MAOU Lyceum Nr. 64, Krasnodar Physikdirektorin Spitsyna L.I.

Arbeit - Teilnehmer des Allrussischen Festivals für pädagogische Kreativität 2017

Die Website wird auf der Website veröffentlicht, um Arbeitserfahrungen mit Kollegen auszutauschen

HAUSGEMACHTE GERÄTE FÜR DIE PÄDAGOGISCHE FORSCHUNG

Im Laborpraktikum in Physik

Forschungsprojekt

„Physik und physikalische Probleme gibt es überall

in der Welt, in der wir leben, arbeiten,

wir lieben, wir sterben.“ – J. Walker.

Einführung.

Seit meiner frühen Kindheit, als „Kolya, die Physikerin“ mit der leichten Hand der Kindergärtnerin Zoya Nikolaevna bei mir blieb, interessiere ich mich für Physik als theoretische und angewandte Wissenschaft.

Schon in der Grundschule, als ich die Materialien studierte, die mir in Enzyklopädien zur Verfügung standen, identifizierte ich für mich selbst die Bandbreite der interessantesten Fragen; Schon damals wurde die Funkelektronik zur Grundlage außerschulischer Aktivitäten. In der High School begann ich, Themen der modernen Wissenschaft wie der Kern- und Wellenphysik besondere Aufmerksamkeit zu widmen. In der Fachklasse stand die Untersuchung der Strahlenschutzprobleme des Menschen in der modernen Welt im Vordergrund.

Meine Leidenschaft für Design kam mit Revich Yu. V.s Buch „Entertaining Electronics“; meine Nachschlagewerke waren das dreibändige „Elementary Physics Textbook“, herausgegeben von G. S. Landsberg, und „Physics Course“ von A. A. Detlaf. und andere.

Jeder Mensch, der sich für einen „Technikfreak“ hält, muss lernen, seine, auch die fantastischsten, Pläne und Ideen in eigenständig erstellte Arbeitsmodelle, Instrumente und Geräte umzusetzen, um sie zur Bestätigung oder Widerlegung dieser Pläne zu nutzen. Nach Abschluss seiner Allgemeinbildung erhält er dann die Gelegenheit, nach Wegen zu suchen, wie er seine Ideen in die Tat umsetzen kann.

Die Relevanz des Themas „Do-it-yourself-Physik“ wird zum einen durch die Möglichkeit der technischen Kreativität jedes Einzelnen bestimmt, zum anderen durch die Möglichkeit, selbstgebaute Geräte für Bildungszwecke zu nutzen, was die Entwicklung der intellektuellen Fähigkeiten des Schülers sicherstellt und kreative Fähigkeiten.

Die Entwicklung der Kommunikationstechnologien und die wirklich grenzenlosen Bildungsmöglichkeiten des Internets ermöglichen es heute jedem, sie zum Wohle seiner Entwicklung zu nutzen. Was meine ich damit? Das Einzige ist, dass jetzt jeder, der möchte, in den endlosen Ozean verfügbarer Informationen über alles und jede Form „eintauchen“ kann: Videos, Bücher, Artikel, Websites. Heutzutage gibt es viele verschiedene Websites, Foren und YOUTUBE-Kanäle, die gerne Wissen in jedem Bereich mit Ihnen teilen, insbesondere im Bereich der angewandten Radioelektronik, Mechanik, Atomkernphysik usw. Es wäre sehr cool, wenn mehr Menschen den Wunsch hätten, etwas Neues zu lernen, den Wunsch, die Welt zu verstehen und sie positiv zu verändern.

In dieser Arbeit gelöste Probleme:

- die Einheit von Theorie und Praxis durch die Schaffung selbstgebauter Lehrinstrumente und Arbeitsmodelle verwirklichen;

Wenden Sie das am Lyzeum erworbene theoretische Wissen an, um das Design von Modellen auszuwählen, die zur Herstellung selbstgebauter Lehrgeräte verwendet werden.

Wählen Sie auf der Grundlage theoretischer Untersuchungen physikalischer Prozesse die erforderliche Ausrüstung aus, die den Betriebsbedingungen entspricht.

Verwenden Sie verfügbare Teile und Rohlinge für nicht standardmäßige Zwecke.

Die angewandte Physik bei jungen Menschen, auch bei Klassenkameraden, bekannt zu machen, indem man sie in außerschulische Aktivitäten einbezieht;

Tragen Sie zur Erweiterung des praktischen Teils des Bildungsfachs bei;

Betonen Sie die Bedeutung der kreativen Fähigkeiten der Schüler für das Verständnis der Welt um sie herum.

HAUPTTEIL

Das Wettbewerbsprojekt präsentiert hergestellte pädagogische Modelle und Geräte:

Ein Miniaturgerät zur Beurteilung des Radioaktivitätsgrades basierend auf dem Geiger-Müller-Zähler SBM-20 (der am besten zugänglichen der vorhandenen Proben).

Arbeitsmodell der Landsgorff-Diffusionskammer

Ein Komplex zur visuellen experimentellen Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in einem Metallleiter.

Ein kleines Gerät zur Messung menschlicher Reaktionen.

Ich präsentiere die theoretischen Grundlagen physikalischer Prozesse, Schaltpläne und Designmerkmale von Geräten.

§1. Ein Miniaturgerät zur Beurteilung des Radioaktivitätsgrades auf Basis eines Geiger-Müller-Zählers – ein Dosimeter aus eigener Herstellung

Die Idee, ein Dosimeter zusammenzubauen, beschäftigte mich schon sehr lange, und als ich erst einmal dazu kam, baute ich es zusammen. Auf dem Foto links ist ein industrieller Geigerzähler zu sehen, rechts ein darauf basierendes Dosimeter.

Es ist bekannt, dass das Hauptelement eines Dosimeters ein Strahlungssensor ist. Am zugänglichsten ist der Geiger-Müller-Zähler, dessen Prinzip auf der Tatsache beruht, dass ionisierende Teilchen eine Substanz ionisieren können, indem sie Elektronen aus den äußeren elektronischen Schichten herausschlagen. Im Inneren des Geigerzählers befindet sich das Edelgas Argon. Im Wesentlichen handelt es sich bei dem Zähler um einen Kondensator, der nur dann Strom fließen lässt, wenn sich im Inneren positive Kationen und freie Elektronen bilden. Ein schematisches Diagramm, wie das Gerät eingeschaltet wird, ist in Abb. dargestellt. 170. Ein Ionenpaar reicht nicht aus, aber aufgrund der relativ hohen Potentialdifferenz an den Gegenklemmen kommt es zur Lawinenionisation und es entsteht ein ausreichend großer Strom, damit der Impuls erkannt werden kann.

Als Umrechner wurde eine Schaltung auf Basis eines Atmel-Mikrocontrollers, Atmega8A, gewählt. Die Anzeige der Werte erfolgt über ein LCD-Display des legendären Nokia 3310, die Tonanzeige über ein piezoelektrisches Element aus einem Wecker. Die Hochspannung zur Stromversorgung des Messgeräts wird mithilfe eines Miniaturtransformators und eines Spannungsvervielfachers mithilfe von Dioden und Kondensatoren erreicht.

Schematische Darstellung des Dosimeters:

Das Gerät zeigt den Wert der Dosisleistung γ und der Röntgenstrahlung in Mikroröntgen an, mit einer Obergrenze von 65 mR/h.

Wenn die Filterabdeckung entfernt wird, wird die Oberfläche des Geigerzählers freigelegt und das Gerät kann β-Strahlung erkennen. Lassen Sie mich Folgendes anmerken: Nur aufzeichnen, nicht messen, da der Grad der Aktivität von β-Medikamenten anhand der Flussdichte gemessen wird – der Anzahl der Partikel pro Flächeneinheit. Und die Effizienz von SBM-20 gegenüber β-Strahlung ist sehr gering; es ist nur für Photonenstrahlung ausgelegt.

