Невероятни физични експерименти. Забавни и прости експерименти за малки физици

Въведение

Без съмнение всички наши знания започват с опит.
(Кант Емануел. Немски философ 1724-1804)

Физическите експерименти по забавен начин запознават учениците с различните приложения на законите на физиката. Експериментите могат да се използват в класната стая, за да се привлече вниманието на учениците към изучаваното явление, при повтаряне и затвърдяване на учебен материал и на физически вечери. Занимателните експерименти задълбочават и разширяват знанията на учениците, допринасят за развитието на логическото мислене, внушават интерес към темата.

Тази статия описва 10 забавни експеримента, 5 демонстрационни експеримента с използване на училищно оборудване. Авторите на творбите са ученици от 10 клас на средно училище № 1 на МОУ в село Забайкалск, Забайкалски край - Чугуевски Артьом, Лаврентиев Аркадий, Чипизубов Дмитрий.Момчетата самостоятелно направиха тези експерименти, обобщиха резултатите и ги представиха под формата на тази работа.

Ролята на експеримента в науката физика

Че физиката е млада наука
Тук не мога да кажа със сигурност.
И в древни времена знаейки науката,
Винаги се стремете да го достигнете.

Целта на обучението по физика е специфична,
Да могат да прилагат всички знания на практика.
И е важно да запомните - ролята на експеримента
Трябва да е на първо място.

Да знаете как да планирате и провеждате експерименти.
Анализирайте и оживете.
изгради модел, изложи хипотеза,
Стремете се да достигнете нови висоти

Законите на физиката се основават на факти, установени от опита. Освен това интерпретацията на едни и същи факти често се променя в хода на историческото развитие на физиката. Фактите се натрупват в резултат на наблюдения. Но в същото време те не могат да бъдат ограничени 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, да се открият причините за явленията, е необходимо да се установят количествени връзки между количествата. Ако се получи такава зависимост, тогава физически закон. Ако се намери физически закон, тогава няма нужда да се поставя експеримент във всеки отделен случай, достатъчно е да се извършат съответните изчисления. След експериментално изследване на количествените връзки между количествата е възможно да се идентифицират модели. Въз основа на тези закономерности се изгражда обща теория на явленията.

Следователно без експеримент не може да има рационално обучение по физика. Изучаването на физиката включва широкото използване на експеримента, обсъждането на характеристиките на неговата формулировка и наблюдаваните резултати.

Занимателни експерименти по физика

Описанието на експериментите е извършено по следния алгоритъм:

1. Име на опит
2. Инструменти и материали, необходими за експеримента
3. Етапи на експеримента
4. Обяснение на опита

Изживяване #1 Четири етажа

Оборудване и материали: стъкло, хартия, ножици, 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 една над друга на пет етажа. За нас обаче ще бъде по-удобно да вземем не чаша, а тясна чаша, разширяваща се към върха.

1. Изсипете подсолена оцветена вода на дъното на чаша.
2. Разточете хартия "Funtik" и огънете края й под прав ъгъл; отрежете върха му. Дупката във Funtik трябва да е с размер на глава на карфица. Изсипете червено вино в този конус; тънка струйка трябва да изтича хоризонтално от нея, да се разбива в стените на чашата и да се стича по нея в солена вода.
   Когато слоят червено вино стане равен на височината на слоя тонирана вода, спрете да наливате виното.
3. От втория конус изсипете слънчогледово масло в чаша по същия начин.
4. Изсипете слой цветен алкохол от третия рог.

Снимка 1

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

Обяснение на опита

Течностите в хранителните стоки бяха подредени в следния ред: тонирана вода, червено вино, слънчогледово масло, тониран алкохол. Най-тежките са отдолу, най-леките са отгоре. Солената вода има най-висока плътност, тонираният алкохол - най-малка.

Изживейте #2 Удивителен свещник

Приспособления 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

1. Утежнете края на свещта с пирон.
2. Изчислете размера на нокътя, така че свещта да е напълно потопена във вода, само фитилът и самият връх на парафина трябва да стърчат над водата.
3. Запалете бушона.

