Експерименти по оптика и експерименти по физика по темата. Оптична илюзия

Счупен молив

Експериментирайте със стрелки

Това ще изненада не само децата, но и възрастните!

Все още можете да проведете няколко експеримента на Пиаже с деца. Например, вземете същото количество вода и го изсипете в различни чаши (например широка и къса, а втората - тясна и висока.) И след това попитайте коя има повече вода?
Можете също така да поставите еднакъв брой монети (или бутони) в два реда (един под друг). Попитайте дали количеството на два реда е еднакво. След това, като премахнете една монета от един ред, раздалечете останалите, така че този ред да е със същата дължина като горния. И отново попитайте дали сега е същото и т.н. Опитайте – отговорите вероятно ще ви изненадат!

Илюзия на Ебингхаус или кръгове на Титченер- оптична илюзия за възприемане на относителни размери. Най-известната версия на тази илюзия е, че два кръга, еднакви по размер, са поставени един до друг, с големи кръгове около единия от тях, докато другият е заобиколен от малки кръгове; в този случай първият кръг изглежда по-малък от втория.

Двата оранжеви кръга са с абсолютно еднакъв размер; левият кръг обаче изглежда по-малък

Илюзия на Мюлер-Лайер

Илюзията е, че сегментът, рамкиран от „точките“, изглежда по-къс от сегмента, рамкиран от стрелките „опашка“. Илюзията е описана за първи път от немския психиатър Франц Мюлер-Лайер през 1889 г.

Или например оптична илюзия - първо виждаш черно, после бяло

Още повече оптични илюзии

И накрая, играчката-илюзия е Thaumatrope.

Когато бързо завъртите малко парче хартия с два дизайна от различни страни, те се възприемат като едно. Можете сами да направите такава играчка, като нарисувате или залепите съответните изображения (няколко обикновени тауматропи - цветя и ваза, птица и клетка, бръмбар и буркан) върху доста дебела хартия и прикрепите струни отстрани за усукване. Или още по-лесно - прикрепете го към клечка, като близалка, и бързо го завъртете между дланите си.

И още няколко снимки. Какво виждате на тях?

Между другото, в нашия магазин можете да закупите готови комплекти за провеждане на експерименти в областта на оптичните илюзии!

Момчета, влагаме душата си в сайта. Благодаря ти за това
че откривате тази красота. Благодаря за вдъхновението и настръхването.
Присъединете се към нас FacebookИ Във връзка с

Има много прости експерименти, които децата помнят до края на живота си. Децата може да не разбират напълно защо се случва всичко това, но когато мине време и попаднат в урок по физика или химия, в паметта им със сигурност ще изплува много ясен пример.

уебсайтСъбрах 7 интересни експеримента, които децата ще запомнят. Всичко необходимо за тези експерименти е на една ръка разстояние.

Огнеупорна топка

Ще се нуждая: 2 топки, свещ, кибрит, вода.

Опит: Надуйте балон и го задръжте над запалена свещ, за да покажете на децата, че огънят ще накара балона да се спука. След това изсипете обикновена чешмяна вода във втората топка, завържете я и отново я донесете до свещта. Оказва се, че с вода топката лесно издържа на пламъка на свещ.

Обяснение: Водата в топката абсорбира топлината, генерирана от свещта. Следователно самата топка няма да изгори и следователно няма да се спука.

Моливи

Ще имаш нужда:найлонов плик, моливи, вода.

Опит:Напълнете пластмасовата торбичка наполовина с вода. Използвайте молив, за да пробиете торбата точно през мястото, където е пълна с вода.

Обяснение:Ако пробиете найлонова торбичка и след това налеете вода в нея, тя ще се излее през дупките. Но ако първо напълните торбата до половината с вода и след това я пробиете с остър предмет, така че предметът да остане забит в торбата, тогава през тези дупки почти няма да изтече вода. Това се дължи на факта, че когато полиетиленът се счупи, неговите молекули се привличат по-близо една до друга. В нашия случай полиетиленът се затяга около моливите.

Нечуплив балон

Ще имаш нужда:балон, дървено шишче и малко препарат за миене на съдове.

Опит:Намажете горната и долната част с продукта и пробийте топката, като започнете отдолу.

Обяснение:Тайната на този трик е проста. За да запазите топката, трябва да я пробиете в точките на най-малко напрежение, а те се намират в долната и горната част на топката.

Карфиол

Ще се нуждая: 4 чаши вода, хранителни оцветители, зелеви листа или бели цветя.

Опит: Добавете всякакъв цвят хранителни оцветители към всяка чаша и поставете едно листо или цвете във водата. Оставете ги за една нощ. На сутринта ще видите, че са се оцветили в различни цветове.

Обяснение: Растенията абсорбират вода и по този начин подхранват своите цветя и листа. Това се случва поради капилярния ефект, при който самата вода се стреми да запълни тънките тръби вътре в растенията. Така се хранят цветята, тревата и големите дървета. Чрез засмукване на оцветена вода те променят цвета си.

плаващо яйце

Ще се нуждая: 2 яйца, 2 чаши вода, сол.

Опит: Внимателно поставете яйцето в чаша с обикновена, чиста вода. Както се очаква, то ще потъне на дъното (ако не, яйцето може да е развалено и не трябва да се връща в хладилника). Налейте топла вода във втората чаша и разбъркайте в нея 4-5 супени лъжици сол. За чистотата на експеримента можете да изчакате, докато водата се охлади. След това поставете второто яйце във водата. Ще плува близо до повърхността.

Обяснение: Всичко е въпрос на плътност. Средната плътност на едно яйце е много по-голяма от тази на обикновената вода, така че яйцето потъва надолу. И плътността на соления разтвор е по-висока и следователно яйцето се издига нагоре.

Кристални близалки

Дидактически материал

Разпространението на светлината

Както знаем, един вид пренос на топлина е радиацията. При радиация преносът на енергия от едно тяло към друго може да се случи дори във вакуум. Има няколко вида радиация, един от тях е видимата светлина.