Die Schaltung gefiel mir, weil der Hochspannungsteil korrekt implementiert ist – die Anzahl der Impulse zum Laden des Leistungskondensators des Messgeräts ist proportional zur Anzahl der aufgezeichneten Impulse. Dank dessen funktioniert das Gerät eineinhalb Jahre lang ohne Ausschalten mit 7 AA-Batterien.

Ich habe fast alle Komponenten für die Montage auf dem Adyghe-Radiomarkt gekauft, mit Ausnahme des Geigerzählers – ich habe ihn im Online-Shop gekauft.

Zuverlässigkeit und Effizienz des Geräts bestätigt Somit: Ein anderthalbjähriger Dauerbetrieb des Gerätes und die Möglichkeit einer ständigen Überwachung zeigen, dass:

Die Gerätewerte liegen zwischen 6 und 14 Mikroröntgen pro Stunde, was den zulässigen Grenzwert von 50 Mikroröntgen pro Stunde nicht überschreitet;

Der Strahlungshintergrund in den Klassenzimmern, im Mikrobezirk meines Wohnsitzes und direkt in der Wohnung entspricht vollständig den Strahlungssicherheitsstandards (NRB - 99/2009), genehmigt durch den Beschluss des obersten staatlichen Sanitätsarztes der Russischen Föderation vom 7. Juli 2009 Nr . 47.

Im Alltag zeigt sich, dass es für einen Menschen nicht so einfach ist, in ein Gebiet mit erhöhter Radioaktivität zu gelangen. In diesem Fall benachrichtigt mich das Gerät mit einem Tonsignal, was das selbstgebaute Gerät zum Garanten für die Strahlensicherheit seines Entwicklers macht.

§ 2. Funktionsmodell einer Langsdorff-Diffusionskammer.

2.1. Grundlagen der Radioaktivität und Methoden zu ihrer Untersuchung.

Unter Radioaktivität versteht man die Fähigkeit von Atomkernen, spontan oder unter dem Einfluss äußerer Strahlung zu zerfallen. Die Entdeckung dieser bemerkenswerten Eigenschaft bestimmter chemischer Substanzen gehört Henri Becquerel im Februar 1896. Radioaktivität ist ein Phänomen, das den komplexen Aufbau des Atomkerns beweist, bei dem die Atomkerne in Stücke zerfallen, während fast alle radioaktiven Stoffe eine bestimmte Halbwertszeit haben – einen Zeitraum, in dem die Hälfte aller Atome eines radioaktiven Stoffes zerstört wird in einer Probe zerfällt. Beim radioaktiven Zerfall werden ionisierende Teilchen aus den Atomkernen emittiert. Dies können die Kerne von Heliumatomen sein – α-Teilchen, freie Elektronen oder Positronen – β-Teilchen, γ – Strahlen – elektromagnetische Wellen. Zu den ionisierenden Teilchen zählen auch Protonen und Neutronen, die eine hohe Energie haben.

Heute ist bekannt, dass die überwiegende Mehrheit der chemischen Elemente radioaktive Isotope aufweist. Es gibt solche Isotope unter Wassermolekülen – der Quelle des Lebens auf der Erde.

2.2. Wie erkennt man ionisierende Strahlung?

Derzeit ist es möglich, ionisierende Strahlung mithilfe von Geiger-Müller-Zählern, Szintillationsdetektoren, Ionisationskammern und Spurdetektoren nachzuweisen. Letzteres kann nicht nur das Vorhandensein von Strahlung erkennen, sondern dem Beobachter auch ermöglichen, zu sehen, wie die Partikel entsprechend der Form der Spur flogen. Szintillationsdetektoren zeichnen sich durch ihre hohe Empfindlichkeit und Lichtleistung aus, die proportional zur Teilchenenergie ist – der Anzahl der Photonen, die emittiert werden, wenn eine Substanz eine bestimmte Energiemenge absorbiert.

Es ist bekannt, dass jedes Isotop eine unterschiedliche Energie der emittierten Teilchen aufweist. Daher ist es mit einem Szintillationsdetektor möglich, ein Isotop ohne chemische oder spektrale Analyse zu identifizieren. Mit Hilfe von Spurdetektoren ist es auch möglich, ein Isotop zu identifizieren, indem die Kamera in ein gleichmäßiges Magnetfeld gebracht wird. In diesem Fall werden die Spuren gekrümmt.

Mit speziellen Instrumenten namens „Tracking“ können ionisierende Partikel radioaktiver Körper nachgewiesen und ihre Eigenschaften untersucht werden. Dazu gehören Geräte, die die Spur eines sich bewegenden ionisierenden Teilchens anzeigen können. Dies können sein: Wilson-Kammern, Landsgorff-Diffusionskammern, Funken- und Blasenkammern.

2.3. Selbstgebaute Diffusionskammer

Kurz nachdem das selbstgebaute Dosimeter stabil zu funktionieren begann, wurde mir klar, dass das Dosimeter für mich nicht ausreichte und ich etwas anderes tun musste. Am Ende baute ich eine Diffusionskammer, die 1936 von Alexander Langsdorff erfunden wurde. Und heute kann für wissenschaftliche Forschung eine Kamera verwendet werden, deren Diagramm in der Abbildung dargestellt ist:

Diffusion – eine verbesserte Nebelkammer. Die Verbesserung liegt darin, dass zur Gewinnung von übersättigtem Dampf nicht die adiabatische Expansion genutzt wird, sondern die Dampfdiffusion vom beheizten Bereich der Kammer in den kalten, d. h. der Dampf in der Kammer überwindet eine bestimmte Temperatur Gradient.

2.4. Merkmale des Kameramontageprozesses

Voraussetzung für den Betrieb des Geräts ist das Vorhandensein eines Temperaturunterschieds von 50-700 °C, während eine Erwärmung einer Seite der Kammer unpraktisch ist, weil Der Alkohol verdunstet schnell. Das bedeutet, dass Sie den unteren Teil der Kammer auf - 30°C kühlen müssen. Diese Temperatur kann durch Verdampfen von Trockeneis oder Peltier-Elementen erreicht werden. Die Wahl fiel auf Letzteres, weil ich ehrlich gesagt zu faul war, Eis zu besorgen, und eine Portion Eis reicht nur einmal, während die Peltier-Elemente so oft wie nötig reichen. Ihr Funktionsprinzip basiert auf dem Peltier-Effekt – der Wärmeübertragung beim Fluss von elektrischem Strom.

Der erste Versuch nach dem Zusammenbau machte deutlich, dass ein Element nicht ausreichte, um die erforderliche Temperaturdifferenz zu erreichen, sondern zwei Elemente verwendet werden mussten. Sie werden mit unterschiedlichen Spannungen versorgt, die untere ist mehr, die obere weniger. Dies liegt daran: Je niedriger die Temperatur, die in der Kammer erreicht werden muss, desto mehr Wärme muss abgeführt werden.

Nachdem ich die Elemente in die Finger bekommen hatte, musste ich viel experimentieren, um die richtige Temperatur einzustellen. Der untere Teil des Elements wird durch einen Computerkühler mit Wärmerohren (Ammoniak) und zwei 120-mm-Kühlern gekühlt. Überschlägigen Berechnungen zufolge gibt der Kühler etwa 100 Watt Wärme an die Luft ab. Ich beschloss, mich nicht um die Stromversorgung zu kümmern und nutzte ein gepulstes Computergerät mit einer Gesamtleistung von 250 Watt, was sich nach Messungen als ausreichend herausstellte.

Als nächstes baute ich ein Gehäuse aus Sperrholzplatten, um die Stabilität zu gewährleisten und die Lagerung des Geräts zu erleichtern. Es ist zwar nicht gerade schick, aber durchaus praktisch geworden. Die Kamera selbst, in der Spuren sich bewegender geladener Teilchen oder Photonenstrahlen entstehen, habe ich aus einem geschnittenen Rohr und Plexiglas hergestellt, aber eine vertikale Ansicht lieferte keinen guten Bildkontrast. Ich habe es zerbrochen und weggeworfen, jetzt verwende ich einen Glaskelch als transparente Kamera. Günstig und fröhlich. Das Aussehen der Kamera ist auf dem Foto zu sehen.

