Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА
Методические указания по проведению учебных занятий для детей дошкольного и школьного возраста на базе Центра Занимательных Наук «Склад Ума»
Издательство ТПУ
Томск 2013
ББК
М
Методические указания для проведения практических учебных занятий по физике для 1 года обучения: Учебное пособие для детей дошкольного и школьного возраста – Томск, 2013 – 46 с.
Автор: И.В. Бородина, преподаватель Занимательной физики Центра Занимательных Наук «Склад Ума» при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Рецензенты:
Ответственный за выпуск:
Методические указания для проведения практических учебных занятий по физике для 1 года обучения представляют собой набор практических работ для детей дошкольного и школьного возраста и ориентированы на использование подручных средств, предметов, веществ, с которыми дети и взрослые сталкиваются в жизни.
ОГЛАВЛЕНИЕ
|
[0.1] [0.2] Предисловие
[0.3] |
Предлагаемое пособие входит в учебно-методический комплекс, разрабатываемый автором к практическим учебным занятиям по физике для 1 года обучения, проводимым на базе Центра Занимательных Наук «Склад Ума».
Методические указания разработаны для детей дошкольного и школьного возраста и ориентированы на использование подручных средств, предметов, веществ, с которыми дети и взрослые сталкиваются в жизни.
Основная цель пособия – способствовать формированию у детей дошкольного и школьного возраста ключевых учебных, личностных, творческих и исследовательских компетенций.
В пособии приводятся конспекты уже опробированных практических работ, основными приемами во время проведения которых были наблюдения, измерения и опыты, связанные с темой занятия и в комплексе охватывающие различные разделы физики по отношению к исследуемому явлению, физическому телу или веществу. В пособие включены следующие виды заданий: 1) наблюдение и изучение физических явлений, 2) наблюдение и изучение свойств веществ, 3) измерение физических величин, 4) исследование физических явлений на основе использования основных органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания, вкусовые, 5) изучение физических терминов.
Практические работы составлены по некоторым разделам курса общей физики согласно разработанной автором рабочей программы и выполняются с использованием подручных средств, предметов, веществ, с которыми ребенок встречается в жизни, что позволяет проводить занятия - эксперимент.
Предполагается, что практические работы не ограничиваются рамками учебной аудитории, а могут быть продолжены на экспонатах, представленных в экспозициях музея.
Во время практических работ используются компьютерные демонстрации в виде анимации, графики, презентаций, видеофрагментов и т.п.
Практические работы являются эффективным средством активизации и мотивации обучения и углубления знаний по физике, способствуют формированию и развитию у детей длительного и устойчивого интереса к науке вообще, приобретению интеллектуальных и практических умений и навыков, побуждают к выполнению таких умственных операций как анализ, синтез, сравнение, обобщение и др.
Пособие состоит из описания практических работ с объяснением теоретических вопросов с ориентацией на возрастные особенности.
Каждая инструкция содержит цель работы, перечень оборудования, список литературы, ход выполнения работы и контрольные вопросы, обращающие внимание детей на существенные стороны изучаемых явлений, физических тел, веществ. Вопросы помогают глубже осмыслить производимые действия и полученные результаты и на их основе самостоятельно сделать необходимые выводы.
Материал данного пособия прошел апробацию при обучении занимательной физике детей, посещающих Курсы Занимательной физики в Центре Занимательных Наук «Склад Ума» при ФГБОУ ВПО «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ».
Основное назначение методических указаний – оказать помощь преподавателю в проведении практических работ, подготовке и их выполнении, для наилучшей организации проведения практических занятий.
Систематическое и аккуратное выполнение всей совокупности практических работ создаст условия для овладения ребенком умением самостоятельно ставить физические опыты, формирования навыков наблюдения и проведения самостоятельных исследований, анализа этих исследований, навыков делать выводы в целях дальнейшего использования полученных знаний и умений.
Целями выполнения практических работ является:
Раздел 1. Общие требования.
Для более эффективного выполнения практических работ необходимо при выполнении исследовательской деятельности комментировать исследования с использованием соответствующего теоретического материала.
В ходе работы необходимо строго соблюдать правила по технике безопасности; все исследования производить с максимальной тщательностью.
После окончания работы необходимо сделать акцент на основных теоретических и практических моментах исследовательской деятельности.
В конце занятия преподаватель отмечает ситуации, при которых ребенку было сложно производить исследования или понимать преподавателя для дальнейшей корректировки процесса наблюдения или замены одного опыта другим, более наглядным.
Практические занятия - основной вид занятий, направленный на экспериментальное подтверждение теоретических положений и формирование теоретических знаний и практических умений.
Раздел II. Указания к выполнению практических работ
Практическая работа № 1.
В лаборатории великого сыщика (Расследование Шерлока Холмса). Из чего состоят физические тела и вещества
Интрига занятия: В далекой Великобритании в конце 19 века жил знаменитый литературный герой Шерлок Холмс. Он был ученым и сыщиком. Наукой он занимался в специальной лаборатории. Сегодня и на последующих занятиях мы отправляемся в его лабораторию, где будем смотреть, трогать, нюхать, слушать, пробовать. Потому что именно так и поступал Шерлок Холмс.
Цель работы: отличать физические тела от веществ, ознакомиться с понятиями молекула и атом, понять, что опыты и наблюдения возможны, т.к. человек имеет разные органы чувств: осязание, обоняние, слух, зрение, вкус. Провести увлекательные опыты по формированию представлений об основных положениях МКТ.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Опыты. Потрогаем, посмотрим, послушаем, понюхаем, кое-что попробуем и назовем вещества
Опыты. Стаканы с гречкой, горохом, металлические ложки, деревянные брусочки…
Опыты. Стаканы с солью, сахаром, мукой. Кристаллы разные по виду, высыпать на разовые тарелки. Трогаем пальцами, рассматриваем, пробуем, нюхаем, слушаем.
Опыты. Все тела и вещества состоят из молекул и атомов. Молекулы позволяют размельчить, разорвать, расколоть, распилить – получаются крошки, опилки, кусочки. Кусочек хлеба можно раскрошить. Мука – зерна размололи
Опыты. Стаканчик с водой – добавить краску – диффузия. Кофе, чай.
