Эксперимент – один из самых информативных способов познания. Благодаря ему удается получить разнообразные и обширные звания о исследуемом явлении или системе. Именно эксперимент играет фундаментальную роль в физических исследованиях. Красивые физические эксперименты надолго остаются в памяти последующих поколений, а также способствуют популяризации физических идей в массах. Приведем наиболее интересные физические эксперименты по мнению самих физиков из опроса Роберта Криза и Стони Бука.
1. Эксперимент Эратосфена Киренского
Этот эксперимент по праву считают одним из самых древних на сегодняшний день. В третьем веке до н.э. библиотекарь Александрийской библиотеки Эрастофен Киренский интересным способом измерил радиус Земли. в день летнего солнцестояния в Сиене солнце находилось в зените, в результате чего теней от предметов не наблюдалось. В 5000 стадиях к северу в Александрии в тоже время Солнце отклонилось от зенита на 7 градусов. Отсюда библиотекарь получил информацию, что окружность Земли 40 тысяч км., а её радиус равен 6300 км. Эрастофен получил показатели всего на 5% меньше сегодняшних, что для использованных им древних измерительных приборов просто поразительно.
2. Галилео Галилей и его самый первый эксперимент
В XVII веке Теория Аристотеля была главенствующей и беспрекословной. Согласно этой теории скорость падения тела непосредственно зависела от его веса. Примером служили перо и камень. Теория была ошибочной, так как в ней не учитывалось сопротивление воздуха.
Галилео Галилей в этой теории усомнился и решил провести серию экспериментов лично. Он взял большое пушечное ядро и запустил его с Пизанской башни, в паре с легкой пулей для мушкета. Учитывая их близкую обтекаемую форму можно было легко пренебречь сопротивлением воздуха и конечно же оба предмета приземлялись одновременно, опровергая теорию Аристотеля. считает, что нужно лично съездить в Пизу и выбросить что-нибудь похожее внешне и разное по весу с башни, дабы почувствовать себя великим ученым.
3. Второй эксперимент Галилео Галилея
Вторым утверждением Аристотеля было то, что тела под действием силы движутся с постоянной скоростью. Галилей запускал металлические шары по наклонной плоскости и фиксировал пройденное ими за определенное время расстояние. Затем он увеличил время в два раза, но шары за это время проходили в 4 раза большее расстояние. Таким образом зависимость была не линейная, то есть скорость не постоянная. Отсюда Галилей сделал вывод о ускоренном движении под действием силы.
Эти два эксперимента послужили основой для создания классической механики.
4. Эксперимент Генри Кавендиша
Ньютон является собственником формулировки закона всемирного тяготения, в которой присутствует гравитационная постоянная. Естественно возникла проблема нахождения её числового значения. Но для этого нужно было бы измерить силу взаимодействия между телами. Но проблема в том, что сила притяжения достаточно слабая, нужно было бы использовать или гигантские массы, или малые расстояния.
Джону Мичеллу далось придумать, а Кавендишу провести в 1798 году достаточно интересный эксперимент. В качестве измерительного прибора выступали крутильные весы. На них на коромысле были закреплены шарики на тонких веревочках. На шарики прикрепили зеркальца. Затем к маленьким шарикам подносили очень большие и тяжелые и фиксировали смещении по световым зайчикам. Результатом серии опытов стало определение значения гравитационной постоянной и массы Земли.
5. Эксперимент Жана Бернара Леона Фуко
Благодаря большущему (67 м) маятнику, который был установлен в парижском Пантеоне Фуко в 1851 году методом эксперимента довел факт вращения Земли вокруг оси. Плоскость вращения маятника остается неизменной по отношению к звездам, но наблюдатель вращается вместе с планетой. Таким образом можно увидеть как постепенно смещается в сторону плоскость вращения маятника. Это достаточно простой и безопасный эксперимент, в отличие от того, о котором мы писали в статье
6. Эксперимент Исаака Ньютона
И снова проверялось утверждение Аристотеля. Бытовало мнение, что различные цвета являются смесями в разной пропорции света и тьмы. Чем больше тьмы, тем ближе цвет к фиолетовому и наоборот.
Люди уже давно заметили, что большие монокристаллы разлагают свет на цвета. Серии опытов с призмами проделали чешский естествоиспытатель Марции английский Хариот. Новую серию начал Ньютон в 1672 году.
Ньютон ставил физические эксперименты в темной комнате, пропуская тонкий луч света через маленькую дырочку в плотных шторах. Этот луч попадал на призму и раскладывался на цвета радуги на экране. Явление было названо дисперсией и позже теоретически обосновано.