Es können sowohl das Thorium-232-Isotop, das in der Elektrode zum Argon-Lichtbogenschweißen enthalten ist (es wird dort verwendet, um die Luft in der Nähe der Elektrode zu ionisieren und dadurch die Zündung des Lichtbogens zu erleichtern), als auch Tochterzersetzungsprodukte (DPR) verwendet werden als „Rohstoff“ für die Arbeit. Radon in der Luft enthalten, hauptsächlich mit Wasser und Gas. Zum Sammeln von DPR verwende ich Aktivkohletabletten – ein gutes Absorptionsmittel. Damit die für uns interessanten Ionen vom Tablet angezogen werden, schließe ich daran einen Spannungsvervielfacher mit Minuspol an.

2.5. Ionenfalle.

Ein weiteres wichtiges Designelement ist die Ionenfalle, die durch die Ionisierung von Atomen durch ionisierende Partikel entsteht. Vom Aufbau her handelt es sich um einen Netzspannungsvervielfacher mit einem Vervielfachungsfaktor von 3, am Ausgang des Vervielfachers liegen negative Ladungen vor. Dies liegt daran, dass durch die Ionisation Elektronen aus der äußeren Atomhülle herausgeschlagen werden, wodurch das Atom zu einem Kation wird. Die Kammer verwendet eine Falle, deren Schaltung auf der Verwendung eines Cockcroft-Walton-Spannungsvervielfachers basiert.

Der Stromkreis des Multiplikators sieht folgendermaßen aus:

Bedienung der Kamera, ihre Ergebnisse

Die Diffusionskammer wurde nach zahlreichen Probeläufen als experimentelle Ausrüstung bei der Durchführung von Laborarbeiten zum Thema „Untersuchung der Spuren geladener Teilchen“ verwendet, die am 11. Februar 2015 in der 11. Klasse des MAOU Lyceum Nr. 64 stattfanden. Mit der Kamera aufgenommene Fotos der Spuren wurden auf dem interaktiven Whiteboard aufgezeichnet und zur Bestimmung der Partikelart verwendet.

Wie bei Industrieanlagen konnte auch in einer selbstgebauten Kammer Folgendes beobachtet werden: Je breiter die Spur, desto mehr Partikel gibt es, daher gehören dickere Spuren zu Alphateilchen, die einen größeren Radius und eine größere Masse haben, und infolgedessen größere kinetische Energie, eine größere Anzahl ionisierter Atome pro Millimeter Spannweite.

§ 3. Komplex zur visuellen experimentellen Bestimmung der Menge

Lichtgeschwindigkeit in einem Metallleiter.

Beginnen möchte ich vielleicht damit, dass die Lichtgeschwindigkeit für mich immer als etwas Unglaubliches, Unfassbares und gewissermaßen Unmögliches galt, bis ich im Internet Schaltpläne eines herumliegenden Zweikanal-Oszilloskops fand, mit gestörter Synchronisation, die nicht repariert werden kann. ermöglichte die Untersuchung der Formen elektrischer Signale. Aber das Schicksal war für mich sehr günstig; es gelang mir, die Ursache für den Ausfall der Synchronisationseinheit zu ermitteln und zu beseitigen. Es stellte sich heraus, dass die Mikrobaugruppe, der Signalschalter, fehlerhaft war. Anhand eines Diagramms aus dem Internet habe ich eine Kopie dieser Mikrobaugruppe aus Teilen erstellt, die ich auf meinem Lieblingsradiomarkt gekauft habe.

Ich nahm ein zwanzig Meter langes, abgeschirmtes Fernsehkabel und baute einen einfachen Hochfrequenzsignalgenerator mit 74HC00-Wechselrichtern zusammen. Ein Ende des Kabels lieferte ein Signal und zeichnete es gleichzeitig vom selben Punkt aus mit dem ersten Kanal des Oszilloskops auf; vom zweiten Ende aus wurde das Signal mit dem zweiten Kanal erfasst und der Zeitunterschied zwischen den Flanken der empfangenen Signale aufgezeichnet.

Ich teilte die Länge des Drahtes – diesmal 20 Meter – und kam auf etwa 3 * 108 m/s.

Ich füge einen Schaltplan bei (was wären wir ohne ihn?):

Das Aussehen des Hochfrequenzgenerators ist auf dem Foto dargestellt. Mit der verfügbaren (kostenlosen) Software „Sprint-Layout 5.0“ habe ich eine Tafelzeichnung erstellt.

3. 1. Ein wenig über die Herstellung von Boards:

Das Board selbst wurde wie üblich mit der „LUT“-Technologie hergestellt – einer volkstümlichen Laser-Eisen-Technologie, die von den Bewohnern des Internets entwickelt wurde. Die Technik ist wie folgt: Nehmen Sie eine oder zweilagige Glasfaserfolie, schleifen Sie sie vorsichtig mit Schleifpapier, bis sie glänzt, und dann mit einem mit Benzin oder Alkohol angefeuchteten Lappen. Anschließend wird auf einem Laserdrucker eine Zeichnung gedruckt, die auf die Platine aufgebracht werden muss. Ein Design wird spiegelbildlich auf Hochglanzpapier gedruckt, und dann wird der Toner auf dem Hochglanzpapier mit einem Bügeleisen auf die Kupferfolie übertragen, die die Leiterplatte bedeckt. Anschließend wird das Papier unter einem warmen Wasserstrahl mit den Fingern vom Brett abgerollt, sodass ein Brett mit aufgedrucktem Muster zurückbleibt. Nun tauchen wir dieses Produkt in eine Eisenchloridlösung, rühren etwa fünf Minuten lang um und entfernen dann die Platine, auf der das Kupfer nur unter dem Toner verbleibt, aus dem Drucker. Wir entfernen den Toner mit Schleifpapier, behandeln ihn erneut mit Alkohol oder Benzin und bedecken ihn anschließend mit Lötflussmittel. Mit einem Lötkolben und einem verzinnten Fernsehkabelgeflecht bewegen wir uns entlang der Platine und überziehen dabei das Kupfer mit einer Zinnschicht, die für das spätere Löten von Bauteilen und zum Schutz des Kupfers vor Korrosion notwendig ist.

Wir waschen die Platine zum Beispiel mit Aceton vom Flussmittel. Wir verlöten alle Bauteile, Drähte und beschichten sie mit nichtleitendem Lack. Wir warten einen Tag, bis der Lack getrocknet ist. Fertig, das Board ist einsatzbereit.

Ich verwende diese Methode nun schon seit vielen Jahren und sie hat mich noch nie im Stich gelassen.

§ 4. Ein kleines Gerät zur Messung menschlicher Reaktionen.

An der Verbesserung dieses Geräts wird noch gearbeitet.

Das Gerät wird wie folgt verwendet: Nachdem der Mikrocontroller mit Strom versorgt wurde, wechselt das Gerät in den Modus der zyklischen Aufzählung der Werte einer bestimmten Variablen „C“. Nach dem Drücken der Taste pausiert das Programm und weist den Wert zu, der sich zu diesem Zeitpunkt in der Variablen befand, deren Wert sich zyklisch änderte. Somit erhält man in der Variablen „C“ eine Zufallszahl. Sie könnten sagen: „Warum verwenden Sie nicht die Funktion random() oder etwas in der Art?“

Tatsache ist jedoch, dass es in der Sprache, in der ich schreibe – BASCOM AVR – aufgrund des minderwertigen Befehlssatzes keine solche Funktion gibt, da es sich um eine Sprache für Mikrocontroller mit wenig RAM und geringer Rechenleistung handelt. Nach dem Drücken der Taste leuchtet das Programm vier Nullen auf dem Display auf und startet einen Timer, der eine Zeitspanne wartet, die proportional zum Wert der Variablen „C“ ist. Nach Ablauf einer festgelegten Zeitspanne lässt das Programm vier Achter aufleuchten und startet einen Timer, der die Zeit bis zum Drücken der Taste zählt.

