.În același an, pe străzile Parisului au apărut „lumânările lui Yablochkov”. Așezate în bile albe mate, au dat o strălucire plăcută ușoară. LAscurt timp minunat lumânare inventatorii ruși în spatelea luptat cu recunoașterea universală. „Lumânări Yablochkov” iluminate cele mai bune hoteluri, străzi și parcuri din cele mai mari orașe din Europa, Obișnuit cu lumina slabă a lumânărilor și a lămpilor cu kerosen, oamenii secolului trecut admirau „lumânările lui Iablochkov”. Nou lumina era numită „lumina rusă”, „lumina nordică”. Ziare pentruȚările vest-europene au scris: „Lumina vine la noi din nord - din Rusia”, „Rusia este locul de naștere al luminii”.

Majoritatea oamenilor, amintindu-și anii de școală, sunt siguri că fizica este o materie foarte plictisitoare. Cursul include multe sarcini și formule care nu vor fi utile nimănui în viața ulterioară. Pe de o parte, aceste afirmații sunt adevărate, dar, ca orice subiect, fizica are cealaltă față a monedei. Dar nu toată lumea o descoperă singur.

Multe depind de profesor.

Poate că sistemul nostru de învățământ este de vină pentru asta, sau poate că totul ține de profesor, care se gândește doar la nevoia de a mustra materialul aprobat de sus, și nu caută să-și intereseze elevii. De cele mai multe ori este vina lui. Totuși, dacă copiii au noroc, iar lecția va fi predată de un profesor care își iubește el însuși materia, atunci el va putea nu numai să-i intereseze pe elevi, ci și să îi ajute să descopere ceva nou. Ca urmare, va duce la faptul că copiii vor începe să frecventeze astfel de cursuri cu plăcere. Desigur, formulele fac parte integrantă din această materie academică, nu există nicio scăpare de la aceasta. Dar există și aspecte pozitive. Experimentele prezintă un interes deosebit pentru studenți. Aici vom vorbi despre asta mai detaliat. Vom analiza câteva experimente distractive de fizică pe care le poți face cu copilul tău. Ar trebui să fie interesant nu numai pentru el, ci și pentru tine. Este posibil ca cu ajutorul unor astfel de activități să-i insufleți copilului dumneavoastră un interes real pentru învățare, iar fizica „plictisitoare” va deveni materia lui preferată. nu este dificil de realizat, acest lucru va necesita foarte puține atribute, principalul lucru este că există o dorință. Și, poate, atunci îți poți înlocui copilul cu un profesor de școală.

Luați în considerare câteva experimente interesante de fizică pentru cei mici, pentru că trebuie să începeți cu puțin.

pește de hârtie

Pentru a efectua acest experiment, trebuie să tăiem un pește mic din hârtie groasă (puteți folosi carton), a cărui lungime ar trebui să fie de 30-50 mm. Facem o gaură rotundă în mijloc cu un diametru de aproximativ 10-15 mm. Apoi, din lateralul cozii, tăiem un canal îngust (lățime 3-4 mm) într-o gaură rotundă. Apoi turnăm apă în bazin și punem cu grijă peștele nostru acolo, astfel încât un avion să se întindă pe apă, iar al doilea să rămână uscat. Acum trebuie să picurați ulei în orificiul rotund (puteți folosi un ulei de la o mașină de cusut sau o bicicletă). Uleiul, încercând să se reverse peste suprafața apei, va curge prin canalul tăiat, iar peștele, sub acțiunea uleiului care curge înapoi, va înota înainte.

