На школьных уроках физики учителя всегда говорят, что физические явления повсюду в нашей жизни. Только мы частенько об этом забываем. Меж тем, удивительное рядом! Не думайте, что для организации физических опытов на дому вам потребуется что-то сверхъестественное. И вот вам несколько доказательств;)

Магнитный карандаш

Что необходимо приготовить?

• Батарейку.
• Толстый карандаш.
• Медную изолированную проволоку диаметром 0,2–0,3 мм и длиной несколько метров (чем больше, тем лучше).
• Скотч.

Проведение опыта

Намотайте проволоку вплотную виток к витку на карандаш, не доходя до его краев по 1 см. Кончился один ряд - наматывайте другой сверху в обратную сторону. И так, пока не закончится вся проволока. Не забудьте оставить свободными два конца проволоки по 8–10 см. Чтобы витки после намотки не разматывались, закрепите их скотчем. Зачистите свободные концы проволоки и подсоедините их к контактам батарейки.

Что произошло?

Получился магнит! Попробуйте поднести к нему маленькие железные предметы - скрепку, шпильку. Притягиваются!

Повелитель воды

Что необходимо приготовить?

• Палочку из оргстекла (например, ученическую линейку или обычную пластмассовую расчёску).
• Сухую тряпочку из шёлка или шерсти (например, шерстяной свитер).

Проведение опыта

Откройте кран, чтобы текла тонкая струйка воды. Сильно потрите палочку или расчёску о приготовленную тряпочку. Быстро приблизьте палочку к струйке воды, не касаясь её.

Что произойдёт?

Струя воды изогнётся дугой, притягиваясь к палочке. Попробуйте то же самое сделать с двумя палочками и посмотрите, что получится.

Волчок

Что необходимо приготовить?

• Бумагу, иголку и ластик.
• Палочку и сухую шерстяную тряпочку из предыдущего опыта.

Проведение опыта

Управлять можно не только водой! Вырежьте полоску бумаги шириной 1–2 см и длиной 10–15 см, изогните по краям и посередине, как показано на рисунке. Воткните иголку острым концом в ластик. Уравновесьте заготовку-волчок на иголке. Подготовьте «волшебную палочку», потрите её о сухую тряпочку и поднесите к одному из концов бумажной полоски сбоку или сверху, не касаясь её.

Что произойдёт?

Полоска станет раскачиваться вверх-вниз, как качели, или будет крутиться, как карусель. А если вы сможете вырезать из тонкой бумаги бабочку, то опыт будет ещё интереснее.

Лед и пламя

(опыт проводится в солнечный день)

Что необходимо приготовить?

• Небольшую чашку с круглым дном.
• Кусочек сухой бумажки.

Проведение опыта

Налейте в чашку воды и поставьте в морозилку. Когда вода превратится в лёд, выньте чашку и поставьте в ёмкость с горячей водой. Через некоторое время лёд отделится от чашки. Теперь выйдите на балкон, положите кусочек бумажки на каменный пол балкона. Куском льда сфокусируйте солнце на бумажке.

Что произойдёт?

Бумага должна обуглиться, ведь в руках уже не просто лед… Вы догадались, что сделали лупу?

Неправильное зеркало

Что необходимо приготовить?

• Прозрачную банку с плотно закрывающейся крышкой.
• Зеркало.

Проведение опыта

Налейте в банку воды с излишком и закройте крышкой, чтобы внутрь не попали пузыри воздуха. Приставьте банку к зеркалу крышкой вверх. Теперь можно смотреться в «зеркало».

Приблизьте лицо и посмотрите внутрь. Там будет уменьшенное изображение. Теперь начинайте наклонять банку в сторону, не отрывая от зеркала.

Что произойдёт?

Отражение вашей головы в банке, само собой, будет тоже наклоняться, пока не окажется перевёрнутым вниз, при этом ног так и не будет видно. Поднимите банку, и отражение вновь перевернётся.

Коктейль с пузырьками

Что необходимо приготовить?

• Стакан с крепким раствором поваренной соли.
• Батарейку от карманного фонарика.
• Два кусочка медной проволоки длиной примерно по 10 см.
• Мелкую наждачную бумагу.

Проведение опыта

Зачистите концы проволоки мелкой наждачной шкуркой. Подсоедините к каждому полюсу батарейки по одному концу проволочек. Свободные концы проволочек опустите в стакан с раствором.

