- Содержимое по тегу: макет

kalser.ru Опыты по физике Содержимое по тегу: макет

После опыта по сборке макета простого калейдоскопа с отражающей призмой  на базе скотча, мы предприняли попытки увеличить коэффициент отражения за счет применения фольги. Картина, получаемая в призме на базе "черный картон + блестящий скотч", предлагаемая в англоязычном источнике, дает на выходе следующий результат:

vid_3

Как было показано в нашем предыдущем опыте, картина, полученная призмой на базе фольги вышла не достаточно четкой:

folga05

al_folga_02, калейдоскоп, алюминиевый скотч, опыты по физикеСегодня мы попробуем применить в качестве отражающей поверхности алюминиевый скотч, который, при аккуратном наклеивании, способен свести на нет шероховатости, портящие картину. Итак, мы взяли алюминиевый скотч и, аккуратно наклеивая (см. рисунок) его ленты на поверхность картона, соорудили макет призмы. Стоит отметить, что по цене алюминиевый скотч в несколько раз превосходит своего блестящего собрата.

При взгляде в режиме теледоскопа становится заметным, что поверхность скотча обладает ненужной матовостью и на дальних расстояниях размывает картину.

al_folga_01

Приведем примеры картин, получаемых на базе алюминиевого скотча. Случай размытого фокуса, теплые тона:

al_folga_03

Шероховатости минимизированы, но все равно матовость не позволяет нам получить досточно качественную картину, сравнимую с системой "черный картон + блестящий скотч"

al_folga_04

В одном из наших прошлых опытов о том, как собрать калейдоскоп внимательный читатель предложил использовать фольгу в качестве отражающего материала в призме прибора. Напомним, что в прошлой модели для отражения гранул мы применяли черный картон, покрытый блестящим скотчем:

proc_1

Приступаем к проверке гипотезы о фольге. Вынимаем "старую" призму из корпуса:

folga01

Будем использовать блестящий слой рулона пищевой фольги:

folga02

По аналогии повторяя все действия по сборке призмы, получаем результат для теледоскопа. Открытый воздух:

folga03

Вид в глазок прибора:

folga04

Собираем калейдоскоп на фольге и смотрим на получившуюся в итоге картину:

folga05

Безусловно, красочно, но центральные гранулы явно различимы:

folga06

В отличие от покрытия из черного картона и скотча:


frontpage_imageДемонстрация принципа действия паровой турбины. Этот опыт по физике может быть полезен школьникам по темам "Тепловое расширение тел", "Реактивное движение" и прочих. Идея опыта позаимствована из замечательной книги Якова Исидоровича Перельмана "Занимательная физика".

Согласно легенде, создание первой паровой турбины приписывается Герону Александрийскому. Конструкция Герона представляла собой резервуар с водой и рабочее тело - полый шар на подвесе с отведенными в сторону трубами. При закипании воды в резервуаре, потоки пара устремлялись сначала в шар, а затем по отведениям, тем самым придавая вращение рабочему телу.

g5

Идея реактивного движения за счет пара была настолько привлекательна, что даже великому Исааку Ньютону приписывали создание автомобиля на паровом двигателе:

g6

Наш опыт, как и у Герона, также будет основан на движении рабочего тела турбины за счет направленных в разные стороны быстрых потоков водяного пара. Однако резервуар и рабочее тело мы, для простоты, совместим воедино. Для воплощения идеи нам понадобится пустая яичная скорлупа, нить и источник тепла (мы используем парафиновую свечу).

g1

Несмотря на доступность компонентов, опыт довольно тудоемкий - получить пустую скорлупу с нужными отверстиями довольно сложно. Для начала хорошенько встряхнем полное яйцо, чтобы сделать его внутренности максимально однородными. Отмечаем будущие отверстия на скорлупе маркером. При помощи острого конца самореза аккуратно, скребущими движениями, без нажима, производим углубление в скорлупе. Расширяем получившееся отверстие. Вытерев насухо временно заклеиваем его лейкопластырем. Аналогично поступаем для получения второго отверстия, снимаем пластырь с первого. Создавая разность давлений в одном из отверстий, освобождаем яичную скорлупу. Прокаливая пустую скорлупу над свечой, избавляемся от пленки. Будьте внимательны - при нагреве скорлупы очень легко получить ожоги!

g2

g8Рабочее тело турбины (скорлупа) готово и теперь мы приступаем к сборке установки. Продеваем нить сквозь отверстия, например, при помощи иглы подходящей длины. Заполняем рабочее тело водой. Для этого можно использовать корпус шариковой ручки, как у нас. Закрепляем конец нити на подвес. Расстояние от пола до турбины подбираем таким образом, чтобы пламя горелки не оставляло копоти на скорлупе.

Источником тепла в нашей демонстрации служит парафиновая свеча. Надо сказать, что в "Занимательной физике" авторы опыта кораблика на паровой тяге советуют использовать в качестве топлива одеколон. Несмотря на необычность, этот ход оправдан тем, что удельная теплота сгорания спирта почти в 3 раза выше, чем у парафина! Другими словами, ждать закипания воды в случае парафиновой свечи придется намного дольше.

g3

В нашем опыте на закипание воды уходило 3-5 минут:

g7

Если отверстия в скорлупе получились слишком большими, можно лишнюю площадь залепить лейкопластырем. Итак, минуты ожидания позади, наша турбина начинает приходить в движение:

Напоследок отметим, что если читатель захочет поставить опыт по физике с моделью парохода, то парафиновую свечу лучше заменить либо спиртовой горелкой, либо веществом, с большей, нежели у парафина, теплотой внутреннего сгорания. Во-первых, значительно сократится время до закипания, а во-вторых, мощность парового двигателя также возрастет.

