Учебный проект «физика вокруг нас»

Революция в методах приборостроения

В XX веке рост современной промышленности, внедрение компьютеризации и появление космических исследований стимулировали еще большее развитие физических приборов, особенно электронных устройств. Часто преобразователь, то есть инструмент, который изменяет энергию из одной формы на другую (например, фотоэлемент, термопара или микрофон), используется для преобразования образца измеряемой энергии в электрические импульсы.

Внедрение электронного компьютера в 1950-х годах с его способностью к обработке и хранению информации произвело революцию в методах приборостроения, поскольку позволяло одновременно сравнивать и анализировать большие объемы информации. Системы обратной связи были усовершенствованы, так как данные с этапов мониторинга приборов мгновенно оценивались и использовались для настройки параметров, влияющих на процесс. Системы обратной связи имеют решающее значение для работы автоматизированных процессов.

Первые измерительные инструменты

Самые ранние физические приборы использовались в астрономии и навигации. Например, армиллярная сфера — старейший известный астрономический инструмент. Она представляла собой шар, кольца которого изображали важнейшие круги небесной сферы.

Древние греки модифицировали его для создания астролябии, определяющей время или продолжительность дня и ночи, а также для измерения солнечной и лунной высоты.

Компас — самый ранний инструмент для пеленгации, который не ссылался на звезды, был поразительно успешным среди приборов в XI веке.

Телескоп был изобретен в 1608 г. голландским оптиком Иоганном Липперсгеем и впервые стал широко использоваться Галилеем.

Первой инструментальной системой управления было тепловое реле и термостатическая печь, разработанная голландским изобретателем Корнелиусом Дреббелем (1572-1634), в которой термометр контролировал температуру печи системой стержней и рычагов.

Устройства для измерения и регулирования давления пара внутри котла появились примерно в одно и то же время. В 1788 году шотландец Джеймс Уотт изобрел центробежный регулятор для поддержания заданной скорости парового двигателя.

Подписи к слайдам:

Слайд 1

Работу выполнил обучающийся 9 класса Жантлиев Руслан. Руководитель: учитель физики Ушакова Валентина Александровна 2016-2017 учебный год Итоговый индивидуальный проект в рамках ГИА при получении основного общего образования Тема. Физический прибор своими руками

Слайд 2

Сделать прибор по физике для демонстрации физических явлений своими руками. Объяснить принцип действия данного прибора. Продемонстрировать работу данного прибора. Цель:

Слайд 3

Сделать прибор, вызывающий большой интерес у обучающихся. Сделать прибор, отсутствующий в лаборатории. сделать прибор, вызывающий затруднение в понимании теоретического материала по физике. Задачи:

Слайд 4

Интерес учащихся на уроке с физическим опытом

Слайд 5

Сделанный прибор по физике для демонстрации физических явлений своими руками применить на уроке. При отсутствии данного прибора в физической лаборатории, данный прибор сможет заменить недостающую установку при демонстрации и объяснении темы. ГИПОТЕЗА:

Слайд 6

. Понадобится: скотч, пара булавок, магнит, батарейка и кусок медной проволоки.

Слайд 7

Я взял медную проволоку и намотал 6-8 витков вокруг батарейки. Сборка:

Слайд 8

Концы проволоки закрепил на противоположных краях получившегося ротора, они будут являться осью. Их завязал узлом. Оба конца проволоки очистил от лаковой изоляции ножом.

Слайд 9

Затем взял батарейку, скотч и булавки, прикрепил булавки скотчем в контактам батарейки, в ушки булавок вставил приготовленный медный ротор

Слайд 10

В этот момент контур нашего ротора замыкает контакты батарейки, держать эту конструкцию в «спокойном» положении долго не рекомендуется! Электролит батарейки может сильно нагреваться. Теперь под ротор на батарейку положил магнит. Ротор начнет быстро вращаться.

Слайд 11

Научное объяснение При прохождении электрического тока от батарейки по виткам катушки, катушка приобретает магнитное поле. Магнитное поле катушки взаимодействует с постоянным магнитом. Т.е. у катушки с током появляются, как и у постоянного магнита два полюса (южный и северный). Одноименные полюса (северный и северный; южный и южный) катушки и магнита отталкиваются. После отталкивания полюсов, катушка поворачивается дальше по инерции и снова оказывается одноименным полюсом к магниту, и вновь отталкивается, закручиваясь все больше и больше. Так продолжается до тех пор, пока течет ток по катушке. Для того чтобы запустить процесс нужно слегка подтолкнуть катушку. Для того, чтобы катушка не примагничивалась при повороте разноименными полюсами, мы зачищали контакты не со всех сторон. Когда катушка поворачивается разноименным полюсом к магниту, незачищенная сторона размыкает цепь, и катушка на это мгновение перестает примагничиваться, позволяя себе провернуться дальше не затормаживая

Слайд 12

Почему я выбрал именно этот прибор? Потому, что когда я увидел эту конструкцию я удивился и мне захотелось выступить с ней на защите проекта.