Но Ньютон пошел дальше, ведь его интересовала природа света и цветов. Он пропускал лучи через две призмы последовательно. На основании этих своих опытов, Ньютон сделал вывод о том, что цвет не является комбинацией света и тьмы, и тем более не есть атрибутом предмета. Белый свет состоит из всех цветов, которые можно увидеть при дисперсии.
7. Эксперимент Томаса Юнга
Вплоть до XIX века главенствовала корпускулярная теория света. Считалась, что свет как и материя состоит из частиц. Томас Юнг, английский врач и физик, в 1801 году провел свой эксперимент для проверки этого утверждения. Если предположить, что свет имеет волновую теорию, то должно наблюдаться такое же взаимодействующие волны, как и при броске двух камней на воду.
Для имитации камней Юнг использовал непрозрачный экран с двумя отверстиями и источникам света за ним. Свет проходил через отверстия и на экране образовывался рисунок из светлых и темных полос. Светлые полосы образовывались там, где волны усиливали друг друга, а темные там, где тушили.
8. Клаус Йонссон и его эксперимент
В 1961 году Немецкий физик Клаус Йонссон доказал, что элементарные частицы имеют корпускулярно-волновую природу. Он провел для этого эксперимент аналогичный эксперименту Юнга, только заменив лучи света пучками электронов. В результате все равно удалось получить интерференционную картину.
9. Эксперимент Роберта Милликена
Еще в начале девятнадцатого века возникло представление о наличии у каждого тела электрического заряда, который является дискретным и определяется неделимыми элементарными зарядами. К тому моменту было введено понятие электрона, как носителя этого самого заряда, но обнаружить экспериментально эту частицу и вычислить ее заряд не удавалось.
Американскому физику Роберт Милликен удалось разработать идеальный образчик изящества в экспериментальной физике. Он изолировал заряженные капли воды между пластинами конденсатора. Затем с помощью рентгеновских лучей ионизировал воздух между этими же пластинами и менял заряд капель.
На школьных уроках физики учителя всегда говорят, что физические явления повсюду в нашей жизни. Только мы частенько об этом забываем. Меж тем, удивительное рядом! Не думайте, что для организации физических опытов на дому вам потребуется что-то сверхъестественное. И вот вам несколько доказательств;)
Магнитный карандаш
Что необходимо приготовить?
- Батарейку.
- Толстый карандаш.
- Медную изолированную проволоку диаметром 0,2–0,3 мм и длиной несколько метров (чем больше, тем лучше).
- Скотч.
Проведение опыта
Намотайте проволоку вплотную виток к витку на карандаш, не доходя до его краев по 1 см. Кончился один ряд - наматывайте другой сверху в обратную сторону. И так, пока не закончится вся проволока. Не забудьте оставить свободными два конца проволоки по 8–10 см. Чтобы витки после намотки не разматывались, закрепите их скотчем. Зачистите свободные концы проволоки и подсоедините их к контактам батарейки.
Что произошло?
Получился магнит! Попробуйте поднести к нему маленькие железные предметы - скрепку, шпильку. Притягиваются!
Повелитель воды
Что необходимо приготовить?
- Палочку из оргстекла (например, ученическую линейку или обычную пластмассовую расчёску).
- Сухую тряпочку из шёлка или шерсти (например, шерстяной свитер).
Проведение опыта
Откройте кран, чтобы текла тонкая струйка воды. Сильно потрите палочку или расчёску о приготовленную тряпочку. Быстро приблизьте палочку к струйке воды, не касаясь её.
Что произойдёт?
Струя воды изогнётся дугой, притягиваясь к палочке. Попробуйте то же самое сделать с двумя палочками и посмотрите, что получится.
Волчок
Что необходимо приготовить?
- Бумагу, иголку и ластик.
- Палочку и сухую шерстяную тряпочку из предыдущего опыта.
Проведение опыта
Управлять можно не только водой! Вырежьте полоску бумаги шириной 1–2 см и длиной 10–15 см, изогните по краям и посередине, как показано на рисунке. Воткните иголку острым концом в ластик. Уравновесьте заготовку-волчок на иголке. Подготовьте «волшебную палочку», потрите её о сухую тряпочку и поднесите к одному из концов бумажной полоски сбоку или сверху, не касаясь её.
Что произойдёт?
Полоска станет раскачиваться вверх-вниз, как качели, или будет крутиться, как карусель. А если вы сможете вырезать из тонкой бумаги бабочку, то опыт будет ещё интереснее.
Лед и пламя
(опыт проводится в солнечный день)
Что необходимо приготовить?
- Небольшую чашку с круглым дном.
- Кусочек сухой бумажки.