По материалам: Я. И. Перельман "Занимательная физика", "Наука", изд. 21-е испр. и дополненное, под ред. А. В. Митрофанова, 1982 г. том 2., стр. 23.

Как упоминалось в прошлом выпуске опыта о бинокле и перископе, сегодня мы рассмотрим принцип работы калейдоскопа и попробуем сделать свой самодельный калейдоскоп.

Калейдоскоп был изобретен сэром Дэвидом Брюстером в 1816 году и запатентован в следующем 1817-ом.Устройство использует особеннности формирования изображений комбинированных наклонных зеркал. В зависимости от количества зеркал и угла между ними, калейдоскоп будет формировать несколько симметричных узоров.

Сэр Дэвид Брюстер (1781 - 1868)

С момента своего появления, калейдоскоп позиционировался, в первую очередь, как игрушка, но и практическое применение также нашел.

Простой калейдоскоп состоит из двух тонких клиновидных зеркальных полос, закрепленных на общем ребре, или из одного листа зеркального алюминия, согнутого под углом 45 или 60 градусов. Зеркала, помещены в трубку со смотровым глазком на одном конце. На другом конце находится плоская камера, которую можно вращать.

Камера изготавливается из двух стеклянных дисков, нижний диск служит в качестве рассеивающего экрана. В камеру помещают кусочки из цветного стекла или бусины. При повороте или встряхивании, кусочки внутри камеры падают в различных положениях и освещаются естественным или искусственным светом через рассеивающий экран. При этом возможны от шести до восьми различных симметричных изображений. Количество комбинаций и узоров, при этом практически бесконечно.


Существует пять различных типов калейдоскопов.

Камерный калейдоскоп имеет закрытую полость со свободно падающими цветными камнями, кусочками стекла, бисера или другими объектами.

У жидкого калейдоскопа камера заполнена, как правило, глицерином, в котором взвешены кусочки стекла и прочее.

Колесный калейдоскоп оснащен одним или несколькими колесами в конце смотровой трубы. В колесах расположены кусочки стекла, полупрозрачные породы, такие как агаты, прессованные цветы, бисер, драгоценные камни или другие предметы. Чтобы сменить узор в колесном калейдоскопе достаточно лишь повернуть колесо.

Многоразовый калейдоскоп со съемной камерой. Содержимое камеры может изменяться, и есть возможность экспериментировать с собственным набором цветов и объектов.

Теледоскоп использует зеркала и линзы таким образом, чтобы все рассматриваемые изображения только многократно умножались.


Чтобы сделать калейдоскоп


Необходимые материалы:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Банка из под картофельных чипсов, любая другая цилиндрическая емкость, шило, ножницы, скотч, черная бумага или темный ватман, карандаш с линейкой, ненужная мультифора, или другая прозрачная пленка, цветные кусочки (использованы дошкольные счетные палочки).

proc_0

Отложим в сторону картофельные чипсы из банки и приступим к изготовлению макета простого камерного калейдоскопа.

Сначала нам нужно сделать отверстие в центре нижней части банки при помощи шила и расширить его до 1,5 см в диаметре толстой отверткой или чем-нибудь другим, подходящим для этих целей.

Это будет глазок калейдоскопа, важно, чтобы не было острых краев!

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Вырезаем три черные полосы длиной на 1-2 см короче трубы калейдоскопа. В нашем случае это 6,5 см х 20,5 см . Нам повезло - обложка бумаги для черчения  уже оказалась черного цвета. Поэтому сразу же приступим к вырезанию:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Немного терпения, и...

proc_4

Полосы готовы!

Нам нужно наклеить на черную сторону каждой из полос скотч.

Прозрачность скотча поверх черной бумаги обеспечит зеркальность поверхности.

Из полученных полос мы должны собрать трехгранную призму. Для этого сначала с тыльной (нечерной) стороны крепим полосы между собой все тем же скотчем:

proc_5

 

Затем просто сгибаем полосы и наша полая призма готова:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма

Чтобы кусочки не попали внутрь, сверху мы накладываем прозрачную пленку. Крепим все скотчем в произвольном порядке:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма

Помещаем получившуюся призму в трубу калейдоскопа. Если призма неплотно сидит, можно как у нас, по краям трубы разместить 1-2 листа А4. Толщина листов не даст призме выпасть.

Кстати, уже проявляется зеркальность. Сколько отверстий вы здесь видите?

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма, отражение

Остальные отверстия закрываем либо ватой, либо, как у нас, бумажными салфетками.

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика, призма, отражение

 

Взгляните на что-нибудь в глазок прибора.

proc_10

Сразу четыре пары ножниц - мы уже получили теледоскоп! Но не будем останавливаться на достигнутом, продолжим дальше. Из счетных палочек делаем цветные кусочки:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

Выходим на финишную прямую! Помещаем кусочки на призму с пленкой и салфетками. Закрываем это все полупрозрачной крышкой банки от чипсов. Прибор готов:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

В нашем случае макет калейдоскопа выглядит так:

калейдоскоп, опыт, самостоятельно сделать, физика

А теперь самое интересное - галерея изображений прибора.

Мало длинных кусочков, картина различима:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

А вот здесь уже сложнее:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

Загадочный фейерверк:

vid_2

Здравствуйте, муравей:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика, муравей

Теплые тона:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

Зеленый орнамент:

калейдоскоп, опыт, картина, физика, практика, школа, урок, оптика

Опыт подготовлен по материалам английского источника>>

(новое окно)

Как ввести формулу
Работает только для формы "Добавить комментарий" к материалу:
будет [img]http://latex.codecogs.com/gif.latex?t^2[/img]

YouTube-канал НИЯУ МИФИ >> YouTube-канал kalser.ru >>

Marvin and Milo Marvin and Milo
physics.org/marvinandmilo >>