Опыты. Закрутить на карандаш лепестки. Опустить в сад с водой, они раскрутятся. Лотос распустится в тазу
Опыты. Кусочки опилок движутся хаотически.
Опыты. Грифелем карандаша измазать палец. Прилепить скотч на палец, затем на лист бумаги. Молекулы взаимодействуют друг с другом – притягиваются и отталкиваются.
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Вокруг нас существует множество физических тел — и все они отличаются друг от друга, в частности, веществом, из которого состоят. Любые предметы вокруг нас называют физическими телами, а материал, из которого они состоят,— веществом. Физическое тело может состоять из одного или нескольких веществ . Например, столовые ложки, вилки — физические тела изготовленные в большинстве случаев из стали. Столовые приборы могу быть также сделаны из фарфора или серебра. Нож, как правило, изготавливают не из одного вещества, а из двух: лезвие — из стали, рукоятку — и дерева. А вот для производства такого физического тела, как мобильный телефон, используют десятки разных веществ.
В древности человек для изготовления необходимых предметов искал пригодные вещества в природе: для наконечника стрелы — твердый камешек, для теплой одежды — эластичные меховые шкуры и т. п.
Искусственно созданные вещества появились позднее. Сегодня подавляюще большинство веществ, с которыми мы имеем дело каждый день, искусственного происхождения. Все они созданы человеком с конкретной целью — для изготовления физического тела того или иного назначения. В качестве примера искусственно созданных веществ прежде всего следует назвать пластики. Каждый вид пластика создан для обеспечения наилучших свойств того или иного физического тела.
Рис. 1. Физические тела, изготовленные из одного вещества (ложка, вилка) и из разных (нож, мобильный телефон)
Рис. 2. Древний человек изготавливал орудия труда и охоты из веществ, которые он находил в окружающей природе
Так, пластик для такого физического тела, как бампер автомобиля, прежде всего должен быть прочным. Пластик, предназначенный для судков, в которых сохраняют продукты в холодильнике, не должен выделять ядовитые вещества. Пластик, приме няемый для изготовления очков и линз, должен быть прозрачным
Практическая работа № 2
Тайна наследства (Расследование Шерлока Холмса). 3 состояния вещества
Интрига занятия: У Шерлока Холмса было много врагов в преступном мире и ему часто по почте приходили загадочные письма и посылки. Например, сегодня пришла посылка и к ней письмо. Мы сможем их открыть, если отгадаем загадки:
Цель работы: отличать 3 состояния вещества, изучать свойства веществ в разных агрегатных состояниях. Провести увлекательные опыты по формированию представлений о 3 агрегатных состояниях вещества.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
В природе вещества встречаются в трех состояниях: в твердом, жидком и газообразном. Например, вода может находиться в твер дом (лед), в жидком (вода) и газообразном (водяной пар) состояниях. В хорошо знакомом вам градуснике ртуть — это жидкость. Над по верхностью ртути находятся ее пары, а при температуре -39 С ртуть превращается в твердое тело.
В различных состояниях вещества обладают разными свойствами. Большинство окружающих нас тел состоят из твердых веществ. Это дома, машины, инструменты и др. Форму твердого тела можно изме нить, но для этого необходимо приложить усилие. Например, чтобы согнуть гвоздь, нужно приложить довольно большое усилие.
В обычных условиях трудно сжать или растянуть твердое тело.
Для придания твердым телам нужной формы и объема на заво дах и фабриках их обрабатывают на специальных станках: токар ных, строгальных, шлифовальных.
Твердое тело имеет собственную форму и объем.
В отличие от твердых тел жидкости легко меняют свою форму. Они принимают форму сосуда, в котором находятся.
Например, молоко, наполняющее бутылку, имеет форму бутыл ки. Налитое же в стакан, оно принимает форму стакана. Но, изменяя форму, жидкость сохраняет свой объем.
В обычных условиях только маленькие капельки жидкости имеют свою форму — форму шара. Это, например, капли дождя или капли, на которые разбивается струя жидкости.
На свойстве жидкости легко изменять свою форму основано изго товление предметов из расплавленного стекла.
Рис.3 Свойства жидкостей и газов
Жидкости легко меняют свою форму, но сохраняют объем.
Воздух, которым мы дышим, является газообразным веществом, или газом. Поскольку большинство газов бесцветны и прозрачны, то они невидимы.
Присутствие воздуха можно почувствовать, стоя у открытого ок на движущегося поезда. Его наличие в окружающем пространстве можно ощутить, если в комнате возникнет сквозняк, а также дока зать с помощью простых опытов.
Если стакан перевернуть вверх дном и попытаться опустить его в воду, то вода в стакан не войдет, поскольку он заполнен воздухом. Теперь опустим в воду воронку, которая соединена резиновым шлан гом со стеклянной трубочкой. Воздух из воронки начнет вы ходить через эту трубочку.
Эти и многие другие примеры и опыты подтверждают, что в окру жающем пространстве имеется воздух.
Газы в отличие от жидкостей легко изменяют свой объем. Когда мы сжимаем теннисный мячик, то тем самым меняем объем воздуха, наполняющего мяч. Газ, помещенный в закрытый сосуд, занимает весь его целиком. Нельзя газом заполнить половину бутылки так, как это можно сделать жидкостью.
Газы не имеют собственной формы и постоянного объема. Они принимают форму сосуда и полностью заполняют предос тавленный им объем.
Практическая работа № 3
Загадочные следы (Расследование Шерлока Холмса). Давление в твердых телах, жидкостях и газах
Интрига занятия: Как-то раз Шерлок Холмсу пришлось расследовать дело с загадочными следами. Давайте и мы посмотрим, что это за следы. Человек тоже оставляют отпечатки – это тоже следы. Но для начала угадаем, что это за следы, сравнив их с эталоном.
Рис.4. Образцы следов животных
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
Рис.5. Угадайте, чьи это следы?
Почему эти животные смогли оставить следы? (Давление на почву)
Цель работы: Изучить понятие давление на твердое тело, жидкость, газ. Провести увлекательные опыты по формированию представлений о давлении.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Налейте в стакан воду до самого края. Прикройте стакан листком плотной бумаги и, придерживая бумагу ладонью, быстро переверните стакан кверху дном. Теперь уберите ладонь. Вода из стакана не выльется. Давление атмосферного воздуха на бумажку больше давления воды на нее. Вот почему бумажка не отпадает.