Осветените тела постепенно се нагряват. Това означава, че светлината наистина е радиация.

Светлинните явления се изучават от клон на физиката, наречен оптика. Думата "оптика" на гръцки означава "видим", защото светлината е видима форма на излъчване.

Изследването на светлинните явления е изключително важно за хората. В крайна сметка ние получаваме повече от деветдесет процента от информацията чрез зрението, тоест способността да възприемаме светлинни усещания.

Телата, които излъчват светлина, се наричат източници на светлина – естествени или изкуствени.

Примери за естествени източници на светлина са Слънцето и други звезди, светкавици, светещи насекоми и растения. Изкуствените източници на светлина са свещ, лампа, горелка и много други.

Във всеки източник на светлина енергията се изразходва по време на излъчване.

Слънцето излъчва светлина благодарение на енергия от ядрени реакции, протичащи в неговите дълбини.

Керосиновата лампа преобразува енергията, освободена при изгаряне на керосин, в светлина.

Отражение на светлината

Човек вижда източник на светлина, когато лъч, излъчван от този източник, влезе в окото. Ако тялото не е източник, тогава окото може да възприеме лъчи от някакъв източник, отразен от това тяло, тоест да падне върху повърхността на това тяло и по този начин да промени посоката на по-нататъшно разпространение. Тялото, което отразява лъчите, става източник на отразена светлина.

Лъчите, попадащи върху повърхността на тялото, променят посоката на по-нататъшно разпространение. Когато се отразява, светлината се връща в същата среда, от която е паднала върху повърхността на тялото. Тялото, което отразява лъчите, става източник на отразена светлина.

Когато чуем тази дума "отражение", първо си спомняме за огледало. В ежедневието най-често се използват плоски огледала. С помощта на плоско огледало можете да проведете прост експеримент, за да установите закона, по който се отразява светлината. Нека поставим осветителя върху лист хартия, разположен на масата, така че тънък лъч светлина да лежи в равнината на масата. В този случай светлинният лъч ще се плъзга по повърхността на листа хартия и ние ще можем да го видим.

Нека инсталираме плоско огледало вертикално по пътя на тънък светлинен лъч. От него ще се отрази лъч светлина. Можете да се уверите, че отразеният лъч, подобно на лъча, падащ върху огледалото, се плъзга по хартията в равнината на масата. Нека отбележим с молив върху лист хартия взаимното разположение на светлинните лъчи и огледалото. В резултат на това получаваме диаграма на експеримента Ъгълът между падащия лъч и перпендикуляра, възстановен към отразяващата повърхност в точката на падане, обикновено се нарича ъгъл на падане в оптиката. Ъгълът между същия перпендикуляр и отразения лъч е ъгълът на отражение. Резултатите от експеримента са следните:

Падащият лъч, отразеният лъч и перпендикулярът към отразяващата повърхност, реконструиран в точката на падане, лежат в една и съща равнина.
Ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение. Тези две заключения представляват закона на отражението.

Гледайки плоско огледало, виждаме изображения на обекти, които са разположени пред него. Тези изображения точно копират външния вид на обектите. Изглежда, че тези дублирани обекти се намират зад повърхността на огледалото.

Помислете за изображението на точков източник в плоско огледало. За да направим това, произволно ще изтеглим няколко лъча от източника, ще конструираме съответните отразени лъчи и след това ще конструираме разширения на отразените лъчи извън равнината на огледалото. Всички продължения на лъчите ще се пресичат зад огледалната равнина в една точка: тази точка е образът на източника.

Тъй като не самите лъчи се събират в изображението, а само техните продължения, в действителност в тази точка няма изображение: само ни се струва, че лъчите излизат от тази точка. Такова изображение обикновено се нарича въображаемо.

Пречупване на светлината

Когато светлината достигне границата между две среди, част от нея се отразява, а другата част преминава през границата, като се пречупва, т.е. променя посоката на по-нататъшно разпространение.

Монета, потопена във вода, ни изглежда по-голяма, отколкото когато просто лежи на масата. Молив или лъжица, поставени в чаша с вода, ни се струват счупени: частта във водата изглежда повдигната и леко уголемена. Тези и много други оптични явления се обясняват с пречупването на светлината.

Пречупването на светлината се дължи на факта, че светлината се движи с различна скорост в различни среди.

Скоростта на разпространение на светлината в дадена среда характеризира оптичната плътност на тази среда: колкото по-висока е скоростта на светлината в дадена среда, толкова по-ниска е нейната оптична плътност.

Как се променя ъгълът на пречупване, когато светлината преминава от въздух към вода и когато светлината преминава от вода към въздух? Експериментите показват, че при преминаване от въздух към вода ъгълът на пречупване се оказва по-малък от ъгъла на падане. И обратното: при преминаване от вода към въздух ъгълът на пречупване се оказва по-голям от ъгъла на падане.

От експериментите върху пречупването на светлината станаха очевидни два факта: 1. Падащият лъч, пречупеният лъч и перпендикулярът към границата на двете среди, възстановен в точката на падане, лежат в една и съща равнина.

При преминаване от оптично по-плътна среда към оптично по-малко плътна среда ъгълът на пречупване е по-голям от ъгъла на падане.При преминаване от оптически по-малко плътна среда към оптически по-плътна, ъгълът на пречупване е по-малък от ъгъла на падане.

Може да се наблюдава интересен феномен, ако ъгълът на падане се увеличава постепенно, докато светлината преминава в оптически по-малко плътна среда. Ъгълът на пречупване в този случай, както е известно, е по-голям от ъгъла на падане и с увеличаване на ъгъла на падане ъгълът на пречупване също ще се увеличи. При определена стойност на ъгъла на падане ъгълът на пречупване ще стане равен на 90°.

