Απίστευτα πειράματα φυσικής. Διασκεδαστικά και απλά πειράματα για μικρούς φυσικούς

Εισαγωγή

Χωρίς αμφιβολία, όλες οι γνώσεις μας ξεκινούν από την εμπειρία.
(Kant Emmanuel. Γερμανός φιλόσοφος 1724-1804)

Τα φυσικά πειράματα με διασκεδαστικό τρόπο εισάγουν τους μαθητές στις διάφορες εφαρμογές των νόμων της φυσικής. Τα πειράματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην τάξη για να επιστήσουν την προσοχή των μαθητών στο φαινόμενο που μελετάται, κατά την επανάληψη και την ενοποίηση εκπαιδευτικού υλικού και τα σωματικά βράδια. Τα διασκεδαστικά πειράματα εμβαθύνουν και διευρύνουν τις γνώσεις των μαθητών, συμβάλλουν στην ανάπτυξη της λογικής σκέψης, ενσταλάσσουν το ενδιαφέρον για το θέμα.

Αυτή η εργασία περιγράφει 10 διασκεδαστικά πειράματα, 5 πειράματα επίδειξης με χρήση σχολικού εξοπλισμού. Οι συγγραφείς των έργων είναι μαθητές της 10ης τάξης του γυμνασίου MOU Νο. 1 του χωριού Zabaikalsk, Zabaikalsky Krai - Chuguevsky Artyom, Lavrentiev Arkady, Chipizubov Dmitry.Τα παιδιά έκαναν ανεξάρτητα αυτά τα πειράματα, συνόψισαν τα αποτελέσματα και τα παρουσίασαν με τη μορφή αυτής της εργασίας.

Ο ρόλος του πειράματος στην επιστήμη της φυσικής

Ότι η φυσική είναι μια νέα επιστήμη
Δεν μπορώ να πω με σιγουριά εδώ.
Και στην αρχαιότητα γνωρίζοντας την επιστήμη,
Να προσπαθείς πάντα να το φτάσεις.

Ο σκοπός της διδασκαλίας της φυσικής είναι συγκεκριμένος,
Να μπορεί να εφαρμόζει όλες τις γνώσεις στην πράξη.
Και είναι σημαντικό να θυμόμαστε - τον ρόλο του πειράματος
Πρέπει να είναι στην πρώτη θέση.

Μάθετε πώς να σχεδιάζετε και να εκτελείτε πειράματα.
Αναλύστε και ζωντανέψτε.
φτιάξε ένα μοντέλο, υποβάλει μια υπόθεση,
Προσπαθήστε να φτάσετε σε νέα ύψη

Οι νόμοι της φυσικής βασίζονται σε γεγονότα που τεκμηριώνονται από την εμπειρία. Επιπλέον, η ερμηνεία των ίδιων γεγονότων αλλάζει συχνά στην πορεία της ιστορικής εξέλιξης της φυσικής. Τα γεγονότα συσσωρεύονται ως αποτέλεσμα των παρατηρήσεων. Αλλά ταυτόχρονα, δεν μπορούν να περιοριστούν μόνο σε αυτούς. Αυτό είναι μόνο το πρώτο βήμα προς τη γνώση. Ακολουθεί το πείραμα, η ανάπτυξη εννοιών που επιτρέπουν ποιοτικά χαρακτηριστικά. Για να εξαχθούν γενικά συμπεράσματα από τις παρατηρήσεις, για να βρεθούν τα αίτια των φαινομένων, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ποσοτικές σχέσεις μεταξύ των ποσοτήτων. Εάν επιτευχθεί μια τέτοια εξάρτηση, τότε φυσικός νόμος. Εάν βρεθεί ένας φυσικός νόμος, τότε δεν χρειάζεται να ρυθμίσετε ένα πείραμα σε κάθε μεμονωμένη περίπτωση, αρκεί να εκτελέσετε τους κατάλληλους υπολογισμούς. Έχοντας μελετήσει πειραματικά τις ποσοτικές σχέσεις μεταξύ των μεγεθών, είναι δυνατός ο εντοπισμός προτύπων. Με βάση αυτές τις κανονικότητες αναπτύσσεται μια γενική θεωρία των φαινομένων.

Επομένως, χωρίς πείραμα δεν μπορεί να υπάρξει ορθολογική διδασκαλία της φυσικής. Η μελέτη της φυσικής περιλαμβάνει την ευρεία χρήση του πειράματος, τη συζήτηση των χαρακτηριστικών της διατύπωσής του και των παρατηρούμενων αποτελεσμάτων.

Διασκεδαστικά πειράματα στη φυσική

Η περιγραφή των πειραμάτων πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο αλγόριθμο:

1. Όνομα εμπειρίας
2. Όργανα και υλικά απαραίτητα για το πείραμα
3. Στάδια του πειράματος
4. Εξήγηση εμπειρίας

Εμπειρία #1 Τέσσερις ορόφους

Εξοπλισμός και υλικά: γυαλί, χαρτί, ψαλίδι, νερό, αλάτι, κόκκινο κρασί, ηλιέλαιο, έγχρωμη αλκοόλη.

Στάδια του πειράματος

Ας προσπαθήσουμε να ρίξουμε τέσσερα διαφορετικά υγρά σε ένα ποτήρι για να μην αναμειχθούν και να σταθούν το ένα πάνω από το άλλο σε πέντε ορόφους. Ωστόσο, θα είναι πιο βολικό για εμάς να πάρουμε όχι ένα ποτήρι, αλλά ένα στενό ποτήρι που εκτείνεται προς την κορυφή.

1. Ρίξτε αλατισμένο φιμέ νερό στον πάτο ενός ποτηριού.
2. Ανοίξτε το χαρτί "Funtik" και λυγίστε το άκρο του σε ορθή γωνία. έκοψε την άκρη του. Η τρύπα στο Funtik πρέπει να έχει το μέγεθος μιας κεφαλής καρφίτσας. Ρίξτε κόκκινο κρασί σε αυτό το χωνάκι. ένα λεπτό ρεύμα πρέπει να ρέει από αυτό οριζόντια, να σπάσει στα τοιχώματα του ποτηριού και να ρέει προς τα κάτω σε αλμυρό νερό.
   Όταν το στρώμα του κόκκινου κρασιού είναι ίσο σε ύψος με το ύψος του στρώματος του φιμέ νερού, σταματήστε να ρίχνετε το κρασί.
3. Από το δεύτερο χωνάκι, ρίξτε ηλιέλαιο σε ένα ποτήρι με τον ίδιο τρόπο.
4. Ρίξτε μια στρώση χρωματιστού αλκοόλ από το τρίτο κέρατο.

Εικόνα 1

Έτσι πήραμε τέσσερις ορόφους υγρών σε ένα ποτήρι. Όλα διαφορετικά χρώματα και διαφορετικές πυκνότητες.

Εξήγηση εμπειρίας

Τα υγρά στα παντοπωλεία ήταν ταξινομημένα με την εξής σειρά: φιμέ νερό, κόκκινο κρασί, ηλιέλαιο, φιμέ αλκοόλ. Τα πιο βαριά είναι στο κάτω μέρος, τα ελαφρύτερα είναι στην κορυφή. Το αλμυρό νερό έχει την υψηλότερη πυκνότητα, το φιμέ αλκοόλ έχει τη μικρότερη.

Ζήστε το #2 Καταπληκτικό Κηροπήγιο

Συσκευές και υλικά: ένα κερί, ένα καρφί, ένα ποτήρι, σπίρτα, νερό.

Στάδια του πειράματος

Δεν είναι ένα καταπληκτικό κηροπήγιο - ένα ποτήρι νερό; Και αυτό το κηροπήγιο δεν είναι καθόλου κακό.

Σχήμα 2

1. Ζυγίστε την άκρη του κεριού με ένα καρφί.
2. Υπολογίστε το μέγεθος του νυχιού έτσι ώστε το κερί να βυθιστεί εντελώς στο νερό, μόνο το φυτίλι και η ίδια η άκρη της παραφίνης πρέπει να προεξέχουν πάνω από το νερό.
3. Ανάψτε την ασφάλεια.