Elephant și Pug

Să continuăm să realizăm experimente distractive de fizică cu copilul tău. Vă sugerăm să prezentați bebelușului dumneavoastră conceptul de pârghie și modul în care aceasta ajută la facilitarea muncii unei persoane. De exemplu, spuneți-ne că puteți ridica cu ușurință un dulap greu sau o canapea cu ea. Și pentru claritate, arată un experiment elementar de fizică folosind o pârghie. Pentru a face acest lucru, avem nevoie de o riglă, un creion și câteva jucării mici, dar întotdeauna cu greutăți diferite (de aceea am numit acest experiment „Elephant și Pug”). Fixăm Elefantul și Pugul nostru la diferite capete ale riglei folosind plastilină sau un fir obișnuit (doar legăm jucăriile). Acum, dacă puneți rigla cu partea de mijloc pe creion, atunci, desigur, elefantul va trage, pentru că este mai greu. Dar dacă mutați creionul spre elefant, atunci Pug îl va depăși cu ușurință. Acesta este principiul pârghiei. Rigla (pârghia) se sprijină pe creion - acest loc este punctul de sprijin. Apoi, copilului ar trebui să i se spună că acest principiu este folosit peste tot, este baza pentru funcționarea unei macarale, a unui leagăn și chiar a foarfecelor.

Experiență acasă în fizică cu inerție

Vom avea nevoie de un borcan cu apă și de o plasă de uz casnic. Nu va fi un secret pentru nimeni că, dacă întoarceți un borcan deschis, apa se va turna din el. Sa incercam? Desigur, pentru asta este mai bine să ieși afară. Punem borcanul în grilă și începem să-l balansăm fără probleme, crescând treptat amplitudinea și, ca urmare, facem o întoarcere completă - unu, doi, trei și așa mai departe. Apa nu se revarsă. Interesant? Și acum să facem să curgă apa. Pentru a face acest lucru, luați o cutie de conserve și faceți o gaură în fund. Îl punem în grilă, îl umplem cu apă și începem să se rotească. Din groapă iese un pârâu. Când borcanul este în poziția inferioară, acest lucru nu surprinde pe nimeni, dar când zboară în sus, fântâna continuă să bată în aceeași direcție, și nici o picătură din gât. Asta e. Toate acestea pot explica principiul inerției. Când malul se rotește, tinde să zboare drept, dar grila nu-i dă drumul și îl face să descrie cercuri. Apa tinde să zboare și prin inerție, iar în cazul în care am făcut o gaură în fund, nimic nu o împiedică să izbucnească și să se miște în linie dreaptă.

Cutie cu surpriză

Acum luați în considerare experimentele de fizică cu deplasare Trebuie să puneți o cutie de chibrituri pe marginea mesei și să o mutați încet. În momentul în care trece de marcajul din mijloc, va avea loc o cădere. Adică, masa părții extinse dincolo de marginea blatului va depăși greutatea celei rămase, iar cutiile se vor răsturna. Acum să deplasăm centrul de masă, de exemplu, să punem o piuliță metalică în interior (cât mai aproape de margine). Rămâne să așezi cutiile în așa fel încât o mică parte din ea să rămână pe masă, iar una mare să atârnă în aer. Căderea nu se va întâmpla. Esența acestui experiment este că întreaga masă este deasupra punctului de sprijin. Acest principiu este, de asemenea, folosit peste tot. Datorită lui, mobilierul, monumentele, transportul și multe altele sunt într-o poziție stabilă. Apropo, jucăria pentru copii Roly-Vstanka este, de asemenea, construită pe principiul deplasării centrului de masă.

Deci, să continuăm să luăm în considerare experimente interesante în fizică, dar să trecem la următoarea etapă - pentru elevii de clasa a șasea.

carusel de apă

Avem nevoie de o cutie goală, un ciocan, un cui, o frânghie. Facem o gaură în peretele lateral din partea de jos cu un cui și un ciocan. Apoi, fără a trage cuiul din gaură, îndoiți-l în lateral. Este necesar ca gaura să fie oblică. Repetăm procedura pe a doua parte a cutiei - trebuie să vă asigurați că găurile sunt opuse, dar unghiile sunt îndoite în direcții diferite. Mai facem două găuri în partea superioară a vasului, trecem prin ele capetele unei frânghii sau a unui fir gros. Atârnăm recipientul și îl umplem cu apă. Două fântâni oblice vor începe să bată din găurile inferioare, iar cutia va începe să se rotească în direcția opusă. Rachetele spațiale funcționează pe acest principiu - flacăra de la duzele motorului lovește într-o direcție, iar racheta zboară în cealaltă.