Проведение опыта
Налейте в чашку воды и поставьте в морозилку. Когда вода превратится в лёд, выньте чашку и поставьте в ёмкость с горячей водой. Через некоторое время лёд отделится от чашки. Теперь выйдите на балкон, положите кусочек бумажки на каменный пол балкона. Куском льда сфокусируйте солнце на бумажке.
Что произойдёт?
Бумага должна обуглиться, ведь в руках уже не просто лед… Вы догадались, что сделали лупу?
Неправильное зеркало
Что необходимо приготовить?
- Прозрачную банку с плотно закрывающейся крышкой.
- Зеркало.
Проведение опыта
Налейте в банку воды с излишком и закройте крышкой, чтобы внутрь не попали пузыри воздуха. Приставьте банку к зеркалу крышкой вверх. Теперь можно смотреться в «зеркало».
Приблизьте лицо и посмотрите внутрь. Там будет уменьшенное изображение. Теперь начинайте наклонять банку в сторону, не отрывая от зеркала.
Что произойдёт?
Отражение вашей головы в банке, само собой, будет тоже наклоняться, пока не окажется перевёрнутым вниз, при этом ног так и не будет видно. Поднимите банку, и отражение вновь перевернётся.
Коктейль с пузырьками
Что необходимо приготовить?
- Стакан с крепким раствором поваренной соли.
- Батарейку от карманного фонарика.
- Два кусочка медной проволоки длиной примерно по 10 см.
- Мелкую наждачную бумагу.
Проведение опыта
Зачистите концы проволоки мелкой наждачной шкуркой. Подсоедините к каждому полюсу батарейки по одному концу проволочек. Свободные концы проволочек опустите в стакан с раствором.
Что произошло?
Вблизи опущенных концов проволоки будут подниматься пузырьки.
Батарейка из лимона
Что необходимо приготовить?
- Лимон, тщательно вымытый и насухо вытертый.
- Два кусочка медной изолированной проволоки примерно 0,2–0,5 мм толщиной и длиной 10 см.
- Стальную скрепку для бумаги.
- Лампочку от карманного фонарика.
Проведение опыта
Зачистите противоположные концы обеих проволок на расстоянии 2–3 см. Вставьте в лимон скрепку, прикрутите к ней конец одной из проволочек. Воткните в лимон в 1–1,5 см от скрепки конец второй проволочки. Для этого сначала проткните лимон в этом месте иголкой. Возьмите два свободных конца проволочек и приложи к контактам лампочки.
Что произойдёт?
Лампочка загорится!
Министерство образования и науки Челябинской области
Пластовский технологический филиал
ГБПОУ СПО «Копейский политехнический колледж им. С.В Хохрякова»
МАСТЕР - КЛАСС
«ОПЫТЫ И ЭКСПЕРЕМЕНТЫ
ДЛЯ ДЕТЕЙ»
Учебно - исследовательская работа
«Занимательные физические опыты
из подручных материалов»
Руководитель: Ю.В. Тимофеева, преподаватель физики
Исполнители: студенты группы ОПИ - 15
Аннотация
Физические опыты повышают интерес к изучению физики, развивают мышление, учат применять теоретические знания для объяснения различных физических явлений, происходящих в окружающем мире.
К сожалению, из-за перегруженности учебного материала на уроках физики занимательным опытам уделяется недостаточное внимание
С помощью опытов, наблюдений и измерений могут быть исследованы зависимости между различными физическими величинами.
Все явления, наблюдаемые при проведении занимательных опытов, имеют научное объяснение, для этого использовали фундаментальные законы физики и свойства окружающей нас материи.
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введение | ||
| Основное содержание | ||
| Организация исследовательской работы | ||
| Методика проведения различных опытов | ||
| Результаты исследования | ||
| Заключение | ||
| Список использованной литературы | ||
| Приложения |
ВВЕДЕНИЕ
Без сомнения, все наше знание начинается с опытов.
(Кант Эммануил - немецкий философ 1724-1804г.г)
Физика - это не только научные книги и сложные законы, не только огромные лаборатории. Физика - это еще интересные эксперименты и занимательные опыты. Физика - это фокусы, показанные в кругу друзей, это смешные истории и забавные игрушки-самоделки.
Самое главное, для физических опытов можно использовать любой подручный материал.
Физические опыты можно делать с шарами, стаканами, шприцами, карандашами, соломинками, монетами, иголками и т.д.
Опыты повышают интерес к изучению физики, развивают мышление, учат применять теоретические знания для объяснения различных физических явлений, происходящих в окружающем мире.
При проведении опытов приходится не только составлять план его осуществления, но и определять способы получения некоторых данных, самостоятельно собирать установки и даже конструировать нужные приборы для воспроизведения того или иного явления.
