المنزل ، التصميم ، التجديد ، الديكور.  الفناء والحديقة.  بأيديكم

المنزل ، التصميم ، التجديد ، الديكور. الفناء والحديقة. بأيديكم

تجارب مسلية في الفيزياء. بصريات

يا رفاق ، نضع روحنا في الموقع. شكرا لك على
أن تكتشف هذا الجمال. شكرا للإلهام والقشعريرة.
انضم إلينا على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوكو في تواصل مع

هناك تجارب بسيطة للغاية يتذكرها الأطفال طوال حياتهم. قد لا يفهم الرجال تمامًا سبب حدوث كل هذا ، ولكن عندما يمر الوقت ووجدوا أنفسهم في درس في الفيزياء أو الكيمياء ، سيظهر بالتأكيد مثال توضيحي تمامًا في ذاكرتهم.

موقعجمعت 7 تجارب شيقة سيتذكرها الأطفال. كل ما تحتاجه لهذه التجارب في متناول يدك.

الكرة المقاومة للحرارة

سوف تستغرق: 2 كرات ، شمعة ، أعواد ثقاب ، ماء.

خبرة: انفخ البالون وثبته فوق شمعة مضاءة لتوضح للأطفال أن البالون سينفجر من النار. ثم صب ماء الصنبور العادي في الكرة الثانية ، واربطها وأعدها إلى الشمعة. اتضح أنه مع الماء ، يمكن للكرة بسهولة تحمل لهب الشمعة.

تفسير: يمتص الماء الموجود في الكرة الحرارة الناتجة عن الشمعة. لذلك ، فإن الكرة نفسها لن تحترق ، وبالتالي لن تنفجر.

اقلام رصاص

سوف تحتاج:كيس من البلاستيك وأقلام الرصاص والماء.

خبرة:صب نصف الماء في كيس بلاستيكي. باستخدام قلم رصاص ، نثقب الكيس في المكان الذي يمتلئ فيه بالماء.

تفسير:إذا اخترقت كيسًا بلاستيكيًا ثم صببت الماء فيه ، فسوف يتدفق من خلال الثقوب. ولكن إذا قمت بملء الكيس أولاً بالمياه في منتصف الطريق ثم اخترقته بجسم حاد بحيث يظل الجسم عالقًا في الكيس ، فلن يتدفق الماء من خلال هذه الثقوب. هذا يرجع إلى حقيقة أنه عندما ينكسر البولي إيثيلين ، تنجذب جزيئاته إلى بعضها البعض. في حالتنا ، يتم شد البولي إيثيلين حول أقلام الرصاص.

كرة غير قابلة للكسر

سوف تحتاج:بالون وسيخ خشبي وبعض سائل غسيل الصحون.

خبرة:قم بتشحيم الجزء العلوي والسفلي بالمنتج وثقب الكرة بدءًا من الأسفل.

تفسير:سر هذه الحيلة بسيط. من أجل الحفاظ على الكرة ، تحتاج إلى اختراقها في النقاط الأقل توترًا ، والتي تقع في أسفل الكرة وأعلىها.

قرنبيط

سوف تستغرق: 4 أكواب من الماء ، مُلوِّن غذائي ، أوراق كرنب أو أزهار بيضاء.

خبرة: أضف ملوّنًا غذائيًا من أي لون إلى كل كوب وضع ورقة أو زهرة في الماء. اتركهم بين عشية وضحاها. في الصباح سترى أنها ملونة بشكل مختلف.

تفسير: تمتص النباتات الماء وبالتالي تغذي أزهارها وأوراقها. ويرجع ذلك إلى التأثير الشعري ، حيث تميل المياه نفسها إلى ملء الأنابيب الرقيقة داخل النباتات. هذه هي الطريقة التي تأكل بها الزهور والعشب والأشجار الكبيرة. مص في المياه الملونة ، فإنها تغير لونها.

بيضة عائمة

سوف تستغرق: 2 بيضة ، 2 كوب ماء ، ملح.

خبرة: ضعي البيضة برفق في كوب من الماء النظيف. كما هو متوقع ، ستغرق في القاع (إذا لم يكن الأمر كذلك ، فقد تكون البيضة فاسدة ولا يجب إعادتها إلى الثلاجة). صب الماء الدافئ في الكوب الثاني وحرك 4-5 ملاعق كبيرة من الملح فيه. من أجل نقاء التجربة ، يمكنك الانتظار حتى يبرد الماء. ثم اغمس البيضة الثانية في الماء. سوف تطفو بالقرب من السطح.

تفسير: الأمر كله يتعلق بالكثافة. متوسط ​​كثافة البيضة أعلى بكثير من كثافة الماء العادي ، لذلك تغرق البيضة لأسفل. وتكون كثافة المحلول الملحي أعلى ، وبالتالي ترتفع البيضة.

مصاصات كريستال


قلم رصاص مكسور

تجربة السهم

هذا لن يفاجئ الأطفال فحسب ، بل سيفاجئ الكبار أيضًا!

