 |
СЕКЦИЯ 6 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА В СРЕДНИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ РАДИОТЕЛЕСКОПЫ НАБИРАЮТ СИЛУ
ИЛИ НЕОБЫЧАЙНОЕ ПУТЕШЕСТВИЕ
В ТУНКИНСКУЮ ДОЛИНУ
А. Корытников (9 класс)
Руководитель: Л.А. Саврасова
Байкальская МОУ « СОШ №12»
665914, Иркутская область, Слюдянский район.
г.Байкальск, ул. Гагарина,208
Е – maiI: muzha.net85@mail.ru
Состав любознательной - туристической группы:
учащиеся 9 классов школы №12 г.Байкальска, которые посещают элективный курс по физике «Оптика – дорога к просветлению»
1. Корытников Андрей,Самаркина Саша,Емельянов Саша, Товкань Игорь, Попов Никита, Михайличенко Рудольф, Трифанова Света, Климин Артур, Калашников Саша, Махалин Толя.
2. Руководитель группы: учитель Л.А.Саврасова
Маршрут: г.Байкальск – г.Слюдянка – п.Култук – п.Торы – п.Никольск – с.Тунка – с.Бадары – п. Аршан.
Тункинская долина связана с Байкальском хорошей асфальтированной дорогой.
Время в пути: 3 часа в одну сторону.
Транспорт: микроавтобус.
Дата заезда: 01.15.06.
Цель экскурсии:
Получить возможность расширить кругозор по изучению родного края, реализовать свой интерес к предмету.
Посмотреть практическое применение радиотелескопа.
Получить представление о профессиях: физик-инженер, журналист, фотограф.
Проверить свои профориентационные устремления, утвердиться в сделанном выборе.
Краеведческая работа по сбору информации о Тункинской долине.
Научиться публичным выступлениям. Содержание:
15 января 2006 года наш замечательный коллектив элективного курса физики «Оптика – дорога к просветлению» решил отправиться в экспедицию в Тункинскую долину с целью посмотреть один из трёх крупнейших радиотелескопов России под названием «Бадары» и посмотреть жизнь и быт жителей Тунки.
Путь пролегал по маршруту Байкальск – Аршан через населённые пункты Слюдянка, Култук, Торы, Никольск, Тунка и Бадары. Тункинская долина связана с Байкальском хорошей асфальтированной трассой. Весь путь до Аршана составляет 210 километров примерно 3 часа езды. Много брать продуктов даже не пришлось: на тракте располагалось достаточное количество придорожных кафе и бурятских позных, где обслуживающий персонал был одет в национальную одежду. Это в основном шёлковые халаты расшитые причудливыми узорами, на головах островерхие шапки, обшитые мехом, на ногах – как нам сказали, унты из камуса (шкура снятая с оленьих ног). Во время маршрута можно посетить массу минеральных источников Аршана, которых насчитывается более 400, и каждый из них отличается от другого по своим свойствам, однако мы смогли побывать лишь на одном – Аршанском, расположенном на курорте – из-за ограниченного времени.
Тункинская долина, как мы заметили, очень живописна. С запада она ограничена Тункинскими гольцами, имеющими сходство с европейскими Альпами, а с востока – менее крутыми склонами Хамар-Дабана. Высота гольцов около 2500 метров. В начале осени на них появляются снежные шапки. Попав сюда, мы подумали, что здесь
никогда не ступала нога человека. Здесь своя природа, свои законы. Общая протяжённость долины составляет 200 километров. Максимальная высота над уровнем моря – 1200 метров. Ширина – от 20 до 30 метров.
Тункинский национальный парк был образован 27 мая 1991 года. Его территория занимает массивы восточного Саяна и хребта Хамар-Дабан. Общая площадь – 1 183 662 гектара. В средней части долины протекает Иркут, принимая при этом облик равнинной реки. Местами трасса почти вплотную подходила к нему, и мы видели, как он медленно несёт свои воды, создавая при этом причудливые петли и старицы. Весной, летом и осенью это идеальные места для отдыха. Однако выше, где долина сужается, Иркут резко меняется, превращаясь из равнинной реки в горную. Здесь расположено множество мелких и больших водопадов.
Недалеко от Быстрого раньше добывали лазурит – очень красивый камень, которому приписывали целебные свойства. Впервые месторождение лазурита в Тункинской долине открыл русский учёный и исследователь Сибири Э.Г. Лаксман. На данный момент миру известно только два месторождения – Бадахшанское в Афганистане и Малобыстринское в Тунке у берегов Байкала.
По пути нам через каждые 10-15 минут попадались посёлки и сёла: Б.Быстрое, Тибельти, Торы, Зун-Мурино, Зактуй, Тунка.