Обяснение на опита

Нека, ще ти кажат, защото след минута свещта ще изгори до вода и ще угасне!

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

И наистина, свещта постепенно ще изплува и охладеният от 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 осветява свещта и затова нашата свещ ще изгори докрай.

Опит №3 Свещ зад бутилка

Оборудване и материали: свещ, бутилка, кибрит

Етапи на експеримента

1. Поставете запалена свещ зад бутилката и застанете така, че лицето ви да е на 20-30 см от бутилката.
2. Сега си струва да духнете и свещта ще изгасне, сякаш няма преграда между вас и свещта.

Фигура 3

Обяснение на опита

Свещта изгасва, защото бутилката е „облетяна“ с въздух: струята въздух се разбива от бутилката на две струи; единият го обтича отдясно, а другият отляво; и те се срещат приблизително там, където стои пламъкът на свещ.

Опит номер 4 Въртяща се змия

Инструменти и материали: дебела хартия, свещ, ножици.

Етапи на експеримента

1. Изрежете спирала от плътна хартия, разтегнете я малко и я поставете върху края на огънатата тел.
2. Задържането на тази намотка над свещта в възходяща струя въздух ще накара змията да се завърти.

Обяснение на опита

Змията се върти, защото въздухът се разширява под действието на топлина и около трансформацията топла енергияв движение.

Фигура 4

Опит № 5 Изригване на Везувий

Уреди и материали: стъклен съд, шишенце, тапа, спиртно мастило, вода.

Етапи на експеримента

1. В широк стъклен съд, пълен с вода, поставете флакон със спиртно мастило.
2. В запушалката на флакона трябва да има малък отвор.

Фигура 5

Обяснение на опита

Водата има по-голяма плътностот алкохола; тя постепенно ще влезе във флакона, измествайки спиралата оттам. Червена, синя или черна течност ще се издигне на тънка струйка от мехурчето нагоре.

Експеримент № 6 Петнадесет мача на един

Оборудване и материали: 15 кибритени клечки.

Етапи на експеримента

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

Обяснение на опита

За да направите това, трябва само да поставите още една, петнадесета кибритена клечка върху всички кибритени клечки, във вдлъбнатината между тях.

Фигура 6

Опит №7 Поставка за саксии

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

Етапи на експеримента

1. Поставете три вилици в ринга.
2. Да се ​​облича този дизайнплоча.
3. Поставете тенджера с вода на стойка.

Фигура 7

Фигура 8

Обяснение на опита

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

Фигура 9

Опит No8 Парафинов мотор

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

Етапи на експеримента

За да направим този двигател, нямаме нужда от електричество или бензин. За това ни трябва само ... свещ.

1. Загрейте иглата и я забийте с главите им в свещта. Това ще бъде оста на нашия двигател.
2. Поставете свещ с игла за плетене на ръбовете на две чаши и балансирайте.
3. 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 дръпне 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 падне, пуснете капка, ще стане по-лесно и нашият двигател ще започне да работи с мощ и основно; постепенно колебанията 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

1. Внимателно разрежете портокала наполовина, обелете така, че кората да се отстрани с цяла чаша.
2. Пробийте две дупки в дъното на тази чаша една до друга 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.
3. Спуснете оранжевата чаша в съда на една трета от височината.
4. Налейте червено вино или цветен алкохол в портокалова кора. Ще премине през отвора, докато нивото на виното достигне дъното на чашата.
5. След това налейте вода почти до ръба. Можете да видите как струя 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 No10 Пеещо стъкло

Оборудване и материали: тънка чаша, вода.

Етапи на експеримента

1. Напълнете чаша с вода и избършете ръба на чашата.
2. С навлажнен пръст потъркайте навсякъде в чашата, тя ще пее.

Фигура 11

Демонстрационни опити

1. Дифузия на течности и газове

Дифузия (от лат. diflusio - разпространение, разпространение, разпръскване), пренасяне на частици от различно естество, дължащо се на хаотичното топлинно движение на молекулите (атомите). Разграничете дифузията в течности, газове и твърди вещества

Демонстрационен опит "Наблюдение на дифузия"

Уреди и материали: вата, амоняк, фенолфталеин, уред за наблюдение на дифузия.