Εξήγηση εμπειρίας

Άσε με, θα σου πουν, γιατί σε ένα λεπτό το κερί θα καεί και θα σβήσει!

Αυτό ακριβώς είναι το νόημα, - θα απαντήσετε, - ότι το κερί κοντύνεται κάθε λεπτό. Και αν είναι πιο κοντό, είναι πιο εύκολο. Αν είναι πιο εύκολο, τότε θα επιπλέει.

Και, αλήθεια, το κερί θα επιπλέει σταδιακά προς τα πάνω και η παραφίνη που ψύχεται από το νερό στην άκρη του κεριού θα λιώσει πιο αργά από την παραφίνη που περιβάλλει το φυτίλι. Ως εκ τούτου, σχηματίζεται ένα αρκετά βαθύ χωνί γύρω από το φυτίλι. Αυτό το κενό με τη σειρά του φωτίζει το κερί και γι' αυτό το κερί μας θα σβήσει μέχρι τέλους.

Εμπειρία Νο. 3 Κερί πίσω από ένα μπουκάλι

Εξοπλισμός και υλικά: κερί, μπουκάλι, σπίρτα

Στάδια του πειράματος

1. Βάλτε ένα αναμμένο κερί πίσω από το μπουκάλι και σταθείτε έτσι ώστε το πρόσωπό σας να απέχει 20-30 cm από το μπουκάλι.
2. Αξίζει τώρα να φυσήξετε, και το κερί θα σβήσει, σαν να μην υπάρχει φράγμα ανάμεσα σε εσάς και το κερί.

Εικόνα 3

Εξήγηση εμπειρίας

Το κερί σβήνει επειδή το μπουκάλι «πετάει» με αέρα: ο πίδακας αέρα σπάει από το μπουκάλι σε δύο ρεύματα. το ένα ρέει γύρω του στα δεξιά και το άλλο στα αριστερά. και συναντιούνται περίπου εκεί που στέκει η φλόγα ενός κεριού.

Εμπειρία νούμερο 4 Περιστρεφόμενο φίδι

Εργαλεία και υλικά: χοντρό χαρτί, κερί, ψαλίδι.

Στάδια του πειράματος

1. Κόψτε μια σπείρα από χοντρό χαρτί, τεντώστε την λίγο και βάλτε την στην άκρη του λυγισμένου σύρματος.
2. Κρατώντας αυτό το πηνίο πάνω από το κερί σε μια ανοδική ροή αέρα θα προκαλέσει το φίδι να περιστρέφεται.

Εξήγηση εμπειρίας

Το φίδι περιστρέφεται γιατί ο αέρας διαστέλλεται υπό τη δράση της θερμότητας και κατά τη μεταμόρφωση ζεστή ενέργειασε κίνηση.

Εικόνα 4

Εμπειρία Νο. 5 Έκρηξη του Βεζούβιου

Συσκευές και υλικά: γυάλινο δοχείο, φιαλίδιο, φελλός, μελάνι αλκοόλης, νερό.

Στάδια του πειράματος

1. Σε ένα φαρδύ γυάλινο δοχείο γεμάτο με νερό, βάλτε ένα φιαλίδιο με μελάνι αλκοόλης.
2. Θα πρέπει να υπάρχει μια μικρή οπή στο πώμα του φιαλιδίου.

Εικόνα 5

Εξήγηση εμπειρίας

Το νερό έχει μεγαλύτερη πυκνότητααπό το αλκοόλ? θα εισέλθει σταδιακά στο φιαλίδιο, εκτοπίζοντας τη μάσκαρα από εκεί. Κόκκινο, μπλε ή μαύρο υγρό θα ανέβει σε ένα λεπτό ρεύμα από τη φυσαλίδα προς τα πάνω.

Πείραμα Νο. 6 Δεκαπέντε αγώνες σε ένα

Εξοπλισμός και υλικά: 15 σπίρτα.

Στάδια του πειράματος

1. Βάλτε ένα σπίρτο στο τραπέζι και 14 σπίρτα κατά μήκος του, έτσι ώστε τα κεφάλια τους να κολλήσουν ψηλά και οι άκρες να ακουμπήσουν στο τραπέζι.
2. Πώς να σηκώσετε το πρώτο ματς, κρατώντας το από το ένα άκρο, και μαζί του όλα τα άλλα ματς;

Εξήγηση εμπειρίας

Για να το κάνετε αυτό, χρειάζεται μόνο να βάλετε ένα ακόμη, δέκατο πέμπτο ταίρι πάνω από όλα τα σπίρτα, στο κοίλο μεταξύ τους.

Εικόνα 6

Εμπειρία Νο. 7 Κατσαρόλα

Εξοπλισμός και υλικά: ένα πιάτο, 3 πιρούνια, ένα δαχτυλίδι χαρτοπετσέτας, μια κατσαρόλα.

Στάδια του πειράματος

1. Βάλτε τρία πιρούνια στο δαχτυλίδι.
2. Να βάλεις αυτό το σχέδιοπλάκα.
3. Τοποθετήστε μια κατσαρόλα με νερό σε μια βάση.

Εικόνα 7

Εικόνα 8

Εξήγηση εμπειρίας

Αυτή η εμπειρία εξηγείται από τον κανόνα της μόχλευσης και της σταθερής ισορροπίας.

Εικόνα 9

Εμπειρία Νο 8 Μοτέρ παραφίνης

Συσκευές και υλικά: ένα κερί, μια βελόνα πλεξίματος, 2 ποτήρια, 2 πιάτα, σπίρτα.

Στάδια του πειράματος

Για να φτιάξουμε αυτόν τον κινητήρα, δεν χρειαζόμαστε ρεύμα ή βενζίνη. Χρειαζόμαστε μόνο ... ένα κερί για αυτό.

1. Ζεσταίνουμε τη βελόνα και την κολλάμε με τα κεφάλια τους στο κερί. Αυτός θα είναι ο άξονας του κινητήρα μας.
2. Τοποθετήστε ένα κερί με μια βελόνα πλεξίματος στις άκρες δύο ποτηριών και ισορροπήστε.
3. Ανάψτε το κερί και στις δύο άκρες.

Εξήγηση εμπειρίας

Μια σταγόνα παραφίνης θα πέσει σε ένα από τα πιάτα που βρίσκονται κάτω από τα άκρα του κεριού. Η ισορροπία θα διαταραχθεί, το άλλο άκρο του κεριού θα τραβήξει και θα πέσει. Ταυτόχρονα, μερικές σταγόνες παραφίνης θα στραγγίσουν από αυτό και θα γίνει ελαφρύτερο από το πρώτο άκρο. ανεβαίνει στην κορυφή, το πρώτο άκρο θα πέσει, θα ρίξει μια σταγόνα, θα γίνει ευκολότερο και ο κινητήρας μας θα αρχίσει να λειτουργεί με δύναμη και κύρια. σταδιακά οι διακυμάνσεις του κεριού θα αυξάνονται όλο και περισσότερο.

Εικόνα 10

Εμπειρία Νο. 9 Ελεύθερη ανταλλαγή υγρών

Εξοπλισμός και υλικά: πορτοκάλι, ποτήρι, κόκκινο κρασί ή γάλα, νερό, 2 οδοντογλυφίδες.