Что произошло?

Вблизи опущенных концов проволоки будут подниматься пузырьки.

Батарейка из лимона

Что необходимо приготовить?

• Лимон, тщательно вымытый и насухо вытертый.
• Два кусочка медной изолированной проволоки примерно 0,2–0,5 мм толщиной и длиной 10 см.
• Стальную скрепку для бумаги.
• Лампочку от карманного фонарика.

Проведение опыта

Зачистите противоположные концы обеих проволок на расстоянии 2–3 см. Вставьте в лимон скрепку, прикрутите к ней конец одной из проволочек. Воткните в лимон в 1–1,5 см от скрепки конец второй проволочки. Для этого сначала проткните лимон в этом месте иголкой. Возьмите два свободных конца проволочек и приложи к контактам лампочки.

Что произойдёт?

Лампочка загорится!

Вы любите физику? Вы любите экспериментировать ? Мир физики ждет вас!
Что может быть интереснее опытов по физике? И, конечно, чем проще , тем лучше!
Эти увлекательные опыты помогут вам увидеть необыкновенные явления света и звука, электричества и магнетизма Все необходимые для опытов легко найти дома, а сами опыты просты и безопасны.
Глаза горят, руки чешутся!
Вперед, исследователи!

Роберт Вуд - гений экспериментов..........
- Вверх или вниз? Вращающаяся цепочка. Соляные пальцы.......... - Луна и дифракция. Какого цвета туман? Кольца Ньютона.......... - Волчок перед телевизором. Волшебный пропеллер. Пинг-понг в ванне.......... - Сферический аквариум - линза. Искусственный мираж. Мыльные очки.......... - Вечный соляной фонтан. Фонтан в пробирке. Вертящаяся спираль.......... - Конденсация в банке. Где водяной пар? Водяной двигатель.......... - Выскакивающее яйцо. Перевернутый стакан. Вихрь в чашке. Тяжелая газета..........
- Игрушка ИО-ИО. Соляной маятник. Бумажные танцоры. Электрический танец..........
- Тайна мороженого. Какая вода замерзнет быстрее? Мороз, а лёд плавится! .......... - Сделаем радугу. Зеркало, которое не путает. Микроскоп из капли воды..........
- Снег скрипит. Что будет с сосульками? Снежные цветы.......... - Взаимодействие тонущих предметов. Шар - недотрога..........
- Кто быстрее? Реактивный воздушный шар. Воздушная карусель.......... - Пузыри из воронки. Зелёный ёжик. Не раскупоривая бутылки.......... - Свечной мотор. Кочка или ямка? Движущаяся ракета. Расходящиеся кольца..........
- Разноцветные шарики. Морской житель. Балансирующее яйцо..........
- Электромотор за 10 секунд. Граммофон..........
- Кипятим, охлаждая.......... - Вальсирующие куклы. Пламя на бумаге. Перо Робинзона..........
- Опыт фарадея. Сегнерово колесо. Щипцы для орехов.......... - Плясун в зеркале. Посеребренное яйцо. Фокус со спичками.......... - Опыт Эрстеда. Американские горки. Не урони! ..........

Вес тела. Невесомость.
Опыты с невесомостью. Невесомая вода. Как уменьшить свой вес..........

Сила упругости
- Прыгающий кузнечик. Прыгающее кольцо. Упругие монеты..........
Трение
- Катушка-ползушка..........
- Утонувший наперсток. Послушный шарик. Измеряем трение. Забавная обезьянка. Вихревые кольца..........
- Качение и скольжение. Трение покоя. Акробат идет колесом. Тормоз в яйце..........
Инерция и инертность
- Достань монету. Опыты с кирпичами. Опыт со шкафом. Опыт со спичками. Инертность монеты. Опыт с молотком. Цирковой опыт с банкой. Опыт с шариком..........
- Опыты с шашками. Опыт с домино. Опыт с яйцом. Шарик в стакане. Загадочный каток..........
- Опыты с монетами. Гидравлический удар. Перехитрить инерцию..........
- Опыт с коробками. Опыт с шашками. Опыт с монетой. Катапульта. Инерция яблока..........
- Опыты с инерцией вращения. Опыт с шариком..........

Механика. Законы механики
- Первый закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Действие и противодействие. Закон сохранения импульса. Количество движения..........