Етапи на експеримента

1. Вземете две парчета памучна вата.
2. Навлажняваме едното парче памучна вата с фенолфталеин, другото с амоняк.
3. Нека съберем клоните заедно.
4. Има розово оцветяване на руното поради феномена на дифузия.

Фигура 12

Фигура 13

Фигура 14

Феноменът дифузия може да се наблюдава с помощта на специална инсталация

1. Изсипете амоняк в един от конусите.
2. Навлажнете парче памучна вата с фенолфталеин и го поставете отгоре в колба.
3. 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-бързо протича дифузията.

Фигура 16

За демонстрация това преживяванеВземете две еднакви чаши. Налейте студена вода в една чаша, гореща вода в друга. Добавяме меден сулфат към чашите, 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 долната част с тръби.

Фигура 19

Фигура 20

Ще 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 атмосферно налягане. Така всички свободни повърхности принадлежат към една и съща равна повърхност 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 пренасяне на налягането, упражнявано върху течност или газ в затворен съд, както и издигането на течност зад бутало под въздействието на атмосферно налягане.

За да се демонстрира равномерното предаване на налягането, произведено върху течност в затворен съд, е необходимо с помощта на бутало да се изтегли вода в съда и здраво да се постави топката 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.

Експериментът е един от най-информативните начини за познание. Благодарение на него е възможно да се получат различни и обширни заглавия за изследваното явление или система. Експериментирането играе основна роля в физически изследвания. Красивите физически експерименти остават в паметта на бъдещите поколения за дълго време и също допринасят за популяризирането физически идеив масите. Ето кои са най-интересните физични експерименти според мнението на самите физици от анкетата на Робърт Крийс и Stony Book.

1. Опитът на Ератостен от Кирена

Този експеримент с право се счита за един от най-древните досега. През трети век пр.н.е. библиотекарят на Александрийската библиотека Ерастофен от Киренски измерва радиуса на Земята по интересен начин. в един ден лятното слънцестоенев Сиена слънцето беше в зенита си, в резултат на което не се наблюдаваха сенки от предмети. В същото време на 5000 стадия на север в Александрия Слънцето се отклони от зенита със 7 градуса. От тук библиотекарят получи информация, че обиколката на Земята е 40 хиляди км, а радиусът й е 6300 км. Ерастофен получи показатели само с 5% по-малко от днешните, което е просто невероятно за използваните от него древни измервателни уреди.

2. Галилео Галилей и първият му експеримент

През 17 век теорията на Аристотел е доминираща и неоспорима. Според тази теория скоростта на падане на тялото пряко зависи от теглото му. Пример беше перо и камък. Теорията беше погрешна, тъй като не отчита съпротивлението на въздуха.

Галилео Галилей се съмнява в тази теория и решава лично да проведе серия от експерименти. Той взе голямо гюле и го изстреля от Наклонената кула в Пиза, съчетано с куршум от лек мускет. Като се има предвид близката им опростена форма, съпротивлението на въздуха може лесно да бъде пренебрегнато и, разбира се, и двата обекта се приземиха едновременно, опровергавайки теорията на Аристотел. смята, че човек трябва лично да отиде в Пиза и да хвърли от кулата нещо подобно на външен вид и различно по тегло, за да се почувства като велик учен.

3. Вторият опит на Галилео Галилей

Второто твърдение на Аристотел е, че телата под действието на сила се движат с постоянна скорост. Галилео изстреля метални топки наклонена равнинаи записват какво са направили определено времеразстояние. След това той удвои времето, но топките изминаха 4 пъти разстоянието през това време. Така зависимостта не е линейна, тоест скоростта не е постоянна. От това Галилей заключава, че бързо движениепод въздействието на сила.
Тези два експеримента послужиха като основа за създаването на класическата механика.