Но на всякий случай проделывайте все это над тазом, потому что при незначительном перекосе бумажки и при еще недостаточной опытности на первых порах воду можно и разлить.
Воздух, окружающий нашу Землю, давит на все предметы, находящиеся на ней (и, конечно, на нас с вами), с такой же силой, какую создает килограммовая гиря на один квадратный сантиметр.
Это очень большое давление: выходит, на один квадратный метр поверхности давит сила, которую создает груз в десять тонн. Но мы этого давления совсем и не замечаем, занимаемся своими делами – учимся, работаем, развлекаемся, – совершенно не думая о колоссальном атмосферном давлении, которое испытываем. Все дело в том, что наружное атмосферное давление уравновешено таким же точно давлением, которое существует и внутри нас (впрочем, и внутри всех живых организмов). Вот несколько опытов, основанных на давлении воздуха.
Стакан – «водолазный колокол». «Водолазный колокол» – это большой металлический колпак, который открытой стороной опускают на дно водоема для производства каких-либо работ. После опускания его в воду содержащийся в колпаке воздух сжимается и не пускает воду внутрь этого устройства. Только в самом низу остается немного воды. В таком колоколе люди могут двигаться и выполнять порученную им работу. Большого размера камеры, для более сложных работ, называются кессонами. Воздух для дыхания находящихся там людей подается под большим давлением, чтобы в рабочее пространство не проникала вода. Люди постепенно привыкают к повышенному давлению при входе в кессон, а при выходе, тоже постепенно, привыкают к нормальному атмосферному давлению.
Возьмите стакан и тарелку. В тарелку налейте воду и поставьте в нее перевернутый вверх дном стакан. Воздух в стакане сожмется, и дно тарелки под стаканом будет очень немного залито водой. Перед тем как поставить в тарелку стакан, положите на воду пробку. Она покажет, как мало воды осталось на дне.
15. Опыт с трубкой – сообщающиеся сосуды
Дидактический материал
Контрольные вопросы:
Практическая работа № 4
Загадочные вещества (История приключений Шерлока Холмса).
Жидкости и газы
Интрига занятия: Для раскрытия преступлений Шерлок Холмс часто приходил в свою лабораторию и использовал разные газы и жидкости в опытах.
Цель работы: изучить свойства жидкостей и газов.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Закон Архимеда формулируется следующим образом: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа).
Практическая работа № 5
Зрительные искажения (История приключений Шерлока Холмса). Оптика
Интрига занятия: Несколько раз Шерлок Холмсу пришлось расследовать дело, где он встречался с явлениями, наблюдая которые не сразу можно было дать ответ, т.к. это были иллюзии
Цель работы: с помощью презентации изучить понятие иллюзии. Провести наблюдения иллюзорных объектов и явлений.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Рис.8. Изучение параллельности прямых
Рис.9. Изучение параллельности прямых
Рис.10. Изучение прямости прямых
Рис.11. Изучение прямости прямых
Рис.12. Изучение оптических иллюзий
Рис.13. Изучение оптических иллюзий
Рис.14. Изучение оптических иллюзий
Рис.15. Изучение оптических иллюзий
Рис.16. Изучение оптических иллюзий
Рис.17. Изучение оптических иллюзий
Явление иррадиации состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся более увеличенными против своих настоящих размеров и как бы захватывают часть темного фона. Когда мы рассматриваем светлую поверхность на темном фоне, вследствие несовершенства хрусталика как бы раздвигаются границы этой поверхности, и эта поверхность кажется нам больше своих истинных геометрических размеров. На рисунке за счет яркости цветов белый квадрат кажется значительно большим относительно черного квадрата на белом фоне.
Любопытно отметить, что зная о данном свойстве черного цвета скрадывать размеры, дуэлянты в XIX веке предпочитали стреляться именно в черных костюмах в надежде на то, что противник промахнется при стрельбе.
Рис.18. Изучение иллюзий восприятия размера
Рис.19. Изучение иллюзий восприятия размера
Рис.20. Изучение иллюзий восприятия размера
Рис.21. Изучение иллюзий восприятия размера
Рис.22. Изучение иллюзий кинескопа
Рис.23. Иллюзия перспективы
Рис.24. Иллюзия перспективы
Рис.25. Исследование 3D
Рис.26. Исследование оптических иллюзий в природе
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Оптическая иллюзия (зрительная иллюзия) — ошибка в зрительном восприятии, вызванная неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа (лунная иллюзия, неверная оценка длины отрезков, величины углов или цвета изображённого объекта, иллюзии движения, «иллюзия отсутствия объекта» — баннерная слепота и др.), а также физическими причинами («сплюснутая Луна», «сломанная ложка» в стакане с водой). Причины оптических иллюзий исследуют как при рассмотрении физиологии зрения, так и в рамках изучения психологии зрительного восприятия.
В художественных изображениях намеренное искажение перспективы вызывает особые эффекты, лучше всего известные по работам Мориса Эшера (см., например, его литографии: «Вверх и вниз» (1947), «Выпуклое и вогнутое» (1955), «Бельведер» (1958) и т.д.
Создание оптических иллюзий часто было темой работ Сальвадора Дали (cм., например, его картины «Невольничий рынок с явлением незримого бюста Вольтера» (1938), «Лебеди, отражающиеся в слонах» (1937) и т. д.).
Некоторые оптические иллюзии изучались в рамках гештальтпсихологии (напр.en:Akiyoshi Kitaoka).
Существует эффект зрительного восприятия, когда наблюдатель сознательно или же непроизвольно даёт не соответствующее действительности объяснение наблюдаемой им картине. Он хорошо известен каждому, кто наблюдал бегущие по небу облака, подчас принимающие форму известных зрительных объектов. Такой же эффект может иметь место при наблюдении картины распределения теней трёхмерных объектов при некоторых их ракурсах по отношению к источникам света.
Именно этим объясняются имеющие форму сенсации в средствах массовой информации сообщения о наблюдении на Марсе человеческой головы и т. п.