Wenn Sie die Taste in dem Moment zwischen dem Zünden von Nullen und Achtern drücken, stoppt das Programm und zeigt Striche an. Wenn die Taste nach dem Erscheinen der Acht gedrückt wurde, zeigt das Programm die Zeit in Millisekunden an, die nach dem Erscheinen der Acht und vor dem Drücken der Taste verstrichen ist. Dies ist die Reaktionszeit der Person. Es bleibt nur noch die Berechnung des arithmetischen Mittels der Ergebnisse mehrerer Messungen.

Dieses Gerät verwendet einen Atmel-Mikrocontroller Modell ATtiny2313. An Bord des Chips befinden sich zwei Kilobyte Flash-Speicher, 128 Byte RAM, Acht-Bit- und Zehn-Bit-Timer, vier Pulsweitenmodulationskanäle (PWM) und fünfzehn vollständig zugängliche I/O-Ports.

Zur Anzeige von Informationen wird eine siebensegmentige, vierstellige LED-Anzeige mit gemeinsamer Anode verwendet. Die Anzeige erfolgt dynamisch, das heißt, alle Segmente aller Bits sind parallel geschaltet, die gemeinsamen Pins sind jedoch nicht parallel. Somit verfügt der Indikator über zwölf Pins: Vier Pins sind für Ziffern üblich, die restlichen acht verteilen sich wie folgt: sieben Segmente für Zahlen und eines für einen Punkt.

Abschluss

Physik ist eine grundlegende Naturwissenschaft, deren Studium es einem ermöglicht, die Welt um ein Kind herum durch pädagogische, erfinderische, gestalterische und kreative Aktivitäten zu verstehen.

Ich habe mir ein Ziel gesetzt: physische Geräte für den Einsatz im Bildungsprozess zu entwerfen. Ich habe es mir zur Aufgabe gemacht, die Physik als Wissenschaft bekannt zu machen, nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis, und zwar bei meinen Mitschülern, um zu beweisen, dass es möglich ist, sie zu verstehen, zu fühlen und zu akzeptieren Die Welt um uns herum nur durch Wissen und Kreativität. Wie das Sprichwort sagt: „Es ist besser, einmal zu sehen, als hundertmal zu hören“, das heißt, um die weite Welt zumindest ein wenig zu erfassen, muss man lernen, nicht nur mit Papier und Bleistift, sondern auch mit ihr zu interagieren auch mit Hilfe eines Lötkolbens und Drähten, Teilen und Mikroschaltungen .

Das Testen und Betreiben selbstgebauter Geräte beweist deren Lebensfähigkeit und Wettbewerbsfähigkeit.

Ich bin unendlich dankbar, dass mein Leben ab meinem dritten Lebensjahr von meinem Großvater Nikolai Andreevich Didenko, der mehr als zwanzig Jahre lang Physik und Mathematik an der Abadzekh-Sekundarschule unterrichtete, in eine technische, erfinderische und gestalterische Richtung gelenkt wurde arbeitete mehr als zwanzig Jahre als Programmierer in der wissenschaftlichen Forschung. Technisches Zentrum ROSNEFT.

Liste der verwendeten Literatur.

Nalivaiko B.A. Verzeichnis der Halbleiterbauelemente. Ultrahochfrequenzdioden. IGP „RASCO“ 1992, 223 S.

Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B. Physik 11. Klasse, M., Bildung, 2014, 400 S.

Revich Yu. V. Unterhaltungselektronik. 2. Auflage, 2009 BHV-Petersburg, 720 S.

Tom Titus. Wissenschaftlicher Spaß: Physik ohne Instrumente, Chemie ohne Labor. M., 2008, 224 S.

Tschechik N. O. Fainshtein S. M. Elektronenvervielfacher, GITTL 1957, 440 Seiten.

Shilov V.F. Selbstgebaute Geräte in der Funkelektronik, M., Bildung, 1973, 88 S.

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Im Physikunterricht in der Schule sagen Lehrer immer, dass physikalische Phänomene überall in unserem Leben vorkommen. Nur vergessen wir das oft. Mittlerweile sind erstaunliche Dinge in der Nähe! Denken Sie nicht, dass Sie etwas Extravagantes brauchen, um physikalische Experimente zu Hause zu organisieren. Und hier ist ein Beweis für Sie ;)

Magnetstift

Was muss vorbereitet werden?

• Batterie.
• Dicker Bleistift.
• Isolierter Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,2–0,3 mm und einer Länge von mehreren Metern (je länger, desto besser).
• Scotch.

Durchführung des Experiments

Wickeln Sie den Draht eng, Drehung um Drehung, 1 cm vor den Kanten um den Stift. Wenn eine Reihe endet, wickeln Sie eine weitere in die entgegengesetzte Richtung darüber. Und so weiter, bis der gesamte Draht aufgebraucht ist. Vergessen Sie nicht, zwei Enden des Drahtes, jeweils 8–10 cm, frei zu lassen. Um zu verhindern, dass sich die Windungen nach dem Aufwickeln abwickeln, sichern Sie sie mit Klebeband. Isolieren Sie die freien Enden des Kabels ab und verbinden Sie sie mit den Batteriekontakten.

Was ist passiert?

Es stellte sich heraus, dass es ein Magnet war! Versuchen Sie, kleine Eisengegenstände mitzubringen – eine Büroklammer, eine Haarnadel. Sie werden angezogen!

Herr des Wassers

Was muss vorbereitet werden?

• Ein Plexiglasstab (z. B. ein Schülerlineal oder ein normaler Plastikkamm).
• Ein trockenes Tuch aus Seide oder Wolle (zum Beispiel ein Wollpullover).

Durchführung des Experiments

Öffnen Sie den Wasserhahn, sodass ein dünner Wasserstrahl fließt. Reiben Sie mit dem Stäbchen oder Kamm kräftig über das vorbereitete Tuch. Bringen Sie den Stab schnell näher an den Wasserstrahl heran, ohne ihn zu berühren.

Was wird passieren?

Der Wasserstrahl krümmt sich in einem Bogen und wird vom Stab angezogen. Versuchen Sie dasselbe mit zwei Stöcken und sehen Sie, was passiert.

Spitze

Was muss vorbereitet werden?

• Papier, Nadel und Radiergummi.
• Ein Stock und ein trockenes Wolltuch aus früheren Erfahrungen.

Durchführung des Experiments

Sie können mehr als nur Wasser kontrollieren! Schneiden Sie einen 1–2 cm breiten und 10–15 cm langen Papierstreifen ab, biegen Sie ihn an den Rändern und in der Mitte, wie im Bild gezeigt. Führen Sie das spitze Ende der Nadel in den Radiergummi ein. Balancieren Sie das obere Werkstück auf der Nadel. Bereiten Sie einen „Zauberstab“ vor, reiben Sie ihn auf einem trockenen Tuch und führen Sie ihn von der Seite oder von oben an eines der Enden des Papierstreifens, ohne ihn zu berühren.

Was wird passieren?

Der Streifen schwingt wie eine Schaukel auf und ab oder dreht sich wie ein Karussell. Und wenn Sie einen Schmetterling aus dünnem Papier ausschneiden können, wird das Erlebnis noch interessanter.

Eis und Feuer

(Das Experiment wird an einem sonnigen Tag durchgeführt)

Was muss vorbereitet werden?

• Eine kleine Tasse mit rundem Boden.
• Ein Stück trockenes Papier.

Durchführung des Experiments

Gießen Sie Wasser in eine Tasse und stellen Sie diese in den Gefrierschrank. Wenn das Wasser zu Eis wird, nehmen Sie die Tasse heraus und stellen Sie sie in einen Behälter mit heißem Wasser. Nach einiger Zeit löst sich das Eis vom Becher. Gehen Sie nun auf den Balkon und legen Sie ein Blatt Papier auf den Steinboden des Balkons. Fokussieren Sie die Sonne mit einem Stück Eis auf ein Blatt Papier.