4. Експеримент на Хенри Кавендиш

Нютон е собственик на формулировката на закона земно притегляне, която съдържа гравитационната константа. Естествено възникна проблемът с намирането му. числова стойност. Но за това би било необходимо да се измери силата на взаимодействие между телата. Но проблемът е, че силата на привличане е доста слаба, ще е необходимо да се използват или гигантски маси, или малки разстояния.

Джон Мишел успя да измисли, а Кавендиш да проведе през 1798 г. доста интересен експеримент. Като измервателно устройство е използвана торсионна везна. На тях върху игото бяха фиксирани топки на тънки въжета. Към топките бяха прикрепени огледала. След това много големи и тежки бяха доведени до малки топки и изместването беше фиксирано по светлите петна. Резултатът от поредица от експерименти беше определянето на стойността на гравитационната константа и масата на Земята.

5. Експериментът на Жан Бернар Леон Фуко

Благодарение на огромното (67 м) махало, което е монтирано в парижкия Пантеон, Фуко през 1851 г. експериментално довежда факта за въртенето на Земята около оста си. Равнината на въртене на махалото остава непроменена по отношение на звездите, но наблюдателят се върти заедно с планетата. Така се вижда как равнината на въртене на махалото постепенно се измества настрани. Това е доста прост и безопасен експеримент, за разлика от този, за който писахме в статията.

6. Опитът на Исак Нютон

Отново изявлението на Аристотел беше тествано. Имаше мнение, че различните цветове са смеси в различни пропорции на светлина и тъмнина. Колкото повече е тъмнината, толкова по-близък е цветът до лилавото и обратно.

Хората отдавна са забелязали, че големите монокристали разлагат светлината на цветове. Серия от експерименти с призми са извършени от чешкия натуралист Марсия Английската Хариот. нова серияНютон започва през 1672 г.
Нютон поставя физически експерименти в тъмна стая, пропускайки тънък лъч светлина през малка дупка в плътни завеси. Този лъч удари призмата и се разложи на цветовете на дъгата на екрана. Явлението е наречено дисперсия и по-късно е теоретично обосновано.

Но Нютон отиде по-далеч, защото се интересуваше от природата на светлината и цветовете. Той прекарва лъчите през две последователни призми. Въз основа на тези експерименти Нютон заключава, че цветът не е комбинация от светлина и тъмнина и още повече не е атрибут на обект. Бялата светлина се състои от всички цветове, които могат да се видят в дисперсия.

7. Опитът на Томас Йънг

До 19 век доминира корпускулярната теория за светлината. Смятало се е, че светлината, подобно на материята, се състои от частици. Томас Йънг, английски лекар и физик, провежда свой собствен експеримент през 1801 г., за да провери това твърдение. Ако приемем, че светлината има вълнова теория, тогава трябва да се наблюдават същите взаимодействащи вълни, както в случая с хвърляне на два камъка във водата.

За да симулира камъни, Юнг използва непрозрачен екран с два отвора и източници на светлина зад него. Светлината преминава през дупките и върху екрана се образува модел от светли и тъмни ивици. Светли ивици се образуваха там, където вълните се укрепваха една друга, и тъмни ивици там, където изгасваха.

8. Клаус Йонсон и неговият експеримент

През 1961 г. немският физик Клаус Йонсон доказва това елементарни частициимат корпускулярно-вълнова природа. За целта той провежда експеримент, подобен на този на Йънг, само че заменя лъчите на светлината с лъчи от електрони. В резултат на това все още беше възможно да се получи интерференчен модел.

9. Експериментът на Робърт Миликен

Още в началото на деветнадесети век възниква идеята, че всяко тяло има електричен заряд, който е дискретен и се определя от неделими елементарни заряди. По това време беше въведена концепцията за електрон като носител на същия заряд, но не беше възможно експериментално да се открие тази частица и да се изчисли нейният заряд.
Американският физик Робърт Миликен успя да разработи идеалния пример за елегантност в експериментална физика. Той изолира заредени водни капки между плочите на кондензатор. След това, използвайки рентгенови лъчи, той йонизира въздуха между същите плочи и променя заряда на капките.