Примерно через 3 часа томительного ожидания в дороге мы наконец-то въехали в урочище близ села Бадары. Сперва нашему взору предстали десятки, а то и сотни мелких радиотелескопов в виде тарелок, стоящих на одной платформе. На самом деле платформы две, и расположены они перпендикулярно друг к другу. А радиотелескопов 256 и все они поворачиваются к Солнцу синфазно и причём с высокой точностью. Этот комплекс для наблюдения за Солнцем получил название «Крест». «Но где же большая тарелка?» - прозвучал вопрос. Принялись за поиски. Развернулись и поехали до развилки дорог (вдруг не там свернули). В пути нам попалась группа необычных людей, очевидно местных жителей. «Не подскажете, как в Бадары проехать?» - спрашиваем мы. «В Бадары? Это к тарелке, что ли? Так туда это» - сказал пожилой человек и указал на поворот вправо. И снова в пути, но ждать долго не пришлось. Минуты через три из леса показалась огромная тарелка-радиотелескоп, затем обсерватория и окружающий всё это забор. Особое впечатление вызвала система охраны, представленная в виде большой металлической двери, несколькими камерами и мотками еле заметной колючей проволоки. Связались с обсерваторией, сказали, мол, из Байкальска, на экскурсию. Двери стали медленно открываться. Мы вошли на территорию обсерватории и направились к равностороннему
(!) зданию. Поначалу искали вход, и в конце концов наши старания увенчались успехом.
Встретили нас очень даже гостеприимно. Один из сотрудников вызвался быть нашим экскурсоводом, хотя и был немного простужен. Из его увлекательного рассказа мы узнали, что такое «КВАЗАР-КВО».
«КВАЗАР-КВО» (КВАЗАР - координатно-временное обеспечение) – сеть из трёх современных радиоастрономических обсерваторий, объединённых в глобальный радиотелескоп с диаметром зеркала 4000 километров. Первоначально, по проекту 1985 года, вместо трёх телескопов предполагалось шесть. Но ввиду распада СССР и нехватки средств, в 1991 их количество сократили до минимума.
Работа комплекса и отдельно взятых его частей основана на привязке к квазарам – удалённым (от 2 до 10 миллиардов световых лет) от Земли источникам излучения в оптическом и радиодиапазоне – комплекс способен получить пространственные и временные координаты высочайшей точности. Специально для реализации проекта был создан институт прикладной астрономии Российской академии наук в городе Санкт-Петербурге.
Первый радиотелескоп был введён в эксплуатацию в 1997 году в посёлке Светлое Ленинградской области под Санкт-Петербургом. Обсерватория получила название «Светлая». Именно отсюда русские ученые узнают о приближающихся астероидах.
Второй радиотелескоп вошёл в строй в 2001 году. Местоположение – станица Зеленчукская, Карачаево-Черкессия, Северный Кавказ. Название по месту положения – «Зеленчукская». Позже было введено боле официальное – «Специальная астрофизическая обсерватория Академии наук» или «Зеленчукская обсерватория (САО)». Радиотелескоп же на данный момент известен каждому (во всяком случае, я о нём знаю буквально с пелёнок).
Это «РАТАН – 600», превосходящий по размерам даже радиотелескоп в Светлом и являющийся крупнейшим радиотелескопом в мире.
Созданием радиоастрономической обсерватории «Бадары» завершаются работы по реализации проекта «КВАЗАР-КВО», крупнейшего российского астрономического проекта последней четверти века. Огромную роль в этом деле сыграл Геннадий Яковлевич Смольков – российский учёный и инженер высокого уровня. Открытие состоялось 1 мая 2005 года. Таким образом, Россия получила сеть из высокоточных телескопов, способных как вместе, так и по отдельности предсказывать землетрясения, смещения литосферных плит и другие земные и космические угрозы.
Основная профессия в обсерватории – инженер. Среди них выделяются своеобразные «подтипы»: инженер-оператор, инженер-
техник и т.п., кстати, совершенно случайно встретили нашу выпускницу Олю Русакову. Оля учится заочно в ИГПУ, а работает на станции оператором. Весь обслуживающий персонал живёт и работает вахтовым методом, примерно, получая зарплату 10 - 15 тысяч рублей. Может быть кто – то из нас будет работать на этой станции.
На данный момент российская астрономия своими открытиями задаёт тон всему миру. В связи с этим Россия выходит на тропу конкуренции с такими развитыми странами, как США и Германия. Но наши учёные не привыкли останавливаться на достигнутом – в ближайшие годы планируется ввести в строй ещё один, четвёртый радиотелескоп. На этот раз его местоположение под Уссурийском в Хабаровском крае.
Совершив ещё несколько экскурсий по «боевым» постам, мы направились к выходу. Хотелось узнать побольше, но время нам этого не позволяло. Однако во время экскурсии мы сделали несколько фотографий, и это было «компенсацией» за недостаточные знания. Выйдя из обсерватории, решили сфотографироваться группой на фоне поворачивающейся тарелки.
И вот обсерватория медленно уходит куда-то назад, а мы едем дальше. Впереди нас ждёт уютный курортный посёлок Аршан со своими минеральными источниками.
В этот раз время в дороге протекало не так утомительно. Все делились впечатлениями от увиденного. Кого-то удивило оборудование, кого-то радиотелескоп, кого-то солнечный комплекс «Крест». Даже водитель сделал пару снимков на мобильный телефон. И вот впереди показался Аршан.