Στάδια του πειράματος

1. Κόψτε προσεκτικά το πορτοκάλι στη μέση, ξεφλουδίστε έτσι ώστε να αφαιρεθεί η φλούδα κατά ένα ολόκληρο φλιτζάνι.
2. Ανοίξτε δύο τρύπες στο κάτω μέρος αυτού του φλιτζανιού δίπλα-δίπλα και βάλτε το σε ένα ποτήρι. Η διάμετρος του κυπέλλου πρέπει να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από τη διάμετρο του κεντρικού τμήματος του ποτηριού, τότε το κύπελλο θα παραμείνει στα τοιχώματα χωρίς να πέσει στον πάτο.
3. Χαμηλώστε το πορτοκαλί φλιτζάνι μέσα στο δοχείο κατά το ένα τρίτο του ύψους.
4. Ρίξτε κόκκινο κρασί ή χρωματιστό οινόπνευμα σε μια φλούδα πορτοκαλιού. Θα περάσει από την τρύπα μέχρι η στάθμη του κρασιού να φτάσει στον πάτο της κούπας.
5. Στη συνέχεια, ρίξτε νερό σχεδόν μέχρι το χείλος. Μπορείτε να δείτε πώς ένα ρεύμα κρασιού ανεβαίνει μέσα από μια από τις τρύπες στο επίπεδο του νερού, ενώ το βαρύτερο νερό περνά από την άλλη τρύπα και αρχίζει να βυθίζεται στον πάτο του ποτηριού. Σε λίγα λεπτά το κρασί θα είναι στην κορυφή και το νερό στο κάτω μέρος.

Εμπειρία Νο. 10 Ποτήρι τραγουδιού

Εξοπλισμός και υλικά: ένα λεπτό ποτήρι, νερό.

Στάδια του πειράματος

1. Γεμίστε ένα ποτήρι με νερό και σκουπίστε το χείλος του ποτηριού.
2. Με ένα βρεγμένο δάχτυλο, τρίψτε οπουδήποτε στο ποτήρι, θα τραγουδήσει.

Εικόνα 11

Πειράματα επίδειξης

1. Διάχυση υγρών και αερίων

Διάχυση (από το λατινικό diflusio - εξάπλωση, διασπορά, σκέδαση), η μεταφορά σωματιδίων διαφορετικής φύσης, λόγω της χαοτικής θερμικής κίνησης των μορίων (ατόμων). Διάκριση μεταξύ της διάχυσης σε υγρά, αέρια και στερεά

Πείραμα επίδειξης "Παρατήρηση της διάχυσης"

Συσκευές και υλικά: βαμβάκι, αμμωνία, φαινολοφθαλεΐνη, συσκευή παρατήρησης της διάχυσης.

Στάδια του πειράματος

1. Πάρτε δύο κομμάτια βαμβάκι.
2. Βρέχουμε το ένα κομμάτι βαμβάκι με φαινολοφθαλεΐνη, το άλλο με αμμωνία.
3. Ας μαζέψουμε τα κλαδιά.
4. Υπάρχει ροζ χρώση του fleece λόγω του φαινομένου της διάχυσης.

Εικόνα 12

Εικόνα 13

Εικόνα 14

Το φαινόμενο της διάχυσης μπορεί να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας ειδική εγκατάσταση

1. Ρίξτε αμμωνία σε έναν από τους κώνους.
2. Βρέξτε ένα κομμάτι βαμβάκι με φαινολοφθαλεΐνη και βάλτε το από πάνω σε μια φιάλη.
3. Μετά από λίγο παρατηρούμε τον χρωματισμό του φλις. Αυτό το πείραμα καταδεικνύει το φαινόμενο της διάχυσης σε απόσταση.

Εικόνα 15

Ας αποδείξουμε ότι το φαινόμενο της διάχυσης εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο γρήγορα προχωρά η διάχυση.

Εικόνα 16

Για επίδειξη αυτή η εμπειρίαΠάρτε δύο ίδια ποτήρια. Ρίξτε κρύο νερό στο ένα ποτήρι και ζεστό νερό στο άλλο. Προσθέτουμε θειικό χαλκό στα ποτήρια, παρατηρούμε ότι ο θειικός χαλκός διαλύεται πιο γρήγορα στο ζεστό νερό, γεγονός που αποδεικνύει την εξάρτηση της διάχυσης από τη θερμοκρασία.

Εικόνα 17

Εικόνα 18

2. Συγκοινωνούντα σκάφη

Για να δείξουμε τα δοχεία που επικοινωνούν, ας πάρουμε έναν αριθμό δοχείων διαφόρων σχημάτων, συνδεδεμένα στο κάτω μέρος με σωλήνες.

Εικόνα 19

Εικόνα 20

Θα ρίξουμε υγρό σε ένα από αυτά: θα διαπιστώσουμε αμέσως ότι το υγρό θα ρέει μέσω των σωλήνων στα υπόλοιπα δοχεία και θα κατακαθίσει σε όλα τα αγγεία στο ίδιο επίπεδο.

Η εξήγηση αυτής της εμπειρίας είναι η εξής. Η πίεση στις ελεύθερες επιφάνειες του υγρού στα δοχεία είναι η ίδια. είναι ίσο με ατμοσφαιρική πίεση. Έτσι, όλες οι ελεύθερες επιφάνειες ανήκουν στην ίδια επίπεδη επιφάνεια και, επομένως, πρέπει να βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο και στο ίδιο το άνω άκρο του δοχείου: διαφορετικά η τσαγιέρα δεν μπορεί να γεμίσει μέχρι την κορυφή.

Εικόνα 21

3. Μπάλα του Πασκάλ

Η σφαίρα του Pascal είναι μια συσκευή σχεδιασμένη για να δείχνει την ομοιόμορφη μεταφορά της πίεσης που ασκείται σε ένα υγρό ή αέριο σε ένα κλειστό δοχείο, καθώς και την άνοδο ενός υγρού πίσω από ένα έμβολο υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης.

Για να αποδειχθεί η ομοιόμορφη μετάδοση της πίεσης που παράγεται σε ένα υγρό σε ένα κλειστό δοχείο, είναι απαραίτητο, χρησιμοποιώντας ένα έμβολο, να τραβήξετε νερό στο δοχείο και να εφαρμόσετε σταθερά τη σφαίρα στο ακροφύσιο. Σπρώχνοντας το έμβολο μέσα στο δοχείο, δείξτε την εκροή υγρού από τις οπές της σφαίρας, προσέχοντας την ομοιόμορφη εκροή υγρού προς όλες τις κατευθύνσεις.

Το πείραμα είναι ένας από τους πιο κατατοπιστικούς τρόπους γνώσης. Χάρη σε αυτόν, είναι δυνατή η απόκτηση ποικίλων και εκτενών τίτλων για το υπό μελέτη φαινόμενο ή σύστημα. Ο πειραματισμός παίζει θεμελιώδη ρόλο σε φυσική έρευνα. Τα όμορφα φυσικά πειράματα παραμένουν στη μνήμη των μελλοντικών γενεών για μεγάλο χρονικό διάστημα και συμβάλλουν επίσης στη διάδοση φυσικές ιδέεςστις μάζες. Εδώ είναι τα πιο ενδιαφέροντα φυσικά πειράματα σύμφωνα με τη γνώμη των ίδιων των φυσικών από την έρευνα των Robert Creese και Stony Book.

1. Πείραμα Ερατοσθένη Κυρηναίου

Αυτό το πείραμα θεωρείται δικαίως ένα από τα αρχαιότερα μέχρι σήμερα. Τον τρίτο αιώνα π.Χ. ο βιβλιοθηκονόμος της Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας, Εραστόφεν του Κιρένσκι, μέτρησε με ενδιαφέρον τρόπο την ακτίνα της Γης. σε μια μέρα θερινό ηλιοστάσιοστη Σιένα, ο ήλιος βρισκόταν στο ζενίθ του, με αποτέλεσμα να μην παρατηρούνται σκιές από αντικείμενα. Την ίδια στιγμή, 5000 στάδια προς τα βόρεια στην Αλεξάνδρεια, ο Ήλιος παρέκκλινε από το ζενίθ κατά 7 μοίρες. Από εδώ ο βιβλιοθηκάριος έλαβε πληροφορίες ότι η περιφέρεια της Γης είναι 40 χιλιάδες χιλιόμετρα και η ακτίνα της είναι 6300 χιλιόμετρα. Το Erastofen έλαβε δείκτες μόλις 5% λιγότερους από τους σημερινούς, κάτι που είναι απλά εκπληκτικό για τα αρχαία όργανα μέτρησης που χρησιμοποιούσε.