Was wird passieren?

Das Papier sollte verkohlt sein, denn in Ihren Händen ist es nicht mehr nur Eis ... Haben Sie erraten, dass Sie eine Lupe gemacht haben?

Falscher Spiegel

Was muss vorbereitet werden?

• Ein transparentes Glas mit dicht schließendem Deckel.
• Spiegel.

Durchführung des Experiments

Füllen Sie das Glas mit überschüssigem Wasser und schließen Sie den Deckel, um das Eindringen von Luftblasen zu verhindern. Stellen Sie das Glas mit dem Deckel nach oben gegen den Spiegel. Jetzt können Sie in den „Spiegel“ schauen.

Bringen Sie Ihr Gesicht näher und schauen Sie nach innen. Es wird ein Miniaturbild angezeigt. Beginnen Sie nun damit, das Glas zur Seite zu kippen, ohne es vom Spiegel abzuheben.

Was wird passieren?

Das Spiegelbild Ihres Kopfes im Glas wird sich natürlich ebenfalls neigen, bis es auf den Kopf gestellt wird und Ihre Beine immer noch nicht sichtbar sind. Heben Sie die Dose an und das Spiegelbild wird sich wieder umdrehen.

Cocktail mit Blasen

Was muss vorbereitet werden?

• Ein Glas mit einer starken Kochsalzlösung.
• Eine Batterie aus einer Taschenlampe.
• Zwei ca. 10 cm lange Stücke Kupferdraht.
• Feines Schleifpapier.

Durchführung des Experiments

Reinigen Sie die Enden des Drahtes mit feinem Schleifpapier. Verbinden Sie ein Ende des Kabels mit jedem Pol der Batterie. Tauchen Sie die freien Enden der Drähte in ein Glas mit der Lösung.

Was ist passiert?

In der Nähe der abgesenkten Enden des Drahtes steigen Blasen auf.

Zitronenbatterie

Was muss vorbereitet werden?

• Zitrone, gründlich gewaschen und trocken gewischt.
• Zwei Stücke isolierter Kupferdraht mit einer Dicke von ca. 0,2–0,5 mm und einer Länge von 10 cm.
• Büroklammer aus Stahl.
• Eine Glühbirne aus einer Taschenlampe.

Durchführung des Experiments

Isolieren Sie die gegenüberliegenden Enden beider Drähte im Abstand von 2–3 cm ab, stecken Sie eine Büroklammer in die Zitrone und schrauben Sie das Ende eines der Drähte daran fest. Führen Sie das Ende des zweiten Drahtes 1–1,5 cm von der Büroklammer entfernt in die Zitrone ein. Stechen Sie dazu zunächst mit einer Nadel in die Zitrone an dieser Stelle ein. Nehmen Sie die beiden freien Enden der Drähte und befestigen Sie sie an den Kontakten der Glühbirne.

Was wird passieren?

Das Licht wird leuchten!

Künstlicher Tornado. In einem Buch von N. E. Schukowski wird die folgende Anlage zur Erzeugung eines künstlichen Tornados beschrieben. In einem Abstand von 3 m über dem Wasserbottich ist eine hohle Rolle mit einem Durchmesser von 1 m und mehreren radialen Trennwänden angebracht (Abb. 119). Wenn sich die Riemenscheibe schnell dreht, steigt ein rotierender Wasserspeier aus dem Bottich auf, um ihn zu treffen. Erklären Sie das Phänomen. Was ist der Grund für die Entstehung eines Tornados in der Natur?

„Universalbarometer“ von M. V. Lomonosov (Abb. 87). Das Gerät besteht aus einem mit Quecksilber gefüllten barometrischen Rohr mit einer Kugel A an der Spitze. Das Rohr ist über eine Kapillare B mit einer weiteren Kugel verbunden, die trockene Luft enthält. Das Gerät dient zur Messung kleinster Änderungen des Luftdrucks. Verstehen Sie, wie dieses Gerät funktioniert.

Gerät N. A. Lyubimov. Der Moskauer Universitätsprofessor N.A. Lyubimov war der erste Wissenschaftler, der das Phänomen der Schwerelosigkeit experimentell untersuchte. Eines seiner Geräte (Abb. 66) war ein Panel l mit Schlaufen, die entlang der vertikalen Führungsdrähte fallen könnten. Auf dem Panel l ein Gefäß mit Wasser wird verstärkt 2. Ein großer Stopfen wird mithilfe einer Stange, die durch den Deckel des Gefäßes geführt wird, in das Gefäß eingesetzt. 3. Wasser neigt dazu, den Stopfen herauszudrücken, und dieser streckt die Stange. 4. Halten Sie den Zeigerpfeil auf der rechten Seite des Bildschirms gedrückt. Behält die Nadel ihre Position relativ zum Gefäß bei, wenn das Gerät herunterfällt?

„Der Einsatz selbstgebauter Geräte ist eine Möglichkeit, die kognitive Aktivität der Studierenden im Physikstudium zu aktivieren.“

Yesenzhulova A.D.

2016

Wissen Sie, wie stark eine Person sein kann?

Fjodor Dostojewski

Anmerkung

Dieses Projekt richtet sich an Physiklehrer und Schüler der Klassen 7-11. Es ermöglicht die Abkehr von der „Kreide“-Physik und zielt darauf ab, Schüler in den Instrumentenbau einzubeziehen und die kreativen Fähigkeiten von Kindern zu erkennen.

Relevanz ist, dass die Herstellung von Instrumenten nicht nur zu einer Steigerung des Wissensstandes führt, sondern auch die Hauptrichtung der Aktivitäten der Studierenden aufzeigt. Bei der Arbeit am Gerät entfernen wir uns von der „Kreide“-Physik. Eine trockene Formel erwacht zum Leben, eine Idee materialisiert sich und es entsteht ein vollständiges und klares Verständnis. Andererseits ist eine solche Arbeit ein gutes Beispiel für gesellschaftlich nützliche Arbeit: Erfolgreich hergestellte selbstgebaute Geräte können die Ausstattung eines Schulbüros erheblich ergänzen. Selbstgemachte Geräte haben noch einen weiteren bleibenden Wert: Ihre Herstellung fördert einerseits die praktischen Fähigkeiten des Lehrers und der Schüler und zeugt andererseits von der kreativen Arbeit und der methodischen Weiterentwicklung des Lehrers.

Der Ausweg aus einer schwierigen Situation findet meistens dort statt, wo ein Eingang war...

Karel Capek

Problematische Probleme

• Lohnt es sich, physikalische Instrumente selbst herzustellen, wenn die Industrie sie in ausreichender Menge und in hoher Qualität herstellt?
• Wie kann man ein Physik-Klassenzimmer ohne Materialkosten mit Geräten auffüllen?
• Welche hausgemachten Geräte müssen hergestellt werden?

Erstellen Sie Geräte und physikalische Installationen, um physikalische Phänomene zu demonstrieren, erklären Sie das Funktionsprinzip jedes Geräts und demonstrieren Sie deren Funktionsweise.

Hypothese

Das Vorhandensein selbstgebauter Instrumente im Physikunterricht einer Schule erweitert die Möglichkeiten zur Verbesserung pädagogischer Experimente und verbessert die Organisation wissenschaftlicher Forschungsarbeit.

1) Studieren Sie wissenschaftliche und populäre Literatur zur Herstellung selbstgebauter Geräte;

2) Instrumente zu bestimmten Themen herstellen, die das Verständnis theoretischer Inhalte in der Physik erschweren;

3) Geräte herstellen, die im Labor nicht verfügbar sind;

Diagnoseergebnisse

Was gefällt dir am Physikstudium? ?

a) Problemlösung -19 %;

B) Demonstration von Experimenten - 21 %;

c) Lesen eines Lehrbuchs zu Hause – 4 %;

d) Lehrer erzählen neues Material – 17 %;

D) unabhängige Durchführung von Experimenten -36 %;

e) Die Antwort an der Tafel lautet -3 %.