Вместе с тем объяснение случайно созданного пятна иногда используется психологами для выяснения свойств интеллекта испытуемого, у которого обман зрения вызывается преднамеренно.
Уже около ста лет известно, что когда на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и тёмных областей, свет от ярко освещённых участков как бы перетекает на тёмные участки. Это явление называется оптической иррадиацией.
Одна из таких иллюзий описана в 1995 году профессором Массачусетского технологического института Эдвардом Адельсоном («иллюзия тени Адельсона»). Он обратил внимание, что восприятие цвета существенно зависит от фона и одинаковые цвета на разном фоне воспринимаются нами как разные, даже если находятся близко и видны нами одновременно.
Иллюзии восприятия глубины — неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств. В настоящее время наиболее изученными являются иллюзорные эффекты, наблюдаемые при зрительном восприятии двухмерных контурных изображений. Мозг бессознательно видит рисунки только одновыпуклые (одновогнутые). Восприятие зависит от направления внешнего (реального или подразумеваемого) освещения.
3D эффект (2D изображения кажутся объёмными):
Иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Оказывается, что можно ошибиться на 25 % и больше, если глазомерные оценки не проверить линейкой.
Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения. Это относится к длинам (иллюзия Понцо), площадям, радиусам кривизны. Можно показать также, что сказанное справедливо и в отношении углов, форм и так далее.
Перевёртыш — вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Одной из таких иллюзий является «уткозаяц»: изображение может трактоваться и как изображение утки, и как изображение зайца.
Стереопары, наложенные на периодическую структуру (Бела Юллеш, Венгрия) позволяют наблюдать стереоизображение так же, как и обычную стереопару. Периодическое изображение облегчает «разведение» глаз (как правило, на бесконечность), что после фокусировки глаз на расстояние несколько десятков сантиметров позволяет увидеть стереоизображение.
Метод позволяет частично совмещать изображения стереопары, снимая ограничения на их размер, однако накладывает некоторые ограничения на содержание рисунков и практически рассчитывается с помощью компьютеров.
Известны также под калькированным с английского названием «автостереограммы».
Комната, придуманная Адельбертом Эймсом-мл. в 1946 году, представляет собой пример трёхмерной оптической иллюзии. Комната спроектирована таким образом, что при взгляде спереди кажется обычной, с перпендикулярными стенами и потолком. На самом деле, форма комнаты представляет собой трапецию, где дальняя стена расположена под очень острым углом к одной стене и, соответственно, под тупым углом к другой. Правый угол, таким образом, значительно ближе к наблюдателю, чем левый.
За счёт иллюзии, усиливаемой соответственно искажёнными шахматными клетками на полу и стенах, человек, стоящий в ближнем углу, выглядит великаном по сравнению со стоящим в дальнем. Когда человек переходит из угла в угол, наблюдателю кажется, что он резко растёт или, наоборот, уменьшается.
Эффект усиливается при наклонах, вращениях, приближении/удалении головы
Неподвижное изображение кажется движущимся
При рассматривании одинаковых движущихся мячей, можно увидеть, что они разного размера.
Одно и то же анимационное изображение может изображать вращающийся объект по часовой, против часовой или попеременно (совершать колебательные движения).
Практическая работа № 6
Как великий сыщик раскрыл преступление (История приключений Шерлока Холмса). Волшебная бумага.
Интрига занятия: Много раз Шерлоку Холмсу приходилось расследовать дела с разными видами бумаги: то письмо ему придет, то записку принесет посыльный, или документ найдется со странными знаками. Рассмотрим вопрос как Шерлок Холмс научился отличать разные виды бумаги, используя разные органы чувств, проектировать и изготавливать различные поделки и пособия из бумаги. Также какие опыты мог провести Шерлок Холмс, чтобы понять как используется бумага для демонстрации физических и математических опытов.
Цель работы: отличать разные типы бумаги, освоить приемы использования бумаги при изучении тепловых явлений, в математике, в молекулярной физике, в электростатике, в оптике, в самолето- и вертолетостроении
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
а) б) в)
Рис.27. Шляпа строителя
Рис.28. Лента Мебиуса
(Z) (П)
Рис.29. Лента Мебиуса
Рис.30. «Кувыркалка»
Рис.31. «Планер»
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Бумага (предположительно от итал. bambagia, либо тат. бумуг — хлопок) — волокнистый материал с минеральными добавками в виде листов для письма, рисования, упаковки и прочего, получаемый из целлюлозы: растений, а также вторсырья (тряпья, макулатуры).
Начиная с 1803 года в производстве бумаги используются бумагоделательные машины.
Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена в 105 году н. э. Цай Лунем . Однако в 1957 году в пещере Баоця северной провинции Китая Шаньси обнаружена гробница, где были найдены обрывки листов бумаги. Бумагу исследовали и установили, что она была изготовлена во II веке до нашей эры.
До Цай Луня бумагу в Китае делали из пеньки, а ещё раньше из шёлка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда.
Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Всё это он смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.
После изобретения Цай Луня, процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Стали добавлять для повышения прочности крахмал, клей, естественные красители и т. д.
В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А еще через 150 лет, через военнопленных попадает к арабам.
В VI—VIII веках производство бумаги осуществлялось в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии. В XI—XII веках бумага появилась в Европе, где вскоре заменила животный пергамент. С XV—XVI веков, в связи с введением книгопечатания, производство бумаги быстро растёт. Бумага изготовлялась весьма примитивно — ручным размолом массы деревянными молотками в ступе и вычерпкой её формами с сетчатым дном.
Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение во второй половине XVII века размалывающего аппарата — ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н. Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX веке производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.
105 — изобретение бумаги из хлопка Цай Лунем в Китае.
600 — проникновение бумаги в Корею.
625 — проникновение бумаги в Японию.
751 — Таласская битва — проникновение бумаги на Запад.
около 800 — Визирь халифа Харуна ар-Рашида Джафар ибн Яхья построил в Багдаде первую бумажную мельницу.
1238 — бумажная фабрика в Испании.
около 1770 — английский бумажный фабрикант Дж. Ватман-старший ввёл новую бумажную форму, позволявшую получать листы бумаги без следов сетки.
1799 — патент на изобретение бумагоделательной машины (Луи-Николя Робер).