2. Ο Galileo Galilei και το πρώτο του πείραμα

Τον 17ο αιώνα, η θεωρία του Αριστοτέλη ήταν κυρίαρχη και αδιαμφισβήτητη. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η ταχύτητα ενός σώματος που πέφτει εξαρτιόταν άμεσα από το βάρος του. Ένα παράδειγμα ήταν ένα φτερό και μια πέτρα. Η θεωρία ήταν λανθασμένη, καθώς δεν έλαβε υπόψη την αντίσταση του αέρα.

Ο Galileo Galilei αμφισβήτησε αυτή τη θεωρία και αποφάσισε να πραγματοποιήσει μια σειρά πειραμάτων προσωπικά. Πήρε μια μεγάλη οβίδα και την πυροβόλησε από τον Πύργο της Πίζας, σε συνδυασμό με μια ελαφριά σφαίρα μουσκέτο. Δεδομένου του στενού βελτιωμένου σχήματός τους, η αντίσταση του αέρα θα μπορούσε εύκολα να παραμεληθεί, και φυσικά και τα δύο αντικείμενα προσγειώθηκαν ταυτόχρονα, καταρρίπτοντας τη θεωρία του Αριστοτέλη. πιστεύει ότι κάποιος πρέπει να πάει προσωπικά στην Πίζα και να πετάξει κάτι παρόμοιο σε εμφάνιση και διαφορετικό σε βάρος από τον πύργο για να νιώσει μεγάλος επιστήμονας.

3. Το δεύτερο πείραμα του Galileo Galilei

Η δεύτερη δήλωση του Αριστοτέλη ήταν ότι τα σώματα υπό τη δράση μιας δύναμης κινούνται με σταθερή ταχύτητα. Ο Γαλιλαίος εκτόξευσε μεταλλικές μπάλες στο κεκλιμένο επίπεδοκαι να καταγράψουν τι έχουν κάνει συγκεκριμένη ώρααπόσταση. Στη συνέχεια διπλασίασε το χρόνο, αλλά οι μπάλες κάλυψαν 4 φορές την απόσταση σε αυτό το διάστημα. Έτσι, η εξάρτηση δεν ήταν γραμμική, δηλαδή η ταχύτητα δεν ήταν σταθερή. Από αυτό ο Galileo συμπέρανε ότι γρήγορη κίνησηυπό την επίδραση της δύναμης.
Αυτά τα δύο πειράματα χρησίμευσαν ως βάση για τη δημιουργία της κλασικής μηχανικής.

4. Πείραμα Henry Cavendish

Ο Νεύτωνας είναι ο ιδιοκτήτης της διατύπωσης του νόμου βαρύτητα, που περιέχει τη σταθερά της βαρύτητας. Όπως ήταν φυσικό, προέκυψε το πρόβλημα της εύρεσης του. αριθμητική αξία. Αλλά για αυτό θα ήταν απαραίτητο να μετρηθεί η δύναμη της αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων. Αλλά το πρόβλημα είναι ότι η δύναμη έλξης είναι μάλλον ασθενής, θα ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν είτε γιγαντιαίες μάζες είτε μικρές αποστάσεις.

Ο John Michell κατάφερε και ο Cavendish να πραγματοποιήσει το 1798 ένα αρκετά ενδιαφέρον πείραμα. Ως συσκευή μέτρησης χρησιμοποιήθηκε ζυγός στρέψης. Πάνω τους, μπάλες σε λεπτά σχοινιά στερεώνονταν στο ζυγό. Καθρέφτες προσαρμόστηκαν στις μπάλες. Στη συνέχεια, πολύ μεγάλες και βαριές μεταφέρθηκαν σε μικρές μπάλες και η μετατόπιση σταθεροποιήθηκε κατά μήκος των φωτεινών κηλίδων. Το αποτέλεσμα μιας σειράς πειραμάτων ήταν ο προσδιορισμός της τιμής της σταθεράς βαρύτητας και της μάζας της Γης.

5. Το πείραμα του Jean Bernard Léon Foucault

Χάρη στο τεράστιο (67 m) εκκρεμές, που εγκαταστάθηκε στο Πάνθεον του Παρισιού, ο Φουκώ το 1851 έφερε το γεγονός της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της με πείραμα. Το επίπεδο περιστροφής του εκκρεμούς παραμένει αμετάβλητο ως προς τα αστέρια, αλλά ο παρατηρητής περιστρέφεται με τον πλανήτη. Έτσι, μπορεί κανείς να δει πώς το επίπεδο περιστροφής του εκκρεμούς μετατοπίζεται σταδιακά στο πλάι. Πρόκειται για ένα αρκετά απλό και ασφαλές πείραμα, σε αντίθεση με αυτό που γράψαμε στο άρθρο.

6. Το πείραμα του Ισαάκ Νεύτωνα

Και πάλι η δήλωση του Αριστοτέλη δοκιμάστηκε. Υπήρχε η άποψη ότι τα διάφορα χρώματα είναι μείγματα σε διαφορετικές αναλογίες φωτός και σκότους. Όσο περισσότερο σκοτάδι, τόσο πιο κοντά είναι το χρώμα στο μωβ και το αντίστροφο.

Οι άνθρωποι έχουν από καιρό παρατηρήσει ότι οι μεγάλοι μονοκρυστάλλοι αποσυνθέτουν το φως σε χρώματα. Μια σειρά πειραμάτων με πρίσματα διεξήχθη από την Τσέχα φυσιοδίφη Marcia the English Khariot. νέα σειράΟ Νεύτων ξεκίνησε το 1672.
Ο Νεύτων έκανε φυσικά πειράματα σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, περνώντας μια λεπτή δέσμη φωτός μέσα από μια μικρή τρύπα σε χοντρές κουρτίνες. Αυτή η δέσμη χτύπησε το πρίσμα και αποσυντέθηκε στα χρώματα του ουράνιου τόξου στην οθόνη. Το φαινόμενο ονομάστηκε διασπορά και αργότερα τεκμηριώθηκε θεωρητικά.

Όμως ο Νεύτων προχώρησε παραπέρα, γιατί τον ενδιέφερε η φύση του φωτός και των χρωμάτων. Πέρασε τις ακτίνες μέσα από δύο πρίσματα σε σειρά. Με βάση αυτά τα πειράματα, ο Νεύτων κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το χρώμα δεν είναι συνδυασμός φωτός και σκότους, και ακόμη περισσότερο δεν είναι χαρακτηριστικό ενός αντικειμένου. Το λευκό φως αποτελείται από όλα τα χρώματα που μπορούν να φανούν σε διασπορά.

7. Το πείραμα του Thomas Young

Μέχρι τον 19ο αιώνα κυριαρχούσε η σωματιδιακή θεωρία του φωτός. Πιστεύεται ότι το φως, όπως και η ύλη, αποτελείται από σωματίδια. Ο Thomas Young, ένας Άγγλος γιατρός και φυσικός, πραγματοποίησε το δικό του πείραμα το 1801 για να ελέγξει αυτόν τον ισχυρισμό. Υποθέτοντας ότι το φως έχει κυματική θεωρία, τότε θα πρέπει να παρατηρηθούν τα ίδια αλληλεπιδρώντα κύματα, όπως στην περίπτωση της ρίψης δύο λίθων στο νερό.

Για να προσομοιώσει πέτρες, ο Jung χρησιμοποίησε μια αδιαφανή οθόνη με δύο τρύπες και πηγές φωτός πίσω της. Το φως πέρασε μέσα από τις τρύπες και ένα σχέδιο από ανοιχτόχρωμες και σκούρες ρίγες σχηματίστηκε στην οθόνη. Ανοιχτές ρίγες σχηματίστηκαν εκεί που τα κύματα ενίσχυαν το ένα το άλλο και σκούρες λωρίδες όπου έσβηναν.