Реактивное движение
- Реактивный душ. Опыты с реактивными вертушками: воздушная вертушка, реактивный воздушный шарик, эфирная вертушка, Сегнерово колесо..........
- Ракета из воздушного шарика. Многоступенчатая ракета. Импульсный корабль. Реактивный катер..........

Свободное падение
- Что быстрее..........

Движение по окружности
- Центробежная сила. Легче на поворотах. Опыт с колечком..........

Вращение
- Гироскопические игрушки. Волчок Кларка. Волчок Грейга. Летающий волчок Лопатина. Гироскопическая машинка..........
- Гироскопы и волчки. Опыты с гироскопом. Опыт с волчком. Опыт с колесом. Опыт с монетой. Катание на велосипеде без рук. Опыт с бумерангом..........
- Опыты с осями-невидимками. Опыт со скрепками. Вращение спичечного коробка. Слалом на бумаге..........
- Вращение изменяет форму. Крутое или сырое. Танцующее яйцо. Как поставить спичку..........
- Когда вода не выливается. Немножко цирка. Опыт с монетой и шариком. Когда вода выливается. Зонтик и сепаратор..........

Статика. Равновесие. Центр тяжести
- Ваньки-встаньки. Загадочная матрешка..........
- Центр тяжести. Равновесие. Высота центра тяжести и механическая устойчивость. Площадь основания и равновесие. Послушное и непослушное яйцо..........
- Центр тяжести человека. Равновесие вилок. Веселые качели. Прилежный пильщик. Воробей на ветке..........
- Центр тяжести. Соревнование карандашей. Опыт с неустойчивым равновесием. Равновесие человека. Устойчивый карандаш. Нож наверху. Опыт с поварешкой. Опыт с кастрюльной крышкой..........

Строение вещества
- Модель жидкости. Из каких газов состоит воздух. Наибольшая плотность воды. Башня плотности. Четыре этажа..........
- Пластичность льда. Вылезший орех. Свойства неньютоновсой жидкости. Выращивание кристаллов. Свойства воды и яичная скорлупа..........

Тепловое расширение
- Расширение твердого тела. Притертые пробки. Удлинение иголки. Тепловые весы. Разъединение стаканов. Ржавый винт. Доска вдребезги. Расширение шарика. Расширение монеты..........
- Расширение газа и жидкости. Нагревание воздуха. Звучащая монета. Водопроводная труба и грибы. Нагревание воды. Нагревание снега. Сухим из воды. Стакан ползет..........

Поверхностное натяжение жидкости. Смачивание
- Опыт Плато. Опыт Дарлинга. Смачивание и несмачивание. Плавающая бритва..........
- Притяжение пробок. Прилипание к воде. Миниатюрный опыт Плато. Мыльные пузыри..........
- Живая рыбка. Опыт со скрепкой. Опыты с моющими средствами. Цветные потоки. Вращающаяся спираль..........

Капиллярные явления
- Опыт с промакашкой. Опыт с пипетками. Опыт со спичками. Капиллярный насос..........

Мыльные пузыри
- Водородные мыльные пузыри. Подготовка по-научному. Пузырь в банке. Цветные кольца. Два в одном..........

Энергия
- Превращение энергии. Согнутая полоска и шарик. Щипцы и сахар. Фотоэкспонометр и фотоэффект..........
- Перевод механической энергии в тепловую. Опыт с пропеллером. Богатырь в наперстке..........

Теплопроводность
- Опыт с железным гвоздем. Опыт с деревом. Опыт со стеклом. Опыт с ложками. Опыт с монетой. Теплопроводность пористых тел. Теплопроводность газа..........

Теплота
- Что холоднее. Нагревание без огня. Поглощение теплоты. Излучение теплоты. Охлаждение испарением. Опыт с погашенной свечой. Опыты с наружной частью пламени..........

Излучение. Передача энергии
- Передача энергии излучением. Опыты с солнечной энергией..........

Конвекция
- Вес - регулировщик теплоты. Опыт со стеарином. Создание тяги. Опыт с весами. Опыт с вертушкой. Вертушка на булавке..........