Летом здесь нет отбоя от туристов из других регионов и стран, а зимой от местных и проезжих. Всем хочется попробовать и набрать аршанской водички, сходить на водопад. Вот и мы не удержались от соблазна.
Зимой работает два вида источников: горячий и холодный. Если посмотреть, то сначала их и не отличишь. В это время в Аршане холодно, и поэтому даже над струёй холодного ключа виднеется пар. Изо льда и минералов под кранами образуются причудливые купола. Картина даже от вида обыденной ванны неописуема: много в ней не поддающегося законам жизни.
Источники бьют из-под земли в разных местах. Аршан стоит около потухшего вулкана, у его подножия. Минеральные источники пополняют протекающую через посёлок горную речку Кынгаргу. Там, где вода слишком горячая, находиться опасно. Велика вероятность того, что вулкан не потух, а лишь уснул, да и гейзеры здесь пару раз видели.
Ещё нас поразили множественные верёвочки на деревьях вдоль аллеи, как нам объяснили местные жители – это поклонение местным богам, все просят таким образом здоровья, и всех благ. Есть также традиция бросать мелкие деньги в источник. Мы тоже совершили этот ретуал.
Воду набирали в пластиковые бутылки, заранее взятыми с собой. Набрав запасов жидкости с целебными свойствами, мы двинулись дальше, на этот раз домой. И снова дорога, прекрасная Тункинская долина, посёлки через каждые 10-15 километров. На пересечении дорог в Жемчуг и Аршан заправились, за что и позже поплатились: топливо замерзало, и нам приходилось несколько раз останавливаться, в том числе и в нескольких километрах от дома, в Слюдянке.
В целом, экскурсия прошла без серьёзных происшествий и оставила неизгладимое впечатление от увиденного, услышанного и прочитанного.
В итоге мы узнали: что
именем республики Бурятия названа планета №2593, чья орбита находится между орбитами Марса и Юпитера.
Россия получила сеть из высокоточных телескопов, способных как вместе, так и по отдельности предсказывать землетрясения, смещения литосферных плит и другие земные и космические угрозы.
ИПА тремя телескопами не ограничится - в 2006 г. в комплекс «Квазар» будет интегрирован четвертый радиотелескоп, находящийся в Уссурийске (Хабаровский край)
На эти цели придется потратить 200 млн рублей
осталось проложить оптоволоконную линию связи от обсерватории к железнодорожной станции Слюдянка (параллельно Транссибу проложена магистральная линия связи)
созданием радиоастрономической обсерватории «Бадары» завершаются работы по реализации проекта «КВАЗАР-КВО», крупнейшего российского астрономического проекта последней четверти века. Его работа облегчит решение прикладных задач в геодезии, сейсмологии, метрологии, космической навигации, даст возможность систематизировать специальные данные в интересах национальной безопасности страны. После поездки нас заинтересовала история Тункинской долины, обычаи и население, проживающее в Тунке.
Мы в нашей школьной библиотеке, в Интернете обнаружили следующие исторические данные.
ИСТОРИЯ:
Бурятские роды и племена в древности, и средневековье составляли единую этническую общность с другими монгольскими племенами. Древняя и средневековая история Бурятии - неотъемлемая часть единого монгольского мира. Этноним буряты впервые упоминается в монгольском сочинении «Сокровенное сказание» (1240 г.) наряду с такими племенами как баргуты, хори - туматы, булагачины, кэрэмучины и другие племена, вошедшие позднее в состав бурятского этноса. Бурятские племена в древности жили на северной окраине монгольского мира, в регионе, носившем название Баргуджин-Тукум, по обеим сторонам озера Байкал. В эпоху Чингисхана и чингисидов буряты входили в состав великого монгольского государства.
В середине XVII века Бурятия была присоединена к России, в связи, с чем территории по обе стороны от Байкала отделились от Монголии. В условиях российской государственности начался процесс консолидации различных групп и племен. Факторами этого процесса послужили новое административно-политическое управление, вхождение в российскую хозяйственно-административную систему, этнокультурное влияние русского народа. В итоге к концу XIX века образовалась новая общность - бурятский этнос. После Октябрьской революции были образованы Бурят-Монгольская автономная область в составе Дальневосточной республики (1921 г.) и Бурят-Монгольская автономная область в составе РСФСР (1922 г.) В 1923г. они объединились в Бурят-Монгольскую АССР в составе РСФСР. В1958 году Бурят-Монгольская АССР преобразована в Бурятскую АССР, в 1992 году в Республику Бурятия.
РЕКА ИРКУТ (в переводе – «несущий воронки», «крутиться, вертеться») имеет протяженность 448 км. Иркут вытекает из большого озера Ильчир вблизи самой высокой горы Восточного Саяна Мунку-Сардык. В верховье река стремительно протекает по узкому ущелью. В широкой Тункинской долине она успокаивается и, петляя, устремляется к Байкалу. Не доходя до озера 20 км, река круто поворачивает в горы, пробивая Зырказунское ущелье и ускоряя свое течение. До пос. Моты на берегах Иркута нет поселений.
Именем Республики Бурятия названа малая планета Солнечной системы.