Постепенно ще увеличаваме ъгъла на падане, докато светлината преминава в оптически по-малко плътна среда. С увеличаването на ъгъла на падане ъгълът на пречупване също ще се увеличи. Когато ъгълът на пречупване стане равен на деветдесет градуса, пречупеният лъч не преминава във втората среда от първата, а се плъзга в равнината на интерфейса между тези две среди.

Това явление се нарича пълно вътрешно отражение, а ъгълът на падане, при който възниква, се нарича граничен ъгъл на пълно вътрешно отражение.

Феноменът на пълното вътрешно отражение се използва широко в технологиите. Това явление е в основата на използването на гъвкави оптични влакна, през които светлинните лъчи преминават и многократно се отразяват от стените.

Светлината не напуска влакното поради пълно вътрешно отражение. По-просто оптично устройство, което използва пълно вътрешно отражение, е обратима призма: тя обръща изображението, обръщайки местата на лъчите, които влизат в него.

Изображение на обектив

Леща, чиято дебелина е малка в сравнение с радиусите на сферите, образуващи повърхността на тази леща, се нарича тънка. По-нататък ще разглеждаме само тънки лещи. На оптичните диаграми тънките лещи са изобразени като сегменти със стрелки в краищата. В зависимост от посоката на стрелките диаграмите различават събирателни и разсейващи лещи.

Нека разгледаме как лъч от лъчи, успореден на главната оптична ос, преминава през лещите. Минавам покрай

събирателна леща, лъчите са концентрирани в една точка. Преминавайки през разсейваща леща, лъчите се разминават в различни посоки по такъв начин, че всичките им разширения се събират в една точка, разположена пред лещата.

Точката, в която лъчите, успоредни на главната оптична ос, се събират след пречупване в събирателна леща, се нарича главен фокус на лещата-F.

В разсейващата леща лъчите, успоредни на главната й оптична ос, се разпръскват. Точката, в която се събират продълженията на пречупените лъчи, се намира пред лещата и се нарича главен фокус на разсейващата леща.

Фокусът на разсейващата леща се получава в пресечната точка не на самите лъчи, а на техните продължения, следователно е въображаем, за разлика от събирателна леща, която има реален фокус.

Обективът има два основни фокуса. И двете лежат на равни разстояния от оптичния център на лещата по главната й оптична ос.

Разстоянието от оптичния център на лещата до фокуса обикновено се нарича фокусно разстояние на лещата. Колкото повече лещата променя посоката на лъчите, толкова по-късо е нейното фокусно разстояние. Следователно оптичната сила на лещата е обратно пропорционална на нейното фокусно разстояние.

Оптичната сила обикновено се обозначава с буквата "DE" и се измерва в диоптри. Например, когато изписват рецепта за очила, те посочват колко диоптъра трябва да бъде оптичната сила на дясната и лявата леща.

диоптър (dopter) е оптичната сила на леща с фокусно разстояние 1 m. Тъй като събирателните лещи имат реални фокуси, а разсейващите лещи имат въображаеми фокуси, ние се съгласихме да считаме оптичната сила на събирателните лещи за положителна стойност, а оптичната сила на разсейващите лещи за отрицателна.

Кой установи закона за отразяване на светлината?

За 16 век оптиката е ултрамодерна наука. От стъклена топка, пълна с вода, която е използвана като фокусираща леща, се е появила лупа, а от нея микроскоп и телескоп. Най-голямата морска сила по това време, Холандия, се нуждаеше от добри телескопи, за да проучи опасния бряг предварително или да избяга навреме от врага. Оптиката гарантира успеха и надеждността на навигацията. Затова много учени са го изследвали в Холандия. Холандецът Вилеброрд Снел ван Ройен, наричащ себе си Снелиус (1580 - 1626), наблюдава (както обаче мнозина преди него са виждали) как тънък лъч светлина се отразява в огледало. Той просто измерва ъгъла на падане и ъгъла на отражение на лъча (което никой не беше правил преди) и установява закона: ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение.

Източник. Огледален свят. Гилде В. - М.: Мир, 1982. с. 24.

Защо диамантите са толкова високо ценени?

Очевидно човек особено високо цени всичко, което не може да се промени или е трудно да се промени. Включително благородни метали и камъни. Древните гърци наричали диаманта „адамас” – неустоим, което изразявало особеното им отношение към този камък. Разбира се, за нешлифовани камъни (диамантите също не са били шлифовани) най-очевидните свойства са твърдост и блясък.

Диамантите имат висок индекс на пречупване; 2,41 за червено и 2,47 за виолетово (за сравнение е достатъчно да се каже, че индексът на пречупване на водата е 1,33, а стъклото, в зависимост от вида, е от 1,5 до 1,75).

Бялата светлина се състои от цветовете на спектъра. И когато лъчът му се пречупи, всеки от съставните цветни лъчи се отклонява по различен начин, сякаш се разделя на цветовете на дъгата. Ето защо в диаманта има „игра на цветове“.

Древните гърци несъмнено също са се възхищавали на това. Камъкът не само е изключителен по блясък и твърдост, но също така е оформен като едно от „перфектните“ твърди тела на Платон!

Експерименти

Оптика ИЗЖИВЯВАНЕ #1

Обяснете потъмняването на дървен блок след намокряне.

Оборудване: съд с вода, дървен блок.

Обяснете вибрацията на сянката на неподвижен обект, когато светлината преминава през въздуха над горяща свещ.Оборудване: статив, топка на връв, свещ, екран, проектор.

Залепете цветни парчета хартия върху лопатките на вентилатора и наблюдавайте как цветовете се сумират при различни режими на въртене. Обяснете наблюдаваното явление.

ОПИТ №2

Чрез намеса на светлината.

Проста демонстрация на абсорбция на светлина от воден разтвор на багрило

За приготвянето му са необходими само училищен осветител, чаша вода и бял екран. Боите могат да бъдат много разнообразни, включително флуоресцентни.