1803 — установка бумагоделательной машины в Великобритании (Брайен Донкин).
1806 — патент на изобретение копировальной бумаги.
1816 — первые бумагоделательные машины в России (Петергофская бумажная фабрика)
1827 — бумагоделательные машины в США.
1856 — изобретение гофрированного картона.
1857 — технология получения бумаги из древесины.
1884 — начало производства туалетной бумаги в виде рулонов.
Применение
Для письма и печати (книги, журналы, газеты, тетради)
Отделочный материал (обои)
Поделочный материал (оригами, папье-маше, аппликация)
Упаковочный материал (фантики, конвалюты, мешки, коробки)
Чистящий материал (полотенца, салфетки, носовые платки, туалетная бумага)
Волокнистый фильтрующий материал (Фильтровальная бумага)
Изолятор при производстве конденсаторов
Производство гетинакса
Производство денег
Подложка для нанесения химических реактивов (фотобумага, индикаторная бумага, наждачная бумага)
Полиграфия: газетная бумага, офсетная бумага, мелованная бумага, немелованная бумага; Книга, Журнал, Плакат, Газета, и Тетрадь
Отделочные материалы
Обои — полимерный отделочный материал, в том числе и на бумажной основе. Применяется для оклеивания внутренних стен, а иногда и потолков в сухих помещениях. Обычно выпускается в виде рулонов. Бумажные обои были изобретены в 1892 году, и с давних пор традиционно используются в странах Восточной Азии (Китай,Япония). Позже традиция использовать обои в качестве декоративной отделки, попутно закрывая поры и щели в стенах, перекочевала и в страны Европы.
Вини́ловые или моющиеся обои представляют собой настенное покрытие, состоящее из двух слоёв: нижнего (основы, необходимой для приклеивания), обычно изготовленного из флизелина или бумаги и верхнего декорированного тиснением или иллюстрациями, способного противостоять механическим воздействиям и загрязнениям, выполненного из поливинилхлорида. Открыл дорогу коммерческому использованию винила Валдо Л. Симон из компании B. F. Goodrich Company 10 октября 1933 года, запатентовавший методы получения продуктов из поливинилхлорида. А уже в 1947 году компания United Wallpaper (США) представила первые в мире виниловые обои. Отделочные материалы данного класса отличаются особой прочностью, надёжностью и долговечностью. Такие обои стойко переносят регулярную влажную уборку с использованием моющих средств. Обычно для большей устойчивости к грибку в состав виниловых обоев добавляют антигрибковые компоненты, либо предварительно обрабатывают оклеиваемую поверхность специальной грунтовкой. Данный вид обоев на бумажной или флизелиновой основе может быть успешно окрашен (в отличие от бумажных обоев).
Гипсокартон англ. drywall («лист гипсокартонный», «сухая гипсовая штукатурка») — трёхслойный строительный отделочный материал, состоящий из сердечника (слоя затвердевшего гипсового теста с наполнителями) заключённого между двух слоёв строительной бумаги (картона). Гипсокартон изобрёл владелец бумажной фабрики Августин Сакетт в XIX веке в Америке. Поиски новых рынков применения бумаги привели к изобретению «строительной доски», толщиной 15 мм. Это был «пирог» из 10 слоёв бумаги, которые скрепляли тонкую полосу гипса. Августин Сакетт получил патент на этот стройматериал. Однако это был только прототип современного гипсокартона. Вид отделочного материала, который сейчас является принятым стандартом гипсокартона представил и запатентовал американский инженер Кларенс Утсман. Предназначается для устройства обшивок, перегородок, потолков в зданиях с сухим и нормальным влажностным режимом.
Изделия из бумаги
Оригами (яп., дословно: «сложенная бумага») — вид декоративно-прикладного искусства; древнее искусство складывания фигурок из бумаги. Искусство оригами берёт начало в Древнем Китае, где и была изобретена бумага. Первоначально оригами использовалось в религиозных обрядах. Долгое время этот вид искусства был доступен только представителям высших сословий, где признаком хорошего тона было владение техникой складывания из бумаги. Только после второй мировой войны оригами вышло за пределы Востока и попало в Америку и Европу, где сразу обрело своих поклонников. Классическое оригами складывается из одного квадратного, равномерно окрашенного листа бумаги без клея и ножниц. Современные формы декоративно прикладного искусства зачастую пренебрегают этим каноном.
В самой Японии в качестве материала для оригами господствует тип бумаги под названием васи (яп. ), который жёстче обыкновенной бумаги, сделанной из древесной массы и используется во многих традиционных искусствах. Васи обычно делается из волокон коры Edgeworthia papyrifera, но также может производиться избамбука, пеньки, риса и пшеницы. Существует также специальная бумага для оригами, часто называемая «ками» (бумага по-японски), которая продаётся сразу в виде квадратов, чьи размеры по стороне меняются от 2,5 см до 25 см и более. Обычно одна сторона такой бумаги белая, а другая — цветная, но встречаются и двуцветные разновидности и разновидности с орнаментом. Бумага для оригами чуть легче принтерной, что делает её подходящей для широкого класса фигурок. Фольгированная бумага, или как её часто называют «сэндвич», представляет тонкий лист фольги склеенный с тонким листом бумаги, иногда фольга оклеивается бумагой с обеих сторон. Такой материал обладает немаловажным преимуществом — он очень хорошо держит форму и позволяет проработать мелкие детали.
Папье-маше́ (фр. papier mâché, дословно «жёваная бумага») — легко поддающаяся формовке масса, получаемая из смеси волокнистых материалов (бумаги, картона) склеящими веществами, крахмалом, гипсом и так далее. Из папье-маше изготавливают муляжи, маски, учебные пособия, игрушки, театральную бутафорию, шкатулки. Умельцы, обладающие определёнными навыками и опытом работы, способны изготавливать из папье-маше даже мебель и светильники, которые не так-то просто отличить от «настоящих».
Аппликация (способ получения изображения) — вырезание и наклеивание (нашивание) фигурок, узоров или целых картин из кусочков бумаги, ткани, кожи, растительных и прочих материалов на материал-основу (фон). Как правило, материалом-основой служат картон, плотная бумага, дерево. Аппликация связана с познавательной деятельностью и огромное влияние оказывает на развитие умственных и творческих способностей детей.