مع الأطفال ، لا يزال بإمكانك إجراء تجربتين من تجارب Piaget. على سبيل المثال ، خذ نفس الكمية من الماء وصبها في أكواب مختلفة (على سبيل المثال ، واسعة ومنخفضة ، والثانية - ضيقة وعالية.) ثم اسأل في أي ماء أكثر؟
يمكنك أيضًا وضع نفس العدد من العملات (أو الأزرار) في صفين (أحدهما أسفل الآخر). اسأل عما إذا كان الرقم هو نفسه في صفين. بعد ذلك ، قم بإزالة عملة واحدة من صف واحد ، وحرك الباقي بعيدًا بحيث يكون طول هذا الصف هو نفس طول الصف العلوي. واسأل مرة أخرى عما إذا كان هو نفسه الآن ، وما إلى ذلك. جربها - ستفاجئك الإجابات بالتأكيد!

وهم Ebbinghaus (Ebbinghaus) أو دوائر Titchener's- الوهم البصري لإدراك الأحجام النسبية. وأشهر نسخة من هذا الوهم أن دائرتين متماثلتين في الحجم موضوعتان جنبًا إلى جنب ، مع دوائر كبيرة حول إحداهما ، والأخرى محاطة بدوائر صغيرة ؛ يبدو أن الدائرة الأولى أصغر من الثانية.

الدائرتان البرتقاليتان لهما نفس الحجم تمامًا ؛ ومع ذلك ، يبدو أن الدائرة اليسرى أصغر

وهم مولر لاير

الوهم هو أن المقطع المحاط بـ "النقاط" يبدو أقصر من المقطع المحاط بأسهم "الذيل". تم وصف هذا الوهم لأول مرة من قبل الطبيب النفسي الألماني فرانز مولر لاير في عام 1889

وإلا ، على سبيل المثال ، الوهم البصري - أولاً ترى الأسود ، ثم الأبيض

المزيد من الأوهام البصرية

وأخيرًا ، لعبة الوهم - Thaumatrope.

عندما تقوم بتدوير قطعة صغيرة من الورق بسرعة مع تصميمين مطبقين على جوانب مختلفة ، يُنظر إليهما على أنهما واحد. يمكنك صنع مثل هذه اللعبة بنفسك عن طريق رسم أو لصق الصور المقابلة (العديد من الثوماتروب الشائعة - أزهار وإناء وطائر وقفص وخنفساء وبنك) على ورق سميك بدرجة كافية وإرفاق الحبال على الجانبين لللف. أو حتى أسهل - اربطها بعصا مثل المصاصة وقم بتدويرها بسرعة بين راحتي يديك.

وبضع صور أخرى. ماذا ترى عليهم؟

بالمناسبة ، في متجرنا يمكنك شراء مجموعات جاهزة للتجارب في مجال الأوهام البصرية!

كيفية وضع مرآة مسطحة على مستطيل مرسوم للحصول على صورة: مثلث ، رباعي الزوايا ، خماسي. ادوات:مرآة مستوية ، ورقة عليها مربع مرسوم عليها. إجابه

كسر الفيلم

قال شيرلوك هولمز سريعًا وهو يصافح يد صديقه ، واتسون ، لدي مهمة صغيرة لك. - تذكر مقتل الصائغ ، فالشرطة تقول أن سائق السيارة كان يقودها بسرعة منخفضة للغاية ، والصائغ نفسه ألقى بنفسه تحت عجلات السيارة ، لذلك لم يكن لدى السائق وقت للفرملة. لكن يبدو لي أن كل شيء كان خطأ ، كانت السيارة تسير بسرعة عالية والقتل اسممن الصعب تحديد الحقيقة الآن ، لكن أصبح معروفاً لي أن هذه الحلقة تم تصويرها بطريق الخطأ في الفيلم ، حيث كان يتم تصوير الفيلم في ذلك الوقت. لذا أطلب منك يا واتسون الحصول على هذه الحلقة ، حرفياً على بعد أمتار قليلة من الفيلم.

لكن ماذا ستعطيك؟ - سأل واتسون.

لا أعرف بعد ، "كان الجواب.

بعد فترة ، جلس الأصدقاء في صالة السينما وشاهدوا حلقة صغيرة بناءً على طلب شيرلوك هولمز.

كانت السيارة قد قطعت بالفعل مسافة ما ، وكان الصائغ ملقى على الطريق بلا حراك تقريبًا. يمر راكب دراجة على دراجة سباق رياضية بجانب الصائغ الكاذب.

لاحظ ، واطسون ، راكب دراجة له ​​نفس سرعة السيارة. لا تتغير المسافة بين الدراج والسيارة خلال الحلقة بأكملها.

وماذا يتبع هذا؟ - تساءل واتسون.

انتظر لحظة ، لنشاهد الحلقة مرة أخرى ، - همس هولمز بهدوء.

تكررت الحلقة. كان شرلوك هولمز مدروسًا.

واتسون ، هل لاحظت الدراج؟ سأل المحقق مرة أخرى.