Агрегатные состояния.
- Опыты с мыльными пузырями на морозе. Кристаллизация
- Иней на термометре. Испарение на утюге. Регулируем процесс кипения. Мгновенная кристаллизация. выращивание кристаллов. Делаем лед. Разрезание льда. Дождик на кухне..........
- Вода замораживает воду. Отливки изо льда. Создаем тучу. Делаем облако. Кипятим снег. Наживка для льда. Как получить горячий лед..........
- Выращивание кристаллов. Соляные кристаллы. Золотистые кристаллы. Крупные и мелкие. Опыт Пелиго. Опыт-фокус. Металлические кристаллы..........
- Выращивание кристаллов. Медные кристаллы. Сказочные бусы. Галитовые узоры. Домашний иней..........
- Бумажная кастрюля. Опыт с сухим льдом. Опыт с носками..........

Газовые законы
- Опыт на закон Бойля-Мариотта. Опыт на закон Шарля. Проверяем уравнение Клайперона. Проверяем закон Гей-Люсака. Фокус с шариком. Еще раз о законе Бойля-Мариотта..........

Двигатели
- Паровой двигатель. Опыт Клода и Бушеро..........
- Водяная турбина. Паровая турбина. Ветряной двигатель. Водяное колесо. Гидротурбина. Ветряки-игрушки..........

Давление
- Давление твердого тела. Пробивание монеты иглой. Прорезание льда..........
- Сифон - ваза Тантала..........
- Фонтаны. Самый простой фонтан. Три фонтана. Фонтан в бутылке. Фонтан на столе..........
- Атмосферное давление. Опыт с бутылкой. Яйцо в графине. Прилипание банки. Опыт со стаканами. Опыт с бидоном. Опыты с вантузом. Сплющивание банки. Опыт с пробирками..........
- Вакуум-насос из промокашки. Давление воздуха. Вместо магдебургских полушарий. Стакан-водолазный колокол. Картезианский водолаз. Наказанное любопытство..........
- Опыты с монетами. Опыт с яйцом. Опыт с газетой. Присоска из школьной резинки. Как опорожнить стакан..........
- Насосы. Пульверизатор..........
- Опыты со стаканами. Таинственное свойство редиски. Опыт с бутылкой..........
- Непослушная пробка. Что такое пневматика. Опыт с нагретым стаканом. Как поднять рюмку ладонью..........
- Холодный кипяток. Сколько весит вода в рюмке. Определяем объем легких. Упорная воронка. Как проткнуть шарик, чтобы он не лопнул..........
- Гигрометр. Гигроскоп. Барометр из шишки.......... - Барометр. Барометр-анероид - сделай сам. Барометр из шарика. Простейший барометр.......... - Барометр из лампочки.......... - Воздушный барометр. Водный барометр. Гигрометр..........

Сообщающиеся сосуды
- Опыт с картиной..........

Закон Архимеда. Выталкивающая сила. Плавание тел
- Три шарика. Простейшая подводная лодка. Опыт с виноградинкой. Плавает ли железо..........
- Осадка корабля. Плавает ли яйцо. Пробка в бутылке. Водяной подсвечник. Тонет или плавает. Специально для тонущих. Опыт со спичками. Удивительное яйцо. Тонет ли тарелка. Загадка весов..........
- Поплавок в бутылке. Послушная рыбка. Пипетка в бутылке - картезианский водолаз..........
- Уровень океана. Лодка на грунте. Утонет ли рыба. Весы из палки..........
- Закон Архимеда. Живая игрушечная рыбка. Уровень из бутылки..........

Закон Бернулли
- Опыт с воронкой. Опыт со струей воды. Опыт с шариком. Опыт с весами. Скатывающиеся цилиндры. упрямые листки..........
- Гнущийся лист. Почему он не падает. Почему гаснет свеча. Почему не гаснет свеча. Виновата струя воздуха..........

Простые механизмы
- Блок. Полиспаст..........
- Рычаг второго рода. Полиспаст..........
- Рычаг. Ворот. Рычажные весы..........

Колебания
- Маятник и велосипед. Маятник и земной шар. Веселая дуэль. Необычный маятник..........
- Крутильный маятник. Опыты с качающимся волчком. Вращающийся маятник..........
- Опыт с маятником Фуко. Сложение колебаний. Опыт с фигурами Лиссажу. Резонанс маятников. Бегемот и птичка..........
- Веселые качели. Колебания и резонанс..........
- Колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Поймай момент..........