Официальный сертификат Российской академии наук, засвидетельствовавший решение Международного астрономического союза, вручен Президенту республики Леониду Потапову. Планета под номером 2593, чья орбита находится между Марсом и Юпитером, была открыта Крымской астрофизической обсерваторией в 1976 году. Решение Международного астрономического союза о присвоении имени «Бурятия» планете под номером 2593 приурочено к открытию в Тункинском районе республики радиоастрономической обсерватории "Бадары". Открытие обсерватории завершило проект создания в стране глобального радиотелескопа "Квазар-КВО". Его работа облегчит решение прикладных задач в геодезии, сейсмологии, метрологии, космической навигации, даст возможность систематизировать специальные данные в интересах национальной безопасности страны.
Литература:
М.М. Балашов О природе - М.: «Просвещение», 1991.
М.Н.Алексеева Физика - юным – М.: « Просвещение», 1980.
М.И. Блудов Беседы по физике - М.: «Просвещение»,1992.
Х.Купер, Н. Хенбест Атлас космоса «Дорлинг Киндерсли Лимитед» Лондон 1992.
Ф.Ю. Зигель Астрономия в её развитии – М.:«Просвещение», 1988.
Энциклопедия Байкала Республика Бурятия – М.: «Просвещение», 1991.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ, РАЗВИВАЕМОЙ ШКОЛЬНИКАМИ
В ПРОЦЕССЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Д. Жаркова (8 класс)
Руководитель: Пащенко И.В.
МОУ «СОШ № 30», г. Иркутск «Nosce t e ipsum» ( Познай самого себя) / Сократ/ Механика относительно проста, механические явления встречаются нам на каждом шагу. Этот раздел физики, объединяет несколько общих законов, пользуется общими механическими понятиями. Пользуясь методами механики, можно не только объяснить увиденное, но и создавать новое или усовершенствовать механизм.
Важную роль в физике имеют физические величины – работа и мощность. В обыденной жизни словом «работа» мы называем всякий полезный труд рабочего, инженера, ученого и учащегося. Но в физике, понятие работы, несколько иное. Мощность – это быстрота выполнения работы. Работа и мощность - определенные физические величины, а значит, их можно измерить.
Понятие о работе и мощности мы получаем в 7 классе. Тема очень важная и интересная, так как, покупая любые приборы, мы обязательно смотрим в паспорте какова его мощность. Ведь нам не безразлично, как быстро совершается та или иная работа в быту и технике, а для этого мы должны знать данные физические величины.
К сожалению, на изучение темы «Мощность» в 7 классе отводится всего один урок, а так много хотелось бы узнать о мощности человека и мощности механизмов. С этой целью, я начала научно-исследовательскую работу по теме «Определение мощности, развиваемой школьниками в процессе жизнедеятельности».
Изучив теоретический материал, я провела ряд исследований на учащихся своей школы и учащихся ДСШ «Юность». Я определила работу и мощность рук учеников 11 класса при подъеме по канату без помощи ног, механическую работу и мощность рук учащихся ДСШ при подъеме штанги, среднюю мощность учащихся своего класса, развиваемую при беге на дистанции 60 м. и развиваемую при приседании, свою мощность, развиваемую при подъеме по лестнице и при прыжке в высоту.
Все данные, занесла в таблицы и выявила зависимость мощности рук от массы штанги, скорости ее поднятия, массы тела и высоты поясницы, т.к. приблизительно на этой высоте находится центр тяжести тела человека, а так же от высоты лестницы и высоты планки, через которую необходимо прыгать.
Измерения, которые были проведены, я подразделила на прямые и косвенные. Прямые – измерения, в котором результат находится при считывании со шкалы прибора. Косвенные – измерения, в котором результат находится на основе расчетов. Кроме этого, в работе получены абсолютные и относительные погрешности измерения величин.
УДИВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА
Д.С. Суворова (11 класс), А.Л. Чеканова (11 класс)
Руководитель: Л.И. Шумилова
МОУ «СОШ №53 Ленинского округа», г. Иркутск
Изучая свойства света, можно узнать много интересного, производить опыты, разгадывать фокусы. Использование солнечного света: На крышах и стенах домов укрепляют солнечные панели, чтобы собирать тепло от Солнца. Это тепло используют для обогрева комнат и получения тёплой воды. Солнечные панели ориентируют на Солнце. Некоторые из них даже поворачиваются вслед за Солнцем, пока оно движется по небу. В солнечных местностях эти панели могут почти полностью обеспечивать потребность дома в тепле. Кроме того, эти панели можно использовать и как источник электричества (солнечные батареи). Точно такие солнечные панели используют на спутниках для бесперебойного снабжения электрической энергией. Зрительные самообманы. Философ Кант говорил: «Чувства да обманывают нас не потому, что они всегда правильно судят, а потому, что вовсе не судят». Большая часть обманов зрения зависит исключительно оттого, что мы не только видим, но и бессознательно рассуждаем, причём невольно вводим себя в заблуждение. Это – обманы суждения, а не чувств.