Упаковочный материал: Бумажная тара
Туалетную бумагу начали выпускать в середине XIX века. В 1857 году Джозефф С. Гайетти из Нью-Йорка первым наладил промышленное производство специально расфасованной бумаги, пропитанной целебным алоэ. В 1884 году туалетная бумаганаконец приняла привычный вид рулона.
До появления туалетной бумаги людьми для подтирания использовались листья, солома, мягкая кора, как более дорогой вариант — мягкая ткань, пропитанная целебным составом. В XX веке основным заменителем туалетной бумаги были старые газеты. Но и сейчас они не потеряли свою популярность.
В то же время туалетная бумага использовалась в Китае, по крайней мере, с VI века. В 589 году китайский ученый-чиновник Ян Житуи (531—591) написал: «Бумагу, на которой есть расценки или комментарии от Пяти Классиков или мудрецов, я не осмеливаюсь использовать в туалетных целях». Арабский путешественник в Китае однажды написал о любопытной китайской традиции, связанной с туалетной бумагой в 851 году нашей эры: «Они [китайцы] неосторожны относительно чистоты, и они не моются водой, когда совершили свои потребности; они только вытирают себя бумагой».
Денежная бумага использующаяся в процессе производства банкнот. Для изготовления денег применяется специальная высокосортная бумага, обладающая высокими техническими и потребительскими свойствами. Она является основой банкноты и в значительной мере определяет её качество. Важнейшим требованием к денежной бумаге является износоустойчивость. Принято считать основным показателем, характеризующим износоустойчивость, сопротивление излому и разрыву, которые нормируются техническими условиями. Особое значение для денежной бумаги имеют водяные знаки, которые являются важной защитой от подделки.
Библьдрук (от нем. Bibel — Библ(ия) + Druck — печать) — специальный сверхлегкий офсетный тип бумаги, используемый при печати объемных словарей, Библии. Удельный вес от 25 до 60 граммов на кв. метр.
Бумага не растворяется в воде, но легко намокает и при намокании многократно теряет прочность. После намокания и последующего высушивания бумажный лист также теряет форму, неравномерно уменьшаясь в размере в месте намокания (коробится).
Для приготовления бумаги нужны растительные вещества, обладающие достаточно длинным волокном, которые, смешиваясь с водой, дадут однородную, пластичную, т. н. бумажную массу. Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить: древесная масса или целлюлоза; целлюлоза однолетних растений (соломы, тростницы, конопли, риса и других); полуцеллюлоза; макулатура; тряпичная полумасса; для специальных видов бумаги: асбест, шерсть и другие текстильные волокна.
Производство бумаги складывается из следующих процессов:
приготовление бумажной массы (размол и смешение компонентов, проклейка, наполнение и окраска бумажной массы);
выработка бумажной массы на бумагоделательной машине (разбавление водой и очистка массы от загрязнений, отлив, прессование и сушка, а также первичная отделка);
окончательная отделка (каландирование, резка);
сортировка и упаковка.
При размоле волокнам придают необходимые толщину и физические свойства. Размол производится в аппаратах периодического и непрерывного действия (роллах, конических и дисковых мельницах, рафинерах и других). Чтобы сделать бумагу пригодной для письма и придать ей гидрофобные свойства, в бумажную массу вводят канифольный клей, парафиновую эмульсию, глинозём и другие способствующие слипанию вещества (так называемая проклейка); для повышения связи между волокнами и увеличения механической прочности и жёсткости добавляют крахмал, животный клей; для увеличения прочности бумаги во влажном состоянии — мочевино- и меламино-формальдегидные смолы. Для повышения белизны, гладкости, мягкости и непрозрачности, а также улучшения печатных свойств бумаги вводят минеральные наполнители (каолин, мел, тальк); для придания цвета и повышения белизны —анилиновые (реже минеральные) красители. Некоторые виды бумаги, например, впитывающие и электроизоляционные, вырабатываются без проклейки и наполнения. Бумага из конопляной массы и рисовая бумага белее бумаги из древесной целлюлозы, поэтому зачастую не требует дополнительного химического отбеливания волокон.
Готовая бумажная масса концентрацией 2,5—3,5 % с помощью насоса подаётся из подготовительного отдела в мешальный бассейн, откуда поступает на бумагоделательную машину. Предварительно масса разбавляется оборотной водой (до концентрации 0,1—0,7 %) и пропускается через очистную аппаратуру (песочницы, вихревые и центробежные очистители и узлоловители).
Наиболее распространена так называемая столовая (с плоской сеткой) бумагоделательная машина. Она состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката. Бумажная масса непрерывным потоком вытекает на движущуюся замкнутую в кольцо сетку машины, где происходит отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна. Дальнейшее обезвоживание и уплотнение полотна производится в прессовой части, образуемой несколькими вальцовыми прессами, между валами которых бумажное полотно транспортируется цельным в течение всего процесса сукном, служащим эластичной прокладкой. Окончательное удаление воды происходит в сушильной части, где полотно бумаги попеременно соприкасается своими поверхностями с обогреваемыми изнутри паром сушильными цилиндрами, расположенными в шахматном порядке в двух ярусах. Поверхность бумаги получается гладкой благодаря тому, что она прижимается к цилиндрам верхними и нижними сукнами. Получаемое полотно бумаги наматывается на рулоны на накате, представляющем собой принудительно вращаемый цилиндр, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой.
Затем бумага может обрабатываться в суперкаландре, представляющем собой вертикальную батарею из 5—8 металлических валов. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине.
Согласно известному эмпирическому закону, обычную бумагу, используемую в большинстве офисов (то есть, обычную писчую бумагу, средней массы и размера), можно сложить пополам не более семи раз.
Не следует путать массу и граммаж бумаги, значение 80 г/м² — это граммаж, масса листа бумаги площадью 1 м² в граммах.
Время распада бумаги 2-3 года.
Виртуальный музей туалетной бумаги - http://nobodys-perfect.com/vtpm/index.html
Практическая работа № 7
Необычный луч (История приключений Шерлока Холмса). Свет
Интрига занятия: Шерлок Холмс боролся с преступным миром, который все воспринимали и воспринимают как темный мир, а тех, кто с ним борется - светлым.