Experimente în fizică - clasa a VII-a

Să facem un experiment cu densitatea masei și să aflăm cum poți face un ou să plutească. Experimente de fizică cu diverse densități cel mai bine este să efectuați pe exemplul apei proaspete și sărate. Luați un borcan umplut cu apă fierbinte. Punem un ou în el și se scufundă imediat. Apoi, adăugați sare în apă și amestecați. Oul începe să plutească și, cu cât mai multă sare, cu atât se va ridica mai mult. Acest lucru se explică prin Apă sărată are o densitate mai mare decât apa dulce. Deci, toată lumea știe că în Marea Moartă (apa ei este cea mai sărată) este aproape imposibil să se înece. După cum puteți vedea, experimentele în fizică pot crește semnificativ orizonturile copilului dumneavoastră.

și o sticlă de plastic

Scolarii din clasa a VII-a incep sa studieze presiunea atmosferica si efectul acesteia asupra obiectelor din jurul nostru. Pentru a dezvălui mai profund acest subiect, este mai bine să efectuați experimente adecvate în fizică. Presiunea atmosferică ne afectează, deși rămâne invizibilă. Să luăm un exemplu cu un balon. Fiecare dintre noi îl poate umfla. Apoi îl vom pune într-o sticlă de plastic, vom pune marginile pe gât și îl vom fixa. Astfel, aerul poate intra doar în minge, iar sticla devine un vas sigilat. Acum să încercăm să umflam balonul. Nu vom reuși, deoarece presiunea atmosferică din sticlă nu ne va permite să facem acest lucru. Când suflam, balonul începe să deplaseze aerul din vas. Și din moment ce sticla noastră este ermetică, nu are încotro și începe să se micșoreze, devenind astfel mult mai dens decât aerulîntr-o minge. În consecință, sistemul este nivelat și este imposibil să umflați balonul. Acum vom face o gaură în fund și vom încerca să umflam balonul. În acest caz, nu există rezistență, aerul deplasat părăsește sticla - presiunea atmosferică se egalizează.

Concluzie

După cum puteți vedea, experimentele în fizică nu sunt deloc complicate și destul de interesante. Încearcă să-ți interesezi copilul - și studiul pentru el va fi complet diferit, va începe să meargă cu plăcere la cursuri, ceea ce îi va afecta în cele din urmă performanța academică.

DIFUZIA LUMINII

Particulele unei substanțe care transmite lumină se comportă ca niște antene minuscule. Aceste „antene” primesc unde electromagnetice ușoare și le transmit în direcții noi. Acest proces se numește împrăștiere Rayleigh după fizicianul englez Lord Rayleigh (John William Strutt, 1842-1919).

Experiența 1

Așezați o foaie de hârtie albă pe o masă cu o lanternă lângă ea, astfel încât sursa de lumină să fie situată în mijlocul părții lungi a foii de hârtie.
Umpleți două pahare de plastic transparent, incolore cu apă. Utilizați un marker pentru a marca ochelarii cu literele A și B.
Adăugați o picătură de lapte în paharul B și amestecați
Îndoiți o foaie de carton alb de 15x30 cm împreună cu capetele scurte și îndoiți-o în jumătate sub formă de colibă. Va servi drept ecran. Setați ecranul vizavi de lanternă, pe partea opusă a foii de hârtie.

Întunecați camera, porniți lanterna și observați culoarea punctului de lumină produs de lanternă pe ecran.
Așezați sticla A în centrul foii de hârtie, în fața lanternei și faceți următoarele: notați culoarea punctului de lumină de pe ecran, care s-a format ca urmare a trecerii luminii de la lanternă prin apă; Privește cu atenție apa și observă cum s-a schimbat culoarea apei.
Repetați pașii, înlocuind sticla A cu sticla B.

Ca urmare, culoarea punctului de lumină format pe ecran de un fascicul de lumină de la o lanternă, în calea căreia nu există altceva decât aer, poate fi albă sau ușor gălbuie. Când un fascicul de lumină trece prin apă limpede, culoarea spotului de pe ecran nu se schimbă. Nici culoarea apei nu se schimbă.
Dar după ce trece fasciculul prin apă, la care se adaugă lapte, pata de lumină de pe ecran apare galbenă sau chiar portocalie, iar apa devine albăstruie.