نعم ، كانت سرعاتهم هي نفسها ، - أكد الدكتور واتسون.

هل انتبهت إلى عجلات الدراج؟ استفسر هولمز.

قال الطبيب إن العجلات ، مثل العجلات ، تتكون من ثلاثة أعمدة تقع بزاوية 120 درجة - دراجة سباق عادية.

لكن كيف تحسبون عدد البرامق؟ - سأل المحقق الشهير.

بكل بساطة ، عند النظر إلى الحلقة ، كان لدي انطباع بأن ... الدراج لا يزال قائما ، لأن العجلات لا تدور.

قال شيرلوك هولمز ، لكن الدراج كان يتحرك.

تم تحريكه ، لكن العجلات لم تدور ، - أكد واتسون.

ضوء روسي

في عام 1876 في لندن في معرض الآلات المادية الدقيقةتخلص من المخترع الروسي بافيل نيكولايفيتش الأول بلوشكوف أظهر للزوار استثنائية كهرباء شمعة. مشابه في الشكل للحمض الدهني المعتاد ،إيه تلك الشمعة مشتعلة بضوء ساطع.في نفس العام ظهرت "شموع يابلوشكوف" في شوارع باريس. وضعت في كرات بيضاء غير لامعة ، أعطت متعة مشرقةخفيفة.الخامسلوقت قصير شمعة رائعة للمخترعين الروسقاتل الاعتراف العالمي. أضاءت "شموع يابلوشكوف" أفضل الفنادق والشوارع والمتنزهات لأكبر مدن أوروبا ، تعودوا على ضوء الشموع الخافت ولاما الكيروسين أعجب الناس في القرن الماضي بـ "شموع يابلوشكوف". جديد كان يسمى الضوء "الضوء الروسي" ، "النور الشمالي". صحف لـكتبت دول أوروبا الغربية: "يأتي إلينا النور من الشمال - من روسيا "،" روسيا - وطن النور ".

مقدمة

1- المراجعة الأدبية

1.1 تاريخ تطور البصريات الهندسية

1.2 المفاهيم الأساسية وقوانين البصريات الهندسية

1.3 عناصر المنشور والمواد البصرية

2. الجزء التجريبي

2.1 المواد والتقنية التجريبية

2.2. نتائج تجريبية

2.2.1. تجارب توضيحية باستخدام منشور زجاجي بزاوية انكسار 90 درجة

2.2.2. تجارب توضيحية باستخدام منشور زجاجي مملوء بالماء بزاوية انكسار 90 درجة

2.2.3. تجارب توضيحية باستخدام منشور زجاجي مجوف ومملوء بالهواء بزاوية انكسار 74 درجة

2.3 مناقشة النتائج التجريبية

قائمة الأدب المستخدم

مقدمة

يتوافق الدور الحاسم للتجربة في دراسة الفيزياء في المدرسة مع المبدأ الرئيسي للعلوم الطبيعية ، وفقًا للتجربة التي تكون أساس إدراك الظواهر. تساهم التجارب التوضيحية في إنشاء مفاهيم فيزيائية. من بين التجارب الإيضاحية ، تشغل التجارب في البصريات الهندسية أحد أهم الأماكن ، مما يجعل من الممكن إظهار الطبيعة الفيزيائية للضوء بوضوح وإظهار القوانين الأساسية لانتشار الضوء.

في هذا العمل ، تم بحث مشكلة إجراء تجارب في البصريات الهندسية باستخدام المنشور في المدرسة الثانوية. تم اختيار التجارب الأكثر توضيحًا وإثارة للاهتمام في مجال البصريات باستخدام المعدات التي يمكن شراؤها من قبل أي مدرسة أو صنعها بشكل مستقل.

مراجعة الأدبيات

1.1 تاريخ تطور البصريات الهندسية.

تنتمي البصريات إلى هذه العلوم ، التي نشأت أفكارها الأولية في العصور القديمة. طوال تاريخها الممتد لقرون ، شهدت تطورًا مستمرًا ، وهي في الوقت الحاضر واحدة من العلوم الفيزيائية الأساسية ، تثري نفسها باكتشافات المزيد والمزيد من الظواهر والقوانين الجديدة.