Цель работы: отличать источники света, освоить понятия корпускула и волна. Провести увлекательные опыты по формированию представлений о свете.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра. Исторически появился термин «невидимый свет» — ультрафиолетовый свет, инфракрасный свет, радиоволны. Длины волн видимого света лежат в диапазоне от 380 до 760 нанометров, что соответствует частотам от 790 до 385 терагерц, соответственно.
Раздел физики, в котором изучается свет, носит название оптика.
Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как поток фотонов — частиц, обладающих определённой энергией, импульсом, собственным моментом импульса и нулевой массой.
Свет на границе между средами испытывает преломление и отражение. Распространяясь в среде, свет поглощается веществом и рассеивается. Оптические свойства среды характеризуются показателем преломления, действительная часть которого равна отношению фазовой скорости света в вакууме к фазовой скорости света в данной среде, мнимая часть описывает поглощение света. В изотропных средах, где распространение света не зависит от направления, показатель преломления является скалярной функцией (в общем случае — от времени и координаты); в анизотропных средах он представляется в виде тензора. Зависимость показателя преломления от длины волны света (дисперсия) приводит к тому, что свет разных длин волн распространяется в среде с разной скоростью; благодаря этому возможно разложение немонохроматического света (например, белого) в спектр.
Как любая электромагнитная волна, свет может быть поляризованным. У линейно поляризованного света определена плоскость (т. н. плоскость поляризации), в которой происходят колебания электрического вектора волны. У циркулярно поляризованного света электрический вектор, в зависимости от направления поляризации, вращается по или против часовой стрелки. Неполяризованный свет является смесью световых волн со случайными направлениями поляризации. Поляризованный свет может быть выделен из неполяризованного пропусканием через поляризатор или отражением/прохождением на границе раздела сред при падении на границу под определённым углом, зависящим от показателей преломления сред (угол Брюстера). Некоторые среды могут вращать плоскость поляризации проходящего света, причём угол поворота зависит от концентрации оптически активного вещества; это явление используется, в частности, в поляриметрическом анализе веществ (например, для измерения концентрации сахара в растворе).
Видимый свет — электромагнитное излучение с длинами волн ≈ 380—760 нм (от фиолетового до красного).
Свет создаётся во многих физических процессах, в которых участвуют заряженные частицы. Наиболее важным является тепловое излучение, имеющее непрерывный спектр с максимумом, зависящим от температуры источника. В частности, излучение Солнца близко к тепловому излучению абсолютно чёрного тела, нагретого до примерно 6000 К, причём около 40 % солнечного излучения лежит в видимом диапазоне, а максимум распределения мощности по спектру находится вблизи 550 нм (зелёный цвет).
Другие процессы, являющиеся источниками света:
переходы в электронных оболочках атомов и молекул с одного уровня на другой (эти процессы дают линейчатый спектр и включают в себя как спонтанное излучение — в газоразрядных лампах, светодиодах и т. п. — так и вынужденное излучение в лазерах);
процессы, связанные с ускорением и торможением заряженных частиц (синхротронное излучение, циклотронное излучение, тормозное излучение);
черенковское излучение при движении заряженной частицы со скоростью, превышающей фазовую скорость света в данной среде;
различные виды люминесценции: сонолюминесценция, триболюминесценция, хемилюминесценция (в живых организмах она носит название биолюминесценция), электролюминесценция, катодолюминесценция, флюоресценция и фосфоресценция, сцинтилляция
Лампы дневного света выпускают на разные световые диапазоны, в том числе: лампы белого света (цветовая температура 3500 К), лампы холодного белого света (цветовая температура 4300 К)
Видеть окружающий мир мы можем только потому, что существует свет и человек способен его воспринимать. В свою очередь, восприятие человеком электромагнитного излучения видимого диапазона спектра происходит благодаря тому, что в сетчатке глаза человека располагаются рецепторы, способные реагировать на это излучение.
Сетчатка человеческого глаза имеет два типа светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки обладают высокой чувствительностью к свету и функционируют в условиях низкой освещённости, отвечая тем самым за ночное зрение. Однако, спектральная зависимость чувствительности у всех палочек одинакова, поэтому палочки не могут обеспечить способность различать цвета. Соответственно, изображение, получаемое с их помощью, бывает только чёрно-белым.
Колбочки имеют относительно низкую чувствительность к воздействию света и обусловливают механизм дневного зрения, действующий только при высоких уровнях освещённости. В то же время, в отличие от палочек, в сетчатке глаза человека имеется не один, а три типа колбочек, отличающихся друг от друга расположением максимумов их спектральных распределений чувствительности. Вследствие этого колбочки поставляют информацию не только об интенсивности света, но и о его спектральном составе. Благодаря такой информации у человека и возникают цветовые ощущения.
Спектральный состав света однозначно определяет его цвет, воспринимаемый человеком. Обратное утверждение, однако, неверно: один и тот же цвет может быть получен различными способами. В случае монохроматического света ситуация упрощается: соответствие между длиной волны света и его цветом становится взаимнооднозначным.
Практическая работа № 8
О чем не знал великий сыщик (История приключений Шерлока Холмса). Мир космоса
Интрига занятия: Шерлок Холмс часто изучал только те науки, которые сам считал «полезными для дела». Так он говорил своему другу Доктору Ватсону. Но этим он лишал себя возможности наблюдать интересные явления, в т.ч. и космические явления, об исследованиях которых он не знал.
Цель работы: изучить планеты солнечной системы, ввести понятие телескоп, изучить космическое пространство с помощью спец программы Solaris, сделать Мобили «Солнечная система».
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Юрий Алексеевич Гагарин (9 марта 1934, Клушино, Гжатский район, Западная область — 27 марта 1968, около города Киржач, Владимирская область) — советский лётчик-космонавт, Герой Советского Союза, кавалер высших знаков отличия ряда государств, почётный гражданин многих российских и зарубежных городов.