Welche Hausaufgaben machen Sie am liebsten?

a) Lesen eines Lehrbuchs -22 %;

b) Lösen von Problemen aus dem Lehrbuch -20 %;

V) Beobachtung physikalischer Phänomene -40 %;

d) Aufgabenerstellung -7 %;

e) Herstellung einfacher Geräte, Modelle -8 %;

f) Lösung schwieriger Probleme – 3 %.

Für welche Lektion interessieren Sie sich?

a) im Test - 3 %;

B) bei Laborarbeiten - 60 %;

c) in einer Problemlösungsstunde - 8 %;

d) in einer Lektion zum Erlernen neuer Materialien - 22 %;

e) weiß es nicht -7 %.

Selbstgebautes Gerät

Mit seinen eigenen Händen

Selbstgebautes Gerät

Brecher

Selbstgebautes Gerät

Nähmaschine

Schüler 9 Tischtschenko A

Selbstgebautes Gerät

Zhangabaev A 10 D-Klasse

Nuranov A 10 G-Klasse

1. Selbst erstellte physische Installationen haben eine größere didaktische Wirkung.

2. Selbstgebaute Installationen werden für bestimmte Bedingungen erstellt.

3. Selbstgebaute Installationen sind von vornherein zuverlässiger.

4. Selbstgebaute Geräte sind viel günstiger als staatliche Geräte.

5. Selbstgemachte Installationen entscheiden oft über das Schicksal eines Schülers.

Ich schätze eine Erfahrung mehr als tausend Meinungen,

nur aus Fantasie geboren

M. Lomonossow

Abschluss

Es wird großartig sein, wenn unser Projekt mit kreativem Optimismus „auflädt“ und jemanden dazu bringt, an sich selbst zu glauben. Schließlich ist dies sein Hauptziel: den Komplex als zugänglich darzustellen, der jede Anstrengung wert ist und dem Menschen eine unvergleichliche Freude am Begreifen und Entdecken bereiten kann. Vielleicht regt unser Projekt jemanden zur Kreativität an. Schließlich ist schöpferische Kraft wie eine starke elastische Feder, die die Ladung eines kräftigen Schlags in sich trägt. Kein Wunder, dass der weise Aphorismus sagt: „Nur ein beginnender Schöpfer ist allmächtig!“

Angebot:

Der Zustand und die Leistung von Schulphysikklassen sollten nicht anhand der zweifelhaften Millionen Rubel beurteilt werden, die für zweifelhafte Pseudoausrüstung ausgegeben werden, sondern anhand der Anzahl der selbstgebauten Installationen, ihrer Abdeckung des Schulphysikkurses und der Schüler.

Meister...Profis

Diejenigen, die im Leben begreifen konnten

Großzügigkeit aus Stein, Seele aus Metall

Frische der Formel, Charakter der Erde

Meister. Mastaki. Handwerker

Verständnis bis in die Tiefe

Maschine und Herzmechanismus

Der Bugschlag oder das Summen der Turbinen

Prophetische Hände ausstrecken

An die Kreuzung der Sternenwelten

Die Zeit bewegt sich nach Meistern und verlässt sich auf Meister!

... Und sie stehen wie Festungen,

In der Richtigkeit Ihrer Arbeit

Und sie können nicht anders

Und erforderlich

Robert Rozhdestvensky

Literatur

1. N.M. Shakhmaev Physikalisches Experiment in der High School.

2. L.I.Antsiferov. Selbstgebaute Geräte für die Physikwerkstatt.

3. N. M. Markosova. Studieren von Ultraschall in einem Physikkurs.

4. N. M. Zvereva. Aktivierung des Denkens der Schüler im Physikunterricht.

5. S. Pawlowitsch. Geräte und Modelle für die unbelebte Natur.

6. I.Ya.Lanina. Nicht nur eine Lektion.

7. S.A. Khoroshavin. Physikalische und technische Modellierung.

8. L. I. Antsiferov „Hausgemachte Geräte für die Physikwerkstatt“, Moskauer Aufklärung 1985

9. A. I. Ukhanov „Hausgemachte Geräte in der Physik“ Saratov SSU 1978

Städtische Bildungseinrichtung „Sekundarschule Nr. 2“ Dorf Babynino

Bezirk Babyninsky, Region Kaluga

X Forschungskonferenz

„Hochbegabte Kinder sind die Zukunft Russlands“

Projekt „Physik mit eigenen Händen“

Von den Studierenden vorbereitet

7 „B“-Klasse Larkova Victoria

7 „B“-Klasse Kalinicheva Maria

Leiter Kochanova E.V.

Dorf Babynino, 2018

Einleitung Seite 3

Theoretischer Teil S.5

experimenteller Teil

Brunnenmodell S.6

Kommunizierende Gefäße Seite 9

Fazit Seite 11

Referenzen Seite 13

Einführung

In diesem akademischen Jahr sind wir in die Welt einer sehr komplexen, aber interessanten Wissenschaft eingetaucht, die für jeden Menschen notwendig ist. Von den ersten Unterrichtsstunden an waren wir von der Physik fasziniert und wollten immer mehr Neues lernen. Physik besteht nicht nur aus physikalischen Größen, Formeln, Gesetzen, sondern auch aus Experimenten. Physikalische Experimente können mit allem durchgeführt werden: Bleistiften, Gläsern, Münzen, Plastikflaschen.

Physik ist eine experimentelle Wissenschaft, daher trägt die Herstellung von Instrumenten mit eigenen Händen zu einem besseren Verständnis von Gesetzen und Phänomenen bei. Beim Studium jedes Themas stellen sich viele unterschiedliche Fragen. Der Lehrer kann sie natürlich beantworten, aber wie interessant und spannend ist es, die Antworten selbst zu bekommen, insbesondere mit handgefertigten Instrumenten.

Relevanz: Der Instrumentenbau trägt nicht nur zur Steigerung des Wissensstandes bei, sondern ist auch eine der Möglichkeiten, die kognitiven und projektbezogenen Aktivitäten der Schüler im Physikunterricht in der Grundschule zu verbessern. Andererseits dient eine solche Arbeit als gutes Beispiel für gesellschaftlich nützliche Arbeit: Erfolgreich hergestellte selbstgebaute Geräte können die Ausstattung eines Schulbüros erheblich auffüllen. Es ist möglich und notwendig, Geräte vor Ort in Eigenregie anzufertigen. Selbstgebaute Geräte haben noch einen weiteren Wert: Ihre Herstellung fördert einerseits praktische Fähigkeiten und Fertigkeiten bei Lehrern und Schülern und weist andererseits auf kreatives Arbeiten hin.Ziel: Bauen Sie ein Gerät, eine physikalische Installation, um physikalische Experimente mit Ihren eigenen Händen zu demonstrieren, erklären Sie das Funktionsprinzip und demonstrieren Sie die Funktionsweise des Geräts.
Aufgaben:

1. Studieren Sie wissenschaftliche und populäre Literatur.

2. Lernen Sie, wissenschaftliche Erkenntnisse anzuwenden, um physikalische Phänomene zu erklären.

3. Bauen Sie Geräte zu Hause und demonstrieren Sie deren Funktionsweise.

4. Auffüllung des Physikunterrichts mit selbstgebauten Geräten aus Schrott.

Hypothese: Nutzen Sie das hergestellte Gerät, eine Physikinstallation, um physikalische Phänomene mit Ihren eigenen Händen im Unterricht zu demonstrieren.

Projektprodukt: DIY-Geräte, Demonstration von Experimenten.

Projektergebnis: das Interesse der Studierenden, die Bildung ihrer Vorstellung, dass Physik als Wissenschaft nicht vom wirklichen Leben getrennt ist, die Entwicklung der Motivation für das Erlernen der Physik.

Forschungsmethoden: Analyse, Beobachtung, Experiment.