De ce?
Ușoară, ca radiatie electromagneticaîn general, are atât proprietăți ondulatorii, cât și corpusculare. Propagarea luminii are un caracter de undă, iar interacțiunea sa cu materia are loc ca și cum radiația luminoasă ar fi formată din particule individuale. Particulele de lumină - cuante (altfel fotoni), sunt mănunchiuri de energie cu frecvențe diferite.

Fotonii au proprietățile atât ale particulelor, cât și ale undelor. Deoarece fotonii experimentează oscilații de undă, lungimea de undă a luminii cu frecvența corespunzătoare este luată ca mărimea unui foton.
Lanterna este o sursă de lumină albă. Aceasta este lumină vizibilă, constând din diferite nuanțe de culori, de exemplu. radiatii de diferite lungimi de unda - de la rosu, cu cea mai mare lungime de unda, la albastru si violet, cu cele mai scurte lungimi de unda din domeniul vizibil.Cand se amesteca vibratii luminoase de diferite lungimi de unda, ochiul le percepe si creierul interpreteaza aceasta combinatie ca fiind alba, adica. lipsa de culoare. Lumina trece prin apa pură fără a dobândi nicio culoare.

Însă când lumina trece prin apă colorată cu lapte, observăm că apa a devenit albăstruie, iar pata de lumină de pe ecran este galben-portocalie. Acest lucru sa întâmplat ca urmare a împrăștierii (deviației) unei părți a undelor luminoase. Imprăștirea poate fi elastică (reflexie), în care fotonii se ciocnesc cu particulele și sară de ele, la fel cum două bile de biliard sar una de cealaltă. Un foton este cel mai împrăștiat atunci când se ciocnește cu o particulă de aproximativ aceeași dimensiune ca el însuși.

Particulele mici de lapte în apă împrăștie cel mai bine radiația cu lungime de undă scurtă - albastru și violet. Astfel, atunci când lumina albă trece prin apă colorată cu lapte, impresia de culoare albastru pal se datorează împrăștierii lungimii de undă scurte. După împrăștierea pe particulele de lapte cu lungimi de undă scurte dintr-un fascicul de lumină, rămân în principal lungimile de undă de galben și portocaliu. Ei continuă pe ecran.

Dacă dimensiunea particulei este mai mare decât lungimea de undă maximă a luminii vizibile, lumina împrăștiată va consta din toate lungimile de undă; această lumină va fi albă.

Experiența 2

Cum depinde împrăștierea de concentrația particulelor?
Repetați experimentul folosind diferite concentrații de lapte în apă, de la 0 la 10 picături. Observati schimbarile in nuantele culorilor apei si a luminii transmise de apa.

Experiența 3

Imprăștirea luminii într-un mediu depinde de viteza luminii în acel mediu?
Viteza luminii depinde de densitatea substanței în care se propagă lumina. Cu cât densitatea unui mediu este mai mare, cu atât lumina trece mai încet prin el.

Amintiți-vă că împrăștierea luminii în diferite substanțe poate fi comparată observând luminozitatea acestor substanțe. Știind că viteza luminii în aer este de 3 x 108 m/s, iar viteza luminii în apă este de 2,23 x 108 m/s, putem compara, de exemplu, luminozitatea nisipului umed de râu cu luminozitatea nisipului uscat. . În acest caz, trebuie avut în vedere faptul că lumina care cade pe nisipul uscat trece prin aer, iar lumina care cade pe nisipul umed trece prin apă.

Turnați nisipul într-o farfurie de hârtie de unică folosință. Se toarnă puțină apă de pe marginea farfurii. După ce observați luminozitatea diferitelor părți ale nisipului din placă, faceți o concluzie în care nisipul împrăștierea este mai mare: pe uscat (în care boabele de nisip sunt înconjurate de aer) sau pe umed (granulele de nisip sunt înconjurate de apă) . Puteți încerca și alte lichide, cum ar fi uleiul vegetal.