Проведени са десетки и стотици хиляди физически експерименти хилядолетна историянаука. Не е лесно да се изберат няколко "най-най", за да се говори за тях. Какви трябва да бъдат критериите за избор?

Преди четири години The New York Times публикува статия на Робърт Крийс и Stoney Book. В него се говори за резултатите от проучване, проведено сред физици. Всеки анкетиран трябваше да назове десетте най-красиви експеримента в историята на физиката. Според нас критерият за красота по никакъв начин не отстъпва на другите критерии. Затова ще говорим за експериментите, включени в челната десетка според резултатите от проучването на Kreese и Book.

1. Опитът на Ератостен от Кирена

Един от най-старите известни физични експерименти, в резултат на който е измерен радиусът на Земята, е извършен през III в. пр. н. е. от библиотекаря на известната Александрийска библиотека Ерастофен от Кирена.

Схемата на експеримента е проста. По обяд, в деня на лятното слънцестоене, в град Сиена (сега Асуан) Слънцето беше в зенита си и обектите не хвърляха сенки. В същия ден и по същото време в град Александрия, разположен на 800 километра от Сиена, Слънцето се отклони от зенита с около 7°. Това е около 1/50 от пълния кръг (360°), което означава, че обиколката на Земята е 40 000 километра, а радиусът е 6300 километра.

Изглежда почти невероятно, че е измерено така прост методрадиусът на Земята се оказа само 5% по-малка стойностполучени по най-точните съвременни методи.

2. Експеримент на Галилео Галилей

През 17 век доминира гледната точка на Аристотел, който учи, че скоростта на падане на тялото зависи от неговата маса. Колкото по-тежко е тялото, толкова по-бързо пада. Наблюдения, които всеки от нас може да направи в Ежедневиетоизглежда потвърждава това.

Опитайте се едновременно да освободите от леки ръцеклечка за зъби и тежък камък. Камъкът ще докосне земята по-бързо. Подобни наблюдения доведоха Аристотел до заключението за фундаменталното свойство на силата, с която Земята привлича други тела. Всъщност скоростта на падане се влияе не само от силата на гравитацията, но и от силата на съпротивлението на въздуха. Съотношението на тези сили за леки и тежки предмети е различно, което води до наблюдавания ефект. Италианецът Галилео Галилей се усъмнил в правилността на изводите на Аристотел и намерил начин да ги провери. За да направи това, той пусна гюле и много по-леко гюле от мускет от Наклонената кула в Пиза в същия момент. И двете тела имаха приблизително еднаква опростена форма, следователно както за сърцевината, така и за куршума силите на съпротивление на въздуха бяха незначителни в сравнение със силите на привличане.

Галилей установява, че и двата обекта достигат земята в един и същи момент, тоест скоростта на падането им е еднаква. Резултати, получени от Галилео. - следствие от закона за всемирното притегляне и закона, според който ускорението, изпитвано от тялото, е право пропорционално на силата, действаща върху него, и обратно пропорционално на масата.

3. Друг опит на Галилео Галилей

Галилео измерва разстоянието, което топките, търкалящи се по наклонена дъска, преодоляват за равни интервали от време, измерено от автора на експеримента с помощта на воден часовник. Ученият установил, че ако времето се удвои, топките ще се търкалят още четири пъти. Тази квадратична връзка означаваше, че топките под въздействието на гравитацията се движат ускорено, което противоречи на приетото от 2000 години убеждение на Аристотел, че телата, подложени на сила, се движат с постоянна скорост, докато ако сила не се приложи към тялото, то почива.

Резултатите от този експеримент на Галилей, както и резултатите от неговия опит с Наклонената кула в Пиза, по-късно служи като основа за формулиране на законите на класическата механика.

4. Експеримент на Хенри Кавендиш

След като Исак Нютон формулира закона за всемирното привличане: силата на привличане между две тела с маси Mit, отдалечени едно от друго на разстояние r, е равна на F=G(mM/r2), остава да се определи стойността на гравитационна константа G. За да се направи това, беше необходимо да се измери силата на привличане между две тела известни маси. Това не е толкова лесно да се направи, тъй като силата на привличане е много малка.