إن أهم مشكلة في البصريات هي مسألة طبيعة الضوء. ظهرت الأفكار الأولى حول طبيعة الضوء في العصور القديمة. حاول المفكرون القدماء فهم جوهر ظاهرة الضوء بناءً على الأحاسيس البصرية. اعتقد الهندوس القدماء أن العين كانت "ذات طبيعة نارية". اعتقد الفيلسوف وعالم الرياضيات اليوناني فيثاغورس (582-500 قبل الميلاد) ومدرسته أن الأحاسيس البصرية تنشأ من حقيقة أن "الأبخرة الساخنة" تنبعث من العين إلى الأشياء. في تطورها الإضافي ، اتخذت هذه الآراء شكلاً أكثر وضوحًا في شكل نظرية الأشعة المرئية ، والتي طورها إقليدس (300 قبل الميلاد). وفقًا لهذه النظرية ، فإن الرؤية ترجع إلى حقيقة أن "الأشعة البصرية" تنبعث من العين ، والتي تشعر بأطرافها من الجسم وتخلق أحاسيس بصرية. إقليدس هو مؤسس عقيدة الانتشار المستقيم للضوء. بتطبيق الرياضيات على دراسة الضوء ، أنشأ قوانين انعكاس الضوء من المرايا. وتجدر الإشارة إلى أنه لبناء نظرية هندسية لانعكاس الضوء من المرايا ، فإن طبيعة أصل الضوء لا تهم ، ولكن فقط خاصية انتشاره المستقيم مهمة. الأنماط التي وجدها إقليدس محفوظة في البصريات الهندسية الحديثة. كان انكسار الضوء مألوفًا أيضًا لإقليدس. في وقت لاحق ، طور بطليموس (70-147 م) وجهات نظر مماثلة. لقد أولىوا اهتماما كبيرا لدراسة ظاهرة انكسار الضوء. على وجه الخصوص ، أجرى بطليموس العديد من قياسات زوايا الوقوع والانكسار ، لكنه فشل في وضع قانون الانكسار. لاحظ بطليموس أن موقع النجوم في السماء يتغير بسبب انكسار الضوء في الغلاف الجوي.

بالإضافة إلى إقليدس ، عرف علماء قدماء آخرون تأثير المرايا المقعرة. يعود الفضل إلى أرخميدس (287-212 قبل الميلاد) في حرق أسطول العدو باستخدام نظام من المرايا المقعرة ، والذي استخدمه لجمع أشعة الشمس وتوجيهها إلى السفن الرومانية. قام إيمبيدوكليس (492-432 قبل الميلاد) بخطوة معينة إلى الأمام ، حيث اعتقد أن التدفقات الخارجة تتجه من أجسام مضيئة إلى العينين ، وأن التدفقات الخارجة تنبع من العينين نحو الأجسام. عندما تلتقي هذه التدفقات الخارجة ، تظهر الأحاسيس البصرية. يرفض الفيلسوف اليوناني الشهير ، مؤسس النظرية الذرية ، ديموقريطس (460-370 قبل الميلاد) مفهوم الأشعة البصرية تمامًا. وفقا لوجهات نظر ديموقريطوس ، فإن الرؤية ترجع إلى سقوط ذرات صغيرة منبثقة من الأجسام على سطح العين. التزم أبيقور (341-270 قبل الميلاد) فيما بعد بآراء مماثلة. الفيلسوف اليوناني الشهير أرسطو (384-322 قبل الميلاد) ، الذي اعتقد أن سبب الأحاسيس البصرية يكمن خارج العين البشرية ، كان أيضًا معارضًا حاسمًا لـ "نظرية الأشعة البصرية". حاول أرسطو شرح الألوان كنتيجة لمزيج الضوء والظلام.

وتجدر الإشارة إلى أن آراء المفكرين القدماء كانت تستند أساسًا إلى أبسط ملاحظات الظواهر الطبيعية. لم يكن للفيزياء القديمة الأساس اللازم في شكل بحث تجريبي. لذلك ، فإن تعليم القدماء حول طبيعة الضوء هو تخميني. ومع ذلك ، على الرغم من أن هذه الآراء في معظمها مجرد تخمينات بارعة ، إلا أنها بالتأكيد كان لها تأثير كبير على التطوير الإضافي للبصريات.

طور الفيزيائي العربي الغزن (1038) عدة مشاكل في علم البصريات في بحثه. درس العين وانكسار الضوء وانعكاس الضوء في المرايا المقعرة. عند دراسة انكسار الضوء ، أثبت الغازي ، على عكس بطليموس ، أن زوايا الوقوع والانكسار غير متناسبة ، وهو ما كان دافعًا لمزيد من البحث لإيجاد قانون الانكسار. يعرف الغزن القوة المكبرة لشرائح الزجاج الكروية. فيما يتعلق بمسألة طبيعة الضوء ، يتخذ ابن الهيثم المواقف الصحيحة رافضًا نظرية الأشعة البصرية. ينطلق الغزن من فكرة أن الأشعة تنبعث من كل نقطة من جسم مضيء ، والتي تصل إلى العين وتسبب الأحاسيس البصرية. يعتقد ابن الهيثم أن للضوء سرعة انتشار محدودة ، والتي تمثل في حد ذاتها خطوة كبيرة في فهم طبيعة الضوء. أعطى ابن الهيثم التفسير الصحيح لحقيقة أن الشمس والقمر يظهران في الأفق أكبر من ذروتهما ؛ أرجع ذلك إلى خداع الحواس.