Die Arbeiten wurden nach folgendem Schema durchgeführt:

Studieren von Informationen aus verschiedenen Quellen zu diesem Thema.

Auswahl von Forschungsmethoden und deren praktische Beherrschung.

Eigenes Material sammeln – vorhandene Materialien zusammenstellen, Experimente durchführen.

Analyse und Formulierung von Schlussfolgerungen.

ICH . Hauptteil

Physik ist die Wissenschaft der Natur. Sie untersucht Phänomene, die im Weltraum, im Erdinneren, auf der Erde und in der Atmosphäre auftreten – kurz gesagt, überall. Solche Phänomene werden physikalische Phänomene genannt. Bei der Beobachtung eines unbekannten Phänomens versuchen Physiker zu verstehen, wie und warum es auftritt. Wenn beispielsweise ein Phänomen in der Natur schnell oder selten auftritt, versuchen Physiker, es so oft wie nötig zu sehen, um die Bedingungen zu identifizieren, unter denen es auftritt, und die entsprechenden Muster zu ermitteln. Wenn möglich, reproduzieren Wissenschaftler das untersuchte Phänomen in einem speziell ausgestatteten Raum – einem Labor. Sie versuchen, das Phänomen nicht nur zu untersuchen, sondern auch Messungen vorzunehmen. Wissenschaftler – Physiker – nennen das alles Erfahrung oder Experiment.

Uns inspirierte die Idee, eigene Geräte herzustellen. Um unseren wissenschaftlichen Spaß zu Hause durchzuführen, haben wir grundlegende Maßnahmen entwickelt, mit denen Sie das Experiment erfolgreich durchführen können:

Heimexperimente müssen folgende Anforderungen erfüllen:

Sicherheit bei der Durchführung;

Minimale Materialkosten;

Leichtigkeit der Durchsetzung;

Wert beim Lernen und Verstehen der Physik.

Im Physikkurs der 7. Klasse haben wir mehrere Experimente zu verschiedenen Themen durchgeführt. Lassen Sie uns einige davon vorstellen, interessant und gleichzeitig einfach umzusetzen.

Experimenteller Teil.

Brunnenmodell

Ziel: Zeigen Sie das einfachste Modell eines Brunnens

Ausrüstung:

Große Plastikflasche – 5 Liter, kleine Plastikflasche – 0,6 Liter, Cocktailstrohhalm, Stück Plastik.

Fortschritt des Experiments

Wir biegen das Rohr an der Basis mit dem Buchstaben G.

Sichern Sie es mit einem kleinen Stück Plastik.

Schneiden Sie ein kleines Loch in eine Drei-Liter-Flasche.

Schneiden Sie den Boden einer kleinen Flasche ab.

Befestigen Sie die kleine Flasche mit einem Verschluss in der großen Flasche, wie auf dem Foto gezeigt.

Stecken Sie das Röhrchen in den Verschluss einer kleinen Flasche. Mit Plastilin fixieren.

Schneiden Sie ein Loch in den Verschluss einer großen Flasche.

Lass uns Wasser in eine Flasche gießen.

Schauen wir uns den Wasserfluss an.

Ergebnis : Wir beobachten die Entstehung einer Wasserfontäne.

Abschluss: Das Wasser im Schlauch wird durch den Druck der Flüssigkeitssäule in der Flasche beeinflusst. Je mehr Wasser in der Flasche ist, desto größer wird die Fontäne, da der Druck von der Höhe der Flüssigkeitssäule abhängt.

Kommunizierende Gefäße

Ausrüstung: Oberteile aus Plastikflaschen verschiedener Abschnitte, Gummischlauch.

Schneiden wir die oberen Teile der Plastikflaschen ab, 15–20 cm hoch.

Wir verbinden die Teile mit einem Gummischlauch miteinander.

Verlauf des Experiments Nr. 1

Ziel : Zeigen Sie die Lage der Oberfläche einer homogenen Flüssigkeit in kommunizierenden Gefäßen an.

1. Gießen Sie Wasser in eines der resultierenden Gefäße.

2. Wir sehen, dass das Wasser in den Gefäßen auf dem gleichen Niveau ist.

Abschluss: In kommunizierenden Gefäßen jeglicher Form werden die Oberflächen einer homogenen Flüssigkeit auf das gleiche Niveau gebracht (vorausgesetzt, der Luftdruck über der Flüssigkeit ist gleich).

Verlauf von Experiment Nr. 2

1. Beobachten wir das Verhalten der Wasseroberfläche in Gefäßen, die mit verschiedenen Flüssigkeiten gefüllt sind. Füllen Sie gleiche Mengen Wasser und Reinigungsmittel in angeschlossene Behälter.

2. Wir sehen, dass sich die Flüssigkeiten in den Gefäßen auf unterschiedlichen Niveaus befinden.

Abschluss : In kommunizierenden Gefäßen bilden sich heterogene Flüssigkeiten auf unterschiedlichen Ebenen.

Abschluss

Es ist interessant, das vom Lehrer durchgeführte Experiment zu beobachten. Es selbst durchzuführen ist doppelt interessant. Der mit einem selbstgebauten Gerät durchgeführte Versuch stößt bei der ganzen Klasse auf großes Interesse. Solche Experimente helfen, den Stoff besser zu verstehen, Zusammenhänge herzustellen und die richtigen Schlussfolgerungen zu ziehen.

Wir haben eine Umfrage unter Schülern der siebten Klasse durchgeführt und herausgefunden, ob Physikunterricht mit Experimenten interessanter ist und ob unsere Klassenkameraden gerne ein Gerät mit eigenen Händen bauen würden. Die Ergebnisse fielen so aus:

Die meisten Schüler glauben, dass der Physikunterricht durch Experimente interessanter wird.

Mehr als die Hälfte der befragten Mitschüler möchte Instrumente für den Physikunterricht bauen.

Es hat uns Spaß gemacht, selbstgemachte Instrumente herzustellen und Experimente durchzuführen. Es gibt so viele interessante Dinge in der Welt der Physik, deshalb werden wir in Zukunft:

Studieren Sie diese interessante Wissenschaft weiter;

Führen Sie neue Experimente durch.

Referenzliste

1. L. Galpershtein „Funny Physics“, Moskau, „Kinderliteratur“, 1993.

Lehrmittel für Physik im Gymnasium. Herausgegeben von A.A. Pokrovsky „Enlightenment“, 2014

2. Lehrbuch der Physik von A. V. Peryshkina, E. M. Gutnik „Physik“ für die 7. Klasse; 2016

3. ICH UND. Perelman „Unterhaltsame Aufgaben und Experimente“, Moskau, „Kinderliteratur“, 2015.

4. Physik: Referenzmaterialien: O.F. Kabardin-Lehrbuch für Studenten. – 3. Aufl. – M.: Bildung, 2014.

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

a- Roma Davydov Leiter: Physiklehrer - Khovrich Lyubov Vladimirovna Novouspenka – 2008

Ziel: Erstellen Sie ein Gerät, eine physikalische Installation, um physikalische Phänomene mit Ihren eigenen Händen zu demonstrieren. Erklären Sie das Funktionsprinzip dieses Geräts. Demonstrieren Sie die Funktionsweise dieses Geräts.

HYPOTHESE: Verwenden Sie das hergestellte Gerät, Installation in der Physik, um physikalische Phänomene mit Ihren eigenen Händen im Unterricht zu demonstrieren. Sollte dieses Gerät im physikalischen Labor nicht vorhanden sein, kann dieses Gerät bei der Demonstration und Erläuterung des Themas die fehlende Installation ersetzen.

Ziele: Geräte herstellen, die großes Interesse bei den Schülern wecken. Stellen Sie Geräte her, die im Labor nicht verfügbar sind. stellen Geräte her, die das Verständnis theoretischer Inhalte in der Physik erschweren.