12 апреля 1961 года Юрий Гагарин стал первым человеком в мировой истории, совершившим полёт в космическое пространство. Ракета-носитель «Восток» с кораблём «Восток», на борту которого находился Гагарин, была запущена с космодрома Байконур. После 108 минут пребывания в космосе, Гагарин успешно приземлился в Саратовской области, неподалёку от города Энгельса. Начиная с 12 апреля 1962 года, день полёта Гагарина в космос был объявлен праздником — Днём космонавтики.
Первый космический полёт вызвал большой интерес во всём мире, а сам Юрий Гагарин превратился в мировую знаменитость. По приглашениям зарубежных правительств и общественных организаций он посетил около 30 стран. Много у первого космонавта было поездок и внутри Советского Союза. В последующие годы Гагарин вёл большую общественно-политическую работу, закончил академию им. Жуковского, работал в ЦПК и готовился к новому полёту в космос.
27 марта 1968 года Юрий Гагарин погиб в авиационной катастрофе вблизи деревни Новосёлово Киржачского районаВладимирской области, выполняя учебный полёт на самолёте МиГ-15УТИ под руководством опытного инструктораВ. С. Серёгина. Точную причину тогда не назвали, все годы было известно лишь то, что самолёт первого космонавта сорвался в штопор и упал.
В связи с гибелью Гагарина в Советском Союзе был объявлен общенациональный траур (впервые в истории СССР в память о человеке, не являвшемся главой государства). В честь первого космонавта Земли были переименованы ряд населённых пунктов (включая его родной город — Гжатск), названы улицы и проспекты. В разных городах мира было установлено множество памятников Гагарину.
Коме́та (от др.-греч. κομήτης, kometēs — волосатый, косматый) — небольшое небесное тело, имеющее туманный вид, обращающееся вокруг Солнца по коническому сечению с весьма растянутой орбитой. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли.
Метеори́т — тело космического происхождения, упавшее на поверхность крупного небесного объекта.
Большинство найденных метеоритов имеют вес от нескольких граммов до нескольких килограммов. Крупнейший из найденных метеоритов — Гоба (вес которого, по подсчетам, составлял около 60 тонн). Полагают, что в сутки на Землю падает 5—6 тонн метеоритов, или 2 тысячи тонн в год.
Практическая работа № 9
Хобби великого сыщика (Расследование Шерлока Холмса). Колебания и волны
Интрига занятия: Шерлок Холмс часто путешествовал по делам по реке на которой он жил: Темзе. Путешествие совершалось на катерах. Однажды в волнах этой реки он гнался за преступниками, которые затопили в ее водах сундук с сокровищами Агры.
Цель работы: изучение механических и электромагнитных колебаний и волновых явлений.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Колеба́ние — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия. Например, при колебаниях маятника повторяются отклонения его в ту и другую сторону от вертикального положения; при колебаниях в электрическом колебательном контуре повторяются величина и направление тока, текущего через катушку.
Колебания почти всегда связаны с попеременным превращением энергии одной формы проявления в другую форму.
Колебания различной физической природы имеют много общих закономерностей и тесно взаимосвязаны c волнами. Поэтому исследованиями этих закономерностей занимается обобщённая теория колебаний и волн. Принципиальное отличие от волн: при колебаниях не происходит переноса энергии, это, так сказать, «местные» преобразования энергии.
Дифракционная решётка — оптический прибор, действие которого основано на использовании явления дифракции света. Представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность. Первое описание явления сделал Джеймс Грегори, который использовал в качестве решётки птичьи перья.
Дифракция волн (цветные полоски на лазерном диске) (лат. diffractus — буквально разломанный, переломанный, огибание препятствия волнами) — явление, которое проявляет себя как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Она представляет собой универсальное волновое явление и характеризуется одними и теми же законами при наблюдении волновых полей разной природы.
Интерференция волн (сложение волн) — взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве. Сопровождается чередованием максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) интенсивности в пространстве. Результат интерференции (интерференционная картина) зависит от разности фаз накладывающихся волн.
Интерферировать могут все волны, однако устойчивая интерференционная картина будет наблюдаться только в том случае, если волны имеют одинаковую частоту и колебания в них не ортогональны. Интерференция может быть стационарной и нестационарной. Стационарную интерференционную картину могут давать только полностью когерентные волны. Например, две сферические волны на поверхности воды, распространяющиеся от двух когерентных точечных источников, при интерференции дадут результирующую волну, фронтом которой будет сфера.
Практическая работа № 10
Загадочные яица (Расследование Шерлока Холмса). Курица или яйцо?
Цель работы: Шерлок Холмс и Доктор Ватсон были обычными людьми, которые тоже завтракали. Одним из любимых блюд по утрам были яица.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Контрольные вопросы:
Дополнительная информация
Пробле́ма ку́рицы и яйца́ (иногда дилемма курицы и яйца) — логический парадокс использования понятий с нечётким объёмом. Парадокс звучит следующим образом: Что было раньше — курица или яйцо? С одной стороны, для появления курицы необходимо яйцо, с другой — для появления яйца нужна курица.
Строение яйца птиц соответствует его назначению — оно содержит всё необходимое для развития нового организма. Питание зародыша обеспечивает желток. Существует два типа желтка — белый и жёлтый, они находятся в яйце чередующимися концентрическими слоями. Желток заключён в вителлиновую мембрану и окружён белком. Содержимое яйца окружено двумя под скорлупковыми оболочками, внутренней и наружной. Снаружи находится скорлупа, состоящая главным образом из карбоната кальция. После откладки яйца на его тупом конце постепенно образуется воздушная камера.
|
1. Скорлупа |
Практическая работа № 11
Война в жизни великого сыщика (История приключений Шерлока Холмса). Как люди воевали
Цель работы: Шерлоку Холмсу приходилось воевать с преступным миром с оружием в руках.
Оснащение работы:
Постоянный реквизит
Расходный реквизит
Перечень опытов
Контрольные вопросы:
Проектная деятельность по интересующим детей темам
Библиографический список
Бородина Ирина Владимировна
Методические указания по проведению учебных занятий для детей дошкольного и школьного возраста на базе Центра Занимательных Наук «Склад Ума»
Подписано в печать
Формат
Усл. печ.л.Уч.изд.л.
Тираж зкз. Заказ
Отпечатано
Рис.6. Давление в жидкостях
Рис.7. Давление на бумагу
А
В
А
В