Учениците наблюдават с голям интерес промяната на цвета на лъч бяла светлина, докато се разпространява през багрилото. Това, което е неочаквано за тях, е цветът на лъча, излизащ от разтвора. Тъй като светлината се фокусира от лещата на осветителя, цветът на петното върху екрана се определя от разстоянието между стъклото с течност и екрана.

Прости експерименти с лещи (ЕКСПЕРИМЕНТ № 3)

Какво се случва с изображението на обект, получено с помощта на леща, ако част от лещата се счупи и изображението се получи с помощта на останалата част?

Отговор . Изображението ще бъде на същото място, където е получено с целия обектив, но осветеността му ще бъде по-слаба, т.к. малка част от лъчите, напускащи обекта, ще достигнат до неговия образ.

Поставете малък лъскав предмет, например топка от лагер или болт от компютър, върху маса, осветена от слънцето (или мощна лампа) и го погледнете през малка дупка в парче фолио. Ще бъдат ясно видими многоцветни пръстени или овали. Какъв вид явление ще се наблюдава? Отговор. Дифракция.

Прости експерименти с цветни стъкла (ЕКСПЕРИМЕНТ № 4)

На бял лист напишете „отличен“ с червен флумастер или молив и „добър“ със зелен флумастер. Вземете две стъклени части от бутилка - зелено и червено.

(Внимание! Внимавайте, можете да се нараните по краищата на фрагментите!)

През какво стъкло трябва да погледнете, за да видите оценка „отличен“?

Отговор . Трябва да гледате през зелено стъкло. В този случай надписът ще се вижда в черно на зеления фон на хартията, тъй като червената светлина на надписа „отличен“ не се предава от зеленото стъкло. Когато се гледа през червено стъкло, червеният надпис няма да се вижда на червения фон на хартията.

ЕКСПЕРИМЕНТ № 5: Наблюдение на явлението дисперсия

Известно е, че когато тесен лъч бяла светлина преминава през стъклена призма, на екран, монтиран зад призмата, може да се наблюдава дъгова ивица, наречена дисперсивен (или призматичен) спектър. Този спектър се наблюдава и когато светлинният източник, призмата и екранът са поставени в затворен съд, от който въздухът е евакуиран.

Резултатите от последния експеримент показват, че има зависимост на абсолютния индекс на пречупване на стъклото от честотата на светлинните вълни. Това явление се наблюдава при много вещества и се нарича светлинна дисперсия. Има различни експерименти за илюстриране на явлението дисперсия на светлината. Фигурата показва един от вариантите за изпълнението му.

Явлението дисперсия на светлината е открито от Нютон и се счита за едно от най-важните му открития. Надгробната плоча, издигната през 1731 г., изобразява фигури на млади мъже, държащи в ръцете си емблемите на най-важните открития на Нютон. В ръцете на един от младите мъже има призма, а в надписа на паметника има следните думи: „Той изследва разликата в светлинните лъчи и различните свойства на цветовете, които се появяват едновременно, които никой преди това е подозирал."

ОПИТ #6: Огледалото има ли памет?

Как да поставим плоско огледало върху начертан правоъгълник, за да получим изображение: триъгълник, четириъгълник, петоъгълник.Оборудване: плоско огледало, лист хартия с начертан върху него квадрат.

ВЪПРОСИ

Прозрачният плексиглас става матов, ако повърхността му се изтърка с шкурка. Същото стъкло отново става прозрачно, ако го потъркате....как?

На скалата на диафрагмата на обектива се записват числа, равни на съотношението на фокусното разстояние към диаметъра на отвора: 2; 2,8; 4,5; 5; 5.8 и т.н. Как ще се промени скоростта на затвора, ако блендата се премести на по-голямо деление?

Отговор. Колкото по-голямо е числото на блендата, посочено на скалата, толкова по-ниска е осветеността на изображението и толкова по-дълга скорост на затвора е необходима при снимане.

Най-често обективите на камерата се състоят от няколко лещи. Светлината, преминаваща през лещите, се отразява частично от повърхностите на лещите. До какви дефекти води това при снимане?Отговор

Когато снимате заснежени равнини и водни повърхности в слънчеви дни, се препоръчва използването на соларен сенник, който представлява цилиндрична или конична тръба, почернена отвътре и поставена върху
лещи. Каква е целта на качулката?Отговор

За да се предотврати отразяването на светлината вътре в лещата, върху повърхността на лещата се нанася тънък прозрачен филм от порядъка на десет хилядна от милиметъра. Такива лещи се наричат лещи с покритие. На какво физическо явление се основава покритието на лещите? Обяснете защо лещите не отразяват светлината.Отговор.

Въпрос за форум

Защо черното кадифе изглежда толкова по-тъмно от черната коприна?

Защо бялата светлина, преминавайки през стъклото на прозореца, не се разлага на компонентите си?Отговор.

Блиц

1. Как се казват очилата без рамена? (Пенсе)

2. Какво издава орел по време на лов? (Сянка.)

3. С какво е известен художникът Куинджи? (Способност за изобразяване на прозрачността на въздуха и лунната светлина)

4. Как се наричат лампите, които осветяват сцената? (Софити)

5. Дали скъпоценният камък е син или зеленикав на цвят?(тюркоазено)

6. Посочете в коя точка е рибата във водата, ако рибарът я види в точка А.

Блиц

1. Какво не можеш да скриеш в сандък? (Лъч светлина)

2. Какъв цвят е бялата светлина? (Бялата светлина се състои от редица многоцветни лъчи: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово)

3. Кое е по-голямо: облакът или сянката му? (Облакът хвърля конус от пълна сянка, стесняваща се към земята, чиято височина е голяма поради значителния размер на облака. Следователно сянката на облака се различава малко по размер от самия облак)

4. Ти си зад нея, тя е от теб, ти си от нея, тя е зад теб. Какво е? (сянка)

5. Можете да видите ръба, но не можете да го достигнете. Какво е това? (хоризонт)

Оптични илюзии.