Но, к сожалению, из-за перегруженности учебного материала на уроках физики занимательным опытам уделяется недостаточное внимание, большое внимание уделяется теории и решению задач.
Поэтому было решено провести исследовательскую работу по теме «Занимательные опыты по физике из подручных материалов».
Цели исследовательской работы следующие:
Освоить методики физических исследований, овладеть навыками правильного наблюдения и техникой физического эксперимента.
Организация самостоятельной работы с различной литературой и другими источниками информации, сбор, анализ и обобщение материала по теме исследовательской работы.
Научить обучающихся, применять научные знания для объяснения физических явлений.
Привить любовь обучающимся к физике, усилить концентрацию их внимания на понимании законов природы, а не на механическом их запоминании.
При выборе темы исследования мы исходили из следующих принципов:
Субъективность - выбранная тема соответствует нашим интересам.
Объективность - выбранная нами тема актуальна и важна в научном и практическом отношении.
Посильность - задачи и цели, поставленные нами в работе, реальны и выполнимы.
1. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ.
Исследовательская работа проводилась по следующей схеме:
Постановка проблемы.
Изучение информации из разных источников по данной проблеме.
Выбор методов исследования и практическое овладение ими.
Сбор собственного материала - комплектование подручных материалов, проведение опытов.
Анализ и обобщение.
Формулировка выводов.
В ходе исследовательской работы применялись следующие физические методики исследований:
1. Физический опыт
Проведение опыта состояло из следующих этапов:
Уяснение условий опыта.
Этот этап предусматривает знакомство с условиями проведения эксперимента, определение перечня необходимых подручных приборов и материалов и безопасных условий при проведении опыта.
Составление последовательности действий.
На этом этапе намечался порядок проведения опыта, в случае необходимости добавлялись новые материалы.
Проведение опыта.
2. Наблюдение
При наблюдении за явлениями, происходящими в опыте, мы обращали особое внимание на изменение физических характеристик, при этом мы получали возможность обнаруживать закономерные связи между различными физическими величинами.
3. Моделирование.
Моделирование является основой любого физического исследования. При проведении опытов мы моделировали различные ситуативные эксперименты .
Всего нами смоделировано, проведено и научно объяснено несколько занимательных физических опытов.
2.Организация исследовательской работы:
2.1 Методика проведения различных опытов:
Опыт № 1 Свеча за бутылкой
Приборы и материалы : свеча, бутылка, спички
Этапы проведения опыта
Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стань так, чтобы лицо отстояло от бутылки на 20-30 см.
Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, будто между тобой и свечёй нет никакой преграды.
Опыт № 2 Вертящаяся змейка
Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы.
Этапы проведения опыта
Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть её немного и посадить на конец изогнутой проволоки.
Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться.
Приборы и материалы : 15 спичек.
Этапы проведения опыта
Положить одну спичку на стол, а на неё поперёк 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы касались стола.
Как поднять первую спичку, держа её за один конец, и вместе с нею все остальные спички?
Опыт № 4 Парафиновый мотор
Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички.
Этапы проведения опыта
Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только… свеча.
Раскалить спицу и воткнуть её их головками в свечку. Это будет ось нашего двигателя.
Положить свечу спицей на края двух стаканов и уравновесить.
Зажечь свечу с обоих концов.
Опыт №5 Толстый воздух
Мы живём благодаря воздуху, которым мы дышим. Если тебе не кажется это достаточно волшебным, проделай этот эксперимент, чтобы узнать, на какую ещё магию способен воздух.
Реквизит
Защитные очки
Сосновая дощечка 0,3х2,5х60 см (можно приобрести в любом магазине пиломатериалов)
Газетный лист
Линейка
Подготовка
Начинаем научное волшебство!
Надень защитные очки. Объяви зрителям: «В мире есть два вида воздуха. Один из них - тощий, а другой - жирный. Сейчас я с помощью жирного воздуха совершу волшебство».
Положи на стол дощечку так, чтобы примерно 6 дюймов (15 см) выступало на край стола.
Произнеси: «Толстый воздух садись на дощечку». Ударь по концу дощечки, который выступает за край стола. Дощечка подпрыгнет в воздух.
Скажи зрителям, что на дощечку сел, должно быть, тощий воздух. Опять положи дощечку на стол как в пункте 2.
Положи на дощечку газетный лист, как показано на рисунке, чтобы дощечка была посередине листа. Разгладь газету, чтобы между ней и столом не осталось воздуха.
Снова скажи: «Толстый воздух, садись на дощечку».
Ударь по выступающему концу ребром ладони.