Всем известно, что низкий полный человек в костюме с поперечными полосами кажется не только не тоньше, а напротив, ещё шире. И наоборот, надев костюм с продольными полосками и складками, полные люди могут до некоторой степени скрывать свою полноту. Это объясняется тем, что рассматривая такой костюм, мы не можем охватить его сразу, не двигая глаз; мы невольно следуем глазами вдоль полос; усилие глазных мускулов при этом заставляет нас бессознательно преувеличивать размеры предмета в направлении полос; мы привыкли связывать с усилием глазных мышц представление о больших предметах, которые не умещаются в поле зрения. Между тем, когда мы рассматриваем маленький полосатый чертёж, глаза наши остаются неподвижными и мускулы их не утомляются.
Роль цвета в жизни человека. Цветолечение широко применялось в Древнем Египте. Полезность самоцветов осознавалось египтянами, и это привело к возникновению целой науки. Большие сосуды с соком фруктов, т.е. соком Ра, который аккумулировался в них, наполняли драгоценными камнями такого же цвета. Делалось это для того, чтобы насытить сок цветом, аналогичным цвету камня. Сок давали пить для поддержания жизненных сил организма или для лечения различных заболеваний. Мы не имеем сосудов, наполненных драгоценными камнями, но для получения энергии нужной "вибрации" можно пользоваться разноцветными сосудами, а также одеждой определённого цвета. Влияние цвета на человека очень велико, хотя в повседневной жизни мы не обращаем на это внимания. Цвет действует на людей даже с завязанными глазами. В среде огненно - красного цвета пульс у них учащается, в среде различных оттенков синего замедляется.
Цвет - зрительное ощущение от испускаемого или отражаемого света определённой длины волны. Все человеческие органы, имеющие определённую частоту колебаний, для нормальной работы нуждаются в определенном цвете. Согласно древнекитайской философии, в сине - зелёный цвет окрашена печень, в красный - сердце, в чёрный - почки, в белый - лёгкие, в жёлтый - селезёнка. Красный цвет - цвет планеты Марс и стихии Огонь, которая считается источником активности и движения. В глубокой древности полагали, что потенциал огня дал когда - то импульс развитию мира, пробудив в нём и другие дремлющие стихии. Агни, т.е. "огонь", - это название одного из главных ведических божеств. Бог Агни - посредник между людьми и Богом. Красный цвет, символизирующий Огонь, - цвет жизни, цвет крови, цвет рождающей материнской энергии, цвет мироздания. Для древнего человека это цвет богов, царей, жрецов, но вместе с тем и предупреждение об опасности, цвет внимания, осторожности. Оранжевый цвет - это цвет самого солнца. В нашем теле солнце заведует жизненным началом, даёт здоровые силы, обеспечивает жизнедеятельность организма. Солнечные блики перекликаются с золотым, оранжевым и жёлтым цветами. Их функция - стимулировать. Они способствуют росту и дают жизнь, до некоторой степени очищают. Желтый цвет считается божественным, золотым и воспринимается как "застывший солнечный цвет". Эта символика жёлтого цвета сохранилась до XIIв. Но затем желтый цвет стал символом измены. Но на самом деле чистый и незамутнённый жёлтый цвет - это действительно "божественный" и лечебный цвет. Зелёный - цвет растений, цвет гармоничного соприкосновения энергий. Голубой и синий цвет - это цвет "густеющей ночи", дарующий отдых и покой Синий и голубой - влекущие своей таинственностью цвета неба, символ веры и вечного успокоения, гости и жизни, цвет возрождения, цвет успокоения. Фиолетовый цвет связан с интеллектуальными способностями человека, его возможностью мыслить глобально и стратегически. Фиолетовый - это цвет философов и поэтов, цвет познания истины бытия. Это возвышенный поток, на котором даётся постижение вечных проблем жизни и смерти и роли человека в мироздании. Белый цвет - цвет добра, удачи, исцеления от недугов, цвет очищения и преумножения, цвет серебра. Серебро - это цвет Луны и потоков, очищающих ауру Земли. Это активный женский цвет.
Используйте эти свойства, будете здоровы! Можно продолжать разговор о световых явлениях до бесконечности, и всё равно остаётся много интересного, много неизвестного. Мы будем продолжать изучать световые явления, раскрывать тайны, познавать неизвестное!
ШИРОКОАПЕРТУРНЫЙ ТЕНЕВОЙ ПРИБОР НА ОСНОВЕ ЛАЗЕРНОГО ДИОДА
(ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ)
А.Ю. Стыврин (10 класс)
Руководитель: Пынькова О.О.
МОУ «СОШ № 19» с углубленным изучением отдельных предметов
664 033, Иркутск, ул. Лермонтова 279 В работе рассказывается о теневом методе испытания отражающей поверхности зеркала телескопа-рефлектора, проблемах использования данного метода и пути их решения.
Самой важной частью в телескопе-рефлекторе является отражающая поверхность его зеркала (зеркал). Она должна быть идеально отполированной и иметь точно рассчитанную форму. За этим нужно следить во время полировки зеркала, так как в этот момент их легче исправить. Необходимо следить за:
1. Степенью готовности зеркала. Недополированное зеркало будет давать много рассеянного света. При наблюдении в телескоп с недополированным зеркалом изображение наблюдаемого объекта будет ослаблено.