8. Ο Klaus Jonsson και το πείραμά του

Το 1961, ο Γερμανός φυσικός Klaus Jonsson το απέδειξε αυτό στοιχειώδη σωματίδιαέχουν σωματιδιακή κυματική φύση. Για αυτό, πραγματοποίησε ένα πείραμα παρόμοιο με αυτό του Young, αντικαθιστώντας μόνο τις ακτίνες του φωτός με δέσμες ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, ήταν ακόμα δυνατό να ληφθεί ένα μοτίβο παρεμβολής.

9. Το πείραμα του Robert Milliken

Ήδη από τις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα, προέκυψε η ιδέα ότι κάθε σώμα είχε ένα ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο ήταν διακριτό και καθοριζόταν από αδιαίρετα στοιχειώδη φορτία. Μέχρι εκείνη την εποχή, η έννοια του ηλεκτρονίου εισήχθη ως φορέας αυτού του φορτίου, αλλά δεν ήταν δυνατό να ανιχνευθεί πειραματικά αυτό το σωματίδιο και να υπολογιστεί το φορτίο του.
Ο Αμερικανός φυσικός Robert Milliken πέτυχε να αναπτύξει το τέλειο παράδειγμα κομψότητας πειραματική φυσική. Απομόνωσε φορτισμένα σταγονίδια νερού ανάμεσα στις πλάκες ενός πυκνωτή. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ, ιονίζει τον αέρα ανάμεσα στις ίδιες πλάκες και άλλαξε το φορτίο των σταγόνων.

Έγιναν δεκάδες και εκατοντάδες χιλιάδες φυσικά πειράματα χιλιάδες χρόνια ιστορίαςεπιστήμη. Δεν είναι εύκολο να διαλέξετε μερικά από τα "περισσότερα" για να μιλήσετε γι' αυτά. Ποια πρέπει να είναι τα κριτήρια επιλογής;

Πριν από τέσσερα χρόνια, οι New York Times δημοσίευσαν ένα άρθρο των Robert Creese και Stoney Book. Μίλησε για τα αποτελέσματα μιας έρευνας που διεξήχθη μεταξύ φυσικών. Κάθε ερωτώμενος έπρεπε να ονομάσει τα δέκα πιο όμορφα πειράματα στην ιστορία της φυσικής. Κατά τη γνώμη μας, το κριτήριο της ομορφιάς δεν είναι σε καμία περίπτωση κατώτερο από άλλα κριτήρια. Επομένως, θα μιλήσουμε για τα πειράματα που περιλαμβάνονται στην πρώτη δεκάδα σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας Kreese and Book.

1. Πείραμα Ερατοσθένη Κυρηναίου

Ένα από τα παλαιότερα γνωστά φυσικά πειράματα, ως αποτέλεσμα του οποίου μετρήθηκε η ακτίνα της Γης, διεξήχθη τον 3ο αιώνα π.Χ. από τον βιβλιοθηκονόμο της περίφημης Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας, Εραστοφέν της Κυρήνης.

Το σχήμα του πειράματος είναι απλό. Το μεσημέρι, την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου, στην πόλη της Σιένα (τώρα Ασουάν), ο Ήλιος βρισκόταν στο ζενίθ του και τα αντικείμενα δεν έριχναν σκιές. Την ίδια μέρα και την ίδια ώρα στην πόλη της Αλεξάνδρειας, που βρίσκεται 800 χιλιόμετρα από τη Σιένα, ο Ήλιος παρέκκλινε από το ζενίθ κατά περίπου 7 °. Αυτό είναι περίπου το 1/50 του πλήρους κύκλου (360°), που σημαίνει ότι η περιφέρεια της Γης είναι 40.000 χιλιόμετρα και η ακτίνα είναι 6.300 χιλιόμετρα.

Φαίνεται σχεδόν απίστευτο που μετρήθηκε έτσι απλή μέθοδοςη ακτίνα της γης αποδείχθηκε ότι ήταν μόνο 5% μικρότερη αξίαπου λαμβάνονται με τις πιο ακριβείς σύγχρονες μεθόδους.

2. Πείραμα του Galileo Galilei

Τον 17ο αιώνα κυριαρχούσε η άποψη του Αριστοτέλη, ο οποίος δίδασκε ότι η ταχύτητα της πτώσης ενός σώματος εξαρτάται από τη μάζα του. Όσο πιο βαρύ είναι το σώμα, τόσο πιο γρήγορα πέφτει. Παρατηρήσεις που μπορεί να κάνει ο καθένας μας Καθημερινή ζωήφαίνεται να το επιβεβαιώνει αυτό.

Προσπαθήστε να απελευθερώσετε ταυτόχρονα από χέρια ελαφριάμια οδοντογλυφίδα και μια βαριά πέτρα. Η πέτρα θα αγγίξει το έδαφος πιο γρήγορα. Τέτοιες παρατηρήσεις οδήγησαν τον Αριστοτέλη στο συμπέρασμα σχετικά με τη θεμελιώδη ιδιότητα της δύναμης με την οποία η Γη έλκει άλλα σώματα. Στην πραγματικότητα, ο ρυθμός πτώσης επηρεάζεται όχι μόνο από τη δύναμη της βαρύτητας, αλλά και από τη δύναμη της αντίστασης του αέρα. Η αναλογία αυτών των δυνάμεων για ελαφρά και βαριά αντικείμενα είναι διαφορετική, γεγονός που οδηγεί στο παρατηρούμενο αποτέλεσμα. Ο Ιταλός Galileo Galilei αμφέβαλλε για την ορθότητα των συμπερασμάτων του Αριστοτέλη και βρήκε τρόπο να τα δοκιμάσει. Για να το κάνει αυτό, έριξε μια βολίδα και μια πολύ πιο ελαφριά μπάλα μουσκέτο από τον Πύργο της Πίζας την ίδια στιγμή. Και τα δύο σώματα είχαν περίπου το ίδιο βελτιωμένο σχήμα, επομένως, τόσο για τον πυρήνα όσο και για τη σφαίρα, οι δυνάμεις αντίστασης του αέρα ήταν αμελητέες σε σύγκριση με τις δυνάμεις έλξης.

Ο Γαλιλαίος διαπίστωσε ότι και τα δύο αντικείμενα φτάνουν στο έδαφος την ίδια στιγμή, δηλαδή η ταχύτητα της πτώσης τους είναι ίδια. Αποτελέσματα που ελήφθησαν από το Galileo. - συνέπεια του νόμου της παγκόσμιας βαρύτητας και του νόμου, σύμφωνα με τον οποίο η επιτάχυνση που βιώνει ένα σώμα είναι ευθέως ανάλογη με τη δύναμη που ασκεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα.

3. Άλλο ένα πείραμα του Galileo Galilei

Ο Γαλιλαίος μέτρησε την απόσταση που ξεπέρασαν οι μπάλες που κυλούσαν σε μια κεκλιμένη σανίδα σε ίσα χρονικά διαστήματα, που μέτρησε ο συγγραφέας του πειράματος χρησιμοποιώντας ένα ρολόι νερού. Ο επιστήμονας διαπίστωσε ότι αν ο χρόνος διπλασιαστεί, οι μπάλες θα κυλήσουν τέσσερις φορές πιο πέρα. Αυτή η τετραγωνική σχέση σήμαινε ότι οι μπάλες υπό την επίδραση της βαρύτητας κινούνται επιταχύνονται, κάτι που έρχεται σε αντίθεση με την αποδεκτή πεποίθηση του Αριστοτέλη για 2000 χρόνια ότι τα σώματα που υπόκεινται σε δύναμη κινούνται με σταθερή ταχύτητα, ενώ αν δεν ασκείται δύναμη σε ένα σώμα, τότε αυτό ηρεμεί.

Τα αποτελέσματα αυτού του πειράματος του Galileo, καθώς και τα αποτελέσματα του πειράματός του με Ο κεκλιμένος πύργος της Πίζας, αργότερα χρησίμευσε ως βάση για τη διατύπωση των νόμων της κλασικής μηχανικής.