عصر النهضة. في مجال العلوم ، تفوز الطريقة التجريبية لدراسة الطبيعة تدريجياً. خلال هذه الفترة ، تم إجراء عدد من الاختراعات والاكتشافات البارزة في مجال البصريات. يُنسب إلى فرانسيس مافروليك (1494-1575) شرحًا دقيقًا للنظارات. وجد مافروليك أيضًا أن العدسات المقعرة لا تجمع الأشعة ولكنها تبعثرها. وجد أن العدسة هي أهم جزء من العين ، وتوصل إلى استنتاج حول أسباب قصر النظر وقصر النظر نتيجة الانكسار غير الطبيعي للضوء بواسطة العدسة. بعد ذلك ، يجب أن نذكر الميناء الإيطالي (1538-1615) ، الذي اخترع في 1589 الكاميرا المظلمة - النموذج الأولي للكاميرا المستقبلية. بعد بضع سنوات ، تم اختراع الأدوات البصرية الرئيسية - المجهر والتلسكوب.

ارتبط اختراع المجهر (1590) باسم خبير البصريات الهولندي زاكاري يانسن. بدأ تصنيع التلسكوبات في نفس الوقت تقريبًا (1608-1610) بواسطة أخصائيي البصريات الهولنديين زاكاري يانسن وجاكوب ميتزيوس وهانس ليبرزجي. أدى اختراع هذه الأدوات البصرية في السنوات التالية إلى اكتشافات رئيسية في علم الفلك وعلم الأحياء. قام الفيزيائي وعالم الفلك الألماني ن.كبلر (1571-1630) بعمل أساسي في نظرية الأدوات البصرية والبصريات الفسيولوجية ، والتي يمكن أن يُطلق على مؤسسها حقًا.عمل كبلر كثيرًا في دراسة انكسار الضوء.

كان مبدأ فيرما ، الذي سمي على اسم العالم الفرنسي بيير فيرمات (1601-1665) ، الذي صاغه ، ذا أهمية كبيرة للبصريات الهندسية. أسس هذا المبدأ أن الضوء بين نقطتين ينتشر على طول مسار يستغرق حدًا أدنى من الوقت للسفر. ويترتب على ذلك أن فيرما ، على عكس ديكارت ، اعتبر أن سرعة انتشار الضوء محدودة. لم يقم الفيزيائي الإيطالي الشهير جاليلي (1564-1642) بعمل منهجي مكرس لدراسة ظاهرة الضوء. ومع ذلك ، في علم البصريات ، يمتلك أيضًا أعمالًا جلبت العلم نتائج ملحوظة. قام جاليليو بتحسين التلسكوب وطبقه أولاً على علم الفلك ، حيث قام باكتشافات بارزة ساهمت في إثبات أحدث الآراء حول بنية الكون ، بناءً على نظام مركزية الشمس الكوبرنيكي. نجح جاليليو في إنشاء تلسكوب بإطار تكبير 30 ، والذي كان أكبر بعدة مرات من تكبير تلسكوبات مخترعيه الأوائل. بمساعدته ، اكتشف الجبال والحفر على سطح القمر ، واكتشف الأقمار الصناعية بالقرب من كوكب المشتري ، واكتشف البنية النجمية لمجرة درب التبانة ، وما إلى ذلك. حاول جاليليو قياس سرعة الضوء في الظروف الأرضية ، لكنه لم ينجح بسبب لضعف الوسائل التجريبية المتاحة لهذا الغرض ... ومن ثم فإن جاليليو كان لديه بالفعل الفكرة الصحيحة عن السرعة النهائية لانتشار الضوء. لاحظ جاليليو أيضًا البقع الشمسية. تم تحدي أولوية اكتشاف البقع الشمسية بواسطة جاليليو من قبل العالم اليسوعي باتر شاينر (1575-1650) ، الذي قدم ملاحظات دقيقة للبقع الشمسية والمشاعل الشمسية باستخدام تلسكوب مرتبة وفقًا لمخطط كبلر. الشيء اللافت للنظر في عمل شاينر هو أنه حوّل التلسكوب إلى جهاز إسقاط ، مما أدى إلى تمديد العدسة أكثر مما كان ضروريًا للرؤية الواضحة بالعين ، مما جعل من الممكن الحصول على صورة للشمس على الشاشة وإظهارها على نحو مختلف. درجات التكبير لعدة وجوه في نفس الوقت.

يتميز القرن السابع عشر بمزيد من التقدم في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا والإنتاج. تخضع الرياضيات لتطور كبير. يتم إنشاء الجمعيات العلمية والأكاديميات التي توحد العلماء في مختلف البلدان الأوروبية. بفضل هذا ، يصبح العلم ملكًا لدوائر أوسع ، مما يساهم في إنشاء العلاقات الدولية في العلوم. في النصف الثاني من القرن السابع عشر ، انتصرت أخيرًا الطريقة التجريبية لدراسة الظواهر الطبيعية.