2. За равномерностью сполировывания всех участков зеркала.
3. За формой поверхности зеркала, чтобы заранее обнаружить и устранить неровности.
Еще лет 200 назад основными способами контроля за чистотой и формой поверхности зеркала были:
1 Качественный визуальный контроль — по однородности блеска различных участков зеркала.
2 Механические измерения — имели минимальную точность и применялись лишь на ранних этапах обработки.
3. По виду изображения яркого удаленного источника (в редких случаях используется до сих пор)
У таких знаменитых астрономов как Гершель, Ньютон, Кассегрен и Грегори часто зеркала оказывались непригодными, а пригодные давали некачественное изображение.
Более 150 лет назад французский физик Леон Фуко (изобретатель «маятника Фуко») предложил теневой метод испытания поверхности зеркала, названный впоследствии его именем. Этот простой метод обеспечил не только наглядность, но и большую точность (для зеркала диаметром 150 и фокусным расстоянием около 1000 мм при точности позиционирования вдоль оптической оси до 0.1 мм — до 7 нм). Поэтому этот метод используется до сих пор.
Испытание поверхности зеркала основано на чрезвычайно простом принципе. Если поместить точечный источник света в центре кривизны вогнутого сферического зеркала то все лучи, падающие, в данном случае, перпендикулярно отражающей поверхности, отразятся обратно в центр кривизны, образовав там изображение источника света. Сдвинув источник света немного в сторону от центра кривизны, с противоположной стороны мы увидим обратное изображение источника света в натуральную величину (рис.1). В точке пересечения отраженных от зеркала лучей света ставят тонкий и плоский экран- «нож Фуко».
Рис.1 Схема теневого метода.
Если смотреть на зеркало из-за экрана и медленно пересекать вершину конуса лучей «ножом Фуко», то можно увидеть «теневую картину», по которой судят о форме поверхности зеркала. Если все лучи сойдутся в одной точке, значит, зеркало имеет сферическую форму поверхности и все зеркало будет «гаснуть» одновременно.
Если форма поверхности зеркала отклоняется от сферической, то фокусы разных зон не совпадут. На практике это будет выражаться как участки на зеркале с разной яркостью (Рис.2).
Рис.2 Теневая картина несферического зеркала. 1- Нож Фуко., 2- теневая картина, 3- условная форма поверхности зеркала, 4 – Направлении падения «лучей света» Также с помощью метода Фуко можно определить фокусное расстояние зеркала (рис.2.).
Рис.3 Различные положения ножа Фуко
1- предфокальное, 2 – в фокусе, 3 – зафокальное.
Если «нож Фуко» в зафокальном положении, то «тень» по зеркалу движется в направлении, обратном направлению движения «ножа». Если же тень движется по зеркалу в ту же сторону, что и «нож», то «нож» находится в предфокальном положении (Рис.4).
Рис. 4 Объяснение вида теневой картины при различных положениях «ножа Фуко».
1- сходящийся конус лучей, 2 – теневая картина. Есть 3 условия, выполнение которых позволит получить наибольшее представление о форме поверхности зеркала:
1. Механическая устойчивость всего приспособления для испытания (подставки испытуемого зеркала, теневого прибора Фуко и оптической скамьи).
2. Однородная температура в помещении.
3. Важнейшим условием является наличие яркого точечного источника света, которые получали используя электрическую лампочку накаливания. Делалось это так:
Лампочка помещалась в жестяной футляр против вырезанного отверстия. Отверстие могло быть проделано иглой в станиоле (металлической фольге). Оно должно было быть малых размеров, но правильной формы. При использовании лампочки могла возникнуть проблема, связанная со слабостью данного источника света или повышенного тепловыделения, приводившего к появлению токов нагретого воздуха. Дабы усилить его яркость, необходимо было сделать не отверстие, а щель. При этом надо было учесть, что щель должна была быть параллельна «ножу Фуко». Щель проще всего изготовить из посеребренного тонкого стеклышка («покровное стекло» для микроскопических препаратов). Проводя лезвием бритвы по серебряному слою, удавалось сделать очень аккуратную щель шириной в 0.03-0.04мм. Тем не менее, получение щели правильной формы представляло собой довольно сложную технологическую задачу. Такие приборы имелись в единичных экземплярах, а серийно выпускаемые теневые приборы вместо щели продолжали использовать более технологичный, хотя и менее яркий точечный источник света.
Уже давно используются такие яркие источники света как лазеры. В них светоиспускающей частью является лазерный светодиод. Благодаря тому, что он имеет небольшие размеры и огромную для таких размеров яркость. Светоизлучающая область его представляет собой правильный прямоугольник с длиной сторон менее 1 мкм, что позволяет успешно применять его в теневых приборах Фуко.
В иркутском клубе любителей астрономии был построен теневой прибор с лазерным светодиодом. Он представляет собой площадку на которой размещен механизм, позволяющий перемещать площадку с лазерным светодиодом и «ножом Фуко» в четырех направлениях. В этом теневом приборе «ножом Фуко» является безопасная бритва. В прорези у края бритвы находится светодиод. Светодиод и «нож Фуко» крепятся к плате которая, в свою очередь, присоединена к подвижной площадке .Простота схемы заключается и в том, что площадка, лазерный светодиод и «нож Фуко» перемещаются вместе, что позволяет вдвое повысить точность измерений фокусов различных участков зеркала.