Не мислите ли, че черните и белите ивици се движат в противоположни посоки? Ако наклоните главата си - ту надясно, ту наляво - посоката на въртене също се променя.

Безкрайно стълбище, водещо нагоре.

Слънце и око

Не бъди като очите на слънцето,

Нямаше да може да види слънцето...В. Гьоте

Сравнението между окото и слънцето е толкова старо, колкото и самата човешка раса. Източникът на това сравнение не е науката. И в наше време, наред с науката, едновременно с картината на явленията, разкрити и обяснени от новото естествознание, продължава да съществува светът на представите на детето и първобитния човек и, волно или неволно, светът на подражаващите им поети. Понякога си струва да погледнем този свят като един от възможните източници на научни хипотези. Той е удивителен и страхотен; в този свят смело се хвърлят мостове-връзки между природни явления, които понякога науката все още не осъзнава. В някои случаи тези връзки се предполагат правилно, понякога те са фундаментално погрешни и просто абсурдни, но винаги заслужават внимание, тъй като тези грешки често помагат да се разбере истината. Затова е поучително да се подходи към въпроса за връзката между окото и Слънцето първо от гледна точка на детските, първобитни и поетични представи.

Когато играе на „криеница“, детето много често решава да се скрие по най-неочаквания начин: затваря очи или ги покрива с ръце, като е сигурно, че сега никой няма да го види; за него зрението се идентифицира със светлината.

Още по-изненадващо обаче е запазването на същата инстинктивна смес от зрение и светлина при възрастните. Фотографите, т.е. хората с донякъде опит в практическата оптика, често се хващат да затварят очи, когато при зареждане или проявяване на плочи трябва внимателно да следят светлината да не прониква в тъмна стая.

Ако слушате внимателно как говорим, нашите собствени думи, тогава тук веднага се разкриват следи от същата фантастична оптика.

Без да забелязват това, хората казват: „очите искряха“, „слънцето излезе“, „звездите гледат“.

За поетите прехвърлянето на визуални идеи към осветителното тяло и, обратно, приписването на очите на свойствата на източниците на светлина е най-често срещаната, може да се каже, задължителна техника:

Звезди на нощта

Като обвинителни очи

Гледат го подигравателно.

Очите му блестят.

А. С. Пушкин.

Погледнахме звездите с теб,

Те са срещу нас. Фет.

Как ви вижда рибата?

Поради пречупването на светлината, рибарът вижда рибата не там, където е в действителност.

Народни знаци

Повечето хора, спомняйки си ученическите години, са сигурни, че физиката е много скучен предмет. Курсът включва много задачи и формули, които няма да бъдат полезни на никого в по-късен живот. От една страна, тези твърдения са верни, но като всеки предмет, физиката има и друга страна на монетата. Но не всеки го открива сам.

Много зависи от учителя

Може би нашата образователна система е виновна за това или може би всичко се дължи на учителя, който мисли само за необходимостта да преподава одобрения отгоре материал и не се стреми да заинтересува учениците си. Най-често той е виновен. Ако обаче децата имат късмет и урокът се води от учител, който обича предмета си, той не само ще успее да заинтересува учениците, но и ще им помогне да открият нещо ново. В резултат на това децата ще започнат да се радват да посещават такива класове. Разбира се, формулите са неразделна част от този учебен предмет, няма как да се избяга от него. Но има и положителни страни. Експериментите са от особен интерес за учениците. За това ще говорим по-подробно. Ще разгледаме някои забавни експерименти по физика, които можете да правите с детето си. Това трябва да е интересно не само на него, но и на вас. Вероятно с помощта на такива дейности ще внушите на детето си истински интерес към ученето и „скучната“ физика ще стане негов любим предмет. Изобщо не е трудно да се изпълни, ще изисква много малко атрибути, основното е, че има желание. И може би тогава ще можете да замените учителя на детето си.

Нека да разгледаме някои интересни експерименти по физика за малки, защото трябва да започнете с малко.

Хартиени рибки

За да проведем този експеримент, трябва да изрежем малка риба от плътна хартия (може да бъде картон), чиято дължина трябва да бъде 30-50 mm. Правим кръгъл отвор в средата с диаметър приблизително 10-15 мм. След това от страната на опашката изрязваме тесен канал (ширина 3-4 мм) до кръгъл отвор. След това наливаме вода в басейна и внимателно поставяме рибата си там, така че една равнина да лежи върху водата, а втората да остане суха. Сега трябва да капнете малко масло в кръглия отвор (можете да използвате кутия с масло от шевна машина или велосипед). Маслото, опитвайки се да се разпространи по повърхността на водата, ще тече през изрязания канал и рибата ще плува напред под въздействието на маслото, което тече обратно.

Слон и Моска

Нека продължим да провеждаме забавни експерименти по физика с нашето дете. Каним ви да запознаете детето си с понятието лост и как той помага да се улесни работата на човек. Например, кажете ни, че може да се използва за лесно повдигане на тежък шкаф или диван. И за по-голяма яснота покажете основен експеримент по физика с помощта на лост. За това ще ни трябва линийка, молив и няколко малки играчки, но винаги с различно тегло (затова нарекохме този експеримент „Слон и мопс“). Прикрепяме нашия слон и мопс към различни краища на линийката с помощта на пластилин или обикновен конец (просто завързваме играчките). Сега, ако поставите средната част на линийката върху молив, тогава, разбира се, слонът ще го издърпа, защото е по-тежък. Но ако преместите молива към слона, тогава Moska лесно ще го надмине. Това е принципът на ливъриджа. Линийката (лостът) лежи върху молива - това място е опорната точка. След това трябва да се каже на детето, че този принцип се използва навсякъде, той е в основата на работата на кран, люлка и дори ножици.