ارتبطت أكبر الاكتشافات في هذه الفترة باسم الفيزيائي الإنجليزي اللامع وعالم الرياضيات إسحاق نيوتن / (1643-1727). أهم اكتشاف تجريبي لنيوتن في علم البصريات هو تشتت الضوء في المنشور (1666). عند التحقيق في مرور شعاع من الضوء الأبيض عبر منشور مثلث ، وجد نيوتن أن شعاعًا من الضوء الأبيض ينقسم إلى مجموعة لا نهائية من الأشعة الملونة التي تشكل طيفًا مستمرًا. من هذه التجارب ، استنتج أن الضوء الأبيض هو إشعاع معقد. أجرى نيوتن أيضًا التجربة المعاكسة ، حيث جمع بمساعدة عدسة الأشعة الملونة التي تشكلت بعد مرور شعاع من الضوء الأبيض عبر منشور. نتيجة لذلك ، تلقى الضوء الأبيض مرة أخرى. أخيرًا ، أجرى نيوتن تجربة مزج الألوان باستخدام دائرة دوارة ، مقسمة إلى عدة قطاعات ، مطلية بالألوان الأولية للطيف. عندما استدار القرص بسرعة ، اندمجت كل الألوان في لون واحد ، مما يعطي انطباعًا باللون الأبيض.

أرست نتائج هذه التجارب الأساسية نيوتن الأساس لنظرية الألوان ، التي لم ينجح حتى ذلك الحين أيٌّ من أسلافه. وفقًا لنظرية الألوان ، يتم تحديد لون الجسم من خلال أشعة الطيف التي يعكسها هذا الجسم ؛ يمتص الجسم الأشعة الأخرى.

1.2 المفاهيم الأساسية وقوانين البصريات الهندسية.يسمى فرع البصريات ، الذي يقوم على مفهوم أشعة الضوء كخطوط مستقيمة تنتشر على طولها الطاقة الضوئية ، بالبصريات الهندسية. أُعطي هذا الاسم لأنه يمكن التحقيق في جميع ظواهر انتشار الضوء هنا من خلال الإنشاءات الهندسية لمسار الأشعة ، مع مراعاة قانون انعكاس الضوء وانكساره. هذا القانون هو أساس علم البصريات الهندسية.

ومع ذلك ، حيث نتحدث عن الظواهر ، تفاعل الضوء مع العوائق ، أبعادها صغيرة بما فيه الكفاية ، قوانين البصريات الهندسية غير كافية ومن الضروري استخدام قوانين البصريات الموجية. تتيح البصريات الهندسية تفكيك الظواهر الرئيسية المرتبطة بمرور الضوء عبر العدسات والأنظمة البصرية الأخرى ، وكذلك انعكاس الضوء من المرايا. مفهوم شعاع الضوء باعتباره شعاعًا رقيقًا للغاية من الضوء ينتشر بطريقة مستقيمة يؤدي بشكل طبيعي إلى قوانين الانتشار المستقيم للضوء والانتشار المستقل لحزم الضوء. هذه القوانين ، جنبًا إلى جنب مع قوانين الانكسار وانعكاس الضوء ، هي القوانين الأساسية للبصريات الهندسية ، والتي لا تفسر العديد من الظواهر الفيزيائية فحسب ، بل تتيح أيضًا إجراء الحسابات وتصميم الأجهزة البصرية. تم وضع كل هذه القوانين في البداية كقوانين تجريبية ، أي بناءً على التجارب والملاحظات.

معظم الناس ، يتذكرون سنوات دراستهم ، على يقين من أن الفيزياء مادة مملة للغاية. تتضمن الدورة العديد من المهام والصيغ التي لن تكون مفيدة لأي شخص في وقت لاحق من الحياة. من ناحية ، هذه العبارات صحيحة ، ولكن مثل أي موضوع ، للفيزياء وجه آخر للعملة. فقط لا يكتشفها الجميع بأنفسهم.

يعتمد الكثير على المعلم

ربما يكون نظام التعليم لدينا هو المسؤول عن هذا ، أو ربما يكون كل شيء في المعلم ، الذي لا يفكر إلا في حقيقة أنه من الضروري توبيخ المواد المعتمدة من أعلاه ، ولا يسعى إلى إثارة اهتمام طلابه. في أغلب الأحيان هو الذي يقع عليه اللوم. ومع ذلك ، إذا كان الأطفال محظوظين ، ويتم تدريس الدرس من قبل معلم يحب مادته بنفسه ، فلا يمكنه أن يثير اهتمام الطلاب فحسب ، بل يمكنه أيضًا مساعدتهم في اكتشاف شيء جديد. نتيجة لذلك ، سيبدأ الأطفال في حضور هذه الدروس بكل سرور. بالطبع ، الصيغ جزء لا يتجزأ من هذا الموضوع الأكاديمي ، ولا مفر منه. لكن هناك أيضًا جوانب إيجابية. التجارب ذات أهمية خاصة لأطفال المدارس. سنتحدث عن هذا بمزيد من التفصيل. فيما يلي بعض التجارب الفيزيائية الممتعة التي يمكنك تجربتها مع طفلك. يجب أن يكون ممتعًا ليس فقط بالنسبة له ، ولكن أيضًا بالنسبة لك. من المحتمل أنه بمساعدة مثل هذه الأنشطة سوف تغرس في طفلك اهتمامًا حقيقيًا بالتعلم ، وستصبح الفيزياء "المملة" مادته المفضلة. ليس من الصعب تنفيذه ، سيتطلب هذا سمات قليلة جدًا ، الشيء الرئيسي هو أن هناك رغبة. وربما بعد ذلك يمكنك استبدال معلم مدرسة طفلك.