EXPERIMENT 1: Erzwungene Schwingungen. Bei gleichmäßiger Drehung des Griffs sehen wir, dass die Wirkung einer periodisch veränderten Kraft über die Feder auf die Last übertragen wird. Diese Kraft ändert sich mit einer Frequenz, die der Drehfrequenz des Griffs entspricht, und zwingt die Last, erzwungene Vibrationen auszuführen. Resonanz ist das Phänomen eines starken Anstiegs der Amplitude erzwungener Vibrationen.

Erzwungene Vibrationen

ERFAHRUNG 2: Jetantrieb. Wir werden einen Trichter in einem Ring auf einem Stativ installieren und daran ein Rohr mit Spitze befestigen. Wir gießen Wasser in den Trichter, und wenn das Wasser am Ende herauszufließen beginnt, biegt sich das Rohr in die entgegengesetzte Richtung. Das ist reaktive Bewegung. Unter reaktiver Bewegung versteht man die Bewegung eines Körpers, die auftritt, wenn ein Teil davon bei beliebiger Geschwindigkeit von ihm getrennt wird.

Strahlantrieb

EXPERIMENT 3: Schallwellen. Spannen wir ein Metalllineal in einen Schraubstock. Aber es ist erwähnenswert, dass wir die von ihm erzeugten Wellen nicht hören, wenn der Großteil des Herrschers als Schraubstock fungiert, nachdem wir ihn zum Schwingen gebracht haben. Wenn wir aber den hervorstehenden Teil des Lineals verkürzen und dadurch die Frequenz seiner Schwingungen erhöhen, dann hören wir die erzeugten elastischen Wellen, die sich in der Luft sowie im Inneren flüssiger und fester Körper ausbreiten, aber nicht sichtbar sind. Unter bestimmten Voraussetzungen sind sie jedoch hörbar.

Schallwellen.

Experiment 4: Münze in einer Flasche Münze in einer Flasche. Möchten Sie das Trägheitsgesetz in Aktion sehen? Bereiten Sie eine Halbliter-Milchflasche, einen Pappring mit einer Breite von 25 mm und einer Breite von 0,100 mm und eine Zwei-Kopeken-Münze vor. Setzen Sie den Ring auf den Flaschenhals und legen Sie eine Münze genau gegenüber dem Loch im Flaschenhals darauf (Abb. 8). Nachdem Sie ein Lineal in den Ring eingeführt haben, schlagen Sie damit auf den Ring. Wenn Sie dies abrupt tun, fliegt der Ring ab und die Münze fällt in die Flasche. Der Ring bewegte sich so schnell, dass seine Bewegung keine Zeit hatte, auf die Münze übertragen zu werden, und nach dem Trägheitsgesetz blieb er an Ort und Stelle. Und da die Münze ihre Unterstützung verlor, fiel sie. Wird der Ring langsamer zur Seite bewegt, „spürt“ die Münze diese Bewegung. Die Flugbahn seines Falls wird sich ändern und es wird nicht in den Flaschenhals fallen.

Münze in einer Flasche

Experiment 5: Schwebender Ball Wenn Sie blasen, hebt ein Luftstrom den Ball über das Rohr. Der Luftdruck im Inneren des Strahls ist jedoch geringer als der Druck der „ruhigen“ Luft, die den Strahl umgibt. Daher befindet sich der Ball in einer Art Lufttrichter, dessen Wände durch die umgebende Luft gebildet werden. Durch stufenloses Reduzieren der Geschwindigkeit des Strahls aus dem oberen Loch ist es nicht schwer, den Ball an seinem ursprünglichen Platz zu „pflanzen“. Für dieses Experiment benötigen Sie ein L-förmiges Rohr, zum Beispiel aus Glas, und einen leichten Schaumstoffball. Verschließen Sie das obere Loch der Röhre mit einer Kugel (Abb. 9) und blasen Sie in das seitliche Loch. Entgegen der Erwartung fliegt der Ball nicht von der Röhre weg, sondern beginnt darüber zu schweben. Warum passiert das?

schwebender Ball

Experiment 6: Bewegung eines Körpers entlang einer „Dead Loop“ Mit dem „Dead Loop“-Gerät können Sie eine Reihe von Experimenten zur Dynamik eines materiellen Punktes entlang eines Kreises demonstrieren. Die Demonstration erfolgt in folgender Reihenfolge: 1. Der Ball wird vom höchsten Punkt der geneigten Schienen über die Schienen gerollt, wo er von einem Elektromagneten gehalten wird, der mit 24 V betrieben wird. Der Ball beschreibt stetig eine Schleife und fliegt mit einer bestimmten Geschwindigkeit vom anderen Ende des Geräts2 heraus. Der Ball wird von der niedrigsten Höhe nach unten gerollt, wenn der Ball gerade die Schleife umkreist, ohne von seinem oberen Punkt herunterzufallen3. Aus einer noch geringeren Höhe, wenn der Ball den oberen Rand der Schleife nicht erreicht, sich von dieser löst und fällt, wobei er eine Parabel in der Luft innerhalb der Schleife beschreibt.

Körperbewegung in einer „Totschleife“

Experiment 7: Heiße Luft und kalte Luft Spannen Sie einen Ballon auf den Hals einer gewöhnlichen Halbliterflasche (Abb. 10). Stellen Sie die Flasche in einen Topf mit heißem Wasser. Die Luft in der Flasche beginnt sich zu erwärmen. Die Moleküle der Gase, aus denen es besteht, bewegen sich mit steigender Temperatur immer schneller. Sie werden die Wände der Flasche und des Balls stärker bombardieren. Der Luftdruck in der Flasche beginnt zu steigen und der Ballon beginnt sich aufzublasen. Stellen Sie die Flasche nach einer Weile in einen Topf mit kaltem Wasser. Die Luft in der Flasche beginnt abzukühlen, die Bewegung der Moleküle verlangsamt sich und der Druck sinkt. Der Ball wird knittern, als ob die Luft herausgepumpt worden wäre. So können Sie die Abhängigkeit des Luftdrucks von der Umgebungstemperatur überprüfen

Die Luft ist heiß und die Luft ist kalt

Experiment 8: Dehnen eines festen Körpers Fassen Sie den Schaumstoffblock an den Enden und dehnen Sie ihn. Die Vergrößerung der Abstände zwischen den Molekülen ist deutlich sichtbar. Auch hier lässt sich das Auftreten intermolekularer Anziehungskräfte simulieren.

Spannung eines starren Körpers

Experiment 9: Kompression eines festen Körpers Komprimieren Sie einen Schaumstoffblock entlang seiner Hauptachse. Stellen Sie es dazu auf einen Ständer, bedecken Sie die Oberseite mit einem Lineal und üben Sie mit der Hand Druck aus. Es wird eine Verringerung des Abstands zwischen den Molekülen und die Entstehung abstoßender Kräfte zwischen ihnen beobachtet.

Kompression eines Festkörpers

Experiment 4: Doppelkegel rollt nach oben. Dieser Versuch dient der Demonstration der Erfahrung, dass ein frei beweglicher Gegenstand stets so positioniert ist, dass sein Schwerpunkt die für ihn möglichst tiefste Lage einnimmt. Vor der Demonstration werden die Bretter in einem bestimmten Winkel platziert. Dazu wird der Doppelkegel mit seinen Enden in die Aussparungen am oberen Rand der Dielen gesteckt. Anschließend wird der Kegel bis zum Anfang der Dielen bewegt und losgelassen. Der Kegel bewegt sich nach oben, bis seine Enden in die Aussparungen fallen. Tatsächlich verschiebt sich der Schwerpunkt des Kegels, der auf seiner Achse liegt, nach unten, was wir sehen.

Sind Heuschrecken Schädlinge oder Nützlinge?

Die Heuschrecke ist ein Arthropodeninsekt und gehört zur Oberordnung der Jungflügelinsekten, zur Ordnung der Orthoptera, zur Unterordnung der Langbart-Orthopteren und zur Überfamilie der Heuschrecken (Tettigonioidea). Das russische Wort „Heuschrecke“ gilt als Verkleinerungsform des Wortes „Schmied“. Sondern zum Körper