Домашен експеримент по физика с инерция

Ще ни трябва буркан с вода и мрежа. За никого няма да е тайна, че ако обърнете отворен буркан, от него ще изтече вода. Да опитаме? Разбира се, по-добре е да излезете навън за това. Поставяме кутията в мрежата и започваме да я люлеем плавно, като постепенно увеличаваме амплитудата и в резултат правим пълен оборот - един, два, три и т.н. Водата не се излива. Интересно? Сега нека накараме водата да се излее. За да направите това, вземете тенекия и направете дупка в дъното. Поставяме го в мрежата, пълним го с вода и започваме да въртим. От дупката излиза струя. Когато кутията е в долна позиция, това не изненадва никого, но когато излита нагоре, фонтанът продължава да тече в същата посока и от гърлото не излиза нито капка. Това е. Всичко това може да се обясни с принципа на инерцията. Когато се върти, кутията има тенденция да излети веднага, но мрежата не я пуска и я принуждава да описва кръгове. Водата също има склонност да лети по инерция и в случай, че сме направили дупка в дъното, нищо не пречи да избие и да се движи праволинейно.

Кутия с изненада

Сега нека да разгледаме физическите експерименти с изместване.Трябва да поставите кибритена кутия на ръба на масата и бавно да я преместите. В момента, в който премине средната си оценка, ще настъпи спад. Това означава, че масата на частта, избутана над ръба на плота на масата, ще надвиши теглото на останалата част и кутията ще се преобърне. Сега нека изместим центъра на масата, например, поставете метална гайка вътре (колкото е възможно по-близо до ръба). Остава само да поставите кутията така, че малка част от нея да остане на масата, а голяма част да виси във въздуха. Падане няма да има. Същността на този експеримент е, че цялата маса е над опорната точка. Този принцип се използва и навсякъде. Благодарение на него мебелите, паметниците, транспортът и много други са в стабилна позиция. Между другото, детската играчка Vanka-Vstanka също е изградена на принципа на изместване на центъра на масата.

И така, нека продължим да разглеждаме интересни експерименти по физика, но да преминем към следващия етап - за ученици от шести клас.

Водна въртележка

Ще ни трябва празна тенекия, чук, пирон и въже. Използваме пирон и чук, за да пробием дупка в страничната стена близо до дъното. След това, без да издърпвате нокътя от дупката, го огънете настрани. Необходимо е дупката да е наклонена. Повтаряме процедурата от втората страна на кутията - трябва да се уверите, че дупките са една срещу друга, но ноктите са огънати в различни посоки. Пробиваме още две дупки в горната част на съда и през тях прокарваме краищата на въже или дебел конец. Окачваме контейнера и го пълним с вода. Два наклонени фонтана ще започнат да текат от долните дупки, а бурканът ще започне да се върти в обратна посока. На този принцип работят космическите ракети - пламъкът от дюзите на двигателя изстрелва в едната посока, а ракетата лети в другата.

Опити по физика - 7 клас

Нека проведем експеримент с плътността на масата и да разберем как можете да накарате едно яйце да плува. Физическите експерименти с различни плътности се правят най-добре, като се използва прясна и солена вода като пример. Вземете буркан, пълен с гореща вода. Пуснете едно яйце в него и то веднага ще потъне. След това добавете готварска сол към водата и разбъркайте. Яйцето започва да плува и колкото повече сол, толкова по-високо ще се издигне. Това е така, защото солената вода има по-висока плътност от прясната вода. И така, всеки знае, че в Мъртво море (водата му е най-солена) е почти невъзможно да се удавиш. Както можете да видите, експериментите по физика могат значително да разширят кръгозора на вашето дете.

и пластмасова бутилка

Учениците от седми клас започват да изучават атмосферното налягане и неговото влияние върху обектите около нас. За да проучите тази тема по-задълбочено, е по-добре да проведете подходящи експерименти във физиката. Атмосферното налягане ни влияе, въпреки че остава невидимо. Да вземем пример с балон. Всеки от нас може да го измами. След това ще го поставим в пластмасова бутилка, ще поставим ръбовете на гърлото и ще го закрепим. По този начин въздухът може да тече само в топката, а бутилката ще се превърне в запечатан съд. Сега нека се опитаме да надуем балона. Няма да успеем, тъй като атмосферното налягане в бутилката няма да ни позволи да направим това. Когато духаме, топката започва да измества въздуха в контейнера. И тъй като нашата бутилка е запечатана, тя няма къде да отиде и започва да се свива, като по този начин става много по-плътна от въздуха в топката. Съответно системата е нивелирана и е невъзможно да се надуе балона. Сега ще направим дупка в дъното и ще се опитаме да надуем балона. В този случай няма съпротивление, изместеният въздух напуска бутилката - атмосферното налягане се изравнява.

Заключение

Както можете да видите, физическите експерименти не са никак сложни и доста интересни. Опитайте се да заинтересувате детето си - и обучението му ще бъде напълно различно, той ще започне да посещава уроци с удоволствие, което в крайна сметка ще се отрази на представянето му.

Въведение

Без съмнение цялото ни знание започва с експерименти.
(Кант Емануел. Немски философ 1724-1804)

Физическите експерименти запознават учениците с разнообразните приложения на законите на физиката по забавен начин. Експериментите могат да се използват в уроците за привличане на вниманието на учениците към изучаваното явление, при повтаряне и консолидиране на учебен материал, както и на физически вечери. Забавните преживявания задълбочават и разширяват знанията на учениците, насърчават развитието на логическото мислене и внушават интерес към предмета.

Тази работа описва 10 забавни експеримента, 5 демонстрационни експеримента с помощта на училищно оборудване. Авторите на произведенията са ученици от 10 клас на Общинско образователно заведение Средно училище № 1 в село Забайкалск, Забайкалски край - Чугуевски Артьом, Лаврентьев Аркадий, Чипизубов Дмитрий.Момчетата самостоятелно проведоха тези експерименти, обобщиха резултатите и ги представиха под формата на тази работа.