ضع في اعتبارك بعض التجارب الفيزيائية الممتعة للصغار ، لأنك تحتاج إلى أن تبدأ صغيرًا.

سمك الورق

لإجراء هذه التجربة ، نحتاج إلى قطع سمكة صغيرة من ورق سميك (يمكن استخدام الورق المقوى) ، يجب أن يكون طوله 30-50 مم. نصنع ثقبًا دائريًا في الوسط يبلغ قطره حوالي 10-15 ملم. بعد ذلك ، من جانب الذيل ، اقطع قناة ضيقة (بعرض 3-4 مم) إلى فتحة مستديرة. ثم نسكب الماء في حوض ونضع أسماكنا فيه بحذر بحيث ترقد إحدى الطائرات على الماء وتبقى الأخرى جافة. أنت الآن بحاجة إلى إلقاء الزيت في الفتحة المستديرة (يمكنك استخدام مزيتة من ماكينة خياطة أو دراجة). سوف يتدفق النفط ، الذي يحاول الانسكاب فوق سطح الماء ، على طول قناة القطع ، وسوف تطفو الأسماك ، تحت تأثير النفط المتدفق للخلف ، إلى الأمام.

الفيل والصلصال

سنواصل إجراء تجارب مسلية في الفيزياء مع طفلنا. ندعوك لتعريف ابنك بمفهوم الرافعة وكيف تساعد في تسهيل عمل الشخص. على سبيل المثال ، شارك أنه يمكن بسهولة رفع خزانة أو أريكة ثقيلة. وللتوضيح ، أظهر تجربة أولية في الفيزياء باستخدام رافعة. لهذا نحتاج إلى مسطرة وقلم رصاص وزوجين من الألعاب الصغيرة ، ولكن دائمًا بأوزان مختلفة (لهذا السبب أطلقنا على هذه التجربة "الفيل والصلصال"). نربط الفيل والصلصال بأطراف مختلفة من المسطرة باستخدام البلاستيسين أو الخيط العادي (نحن فقط نربط الألعاب). الآن ، إذا وضعت المسطرة بالجزء الأوسط على قلم رصاص ، فسيسحب الفيل بالطبع ، لأنه أثقل. ولكن إذا قمت بتحريك القلم نحو الفيل ، فإن الصلصال سوف يفوقه بسهولة. هذا هو مبدأ النفوذ. المسطرة (الرافعة) تقع على قلم الرصاص - هذا المكان هو نقطة ارتكاز. علاوة على ذلك ، يجب إخبار الطفل أن هذا المبدأ يستخدم في كل مكان ، فهو أساس تشغيل الرافعة والتأرجح وحتى المقص.

خبرة منزلية في الفيزياء مع القصور الذاتي

سنحتاج إلى جرة ماء وشبكة خدمات. لن يخفى على أحد أنه في حالة قلب جرة مفتوحة ، سيسكب الماء منها. دعنا نحاول؟ بالطبع ، لهذا من الأفضل الخروج. نضع العلبة في الشبكة ونبدأ في تأرجحها بسلاسة ، وزيادة السعة تدريجياً ، ونتيجة لذلك نقوم بعمل ثورة كاملة - واحدة ، ثانية ، ثالثة ، وهكذا. لا يسكب الماء. مثير للاهتمام؟ الآن دعونا نجعل الماء يصب. للقيام بذلك ، خذ علبة من الصفيح واصنع ثقبًا في الأسفل. نضعها في الشبكة ونملأها بالماء ونبدأ في الدوران. تتدفق طائرة من الحفرة. عندما تكون العلبة في الموضع السفلي ، فهذا لا يفاجئ أي شخص ، ولكن عندما تطير لأعلى ، تستمر النافورة في الخفقان في نفس الاتجاه ، وليس قطرة من الرقبة. هذا هو. كل هذا يمكن أن يفسر مبدأ القصور الذاتي. عندما يدور البنك ، فإنه يميل إلى الطيران بعيدًا ، لكن الشبكة لا تسمح له بالرحيل وتجبره على وصف الدوائر. يميل الماء أيضًا إلى الطيران بسبب القصور الذاتي ، وفي حالة قيامنا بعمل ثقب في القاع ، فلا شيء يمنعه من الهروب والتحرك في خط مستقيم.