У теневых приборов с лазерным светодиодом, в качестве точечного источника света, есть много достоинств перед обычными теневыми приборами:
1 . Используя лазерный светодиод не нужно добиваться специальными методами уменьшения размеров источника света. Зона излучения лазерного светодиода представляет собой прямоугольник с шириной 0.2 мкм.
2. Теневой прибор с лазерным светодиодом очень прост. Он не имеет фокусирующей оптической системы для усиления яркости теневой картины. Изготовить такой теневой прибор можно за несколько минут в домашних условиях.
3. Несмотря на отсутствие фокусирующей оптической системы, у теневого прибора с лазерным светодиодом огромная апертура. Угол, под которым испускается свет, равен примерно 90 градусов, что позволяет исследовать зеркала с относительным отверстием до 1:1.
4. Лазерный светодиод испускает монохроматичный свет. Это позволяет применять при исследовании зеркал дополнительные преломляющие системы простой конструкции.
5. Также, благодаря перечисленным качествам, теневой прибор с лазерным светодиодом позволяет показывать теневую картину поверхности зеркала двум и более человек. Для этого необходимо выключить в помещении свет и поместить за теневым прибором какое-либо полотно. Тогда на полотне, как на экране, будет четко видна теневая картина поверхности зеркала. Такая особенность значительно облегчает обучение новичков навыкам теневых испытаний.
Из выше перечисленного следует, что теневой прибор с лазерным светодиодом прост, дешев, доступен, быстр в изготовлении и позволяет наглядно показать теневую картину. Эти качества важны не только для профессиональных оптических лабораторий, но и для учебных заведений.
КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ
А.В. Ступаков (10 класс)
Руководители: А.М.Мамедов, Т.П.Кузьмина
МОУ «Гимназия № 44»
664047, Иркутск, ул. Карла Либкнехта, 159 Космические лучи – поток заряженных частиц высокой энергии, преимущественно протонов, приходящих к Земле приблизительно изотропно со всех направлений космического пространства. Они напоминают сильно разряженный газ, частицы которого практически не сталкиваются друг с другом, но взаимодействуют с веществом и электромагнитными полями межзвездного и межпланетного пространства.
Установка для изучения космических лучей представляет собой основание, на котором помещено устройство, получившее название «космический телескоп». С помощью поворотного механизма телескоп может наклоняться на угол от вертикального положения. Телескоп представляет собой систему двух групп счетчиков Гейгера – Мюллера, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Если частица попадает на телескоп с заданного направления, то она воздействует на обе группы счетчиков, каждая из которых выдает на выходе импульс, именно такие частицы фиксируются - «схема двойного совпадения». Путем подсчета количества частиц за определенное время измерения определялась зависимость интенсивности космического излучения от угла, составляемого плоскостью счетчиков с горизонтом. Было установлено, что интенсивность космического излучения плавно уменьшается с увеличением угла наклона.
Используя свинцовые пластины фильтра телескопа, была построена зависимость поглощения частиц от толщины свинцового фильтра, показанная на рисунке (при получении зависимости проводились многократные измерения числа частиц). Как видно из рисунка, при толщине фильтра около 4 см наблюдается изгиб кривой, который связан с энергетической селекцией частиц (частицы с более высокой энергией воздействуют на обе группы счетчиков – жесткая компонента, а остальные – мягкая компонента - задерживаются фильтром).
Полученная зависимость позволяет вычислить коэффициент поглощения для мягкой компоненты космического излучения. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕОРИЯ МАКСВЕЛЛА М. В. Кривошеев (11 класс)
Руководитель: С. Н. Антипина
МОУ «Лицей Усть-Кутского Муниципального Образования»
666787, Иркутская обл., Усть-Кут, ул. Советская, 113 Еще Эйнштейн оценивал физические теории по критериям внешнего и внутреннего совершенства, т. е. истинности теории. Примером красивой физической теории может служить теория
Дж. Максвелла, сами физики называют ее строгой, изящной, лаконичной и которая «является одним из наиболее поразительных достижений науки во все времена» (У. Брэгг). Эта теория электромагнитных явлений создана Максвеллом в 60-х годах 19 в. в результате обобщения эмпирических законов электрических и магнитных явлений. После открытия законов Ньютона это было следующим выдающимся событием в развитии физики. Р. Фейнман оценил их значение так: «В истории человечества (если посмотреть на нее, скажем, через десять тысяч лет) самым значительным событием XIX столетия, несомненно, будет открытие Максвеллом законов электродинамики». [1]
Первый закон Максвелла представляет собой обобщение закона Кулона:
∙Е = ρ ∕ εо (1).
Второе уравнение является математической формулировкой закона электромагнитной индукции Фарадея:
× Е = - ∂В ∕ ∂t (2).
Третье уравнение выражает опытные данные об отсутствии магнитных зарядов:
∙ В = 0 (3).