Ролята на експеримента в науката физика

Фактът, че физиката е млада наука
Тук е невъзможно да се каже със сигурност.
И в древни времена, изучавайки наука,
Винаги сме се стремили да го разберем.

Целта на обучението по физика е специфична,
Умейте да прилагате всички знания на практика.
И е важно да запомните – ролята на експеримента
Трябва да стои на първо място.

Да може да планира експеримент и да го проведе.
Анализирайте и оживете.
Изградете модел, изложете хипотеза,
Стремеж към постигане на нови висоти

Законите на физиката се основават на факти, установени емпирично. Освен това интерпретацията на едни и същи факти често се променя в хода на историческото развитие на физиката. Фактите се натрупват чрез наблюдение. Но не можете да се ограничите само до тях. Това е само първата стъпка към знанието. След това идва експериментът, разработването на концепции, които позволяват качествени характеристики. За да се направят общи изводи от наблюденията и да се открият причините за явленията, е необходимо да се установят количествени връзки между количествата. Ако се получи такава зависимост, значи е открит физичен закон. Ако се намери физически закон, тогава няма нужда да експериментирате във всеки отделен случай, достатъчно е да извършите съответните изчисления. Чрез експериментално изучаване на количествени връзки между количествата могат да бъдат идентифицирани модели. Въз основа на тези закони се развива обща теория на явленията.

Следователно без експеримент не може да има рационално обучение по физика. Изучаването на физиката включва широко използване на експерименти, обсъждане на характеристиките на нейната настройка и наблюдаваните резултати.

Занимателни експерименти по физика

Описанието на експериментите е извършено по следния алгоритъм:

Име на преживяването
Оборудване и материали, необходими за експеримента
Етапи на експеримента
Обяснение на опита

Експеримент № 1 Четири етажа

Оборудване и материали: стъкло, хартия, ножица, вода, сол, червено вино, слънчогледово олио, оцветен алкохол.

Етапи на експеримента

Нека се опитаме да налеем четири различни течности в чаша, така че да не се смесват и да стоят пет нива една над друга. Все пак ще ни бъде по-удобно да вземем не чаша, а тясна чаша, която се разширява към върха.

Изсипете подсолена оцветена вода на дъното на чашата.
Навийте „Funtik“ от хартия и огънете края му под прав ъгъл; отрежете върха. Дупката във Funtik трябва да е с размер на глава на карфица. Изсипете червено вино в този конус; тънка струя трябва да изтича хоризонтално от нея, да се разбива в стените на чашата и да се стича по нея към солената вода.
Когато височината на слоя червено вино се изравни с височината на слоя цветна вода, прекратете наливането на виното.
От втория конус изсипете слънчогледово масло в чаша по същия начин.
От третия рог изсипете слой цветен алкохол.

Снимка 1

Така че имаме четири етажа течности в една чаша. Всички различни цветове и различна плътност.

Обяснение на опита

Течностите в хранителния магазин бяха подредени в следния ред: оцветена вода, червено вино, слънчогледово олио, оцветен алкохол. Най-тежките са отдолу, най-леките са отгоре. Солената вода има най-висока плътност, тонираният алкохол е с най-ниска плътност.

Изживяване № 2 Невероятен свещник

Оборудване и материали: свещ, пирон, чаша, кибрит, вода.

Етапи на експеримента

Не е ли невероятен свещник - чаша вода? И този свещник не е никак лош.

Фигура 2

Утежнете края на свещта с пирон.
Изчислете размера на нокътя така, че цялата свещ да е потопена във вода, само фитилът и самият връх на парафина трябва да стърчат над водата.
Запалете фитила.

Обяснение на опита

Нека, ще ви кажат, защото след минута свещта ще догори до водата и ще угасне!

Това е въпросът - ще отговорите вие - че свещта става все по-къса всяка минута. И ако е по-кратко, това означава, че е по-лесно. Ако е по-лесно, това означава, че ще изплува.

И наистина, свещта ще изплува малко по малко и охладеният с вода парафин на ръба на свещта ще се стопи по-бавно от парафина около фитила. Поради това около фитила се образува доста дълбока фуния. Тази празнота от своя страна прави свещта по-лека, поради което нашата свещ ще изгори докрай.

Опит № 3 Свещ по бутилка

Оборудване и материали: свещ, бутилка, кибрит

Етапи на експеримента

Поставете запалена свещ зад бутилката и застанете така, че лицето ви да е на 20-30 см от бутилката.
Сега просто трябва да духнете и свещта ще угасне, сякаш няма преграда между вас и свещта.

Фигура 3

Обяснение на опита

Свещта изгасва, защото бутилката е „облетяна“ с въздух: потокът въздух се разделя от бутилката на два потока; единият го обтича отдясно, а другият отляво; и те се срещат приблизително там, където стои пламъкът на свещта.

Опит № 4 Въртяща се змия

Оборудване и материали: дебела хартия, свещ, ножици.

Етапи на експеримента

Изрежете спирала от плътна хартия, разтегнете я малко и я поставете върху края на извита тел.
Задръжте тази спирала над свещта в издигащия се въздушен поток, змията ще се завърти.

Обяснение на опита

Змията се върти, защото въздухът се разширява под въздействието на топлина и топлата енергия се превръща в движение.

Фигура 4

Експеримент № 5 Изригване на Везувий

Оборудване и материали: стъклен съд, шишенце, запушалка, спиртно мастило, вода.

Етапи на експеримента

Поставете бутилка алкохолно мастило в широк стъклен съд, пълен с вода.
В капачката на бутилката трябва да има малка дупка.

Фигура 5

Обяснение на опита

Водата има по-висока плътност от алкохола; тя постепенно ще влезе в бутилката, измествайки спиралата оттам. Червена, синя или черна течност ще се издигне нагоре от мехурчето на тънка струйка.

Експеримент № 6 Петнадесет мача на един

Оборудване и материали: 15 кибритени клечки.