Слайд 13

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне. А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка. Заключение:

Школьный кабинет физики

В соответствии с развитием школьной программы и повышением требований знаний от учащихся школьных заведений растут и требования к оснащению кабинетов специальным оборудованием, которое позволит учебному процессу проходить на высоком уровне и будет способно заинтересовать учеников.

Оснастить физический кабинет в нынешнее время довольно сложно, так как оборудование имеет высокую стоимость, и найти некоторые необходимые аппараты или измерительные приборы довольно трудно.

В соответствии с учебными требованиями необходим очень большой перечень оборудования. Наличие такой аппаратуры в кабинете физики позволит сделать сам урок одним из излюбленных занятий в школе среди всего спектра изучаемых наук, дав возможность увлечься процессом обучения.

Подписи к слайдам:

Слайд 1

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение « Ярцевская средняя школа №1» Ярцевского района Смоленской области Физические приборы вокруг нас Выполнил: Шумилин Егор обучающийся 7 «В» класса Преподаватель: Девятова Зоя Васильевна Ярцево,2019

Слайд 2

Содержание 1.Введение(3 слайд) 2.Что такое физические приборы?(4 слайд) 3.Простые физические приборы(5-6 слайд) 4Увеличетельные приборы(7слайд) 5.Приборы измеряющие массу(8 слайд) 6.Описание ареометра(9 слайд) 7.Описание дальномера(10 слайд) 8. Ссылки на информацию(12слайд)

Слайд 3

Введение Я выбрал эту тему потому что мне стало интересно какие физические приборы существуют как они работают. После того как я выбрал тему я начал искать в интернете и в других источниках информацию про физические приборы. И для начала я узнал, что такое физические приборы.

Слайд 4

Что такое физические приборы? Физические приборы – это специальные устройства, которые предназначены для измерения физических величин и проведения опытов. Мы знакомы только с самыми простыми приборами такими как линейка, рулетка, градусник и др. Но вы когда ни будь слышали о таких приборах как пиргелиометр и реометр?(Подумайте).Дальше я рассмотрел несколько видов физических приборов которые мы часто видим в повседневной жизни.

Слайд 5

Простые физические приборы. Секундомер Динамометр Градусник Рулетка

Слайд 6

Линейка Мензурка Ареометр

Слайд 7

Увеличительные приборы. Т елескоп Микроскоп Лупа Б инокль

Слайд 8

Приборы измеряющие массу. Существуют множество видов весов: 1.Лабороторные весы 2. Механические весы 3. Электромеханические весы 4. Промышленные весы 5. Крановые весы 6. Автомобильные весы 8. Электронные весы 9. Бытовые приборы

Слайд 9

Описание ареометра Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей и твёрдых тел, е го принцип работы основан на законе Архимеда. Данное свойство позволило найти широкое распространение прибора в различных сферах жизнедеятельности человека. Так, например, автолюбители при помощи ареометра могут проверять плотность электролита и тосола. В быту данный прибор может измерять жирность молока, соленость раствора, концентрацию сахара. Различаются данные приборы лишь весом грузика и шкалой.

Слайд 10

Описание дальномера Дальномер — это измерительное устройство, служащее для точного определения расстояния от наблюдателя до объекта измерения. Дальномеры по типу действия делятся на пассивные и активные. Различаются следующие виды дальномера: 1.Для охоты 2.Геодезический 3.Лазерный 4.Световой 5.Звуковой 6 .Военный 7.Строительный

Слайд 11

Ссылки на информацию http :// excellentgear.ru/img/products/55713-linejka-derevjannaja-sponsor-15-sm-so-shtrih-kodom.jpg http:// astronom.kz/wp-content/uploads/2016/05/NexStar_130_SLT.jpg https:// teleporto.ru/images/detailed/7538/norm14336497995573c287a742b.jpg?t=1433649799 http:// samogonnye-apparaty72.ru/uploads/images/items/big_703.jpeg https:// a.d-cd.net/d3e9c02s-960.jpg https:// ttlip.ru/images/products/5a9d7537cf7e361c8823b2c6/ed-3h.jpg http:// pick.market-for.ru/img/products/93294-ruletka-lux-profi-karmannaja-8-m-ot-lux-tools.jpg

Приборы окружающие нас в повседневной жизни

Физические приборы, как и говорилось ранее, окружают нас и в повседневной жизни. Примером тому служили часы, необходимые для измерения времени, однако перечень ими не ограничивается. Человек очень часто сталкивается с приборами в быту. Обычная линейка, секундомер и калькулятор – замечательные тому примеры.

Они имеют различных «родственников». Так, например, линейка позволяет измерять величину расстояния. Однако для измерений такого типа используются и другие приборы. Рулетка, калибр (инструмент), штангенциркуль и многие другие также необходимы и без них не обойтись некоторым профессиям. Мы используем оборудование для физических измерений в быту, на отдыхе и на работе, мы можем этого даже не замечать или не придавать этому значения, однако это так.

Виды физических приборов

Физические приборы имеют огромный спектр – выбирай любой, в соответствии с потребностями. Физические приборы вокруг нас — они используются и в повседневной жизни. Даже привычные всем часы являются отличным тому примером. Они позволяют нам измерять время и строить планы на расход собственных часов как ресурса.