Усещаме гравитацията на земята. Но е невъзможно да се усети привличането дори на много голяма планина, която е наблизо, защото е много слаба. Беше необходим много фин и чувствителен метод. Той е изобретен и приложен през 1798 г. от сънародника на Нютон Хенри Кавендиш. Той използва торсионен баланс, ярем с две топки, окачени на много тънък шнур. Кавендиш измерва изместването на кобилицата (завой) при приближаване на топките с тежести на други топки с по-голяма маса.

За да се увеличи чувствителността, изместването се определя от светлинните петна, отразени от огледалата, фиксирани върху кобилиците. В резултат на този експеримент Кавендиш успя доста точно да определи стойността на гравитационната константа и за първи път да изчисли масата на Земята.

5. Опитът на Жан Бернар Фуко

Френският физик Жан Бернар Леон Фуко през 1851 г. експериментално доказва въртенето на Земята около оста си с помощта на 67-метрово махало, окачено на върха на купола на парижкия Пантеон. Равнината на люлеене на махалото остава непроменена спрямо звездите. Наблюдателят, който е на Земята и се върти заедно с нея, вижда, че равнината на въртене бавно се завърта в посока, обратна на посоката на въртене на Земята.

6. Опитът на Исак Нютон

През 1672 г. Исак Нютон прави прост експеримент, който е описан във всички училищни учебници. След като затвори капаците, той направи малка дупка в тях, през която премина Слънчева светлина. На пътя на лъча беше поставена призма, а зад призмата беше поставен екран.

На екрана Нютон наблюдава "дъга": бял слънчев лъч, преминаващ през призма, се превръща в няколко цветни лъча - от лилаво до червено. Това явление се нарича светлинна дисперсия. Сър Айзък не беше първият, който наблюдава това явление. Още в началото на нашата ера беше известно, че големите монокристали от естествен произход имат свойството да разлагат светлината на цветове. Първите изследвания на дисперсията на светлината в експерименти със стъкло триъгълна призмаоще преди Нютон се представиха англичанинът Хариот и чешкият натуралист Марци.

Въпреки това, преди Нютон, подобни наблюдения не са били подлагани на сериозен анализ и изводите, направени от тях, не са били препроверявани с допълнителни експерименти. И Чариот, и Марци остават последователи на Аристотел, който твърди, че разликата в цвета се определя от разликата в количеството тъмнина, „смесена“ с бяла светлина. Лилаво, според Аристотел, възниква при най-голямо добавяне на тъмнина към светлина, а червеното – при най-малко. Нютон прави допълнителни експерименти с кръстосани призми, когато светлината преминава през една призма и след това преминава през друга. Въз основа на съвкупността от своите експерименти той заключава, че "никакъв цвят не възниква от белота и чернота, смесени заедно, с изключение на междинните тъмни; количеството светлина не променя вида на цвета." Той показа това Бяла светлинатрябва да се разглежда като компонент. Основните цветове са от лилаво до червено. Този експеримент на Нютон е страхотен примеркато различни хора, наблюдавайки едно и също явление, го тълкуват по различен начин и само тези, които поставят под въпрос интерпретацията си и правят допълнителни експерименти, стигат до правилните заключения.

7. Опитът на Томас Йънг

До началото на 19 век преобладават идеите за корпускулярния характер на светлината. Смятало се, че светлината е съставена от отделни частици – корпускули. Въпреки че явленията дифракция и интерференция на светлината са наблюдавани от Нютон ("пръстените на Нютон"), общоприетата гледна точка остава корпускулярна. Разглеждайки вълните на повърхността на водата от два хвърлени камъка, можете да видите как, припокривайки се една друга, вълните могат да се намесват, тоест да се компенсират или взаимно да се подсилват. Въз основа на това, английски физики лекарят Томас Йънг правят експерименти през 1801 г. с лъч светлина, който преминава през два отвора в непрозрачен екран, образувайки по този начин два независими източницисветлина, подобна на два камъка, хвърлени във водата. В резултат на това той наблюдава интерференчен модел, състоящ се от редуващи се тъмни и бели ивици, които не биха могли да се образуват, ако светлината се състои от корпускули. Тъмните ивици съответстваха на областите, където светлинни вълнидве цепки взаимно се компенсират. Светлинни ивици се появяват там, където светлинните вълни взаимно се усилват. Така беше доказано вълнова природаСвета.