Етапи на експеримента

Поставете една кибритена клечка на масата и 14 кибритени клечки през нея, така че главите им да стърчат нагоре и краищата им да докосват масата.
Как да вдигнем първата кибритена клечка, като я държим за единия край, и всички останали кибритени клечки заедно с нея?

Обяснение на опита

За да направите това, просто трябва да поставите още един петнадесети кибрит върху всички кибрити, в кухината между тях.

Фигура 6

Опит № 7 Поставка за саксии

Оборудване и материали: чиния, 3 вилици, пръстен за салфетки, тенджера.

Етапи на експеримента

Поставете три вилици в пръстен.
Поставете чиния върху тази структура.
Поставете съд с вода върху стойката.

Фигура 7

Фигура 8

Обяснение на опита

Този опит се обяснява с правилото за ливъридж и стабилно равновесие.

Фигура 9

Опит No8 Парафинов мотор

Оборудване и материали: свещ, игла за плетене, 2 чаши, 2 чинии, кибрит.

Етапи на експеримента

За да направим този двигател, не ни трябва нито електричество, нито бензин. За целта ни трябва само... свещ.

Загрейте иглата за плетене и я забийте с главите им в свещта. Това ще бъде оста на нашия двигател.
Поставете свещ с игла за плетене на ръбовете на две чаши и балансирайте.
Запалете свещта в двата края.

Обяснение на опита

Капка парафин ще падне в една от чиниите, поставени под краищата на свещта. Балансът ще бъде нарушен, другият край на свещта ще се стегне и ще падне; в същото време няколко капки парафин ще се отцедят от него и ще стане по-лек от първия край; издига се до върха, първият край ще слезе надолу, ще пусне капка, ще стане по-лек и нашият двигател ще започне да работи с цялата си сила; постепенно вибрациите на свещта ще се увеличават все повече и повече.

Фигура 10

Опит №9 Свободен обмен на течности

Оборудване и материали: портокал, чаша, червено вино или мляко, вода, 2 клечки за зъби.

Етапи на експеримента

Портокалът внимателно се разполовява, обелва се така, че да се отдели цялата кора.
Пробийте две дупки една до друга в дъното на тази чаша и я поставете в чаша. Диаметърът на чашата трябва да е малко по-голям от диаметъра на централната част на чашата, тогава чашата ще остане по стените, без да пада на дъното.
Спуснете оранжевата чаша в съда до една трета от височината.
Налейте червено вино или оцветен алкохол в портокаловата кора. То ще премине през отвора, докато нивото на виното достигне дъното на чашата.
След това налейте вода почти до ръба. Можете да видите как струята вино се издига през единия отвор до нивото на водата, докато по-тежката вода преминава през другия отвор и започва да потъва към дъното на чашата. След няколко минути виното ще бъде отгоре, а водата отдолу.

Опит № 10 Пеещо стъкло

Оборудване и материали: тънко стъкло, вода.

Етапи на експеримента

Напълнете чаша с вода и избършете ръбовете на чашата.
Потъркайте навлажнен пръст навсякъде по стъклото и тя ще започне да пее.

Фигура 11

Демонстрационни опити

1. Дифузия на течности и газове

Дифузия (от латински diflusio - разпространение, разпространение, разпръскване), пренасяне на частици от различно естество, причинено от хаотично топлинно движение на молекули (атоми). Разграничете дифузията в течности, газове и твърди вещества

Демонстрационен експеримент „Наблюдение на дифузия“

Оборудване и материали: вата, амоняк, фенолфталеин, инсталация за дифузионно наблюдение.

Етапи на експеримента

Да вземем две парчета памучна вата.
Навлажняваме едното парче памучна вата с фенолфталеин, другото с амоняк.
Нека свържем клоните.
Наблюдава се, че руната порозовяват поради феномена на дифузия.

Фигура 12

Фигура 13

Фигура 14

Феноменът дифузия може да се наблюдава с помощта на специална инсталация

Налейте амоняк в една от колбите.
Навлажнете парче памучна вата с фенолфталеин и го поставете върху колбата.
След известно време наблюдаваме оцветяването на руното. Този експеримент демонстрира явлението дифузия на разстояние.

Фигура 15

Нека докажем, че явлението дифузия зависи от температурата. Колкото по-висока е температурата, толкова по-бърза е дифузията.

Фигура 16

За да демонстрираме този експеримент, нека вземем две еднакви чаши. Налейте студена вода в една чаша, гореща вода в друга. Нека добавим меден сулфат към чашите и наблюдаваме, че медният сулфат се разтваря по-бързо в гореща вода, което доказва зависимостта на дифузията от температурата.

Фигура 17

Фигура 18

2. Съобщителни съдове

За да демонстрираме свързващи се съдове, нека вземем множество съдове с различна форма, свързани в дъното с тръби.

Фигура 19

Фигура 20

Нека налеем течност в един от тях: веднага ще открием, че течността ще тече през тръбите в останалите съдове и ще се утаи във всички съдове на едно и също ниво.

Обяснението за това преживяване е следното. Налягането върху свободните повърхности на течността в съдовете е еднакво; то е равно на атмосферното налягане. По този начин всички свободни повърхности принадлежат към една и съща повърхност на нивото и следователно трябва да са в една и съща хоризонтална равнина и горния ръб на самия съд: в противен случай чайникът не може да се напълни догоре.

Фигура 21

3.Топката на Паскал

Топката на Паскал е устройство, предназначено да демонстрира равномерното предаване на налягането, упражнявано върху течност или газ в затворен съд, както и издигането на течността зад буталото под въздействието на атмосферното налягане.

За да се демонстрира равномерното предаване на налягането, упражнявано върху течност в затворен съд, е необходимо да се използва бутало, за да се изтегли вода в съда и да се постави топката плътно върху дюзата. Чрез натискане на буталото в съда демонстрирайте изтичането на течност от отворите на топката, като обръщате внимание на равномерното изтичане на течност във всички посоки.