4. Πείραμα Henry Cavendish

Αφού ο Ισαάκ Νεύτων διατύπωσε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης: η δύναμη έλξης μεταξύ δύο σωμάτων με μάζες Mit, που απέχουν μεταξύ τους σε απόσταση r, είναι ίση με F=G(mM/r2), έμεινε να προσδιοριστεί η τιμή του βαρυτική σταθερά G. Για να γίνει αυτό, ήταν απαραίτητο να μετρηθεί η δύναμη έλξης μεταξύ δύο σωμάτων γνωστές μάζες. Αυτό δεν είναι τόσο εύκολο να γίνει, γιατί η δύναμη έλξης είναι πολύ μικρή.

Νιώθουμε τη βαρύτητα της γης. Αλλά είναι αδύνατο να νιώσετε την έλξη ακόμη και ενός πολύ μεγάλου βουνού που είναι κοντά, γιατί είναι πολύ αδύναμο. Χρειαζόταν μια πολύ λεπτή και ευαίσθητη μέθοδος. Εφευρέθηκε και εφαρμόστηκε το 1798 από τον συμπατριώτη του Νεύτωνα Henry Cavendish. Χρησιμοποίησε ζυγό στρέψης, ζυγό με δύο μπάλες αναρτημένες από ένα πολύ λεπτό κορδόνι. Ο Cavendish μέτρησε τη μετατόπιση του rocker (στροφή) όταν πλησίαζε τις μπάλες βαρών άλλων σφαιρών μεγαλύτερης μάζας.

Για να αυξηθεί η ευαισθησία, η μετατόπιση προσδιορίστηκε από τις φωτεινές κηλίδες που αντανακλώνται από τους καθρέφτες που είναι στερεωμένοι στις μπάλες. Ως αποτέλεσμα αυτού του πειράματος, ο Κάβεντις μπόρεσε να προσδιορίσει με μεγάλη ακρίβεια την τιμή της σταθεράς βαρύτητας και για πρώτη φορά να υπολογίσει τη μάζα της Γης.

5. Το πείραμα του Jean Bernard Foucault

Ο Γάλλος φυσικός Jean Bernard Léon Foucault το 1851 απέδειξε πειραματικά την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της χρησιμοποιώντας ένα εκκρεμές 67 μέτρων που αιωρείται από την κορυφή του θόλου του Πάνθεον του Παρισιού. Το επίπεδο αιώρησης του εκκρεμούς παραμένει αμετάβλητο σε σχέση με τα αστέρια. Ο παρατηρητής, που βρίσκεται στη Γη και περιστρέφεται μαζί της, βλέπει ότι το επίπεδο περιστροφής στρέφεται αργά προς την αντίθετη φορά από την φορά περιστροφής της Γης.

6. Το πείραμα του Ισαάκ Νεύτωνα

Το 1672, ο Ισαάκ Νεύτων έκανε ένα απλό πείραμα που περιγράφεται σε όλα τα σχολικά εγχειρίδια. Έχοντας κλείσει τα παντζούρια, έκανε μια μικρή τρύπα μέσα από την οποία πέρασε Λιακάδα. Ένα πρίσμα τοποθετήθηκε στη διαδρομή της δοκού και ένα πλέγμα τοποθετήθηκε πίσω από το πρίσμα.

Στην οθόνη, ο Νεύτων παρατήρησε ένα «ουράνιο τόξο»: μια λευκή ηλιαχτίδα, που περνούσε μέσα από ένα πρίσμα, μετατράπηκε σε πολλές χρωματιστές ακτίνες - από μωβ έως κόκκινο. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διασπορά φωτός. Ο Σερ Ισαάκ δεν ήταν ο πρώτος που παρατήρησε αυτό το φαινόμενο. Ήδη στις αρχές της εποχής μας, ήταν γνωστό ότι οι μεγάλοι μονοκρύσταλλοι φυσικής προέλευσης έχουν την ιδιότητα να αποσυνθέτουν το φως σε χρώματα. Οι πρώτες μελέτες για τη διασπορά του φωτός σε πειράματα με γυαλί τριγωνικό πρίσμαπριν ακόμη από τον Νεύτωνα έπαιξαν ο Άγγλος Khariot και ο Τσέχος φυσιοδίφης Marci.

Ωστόσο, πριν από τον Νεύτωνα, τέτοιες παρατηρήσεις δεν υποβλήθηκαν σε σοβαρή ανάλυση και τα συμπεράσματα που εξήχθησαν από αυτές δεν επανελέγχθηκαν από πρόσθετα πειράματα. Τόσο το Chariot όσο και το Martzi παρέμειναν οπαδοί του Αριστοτέλη, ο οποίος υποστήριξε ότι η διαφορά στο χρώμα καθορίζεται από τη διαφορά στην ποσότητα του σκοταδιού που «αναμιγνύεται» με το λευκό φως. Μωβ, σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, εμφανίζεται με τη μεγαλύτερη προσθήκη σκότους στο φως, και κόκκινου - με τη μικρότερη. Ο Νεύτωνας έκανε πρόσθετα πειράματα με διασταυρωμένα πρίσματα, όταν το φως πέρασε από ένα πρίσμα και στη συνέχεια διέρχεται από ένα άλλο. Με βάση το σύνολο των πειραμάτων του, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι «κανένα χρώμα δεν προκύπτει από τη λευκότητα και το μαύρο αναμεμειγμένο μαζί, εκτός από τα ενδιάμεσα σκούρα· η ποσότητα του φωτός δεν αλλάζει τον τύπο του χρώματος». Το έδειξε λευκό φωςπρέπει να θεωρηθεί ως συστατικό. Τα κύρια χρώματα είναι από μωβ έως κόκκινο. Αυτό το πείραμα του Νεύτωνα είναι εξαιρετικό παράδειγμαόπως και διαφορετικοί άνθρωποι, παρατηρώντας το ίδιο φαινόμενο, το ερμηνεύουν διαφορετικά και μόνο όσοι αμφισβητούν την ερμηνεία τους και κάνουν επιπλέον πειράματα καταλήγουν στα σωστά συμπεράσματα.

7. Το πείραμα του Thomas Young

Μέχρι τις αρχές του 19ου αιώνα, κυριαρχούσαν οι ιδέες για τη σωματική φύση του φωτός. Το φως θεωρήθηκε ότι αποτελείται από μεμονωμένα σωματίδια - σωματίδια. Αν και τα φαινόμενα περίθλασης και παρεμβολής του φωτός παρατηρήθηκαν από τον Νεύτωνα («δακτύλιοι του Νεύτωνα»), η γενικά αποδεκτή άποψη παρέμεινε σωματική. Λαμβάνοντας υπόψη τα κύματα στην επιφάνεια του νερού από δύο πεταμένες πέτρες, μπορείτε να δείτε πώς, επικαλύπτοντας το ένα το άλλο, τα κύματα μπορούν να παρεμβαίνουν, δηλαδή να ακυρώνουν ή να αλληλοενισχύονται. Βασισμένο σε αυτό, Άγγλος φυσικόςκαι ο γιατρός Thomas Young έκανε πειράματα το 1801 με μια δέσμη φωτός που περνούσε από δύο τρύπες σε μια αδιαφανή οθόνη, σχηματίζοντας έτσι δύο ανεξάρτητες πηγέςελαφρύ, παρόμοιο με δύο πέτρες που ρίχνονται στο νερό. Ως αποτέλεσμα, παρατήρησε ένα μοτίβο παρεμβολής που αποτελείται από εναλλασσόμενες σκοτεινές και λευκές ζώνες, οι οποίες δεν θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί εάν το φως αποτελούνταν από σωματίδια. Οι σκοτεινές ζώνες αντιστοιχούσαν σε περιοχές όπου ελαφρά κύματαδύο σχισμές αλληλοεξουδετερώνονται. Εμφανίστηκαν ραβδώσεις φωτός όπου τα κύματα φωτός αλληλοενισχύονταν. Έτσι αποδείχθηκε κυματική φύσηΣβέτα.