8. Експериментът на Клаус Йонсон

Германският физик Клаус Йонсон провежда експеримент през 1961 г., подобен на експеримента за светлинна интерференция на Томас Йънг. Разликата беше, че вместо лъчи светлина Йонсон използваше електронни лъчи. Той получи интерференчен модел, подобен на този, който Юнг наблюдава за светлинните вълни. Това потвърди правилността на разпоредбите квантова механиказа смесената корпускулярно-вълнова природа на елементарните частици.

9. Експериментът на Робърт Миликен

Представата, че електрически зарядна всяко тяло е дискретно (т.е. състои се от по-голямо или по-малко множество елементарни такси, които вече не подлежат на смачкване), възникват обратно през началото на XIXвек и подкрепени от такива известни физици, като М. Фарадей и Г. Хелмхолц. В теорията е въведен терминът "електрон", обозначаващ определена частица - носител на елементарен електрически заряд. Този термин обаче по онова време е бил чисто формален, тъй като нито самата частица, нито свързаният с нея елементарен електрически заряд са открити експериментално.

През 1895 г. К. Рентген, по време на експерименти с газоразрядна тръба, открива, че нейният анод, под действието на лъчи, летящи от катода, е в състояние да излъчва собствени, рентгенови лъчи или рентгенови лъчи. През същата година френският физик Ж. Перин експериментално доказва, че катодните лъчи са поток от отрицателно заредени частици. Но въпреки колосалния експериментален материал, електронът остава хипотетична частица, тъй като няма нито един експеримент, в който да участват отделни електрони. Американският физик Робърт Миликен разработи метод, който стана класически примерелегантен физически експеримент.

Миликан успя да изолира няколко заредени водни капчици в пространството между плочите на кондензатора. осветяващ рентгенови лъчи, беше възможно леко да се йонизира въздухът между плочите и да се промени зарядът на капките. Когато полето между плочите беше включено, капката бавно се движеше нагоре под действието на електрическо привличане. Когато полето е изключено, то се спуска под въздействието на гравитацията. Чрез включване и изключване на полето беше възможно да се изследва всяка от капчиците, суспендирани между плочите за 45 секунди, след което те се изпариха. До 1909 г. беше възможно да се определи, че зарядът на всяка капчица винаги е цяло число, кратно на основната стойност e (заряд на електрона). Това беше убедително доказателство, че електроните са частици с еднакъв заряд и маса. Чрез замяна на капчици вода с капчици масло, Миликан успява да увеличи продължителността на наблюденията до 4,5 часа и през 1913 г., елиминирайки възможните източници на грешка един по един, публикува първата измерена стойност на заряда на електрона: e = (4,774 ± 0,009 ) x 10-10 електростатични единици.

10. Опитът на Ернст Ръдърфорд

В началото на 20 век става ясно, че атомите се състоят от отрицателно заредени електрони и някакъв вид положителен заряд, поради което атомът остава като цяло неутрален. Имаше обаче твърде много предположения за това как изглежда тази "положително-отрицателна" система, докато експериментални данни, които биха позволили да се направи избор в полза на един или друг модел, очевидно липсваха.