Опыт №6 Непромокаемая бумага
Реквизит
Бумажное полотенце
Стакан
Пластиковая миска или ведёрко, в которое можно налить достаточное количество воды, чтобы она полностью покрыла стакан
Подготовка
Разложи всё необходимое на столе
Начинаем научное волшебство!
Объяви зрителям: "C помощью своего магического мастерства я смогу сделать так, чтобы кусочек бумаги остался сухим».
Сомни бумажное полотенце и положи его на дно стакана.
Переверни стакан и убедись, что комок бумаги остаётся на месте.
Произнеси над стаканом какие-нибудь волшебные слова, например: «магические силы, оградите бумагу от воды». Потом медленно опусти перевёрнутый стакан в миску с водой. Старайся держать стакан как можно ровнее, пока он не скроется под водой полностью.
Вытащи стакан из воды и стряхни с него воду. Переверни стакан дном книзу и достань бумагу. Дай зрителям пощупать её и убедиться, что она осталась сухой.
Опыт №7 Летающий мячик
Видел ли ты, как на выступлении фокусника человек поднимается в воздух? Попробуй провести подобный эксперимент.
Обрати внимание: Для этого эксперимента понадобиться фен и помощь взрослых.
Реквизит
Фен (пользоваться должен только взрослый помощник)
2 толстые книги или другие тяжёлые предметы
Мячик для пинг-понга
Линейка
Взрослый ассистент
Подготовка
Установи фен на столе вверх отверстием, откуда дует горячий воздух.
Чтобы установить его в таком положении, используй книги. Проверь, чтобы они не закрывали отверстие сбоку, где воздух засасывается в фен.
Включи фен в розетку.
Начинаем научное волшебство!
Попроси кого-нибудь из взрослых зрителей стать твоим ассистентом.
Объяви зрителям: «Сейчас я заставлю обыкновенный пинг-понговый шарик летать по воздуху».
Возьми шарик в руку и отпусти, чтобы он упал на стол. Скажи зрителям: «Ой! Я забыл сказать волшебные слова!»
Произнеси над мячиком волшебные слова. Пусть твой ассистент включит фен на полную мощность.
Аккуратно помести шарик над феном в струю воздуха, примерно в 45 см от выдувающего отверстия.
Советы учёному волшебнику
В зависимости от силы выдува, тебе, возможно, придётся поместить шарик немного выше или ниже, чем указано.
Что ещё можно сделать
Попробуй проделать тоже самое с мячиком разного размера и массы. Одинаково ли хорошо будет получаться опыт?
2. 2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:
1) Опыт № 1 Свеча за бутылкой
Объяснение:
Свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и догорит до конца .
2) Опыт № 2 Вертящаяся змейка
Объяснение:
Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.
3) Опыт №3 Пятнадцать спичек на одной
Объяснение:
Для того, чтобы поднять все спички, нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку.
4) Опыт № 4 Парафиновый мотор
Объяснение:
Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.
5) Опыт №5 Толстый воздух
Когда ты ударяешь по дощечке в первый раз, она подпрыгивает. Но если ударить по дощечке, на которой лежит газета, дощечка ломается.
Объяснение:
Когда ты разглаживаешь газету, ты удаляешь из-под неё почти весь воздух. Вместе с тем большое количество воздуха сверху газеты давит на неё с большой силой. Когда ты ударяешь по дощечке, она ломается, потому что давление воздуха на газету не даёт дощечке подняться вверх в ответ на приложенную тобой силу.
6) Опыт №6 Непромокаемая бумага
Объяснение:
Воздух занимает определённый объём. В стакане есть воздух, в каком бы положении он не находился. Когда ты переворачиваешь стакан кверху дном и медленно опускаешь в воду, воздух остаётся в стакане. Вода из-за воздуха не может попасть в стакан. Давление воздуха оказывается больше, чем давление воды, стремящейся проникнуть внутрь стакана. Полотенце на дне стакана остаётся сухим. Если стакан под водой перевернуть набок, воздух в виде пузырьков будет выходить из него. Тогда сможет попасть в стакан.
8) Опыт №7 Летающий мячик
Объяснение:
На самом деле этот трюк не противоречит силе тяжести. В нём демонстрируется важная способность воздуха, называемая принципом Бернулли. Принцип Бернулли - закон природы, согласно которому любое давление любого текучего вещества, в том числе воздуха, уменьшается с ростом скорости его движения. Иначе говоря при низкой скорости потока воздуха он имеет высокое давление.