صندوق المفاجآت

الآن دعونا نلقي نظرة على التجارب في الفيزياء مع الإزاحة ، تحتاج إلى وضع علبة كبريت على حافة الطاولة وتحريكها ببطء. في اللحظة التي يتجاوز فيها متوسط ​​علامة ، سيحدث السقوط. أي أن كتلة الجزء الممتد إلى ما بعد حافة سطح العمل سوف تتجاوز وزن الجزء المتبقي ، وسوف تنقلب الصناديق. الآن دعونا نحول مركز الكتلة ، على سبيل المثال ، نضع صامولة معدنية للداخل (أقرب ما يمكن من الحافة). يبقى وضع الصناديق بحيث يبقى جزء صغير منها على الطاولة ، وجزء كبير معلق في الهواء. السقوط لن يحدث. جوهر هذه التجربة هو أن الكتلة بأكملها فوق نقطة ارتكاز. يستخدم هذا المبدأ أيضًا طوال الوقت. بفضله أصبح الأثاث والآثار ووسائل النقل وغير ذلك الكثير في وضع ثابت. بالمناسبة ، لعبة الأطفال Vanka-vstanka مبنية أيضًا على مبدأ إزاحة مركز الكتلة.

لذلك ، سنستمر في التفكير في التجارب الشيقة في الفيزياء ، لكن دعنا ننتقل إلى المرحلة التالية - لأطفال المدارس في الصف السادس.

دائري الماء

نحتاج إلى علبة صفيح فارغة ، ومطرقة ، ومسمار ، وحبل. نقوم بعمل ثقب في الجدار الجانبي في الأسفل بمسمار ومطرقة. علاوة على ذلك ، دون سحب الظفر من الحفرة ، ثنيه إلى الجانب. من الضروري أن تكون الفتحة مائلة. نكرر الإجراء على الجانب الثاني من العلبة - تحتاج إلى القيام بذلك بحيث تنقلب الثقوب مقابل بعضها البعض ، لكن الأظافر تنحني في اتجاهات مختلفة. في الجزء العلوي من الوعاء ، نثقب فتحتين أخريين ، نمر من خلالهما طرفي حبل أو خيط سميك. نعلق الحاوية ونملأها بالماء. ستبدأ نافورتان مائلتان في الظهور من الفتحات السفلية ، وستبدأ العلبة بالدوران في الاتجاه المعاكس. تعمل الصواريخ الفضائية على هذا المبدأ - فاللهب المنبعث من فوهات المحرك يدق في اتجاه واحد ، والصاروخ يطير في الاتجاه الآخر.

تجارب في الفيزياء - الصف السابع

دعونا نجري تجربة مع كثافة الكتلة ونكتشف كيف يمكنك جعل بيضة تطفو. من الأفضل إجراء التجارب في الفيزياء بكثافات مختلفة باستخدام مثال المياه العذبة والمالحة. خذ جرة مملوءة بالماء الساخن. نضع بيضة فيه ، وسوف يغرق على الفور. بعد ذلك ، اسكب ملح الطعام في الماء وحركه. تبدأ البيضة في الطفو ، وكلما زاد الملح ، ارتفع ارتفاعها. وذلك لأن المياه المالحة لها كثافة أعلى من المياه العذبة. لذلك ، يعلم الجميع أنه في البحر الميت (مياهه هي الأكثر ملوحة) يكاد يكون من المستحيل الغرق. كما ترى ، يمكن للتجارب في الفيزياء أن تزيد بشكل كبير من آفاق طفلك.

وزجاجة بلاستيكية

يبدأ طلاب الصف السابع بدراسة الضغط الجوي وتأثيره على الأشياء من حولنا. للتوسع في هذا الموضوع بشكل أعمق ، من الأفضل إجراء التجارب المناسبة في الفيزياء. يؤثر الضغط الجوي علينا ، رغم أنه يظل غير مرئي. لنأخذ مثالا مع بالون. يمكن لكل منا خداعه. ثم نضعها في زجاجة بلاستيكية ، ونضع الحواف على الرقبة ونصلحها. وبالتالي ، يمكن للهواء فقط أن يدخل البالون ، وستصبح الزجاجة وعاء محكم الإغلاق. الآن دعونا نحاول نفخ البالون. لن ننجح ، لأن الضغط الجوي في الزجاجة لن يسمح لنا بالقيام بذلك. عندما نفجر ، تبدأ الكرة بإزاحة الهواء في السفينة. وبما أن الزجاجة محكمة الإغلاق ، فلا مكان لها تذهب إليه ، وتبدأ في الانكماش ، وبالتالي تصبح أكثر كثافة من الهواء الموجود في الكرة. وفقًا لذلك ، يتم تسوية النظام ولا يمكن نفخ البالون. لنقم الآن بعمل ثقب في الأسفل ونحاول نفخ البالون. في هذه الحالة ، لا توجد مقاومة ، يترك الهواء المزاح الزجاجة - يتم معادلة الضغط الجوي.

استنتاج

كما ترون ، التجارب في الفيزياء ليست معقدة ومثيرة للاهتمام على الإطلاق. حاول أن تثير اهتمام طفلك - والتعلم من أجله سيكون مختلفًا تمامًا ، سيبدأ في حضور الفصول الدراسية بسرور ، مما سيؤثر في النهاية على أدائه الأكاديمي.