Повечето физици са приели модела на J.J. Thomson: атом като равномерно заредена положителна топка с диаметър около 10-8 cm с отрицателни електрони, плаващи вътре. През 1909 г. Ернст Ръдърфорд (подпомогнат от Ханс Гайгер и Ернст Марсден) организира експеримент, за да разбере действителната структура на атома. В този експеримент тежки положително заредени a-частици, движещи се със скорост 20 km/s, преминават през тънко златно фолио и се разпръскват върху златните атоми, отклонявайки се от първоначалната си посока на движение. За да определят степента на отклонение, Гайгер и Марсдън трябваше да наблюдават с помощта на микроскоп проблясъци върху сцинтилаторната плоча, които се появяват там, където частица удари плочата. За две години бяха преброени около милион проблясъци и беше доказано, че около една частица на 8000 в резултат на разсейване променя посоката на движение с повече от 90 ° (т.е. връща се назад). Това не би могло да се случи в "хлабав" атом на Томсън. Резултатите недвусмислено свидетелстват в полза на така наречения планетарен модел на атома - масивно миниатюрно ядро ​​с размери около 10-13 cm и електрони, въртящи се около това ядро ​​на разстояние около 10-8 cm.

Момчета, влагаме душата си в сайта. Благодаря за това
за откриването на тази красота. Благодаря за вдъхновението и настръхването.
Присъединете се към нас на Facebookи Във връзка с

Има много прости преживявания, които децата помнят за цял живот. Момчетата може да не разбират напълно защо се случва всичко това, но кога ще мине времеи те ще попаднат в урок по физика или химия, много ясен пример със сигурност ще изскочи в паметта им.

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

огнеупорна топка

Ще взема: 2 топки, свещ, кибрит, вода.

Опит: Надуйте балон и го дръжте над запалена свещ, за да покажете на децата, че балонът ще се пръсне от огън. След това налейте 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 балона 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:Налейте вода до половината в найлонов плик. Пробиваме торбичката с молив на 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 заседнал в торбата, тогава почти няма да изтече вода през тези дупки. Това се дължи на факта, че когато полиетиленът се счупи, неговите молекули се привличат по-близо една до друга. В нашия случай полиетиленът се изтегля около моливите.

Непукаща топка

Ще имаш нужда: Балон, дървен шиш и малко препарат за миене на съдове.

Опит:Смажете горната част и Долна частинструмент 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 взема: 4 чаши вода, хранителни оцветители, зелеви листа или бели цветя.

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

Обяснение: Растенията абсорбират вода и по този начин подхранват своите цветове и листа. Това се дължи на 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 взема: 2 яйца, 2 чаши вода, сол.

Опит: Внимателно поставете яйцето в чаша с проста 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 потопете второто яйце във водата. Ще плува близо до повърхността.

Обяснение: Всичко е въпрос на плътност. Средна плътностяйцата са много по-големи от обикновената вода, така че яйцето потъва надолу. И плътността на соления разтвор е по-висока и затова яйцето се надига.

кристални близалки

Ще взема: 2 чаши вода, 5 чаши захар, дървени пръчици за мини шишчета, плътна хартия, прозрачни чаши, тенджера, хранителни оцветители.

Опит: В четвърт чаша вода се сварява захарен сироп с няколко супени лъжици захар. Поръсете малко захар върху хартията. След това трябва да потопите клечката в сироп и да съберете захарта с нея. След това ги разпределете равномерно върху клечка.

Оставете пръчиците да изсъхнат за една нощ. На сутринта 5 чаши захар се разтварят в 2 чаши вода на огън. Можете да оставите сиропа да се охлади за 15 минути, но не трябва да изстива много, в противен случай кристалите няма да растат. След това го изсипете в буркани и добавете различни хранителни оцветители. Спуснете приготвените пръчици в буркан със сироп, така че да не докосват стените и дъното на буркана, щипка ще ви помогне с това.

Обяснение: Когато водата се охлади, разтворимостта на захарта намалява и тя започва да се утаява и да се утаява по стените на съда и върху вашата пръчица със семена от захарни зърна.

запален кибрит

Трябва: Кибрит, фенерче.

Опит: Запалете кибрит и го дръжте на разстояние 10-15 сантиметра от стената. Осветете кибрита с фенерче и ще видите, че само ръката ви и самият кибрит се отразяват на стената. Изглежда очевидно, но никога не съм мислил за това.

Обяснение: Огънят не хвърля сенки, тъй като не пречи на светлината да преминава през него.