Воздух, выходящий из фена, движется очень быстро, и следовательно его давление невелико. Мячик со всех сторон окружён областью низкого давления, которая образует конус у отверстия фена. Воздух вокруг этого конуса обладает более высоким давлением, и не даёт мячику выпасть из зоны низкого давления. Сила тяжести тянет его вниз, а сила воздуха тянет его вверх. Благодаря совместному действию этих сил, шарик и зависает в воздухе над феном.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализируя результаты занимательных опытов, мы убедились, что знания полученные на занятиях по физике вполне применимы для решения практических вопросов.
С помощью опытов, наблюдений и измерений были исследованы зависимости между различными физическими величинами.
Все явления, наблюдаемые при проведении занимательных опытов, имеют научное объяснение, для этого мы использовали фундаментальные законы физики и свойства окружающей нас материи.
Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих качественные характеристики. Чтобы из наблюдений сделать общие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то найден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответствующие вычисления. Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивается общая теория явлений.
Следовательно, без эксперимента не может быть рационального обучения физике. Изучение физики и других технических дисциплин предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение особенностей его постановки и наблюдаемых результатов.
В соответствии с поставленной задачей все опыты проведены с использованием только дешевых, малогабаритных подручных материалов.
По итогам учебно - исследовательской работы можно сделать следующие выводы:
В различных источниках информации можно найти и самим придумать много занимательных физических опытов, выполняемых с помощью подручного оборудования.
Занимательные опыты и самодельные физические приборы увеличивают спектр демонстраций физических явлений.
Занимательные опыты позволяют проверить законы физики и теоретические гипотезы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
М. Ди Специо «Занимательные опыты», ООО «Астрель», 2004г.
Ф.В. Рабиза «Забавная физика», Москва, 2000г.
Л. Гальперштейн «Здравствуй, физика», Москва, 1967г.
А. Томилин «Хочу все знать», Москва, 1981г.
М.И. Блудов «Беседы по физике», Москва, 1974г.
Я.И. Перельман «Занимательные задачи и опыты», Москва, 1972г.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Диск:
1. Презентация «Занимательные физические опыты из подручных материалов»
2. Видеоролик «Занимательные физические опыты из подручных материалов»
Можно применять на уроках физики на этапах постановки цели и задач урока, создании проблемных ситуаций при изучении новой темы, применении новых знаний при закреплении. Презентацию «Занимательные опыты» можно использовать учащимися для подготовки опытов в домашних условиях, при проведении внеклассных мероприятия по физике.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Предварительный просмотр:
Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение
"Гимназия № 7 имени Героя России С. В. Василева"
Научная работа
«Занимательные физические опыты
из подручных материалов»
Выполнил: ученик 7а класса
Корзанов Андрей
Учитель: Балесная Елена Владимировна
г. Брянск 2015 год
- Введение «Актуальность темы» ……………………………3
- Основная часть ………………………………………………...4
- Организация исследовательской работы………………...4
- Опыты по теме «Атмосферное давление»……………….6
- Опыты по теме «Теплота»…………………………………7
- Опыты по теме «Электричество и магнетизм»…………...7
- Опыты по теме «Свет и звук»……………………………...8
- Заключение ……………………………………………………...10
- Список изученной литературы ……………………………….12
- ВВЕДЕНИЕ.
Физика – это не только научные книги и сложные законы, не только огромные лаборатории. Физика – это еще интересные эксперименты и занимательные опыты. Физика – это фокусы, показанные в кругу друзей, это смешные истории и забавные игрушки-самоделки.
Самое главное, для физических опытов можно использовать любой подручный материал.
Физические опыты можно делать с шарами, стаканами, шприцами, карандашами, соломинками, монетами, иголками и т.д.
Опыты повышают интерес к изучению физики, развивают мышление, учат применять теоретические знания для объяснения различных физических явлений, происходящих в окружающем мире.
При проведении опытов приходится не только составлять план его осуществления, но и определять способы получения некоторых данных, самостоятельно собирать установки и даже конструировать нужные приборы для воспроизведения того или иного явления.
Но, к сожалению, из-за перегруженности учебного материала на уроках физики занимательным опытам уделяется недостаточное внимание, большое внимание уделяется теории и решению задач.
Поэтому было решено провести исследовательскую работу по теме «Занимательные опыты по физике из подручных материалов».
Цели исследовательской работы следующие:
- Освоить методики физических исследований, овладеть навыками правильного наблюдения и техникой физического эксперимента.
- Организация самостоятельной работы с различной литературой и другими источниками информации, сбор, анализ и обобщение материала по теме исследовательской работы.
- Научить учащихся применять научные знания для объяснения физических явлений.
- Привить любовь учащимся школы к физике, концентрация их внимания на понимании законов природы, а не на механическом их запоминании.
- Пополнение кабинета физики самодельными приборами, изготовленными из подручных материалов.