8. Το πείραμα του Klaus Jonsson

Ο Γερμανός φυσικός Klaus Jonsson διεξήγαγε ένα πείραμα το 1961 παρόμοιο με το πείραμα παρεμβολής φωτός του Thomas Young. Η διαφορά ήταν ότι αντί για δέσμες φωτός, ο Jonsson χρησιμοποίησε δέσμες ηλεκτρονίων. Πήρε ένα μοτίβο παρεμβολής παρόμοιο με αυτό που παρατήρησε ο Γιουνγκ για τα φωτεινά κύματα. Αυτό επιβεβαίωσε την ορθότητα των διατάξεων κβαντική μηχανικήσχετικά με τη φύση μικτού σωματικού κύματος των στοιχειωδών σωματιδίων.

9. Το πείραμα του Robert Milliken

Η αντίληψη ότι ηλεκτρικό φορτίοοποιουδήποτε σώματος είναι διακριτό (δηλαδή αποτελείται από ένα μεγαλύτερο ή μικρότερο σύνολο στοιχειώδεις χρεώσεις, τα οποία δεν υπόκεινται πλέον σε σύνθλιψη), αναδύθηκαν ξανά αρχές XIXαιώνα και υποστηρίζεται από τέτοια διάσημους φυσικούς, όπως ο M. Faraday και ο G. Helmholtz. Ο όρος "ηλεκτρόνιο" εισήχθη στη θεωρία, δηλώνοντας ένα συγκεκριμένο σωματίδιο - τον φορέα ενός στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου. Αυτός ο όρος, ωστόσο, ήταν εκείνη την εποχή καθαρά τυπικός, αφού ούτε το ίδιο το σωματίδιο ούτε το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο που σχετίζεται με αυτό ανακαλύφθηκαν πειραματικά.

Το 1895, ο K. Roentgen, κατά τη διάρκεια πειραμάτων με έναν σωλήνα εκκένωσης, ανακάλυψε ότι η άνοδος του, υπό τη δράση των ακτίνων που πετούν από την κάθοδο, είναι ικανή να εκπέμπει τις δικές του, ακτίνες Χ ή ακτίνες Roentgen. Την ίδια χρονιά, ο Γάλλος φυσικός J. Perrin απέδειξε πειραματικά ότι οι καθοδικές ακτίνες είναι ένα ρεύμα αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων. Όμως, παρά το κολοσσιαίο πειραματικό υλικό, το ηλεκτρόνιο παρέμεινε ένα υποθετικό σωματίδιο, αφού δεν υπήρχε ούτε ένα πείραμα στο οποίο θα συμμετείχαν μεμονωμένα ηλεκτρόνια. Ο Αμερικανός φυσικός Robert Milliken ανέπτυξε μια μέθοδο που έχει γίνει κλασικό παράδειγμακομψό φυσικό πείραμα.

Ο Millikan κατάφερε να απομονώσει αρκετά φορτισμένα σταγονίδια νερού στο διάστημα μεταξύ των πλακών πυκνωτών. φωτιστικός ακτινογραφίες, ήταν δυνατό να ιονιστεί ελαφρώς ο αέρας μεταξύ των πλακών και να αλλάξει το φορτίο των σταγονιδίων. Όταν το πεδίο μεταξύ των πλακών ήταν ενεργοποιημένο, το σταγονίδιο κινήθηκε αργά προς τα πάνω κάτω από τη δράση της ηλεκτρικής έλξης. Με το πεδίο κλειστό, κατέβηκε υπό την επίδραση της βαρύτητας. Ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας το πεδίο, ήταν δυνατό να μελετήσουμε καθεμία από τις σταγονίδια που αιωρούνταν μεταξύ των πλακών για 45 δευτερόλεπτα, μετά τα οποία εξατμίστηκαν. Μέχρι το 1909, ήταν δυνατό να προσδιοριστεί ότι το φορτίο οποιουδήποτε σταγονιδίου ήταν πάντα ένα ακέραιο πολλαπλάσιο της θεμελιώδους τιμής e (φορτίο ηλεκτρονίων). Αυτό ήταν ισχυρή απόδειξη ότι τα ηλεκτρόνια ήταν σωματίδια με το ίδιο φορτίο και μάζα. Αντικαθιστώντας τις σταγόνες νερού με σταγονίδια λαδιού, ο Millikan μπόρεσε να αυξήσει τη διάρκεια των παρατηρήσεων σε 4,5 ώρες και το 1913, εξαλείφοντας πιθανές πηγές σφάλματος μία προς μία, δημοσίευσε την πρώτη μετρούμενη τιμή του φορτίου ηλεκτρονίων: e = (4,774 ± 0,009 ) x 10-10 ηλεκτροστατικές μονάδες.

10. Το πείραμα του Ernst Rutherford

Στις αρχές του 20ου αιώνα, έγινε σαφές ότι τα άτομα αποτελούνται από αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και κάποιο είδος θετικό φορτίο, λόγω του οποίου το άτομο παραμένει γενικά ουδέτερο. Ωστόσο, υπήρχαν πάρα πολλές υποθέσεις σχετικά με το πώς μοιάζει αυτό το «θετικό-αρνητικό» σύστημα, ενώ τα πειραματικά δεδομένα που θα επέτρεπαν την επιλογή υπέρ του ενός ή του άλλου μοντέλου ήταν εμφανώς ελλιπή.

Οι περισσότεροι φυσικοί έχουν αποδεχτεί το μοντέλο του J.J. Thomson: ένα άτομο ως μια ομοιόμορφα φορτισμένη θετική σφαίρα διαμέτρου περίπου 10-8 cm με αρνητικά ηλεκτρόνια να επιπλέουν μέσα. Το 1909, ο Ernst Rutherford (με τη βοήθεια των Hans Geiger και Ernst Marsden) δημιούργησε ένα πείραμα για να κατανοήσει την πραγματική δομή του ατόμου. Σε αυτό το πείραμα, βαριά θετικά φορτισμένα σωματίδια α που κινούνταν με ταχύτητα 20 km/s πέρασαν μέσα από ένα λεπτό φύλλο χρυσού και διασκορπίστηκαν στα άτομα χρυσού, αποκλίνοντας από την αρχική τους κατεύθυνση κίνησής τους. Για να προσδιορίσουν τον βαθμό εκτροπής, ο Geiger και ο Marsden έπρεπε να παρατηρήσουν, χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο, λάμψεις στην πλάκα του σπινθηριστή που εμφανίστηκαν όταν ένα σωματίδιο χτύπησε την πλάκα. Σε δύο χρόνια, μετρήθηκαν περίπου ένα εκατομμύριο λάμψεις και αποδείχθηκε ότι περίπου ένα σωματίδιο το 8000, ως αποτέλεσμα της σκέδασης, αλλάζει την κατεύθυνση της κίνησης κατά περισσότερο από 90 ° (δηλαδή, γυρίζει πίσω). Αυτό δεν θα μπορούσε να έχει συμβεί σε ένα «χαλαρό» άτομο Thomson. Τα αποτελέσματα μαρτυρούν κατηγορηματικά υπέρ του λεγόμενου πλανητικού μοντέλου του ατόμου - ένας τεράστιος μικροσκοπικός πυρήνας με διαστάσεις περίπου 10-13 cm και ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από αυτόν τον πυρήνα σε απόσταση περίπου 10-8 cm.

Παιδιά, βάζουμε την ψυχή μας στο site. Ευχαριστώ γι'αυτό
για την ανακάλυψη αυτής της ομορφιάς. Ευχαριστώ για την έμπνευση και την έμπνευση.
Ελάτε μαζί μας στο Facebookκαι Σε επαφή με

Υπάρχουν πολύ απλές εμπειρίες που τα παιδιά θυμούνται για μια ζωή. Τα παιδιά μπορεί να μην καταλαβαίνουν πλήρως γιατί συμβαίνει όλο αυτό, αλλά πότε θα περάσει ο καιρόςκαι θα βρεθούν σε ένα μάθημα φυσικής ή χημείας, ένα πολύ ξεκάθαρο παράδειγμα σίγουρα θα εμφανιστεί στη μνήμη τους.