Звук
- Граммофон - сделай сам..........
- Физика музыкальных инструментов. Струна. Волшебный лук. Трещотка. Поющие бокалы. Бутылкофон. От бутылки к органу..........
- Эффект Доплера. Звуковая линза. Опыты Хладни..........
- Звуковые волны. Распространение звука..........
- Звучащий стакан. Флейта из соломинки. Звучание струны. Отражение звука..........
- Телефон из спичечного коробка. Телефонная станция..........
- Поющие расчески. Ложечный звон. Поющий бокал..........
- Поющая вода. Пугливая проволока..........
- Звуковой осциллограф..........
- Древняя звукозапись. Космические голоса..........
- Услышь стук сердца. Очки для ушей. Ударная волна или хлопушка..........
- Пой со мной. Резонанс. Звук сквозь кость..........
- Камертон. Буря в стакане. Громче звук..........
- Мои струны. Меняем высоту звука. Динь-динь. Кристально чисто..........
- Заставляем шарик пищать. Казу. Поющие бутылки. Хоровое пение..........
- Переговорное устройство. Гонг. Кукарекующий стакан..........
- Выдуваем звук. Струнный инструмент. Маленькая дырочка. Блюз на волынке..........
- Звуки природы. Поющая соломинка. Маэстро, марш..........
- Пятнышко звука. Что в пакетике. Звук на поверхности. День непослушания..........
- Звуковые волны. Наглядный звук. Звук помогает видеть..........

Электростатика
- Электризация. Электротрусишка. Электричество отталкивает. Танец мыльных пузырей. Электричество на расческах. Иголка - молниеотвод. Электризация нитки..........
- Прыгающие шарики. Взаимодействие зарядов. Прилипший шарик..........
- Опыт с неоновой лампочкой. Летающая птица. Летающая бабочка. Оживший мир..........
- Электрическая ложка. Огни святого Эльма. Электризация воды. Летающая вата. Электризация мыльного пузыря. Заряженная сковорода..........
- Электризация цветка. Опыты по электризации человека. Молния на столе..........
- Электроскоп. Электрический театр. Электрический кот. Электричество притягивает..........
- Электроскоп. Мыльные пузыри. Фруктовая батарейка. Борьба с гравитацией. Батарея гальванических элементов. Соедини катушки..........
- Поверни стрелку. Балансируя на краю. Отталкивающиеся орешки. Зажги свет..........
- Удивительные ленты. Радиосигнал. Статический разделитель. Прыгающие зерна. Статический дождь..........
- Обертка из пленки. Волшебные фигурки. Влияние влажности воздуха. Ожившая дверная ручка. Искрящаяся одежда..........
- Зарядка на расстоянии. Катящееся колечко. Треск и щелчки. Волшебная палочка..........
- Все можно зарядить. Положительный заряд. Притяжение тел. Статический клей. Заряженный пластик. Нога-привидение..........

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

Работа - участник Всероссийского фестиваля педагогического творчества в 2017 году

На сайте сайт размещается для обмена опытом работы с коллегами

САМОДЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ УЧЕБНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ по ФИЗИКЕ

Научно-исследовательский проект

"Физика и физические задачи повсюду существуют

в том мире, в котором мы живем, работаем,

любим, умираем." - Дж.Уокер.

Введение.

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

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

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

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

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

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

Задачи, решаемые в данной работе:

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

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

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

Использовать доступные детали, заготовки для их нестандартного применения;

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

Способствовать расширению практической части образовательного предмета;

Пропагандировать значимость творческих способностей обучающихся в познании окружающего мира.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

В конкурсном проекте представлены изготовленные учебные модели и устройства:

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

Действующая модель диффузионной камеры Ландсгорфа

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

Небольшой прибор для измерения реакции человека.

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

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

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

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

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

Принципиальная электрическая схема дозиметра :

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

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

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

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

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

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

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

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

§ 2. Действующая модель диффузионной камеры Лангсдорфа.

2.1. Основы радиоактивности и способы ее изучения.

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

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

2.2. Как обнаружить ионизирующее излучение?

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

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

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

2.3. Диффузионная камера собственного изготовления

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

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

2.4. Особенности процесса сборки камеры

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

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

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

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

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

2.5. Ловушка ионов.

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

Электрическая схема умножителя имеет вид:

Эксплуатация камеры, ее результаты

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

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

§ 3. Комплекс для наглядного экспериментального определения величины

скорости света в металлическом проводнике.