При выборе темы исследования мы исходили из следующих принципов:
- Субъективность – выбранная тема соответствует нашим интересам.
- Объективность – выбранная нами тема актуальна и важна в научном и практическом отношении.
- Посильность – задачи и цели, поставленные нами в работе, реальны и выполнимы.
- ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.
Исследовательская работа проводилась по следующей схеме:
- Постановка проблемы.
- Изучение информации из разных источников по данной проблеме.
- Выбор методов исследования и практическое овладение ими.
- Сбор собственного материала – комплектование подручных материалов, проведение опытов.
- Анализ и обобщение.
- Формулировка выводов.
В ходе исследовательской работы применялись следующие физические методики исследований :
I. Физический опыт
Проведение опыта состояло из следующих этапов:
- Уяснение условий опыта.
Этот этап предусматривает знакомство с условиями проведения эксперимента, определение перечня необходимых подручных приборов и материалов и безопасных условий при проведении опыта.
- Составление последовательности действий.
На этом этапе намечался порядок проведения опыта, в случае необходимости добавлялись новые материалы.
- Проведение опыта.
II. Наблюдение
При наблюдении за явлениями, происходящими в опыте, мы обращали особое внимание на изменение физических характеристик (давления, объема, площади, температуры, направления распространения света и т.д.), при этом мы получали возможность обнаруживать закономерные связи между различными физическими величинами.
III. Моделирование.
Моделирование является основой любого физического исследования. При проведении опытов мы моделировали изотермическое сжатие воздуха, распространение света в различных средах, отражение и поглощение электромагнитных волн, электризацию тел при трении.
Всего нами моделировано, проведено и научно объяснено 24 занимательных физических опытов.
По итогам научно-исследовательской работы можно сделать следующие выводы:
- В различных источниках информации можно найти и самим придумать много занимательных физических опытов, выполняемых с помощью подручного оборудования.
- Занимательные опыты и самодельные физические приборы увеличивают спектр демонстраций физических явлений.
- Занимательные опыты позволяют проверить законы физики и теоретические гипотезы, имеющие принципиальное значение для науки.
ТЕМА «АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ»
Опыт №1. «Шарик не сдувается»
Материалы: Трехлитровая стеклянная банка с крышкой, соломинка для коктейля, резиновый шар, нитка, пластилин, гвоздик.
Последовательность действий
С помощью гвоздика сделай в крышке банки 2 отверстия – одно центральное, другое на небольшом расстоянии от центрального. Через центральное отверстие пропусти соломинку и заделай отверстие пластилином. К концу соломинки с помощью нитки привяжи резиновый шар, закрой крышкой стеклянную банку, при этом конец соломинки с шаром должен быть внутри банки. Для устранения перемещения воздуха место контакта крышки и банки заделай пластилином. Надуй резиновый шарик через соломинку, шарик сдувается. А теперь надуй шарик и закрой второе отверстие в крышке пластилином, шарик сначала сдувается, а потом перестает сдуваться. Почему?
Научное объяснение
В первом случае при открытом отверстии давление внутри банки равно давлению воздуха внутри шара, поэтому под действием силы упругости растянутой резины шарик сдувается. Во втором случае при закрытом отверстие воздух не выходит из банки, по мере сдувания шарика объем воздуха увеличивается, давление воздуха уменьшается и становится меньше давления воздуха внутри шара, сдувание шарика прекращается.
По данной теме проведены следующие опыты:
Опыт №2. «Равновесие давления».
Опыт №3. «Воздух брыкается»
Опыт №4. «Приклеенный стакан»
Опыт №5. «Подвижный банан»
ТЕМА «ТЕПЛОТА»
Опыт №1. «Мыльный пузырь»
Материалы: Маленький флакон из-под лекарства с пробкой, чистый стержень от шариковой ручки или соломинка от коктейля, стакан с горячей водой, пипетка, мыльная вода, пластилин.
Последовательность действий
В пробке флакона из-под лекарства проделай тонкое отверстие и вставь в него чистый стержень шариковой ручки или соломинку. Место, где стержень вошел в пробку, облепи пластилином. Пипеткой наполни стержень мыльной водой, опусти флакон в стакан с горячей водой. С наружного конца стержня начнут подниматься мыльные пузырьки. Почему?
Научное объяснение
При нагревании флакончика в стакане с горячей водой, воздух внутри флакона нагревается, его объем увеличивается, при этом надуваются мыльные пузыри.