Чтобы совершить измерение какой-либо величины или значения, необходимо просто взять нужное оборудование и знать особенности работы с ним. Нужно измерить силу тока? Возьмите амперметр, и он прекрасно справится с этой задачей. В случае возникновения потребности измерить силу достаточно взять динамометр и ознакомиться с принципами его работы. Хотите измерить температуру? Для этого нужно иметь термометр или градусник, и проблема решена. Разнообразие физических приборов довольно велико и может удовлетворить потребности любого характера.

Примеры современных физических приборов

Приборы используются для измерения физических свойств веществ, таких как его мутность или количество твердых частиц в растворе. Очистка воды и процессы нефтепереработки контролируются турбидиметром, который измеряет, насколько свет одной конкретной длины волны поглощается раствором. Плотность жидкого вещества определяется ареометром, определяющим плавучесть объекта с известным объемом, погруженным в измеряемую жидкость. Скорость потока вещества измеряется турбинным расходомером, в котором вычисляются обороты свободно вращающейся турбины, погруженной в жидкость, а вязкость жидкости измеряется рядом методов, в том числе насколько она гасит колебания стального лезвия.

Физические приборы также включают устройства для передачи сигналов на большие расстояния. Все измерительные системы (даже высокоавтоматизированные) включают в себя некоторый способ отображения сигнала наблюдателю. Системы визуального отображения могут содержать калиброванную диаграмму и указатель, встроенный дисплей на электронно-лучевой трубке или цифровую индикацию.

Электроэнергия и физические приборы

Развитие измерительных приборов движется быстрыми темпами во время промышленной революции XVIII и XIX веков особенно в области измерения электричества. Производственные процессы того времени потребовали физических приборов, способных достигать новых стандартов линейной точности. Частично это удавалось при помощи микрометра, специальные модели которого достигали точности 0,000025 мм (0,000001 дюйма).

Промышленное применение электроэнергии требовало инструментов для измерения тока, напряжения и сопротивления. Аналитические методы с использованием таких инструментов, как микроскоп, становились более важными. Например, спектроскоп анализирует по длине волны световое излучение ламп накаливания. Он стал использоваться еще и для определения состава химических веществ и звезд.

Шкала физических измерений и её виды

Приборы, измеряющие физические величины, имеют свой набор шкал. Существует даже такая наука как метрология. Она изучает средства и методики измерений, дает возможность сосуществовать разным видам измерений и решает многие задачи научного и практического плана.

Существует несколько видов шкал (они имеют различные качества, которые делают их уникальными):

1. Шкала для наименований, которую также можно называть шкалой для классификаций. Ее числа играют роль ярлыков и используются для обнаружения различных объектов.
2. Интервальная шкала. Она имеет в своем распоряжении наличие определенного числа интервалов и позволяет измерять различия в величине каких-либо явлений и объектов.
3. Шкала для измерения порядка (ранга), предлагающая упорядочить соотношение между объектами, в соответствии с их физическими свойствами.
4. Шкала для измерения отношений – аналогична по действию шкале интервалов, но имеет точку нуля и бесконечность значения. Это позволяет выяснить, во сколько раз величина первая больше или меньше второй, используя при этом формулу: А1/А2 = k.
5. Абсолютная шкала. Она позволяет измерять значение абсолютных величин.

Шкалы физических приборов строятся и базируются именно на этих видах знаковых систем. Конечно, многие из них часто имеют свои мерки измерения, то есть каждое деление шкалы может иметь свое значение, которое указывается, как правило, на самом приборе или в инструкции к его использованию.

Особенности названия приборов

Физические приборы, названия которых, как правило, соответствуют их функциональному назначению, не так сложны для понимания. Тот же амперметр зовется так из-за того, что определяет силу тока в амперах – специальных измерительных единицах. Вольтметр измеряет силу напряжения в вольтах, динамометр измеряет силу, и в слове этом слог «динамо» с греческого языка переводится именно как «сила».

Штангенциркуль, ртутный термометр, барометр, вольтметр, гигрометр психометрический, амперметр и динамометр – это всё физические измерительные приборы, которые должны находиться в школьном кабинете во время занятий, связанных с измерением определенных величин. Однако не стоит забывать, что оборудование кабинета физики не заканчивается на измерительном оборудовании, помимо него в классе или аудитории должны быть предметы, позволяющие создавать и вызывать явления, которые необходимо измерить. Это могут быть проводники, индукционные катушки, линзы, аккумуляторы и многое, многое другое.

Значение физических приборов и выводы

Значение физического оборудования нельзя недооценивать. Оно играет огромную роль в любом физическом кабинете, а также в повседневной жизни. Во время занятий такие приборы позволят скрасить время при проведении практических заданий, опытов, позволят преподнести информацию учащемуся в более увлекательном и понятном свете. Хорошо проведенный, интересный урок будет, конечно же, более продуктивным, нежели десяток тех, которые не смогли заинтересовать ученика в конкретной теме. Если же говорить о значении физических приборов в повседневной жизни, то именно такие виды предметов позволяют человеку создавать множество условий для оптимизации и стабилизации своего положения в природе.