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

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

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

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

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

3. 1. Немного об изготовлении плат:

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

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

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

§ 4. Небольшое устройство для измерения реакции человека.

Работа по совершенствованию этого прибора идет и сейчас.

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

Апробация и эксплуатация самодельных приборов доказывает их жизнеустойчивость и конкурентноспособность.

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

Список использованной литературы .

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

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

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

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

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

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

Википедия - свободная энциклопедия. Режим доступа

Бурденков Семен И Бурденков Юрий

Изготовление прибора своими руками –это не только процесс творчества, который побуждает проявить свою смекалку, изобретательность. Кроме того, в процессе изготовления, а тем более при демонстрации его перед классом или всей школой изготовитель получают массу положительных эмоций. Применение самодельных приборов на уроке развивает чувство ответственности и гордости за выполненную работу, доказывает ее значимость.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное казенное образовательное учреждение

Кукуйская основная общеобразовательная школа №25

Проект

Физический прибор своими руками

Выполнил: ученик 8 класса

МКОУ ООШ№25

Бурденков Ю.

Руководитель: Давыдова Г.А.,

Учитель физики.

1. Введение.
2. Основная часть.

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

1. Заключение.
2. Список используемой литературы.

1. Введение.

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

ЦЕЛЬ:

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

Объяснить принцип действия данного прибора. Продемонстрировать работу данного прибора.

ЗАДАЧИ:

Сделать приборы вызывающие большой интерес у учащихся.

Сделать приборы отсутствующие в лаборатории.

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

ГИПОТЕЗА:

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

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

1. Основная часть.

1. Назначение прибора.

Прибор предназначен для наблюдения расширения воздуха и жидкости при нагревании.

1. Инструменты и материалы .

Обыкновенная бутылка, резиновая пробка, стеклянная трубка, наружный диаметр которой 5-6 мм. Дрель.

1. Изготовление прибора.

В пробке проделать дрелью такое отверстие, чтобы трубка плотно входила в него. Далее наливаем в бутылку подкрашенную воду, чтобы удобнее было наблюдать. Наносим на горлышко шкалу. Затем вставим пробку в бутылку так, чтобы трубка в бутылке находилась ниже уровня воды. Прибор к опыту готов!

1. Общий вид прибора.

1. Особенности демонстрации прибора.

Для демонстрации прибора необходимо обхватить горлышко бутылки рукой и подождать некоторое время. Мы увидим, что вода начинает подниматься по трубке. Происходит это потому, что рука нагревает воздух, находящийся в бутылке. От нагревания воздух расширяется, давит на воду и вытесняет ее. Опыт можно проделать с различным количеством воды, и вы убедитесь, что уровень подъема будет разный. Если бутылка будет полностью заполнена водой, то можно уже наблюдать расширение воды при нагревании. Чтобы убедиться в этом, нужно бутылку опустить в сосуд с горячей водой.

1. Заключение.

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

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

1. Литература.

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

Слайд 1

Тема: Приборы по физике своими руками и простые опыты с ними.

Работу выполнил: ученик 9 класса- Давыдов Рома Руководитель: учитель физики- Ховрич Любовь Владимировна

Новоуспенка – 2008

Слайд 2

Сделать прибор, установку по физике для демонстрации физических явлений своими руками. Объяснить принцип действия данного прибора. Продемонстрировать работу данного прибора.

Слайд 3

ГИПОТЕЗА:

Сделанный прибор, установка по физике для демонстрации физических явлений своими руками применить на уроке. При отсутствии данного прибора в физической лаборатории, данный прибор сможет заменить недостающую установку при демонстрации и объяснении темы.

Слайд 4

Сделать приборы вызывающие большой интерес у учащихся. Сделать приборы отсутствующие в лаборатории. сделать приборы вызывающие затруднение в понимании теоретического материала по физике.

Слайд 5

При равномерном вращении ручки мы видим, что на груз через пружину будет передаваться действие периодически измененной силы. Изменяясь с частотой, равной частоте вращения ручки, эта сила заставит груз совершать вынужденные колебания Резонанс-это явление резкого возрастание амплитуды вынужденных колебаний.