По теме «Теплота» проведены следующие опыты:
Опыт №2. «Несгораемый платок»
Опыт №3. «Лед не плавится»
ТЕМА «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ»
Опыт №1. «Измеритель тока – мультиметр»
Материалы: 10 метров изолированного медного провода 24 калибра (диаметр 0,5мм, сечение 0,2 мм 2 ), машинка для зачистки проводов, широкая липкая лента, швейная игла, нитка, сильный стержневой магнит, банка из-под сока, гальванический элемент «D».
Последовательность действий
Зачисти провод с обоих концов от изоляции. Намотай провод вокруг банки плотными витками, оставив свободными концы провода на 30 см. Сними получившуюся катушку с банки. Чтобы катушка не разваливалась, в нескольких местах обмотай ее липкой лентой. Прикрепи катушку вертикально к столу с помощью большого куска липкой ленты. Намагнить швейную иголку, проведя ей по магниту, по крайней мере, четыре раза в одном направлении. Обвяжи иголку ниткой посередине так, чтобы иголка висела в равновесии. Свободный конец нитки прилепи внутрь катушки. Намагниченная игла должна спокойно висеть внутри катушки. Присоедини свободные концы провода к положительной и отрицательной клеммам гальванического элемента. Что произошло? А теперь поменяй полярность. Что произошло?
Научное объяснение
Вокруг катушки с током возникает магнитное поле, вокруг намагниченной иголки, также возникает магнитное поле. Магнитное поле катушки с током действует на намагниченную иголку и поворачивает ее. Если поменять полярность, то направление тока меняется на противоположное, иголка поворачивается в противоположную сторону.
Кроме того, по данной теме проведены следующие опыты:
Опыт №2. «Статический клей».
Опыт №3. «Фруктовая батарейка»
Опыт №4. «Антигравитационные диски»
ТЕМА «СВЕТ И ЗВУК»
Опыт №1. «Мыльный спектр»
Материалы: Мыльный раствор, ершик для чистки курительной трубки (или кусок толстой проволоки), глубокая тарелка, карманный фонарик, липкая лента, лист белой бумаги.
Последовательность действий
Согни ершик для трубки (или кусок толстой проволоки) так, чтобы он образовал петлю. Не забудь сделать небольшую ручку, чтобы удобнее было держать. Налей мыльный раствор в тарелку. Погрузи петлю в мыльный раствор и дай ей как следует пропитаться мыльным раствором. Через несколько минут аккуратно вынь ее. Что ты видишь? Видны ли цвета? Прикрепи лист белой бумаги к стене с помощью липкой ленты. Выключи свет в комнате. Включи фонарь и направь его луч на петлю с мыльной пеной. Расположи фонарь так, чтобы петля отбрасывала тень на бумагу. Опиши полнившуюся тень.
Научное объяснение
Белый свет является сложным светом, он состоит из 7 цветов – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Это явление называется интерференцией света. При прохождении через мыльную пленку, белый свет распадается на отдельные цвета, различные световые волны на экране образуют радужную картину, которая называется сплошным спектром.
По теме «Свет и звук» были проведены и описаны следующие опыты:
Опыт №2. «На краю пропасти».
Опыт №3. «Шутки ради»
Опыт №4. «Пульт дистационного управления»
Опыт №5. «Копировальное устройство»
Опыт №6. «Появление из ниоткуда»
Опыт №7. «Цветная юла»
Опыт №8. «Прыгающие зерна»
Опыт №9. «Наглядный звук»
Опыт №10. «Выдуваем звук»
Опыт №11. «Переговорное устройство»
Опыт №12. «Кукарекающий стакан»
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализируя результаты занимательных опытов, мы убедились, что школьные знания вполне применимы для решения практических вопросов.
С помощью опытов, наблюдений и измерений были исследованы зависимости между различными физическими величинами
Объемом и давлением газов
Давлением и температурой газов
Числом витков и величиной магнитного поля вокруг катушки с током
Силой тяжести и силой атмосферного давления
Направлением распространения света и свойствами прозрачной среды.
Все явления, наблюдаемые при проведении занимательных опытов, имеют научное объяснение, для этого мы использовали фундаментальные законы физики и свойства окружающей нас материи – II закон Ньютона, закон сохранения энергии, закон прямолинейности распространения света, отражение, преломление, дисперсия и интерференция света, отражение и поглощение электромагнитных волн.
В соответствии с поставленной задачей все опыты проведены с использованием только дешевых, малогабаритных подручных материалов, при их проведении изготовлено 8 самодельных приборов, в том числе магнитная стрелка, копировальное устройство, фруктовая батарейка, измеритель тока – мультиметр, переговорное устройство, опыты безопасные, наглядные, простые по конструкции.
СПИСОК ИЗУЧЕННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
* - Поля обязательные к заполнению.
Loading...