δικτυακός τόποςσυγκέντρωσε 7 ενδιαφέροντα πειράματα που θα θυμούνται τα παιδιά. Όλα όσα χρειάζεστε για αυτά τα πειράματα είναι στα χέρια σας.

πυρίμαχη μπάλα

Θα πάρει: 2 μπάλες, κερί, σπίρτα, νερό.

Μια εμπειρία: Φουσκώστε ένα μπαλόνι και κρατήστε το πάνω από ένα αναμμένο κερί για να δείξετε στα παιδιά ότι το μπαλόνι θα σκάσει από τη φωτιά. Στη συνέχεια, ρίξτε απλό νερό βρύσης στη δεύτερη μπάλα, δέστε το και φέρτε το ξανά στο κερί. Αποδεικνύεται ότι με το νερό η μπάλα μπορεί εύκολα να αντέξει τη φλόγα ενός κεριού.

Εξήγηση: Το νερό στο μπαλόνι απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από το κερί. Επομένως, η ίδια η μπάλα δεν θα καεί και, ως εκ τούτου, δεν θα σκάσει.

Μολύβια

Θα χρειαστείτε:πλαστική σακούλα, μολύβια, νερό.

Μια εμπειρία:Ρίξτε νερό μέχρι τη μέση σε μια πλαστική σακούλα. Τρυπάμε τη σακούλα με ένα μολύβι στο σημείο που έχει γεμίσει με νερό.

Εξήγηση:Εάν τρυπήσετε μια πλαστική σακούλα και στη συνέχεια ρίξετε νερό σε αυτήν, θα χυθεί μέσα από τις τρύπες. Αλλά αν πρώτα γεμίσετε τη σακούλα μέχρι τη μέση με νερό και στη συνέχεια την τρυπήσετε με ένα αιχμηρό αντικείμενο, έτσι ώστε το αντικείμενο να παραμείνει κολλημένο στη σακούλα, τότε σχεδόν κανένα νερό δεν θα ρέει έξω από αυτές τις τρύπες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν το πολυαιθυλένιο σπάει, τα μόριά του έλκονται πιο κοντά το ένα στο άλλο. Στην περίπτωσή μας, το πολυαιθυλένιο τραβιέται γύρω από τα μολύβια.

Μπάλα που δεν σκάει

Θα χρειαστείτε: Μπαλόνι, ξύλινο σουβλάκι και λίγο υγρό πιάτων.

Μια εμπειρία:Λιπάνετε το πάνω μέρος και κάτω μέροςεργαλείο και τρυπήστε τη μπάλα, ξεκινώντας από το κάτω μέρος.

Εξήγηση:Το μυστικό αυτού του κόλπου είναι απλό. Για να σώσετε την μπάλα, πρέπει να την τρυπήσετε στα σημεία ελάχιστης έντασης και βρίσκονται στο κάτω και στο πάνω μέρος της μπάλας.

Κουνουπίδι

Θα πάρει: 4 φλιτζάνια νερό, χρωστικές τροφίμων, λαχανόφυλλα ή λευκά άνθη.

Μια εμπειρία: Προσθέστε χρώμα τροφίμων οποιουδήποτε χρώματος σε κάθε ποτήρι και βάλτε ένα φύλλο ή λουλούδι στο νερό. Αφήστε τα όλη τη νύχτα. Το πρωί θα δείτε ότι έχουν μετατραπεί σε διάφορα χρώματα.

Εξήγηση: Τα φυτά απορροφούν νερό και έτσι θρέφουν τα άνθη και τα φύλλα τους. Αυτό οφείλεται στο τριχοειδές φαινόμενο, στο οποίο το ίδιο το νερό τείνει να γεμίσει τους λεπτούς σωλήνες μέσα στα φυτά. Έτσι τρέφονται τα λουλούδια, το γρασίδι και τα μεγάλα δέντρα. Με το πιπίλισμα φιμέ νερό, αλλάζουν το χρώμα τους.

αιωρούμενο αυγό

Θα πάρει: 2 αυγά, 2 ποτήρια νερό, αλάτι.

Μια εμπειρία: Τοποθετήστε απαλά το αυγό σε ένα ποτήρι με ένα απλό καθαρό νερό. Όπως είναι αναμενόμενο, θα βυθιστεί στον πάτο (εάν όχι, το αυγό μπορεί να είναι σάπιο και δεν πρέπει να επιστραφεί στο ψυγείο). Ρίξτε ζεστό νερό στο δεύτερο ποτήρι και ανακατέψτε 4-5 κουταλιές της σούπας αλάτι. Για την καθαρότητα του πειράματος, μπορείτε να περιμένετε μέχρι να κρυώσει το νερό. Στη συνέχεια, βυθίστε το δεύτερο αυγό στο νερό. Θα επιπλέει κοντά στην επιφάνεια.

Εξήγηση: Όλα έχουν να κάνουν με την πυκνότητα. Μέση πυκνότηταΤα αυγά είναι πολύ μεγαλύτερα από το απλό νερό, έτσι το αυγό βυθίζεται. Και η πυκνότητα του αλατούχου διαλύματος είναι υψηλότερη, και επομένως το αυγό ανεβαίνει.

κρυστάλλινα γλειφιτζούρια

Θα πάρει: 2 κούπες νερό, 5 κούπες ζάχαρη, ξύλινα μπαστούνια για μίνι σουβλάκια, χοντρό χαρτί, διάφανα ποτήρια, κατσαρόλα, χρωστικές τροφίμων.

Μια εμπειρία: Σε ένα τέταρτο φλιτζάνι νερό βράζουμε το σιρόπι ζάχαρης με μια-δυο κουταλιές της σούπας ζάχαρη. Ρίξτε λίγη ζάχαρη σε χαρτί. Στη συνέχεια, πρέπει να βουτήξετε το ραβδί σε σιρόπι και να μαζέψετε τη ζάχαρη μαζί του. Στη συνέχεια, μοιράστε τα ομοιόμορφα σε ένα ξυλάκι.

Αφήστε τα μπαστούνια να στεγνώσουν όλη τη νύχτα. Το πρωί διαλύουμε 5 φλιτζάνια ζάχαρη σε 2 φλιτζάνια νερό στη φωτιά. Μπορείτε να αφήσετε το σιρόπι να κρυώσει για 15 λεπτά, αλλά δεν πρέπει να κρυώσει πολύ, διαφορετικά οι κρύσταλλοι δεν θα μεγαλώσουν. Στη συνέχεια το αδειάζουμε σε βάζα και προσθέτουμε διάφορα χρώματα τροφίμων. Χαμηλώστε τα έτοιμα μπαστούνια σε ένα βάζο με σιρόπι, έτσι ώστε να μην αγγίζουν τα τοιχώματα και τον πάτο του βάζου, ένα μανταλάκι θα σας βοηθήσει σε αυτό.

Εξήγηση: Καθώς το νερό κρυώνει, η διαλυτότητα της ζάχαρης μειώνεται, και αρχίζει να κατακρημνίζεται και να κατακάθεται στα τοιχώματα του δοχείου και στο ραβδί σας με έναν σπόρο από κόκκους ζάχαρης.

αναμμένο σπίρτο

Χρειάζομαι: Σπίρτα, φακός.

Μια εμπειρία: Ανάψτε ένα σπίρτο και κρατήστε το σε απόσταση 10-15 εκατοστών από τον τοίχο. Λάψε ένα φακό στο σπίρτο και θα δεις ότι μόνο το χέρι σου και το ίδιο το σπίρτο αντανακλώνται στον τοίχο. Θα μου φαινόταν προφανές, αλλά δεν το σκέφτηκα ποτέ.

Εξήγηση: Η φωτιά δεν σκιάζει, καθώς δεν εμποδίζει το φως να περάσει μέσα της.