Слайд 6

Слайд 7

ОПЫТ 2: Реактивное движение

На штативе в кольце установим воронку, к ней прикрепим трубку с наконечником. В воронку нальем воду, и когда вода начнет вытекать с конца, то трубка отклонится в противоположную сторону. Это и есть реактивное движение. Реактивное движение- это движение тела, возникающее при отделении от него с какой либо скоростью некоторой его части.

Слайд 8

Слайд 9

ОПЫТ 3:Звуковые волны.

Зажмем в тисках металлическую линейку. Но стоит заметить, что если тисками будет выступать большая часть линейки, то, вызвав ее колебания, мы не услышим порождаемые ею волны. Но если укоротить выступающую часть линейки и тем самым увеличить частоту ее колебаний, то мы услышим порожденные Упругие волны, распространяясь в воздухе, а так же внутри жидких и твердых телах, не видимы. Однако при определенных условиях их можно услышать.

Слайд 10

Слайд 11

Опыт 4: Монета в бутылке

Монета в бутылке. Хотите увидеть закон инерции в действии? Приготовьте пол-литровую бутылку из-под молока, кольцо из картона шириной 25 мм и 0 100 мм и двухкопеечную монету. Поставьте кольцо на горлышко бутылки, а сверху точно напротив отверстия горлышка бутылки положите монету (рис. 8). Просунув в кольцо линейку, ударьте ею по кольцу. Если вы это сделаете резко, кольцо отлетит, а монета упадет в бутылку. Кольцо переместилось настолько быстро, что его движение не успело передаться монете и та по закону инерции осталась на месте. А потеряв опору, монета упала вниз. Если кольцо отвести в сторону медленнее, монета «почувствует» это движение. Траектория ее падения изменится, и в горлышко бутылки она не попадет.

Слайд 12

Слайд 13

Опыт 5: Парящий шарик

Когда вы дуете, струя воздуха поднимает шарик над трубкой. Но давление воздуха внутри струи меньше, чем давление окружающего струю «спокойного» воздуха. Поэтому шарик находится в своеобразной воздушной воронке, стенки которой образует окружающий воздух. Плавно снижая скорость струи из верхнего отверстия, нетрудно «посадить» шарик на прежнее место Для этого опыта понадобится Г-образная трубка, например стеклянная, и легкий шарик из пенопласта. Закройте верхнее отверстие трубки шариком (рис. 9) и подуйте в боковое отверстие. Вопреки ожиданию шарик не отлетит от трубки, а начнет парить над ней. Почему так происходит?

Слайд 14

Слайд 15

Опыт 6: Движение тела по "мертвой петле

" С помощью прибора "мертвая петля" можно демонстрировать ряд опытов по динамике материальной точки по окружности. Демонстрация проводится в следующем порядке:1. Шарик скатывают по рельсам с наивысшей точки наклонных рельсов, где он удерживается электромагнитом, который питается от 24в. Шарик устойчиво описывает петлю и с некоторой скоростью вылетает с другого конца прибора2. Шарик скатывают с наименьшей высоты, когда шарик только описывает петлю, не срываясь с верхней точки ее3. Еще с меньшей высоты, когда шарик, не доходя до вершины петли, отрывается от нее и падает, описав в воздухе внутри петли параболу.

Слайд 16

Движение тела по "мертвой петле

Слайд 17

Опыт 7: Воздух горячий и воздух холодный

На горлышко обыкновенной пол-литровой бутылки натяните воздушный шарик (рис. 10). Поставьте бутылку в кастрюлю с горячей водой. Воздух, находящийся внутри бутылки, начнет нагреваться. Молекулы газов, входящих в его состав, станут двигаться все быстрее и быстрее по мере повышения температуры. Они сильнее будут бомбардировать стенки бутылки и шарика. Давление воздуха внутри бутылки начнет повышаться, а шарик-раздуваться. Через некоторое время переставьте бутылку в кастрюлю с холодной водой. Воздух в бутылке начнет остывать, движение молекул замедлится, давление понизится. Шарик сморщится, будто из него выкачали воздух. Вот так можно убедиться в зависимости давления воздуха от окружающей температуры

Слайд 18

Слайд 19

Опыт 8: Растяжение твердого тела

Взяв паралоновый брусок за концы, растягиваем его. Хорошо видно увеличение расстояний между молекулами. Можно имитировать также возникновение в этом случае меж молекулярных сил притяжения.