Четвертый закон – обобщение з. Био-Савара:
с2×В=j ∕ εо+ ∂ Е∕ ∂t (4).
Чтобы понять и научиться применять законы Максвелла необходимо знать элементы высшей математики, так как в их компактной форме содержится огромная информация. Литература
1. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, т. 5, 1966, с. 27.
2. Егоров В. А. Атом и Вселенная. Иркутск, 1997, с. 162.
УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
Я.Н. Кинаш (9 класс)
Руководитель: В.А.Егоров
НОУ «Лицей № 36 ОАО «РЖД»
664005, г. Иркутск, ул. Профсоюзная, 3
Licey36@irk.ru Как отмечалось выше, весь электромагнетизм заключён в четырёх уравнениях Максвелла, которые в дифференциальной форме имеют следующий вид:
, (1)
, (2)
, (3)
. (4)
Имеет смысл обратить внимание на интересное свойство системы 1–4. В случае статических полей она распадается на две части: электростатику (уравнения 5,6) и магнитостатику (уравнения 7,8)
(5), (6), (7), (8). Это означает, что коль скоро заряды и токи постоянны, то электричество и магнетизм – явления разные. Нельзя обнаружить никакой зависимости полей и друг от друга, пока не возникают изменения в зарядах или токах. Именно поэтому почти до конца первой четверти 19–го века электричество и магнетизм считались независимыми физическими явлениями.
Уравнение (5) представляет собою теорему Гаусса в дифференциальной форме. На её основе можно получить открытый экспериментально закон Кулона, а также ввести геометрический способ описания электростатического поля посредством силовых линий и эквипотенциальных поверхностей. Кроме того, равенство нулю вихря сразу показывает, что электростатическое поле является потенциальным. В таком поле работа электрических сил не зависит от формы пути, а зависит лишь от разности потенциалов начальной и конечной точек перемещения заряда. Более того, всю электростатику можно свести к единственному уравнению, называемому уравнением Пуассона.
Действительно, решением уравнения (6) является .
Если это решение подставить в (5), то получают уравнение Пуассона: (9)
С математической точки зрения весь предмет электростатики заключается в изучении решений уравнения (9).
Что касается магнитостатики, то её также можно свести к уравнению Пуассона. Так решением уравнения (7) является . Если его подставлять в уравнение (8), то в его левой части получают двойное векторное произведение, которое, в свою очередь, можно представить в виде . Поскольку , то окончательно имеют: . (10)
Общее решение уравнения электростатики (9) имеет вид . (11)
Из (11) видно, что по известному распределению плотности заряда в электростатическом поле, можно найти распределение потенциала.
Аналогично общее решение для (10) записывают в виде
Таким образом, количественное описание электростатического поля свелось к решению (11), а магнитостатического – к решению (12).
Литература:
4. Руссо Ж.-Ж. Эмиль // Пер. Первова, 1986.
5. Дистервег А. Избранные педагогические сочинения. М.: «Просвещение», с.118, 1956.
6. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте. М.: Просвещение, с.7, 1967.
7. Фейнман Р. и другие. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, т. 5, с.68, 1966.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ ПОЛЕЙ
П. Е. Купцов ( 9 класс)
Руководитель: В.А.Егоров
НОУ «Лицей № 36 ОАО «РЖД»
664005, г. Иркутск, ул. Профсоюзная, 3
Licey36@irk.ru При количественном описании физических полей основными дифференциальными операциями векторного анализа, применяемого в этом случае, являются: градиент, дивергенция и ротор.
Градиент применяют тогда, когда с каждой точкой поля можно связать скалярную величину, например, температуру, электрический или гравитационный потенциал, электрический заряд, массу и т. д. Как известно скалярная величина не имеет направления в пространстве. Однако при её изменении от точки к точке, можно указать направление этого изменения. Под градиентом скалярной функции понимают вектор, направленный в сторону быстрейшего возрастания функции. Так в случае поля распределения температур имеют: , где – единичный вектор по нормали.
Чаще всего градиент скалярного поля связывают с декартовой системой координат. При этом он записывается через проекции на её координатные оси, а именно:
Для упрощения записи используют, как правило, оператор Гамильтона (оператор набла), имеющий вид:
На его основе градиент температуры примет исключительно краткую форму записи:
С понятием дивергенция векторного поля неразрывно связано понятие потока вектора через ограничивающую поверхность: .
Что касается непосредственно дивергенции , то она представляет собою плотность потока вектора из точки, т.е. .
На примере потока вектора через грани куба, объём которого бесконечно мал, можно показать, что эквивалентна скалярному произведению оператора набла на данный вектор, т.е.
Именно это выражение применяют при количественном описании векторных полей, когда проводится оценка плотности потока вектора из точки.
Ротор или вихрь также является характеристикой векторного поля в точке, а именно: .
Числитель приведённого выражения есть циркуляция вектора по замкнутому контуру , охватывающему площадь . Рассматривая циркуляцию вектора по малому квадрату, можно показать, что эквивалентен векторному произведению оператора набла на данный вектор, т.е.
Как известно, «весь электромагнетизм целиком запрятан в уравнениях Максвелла» [4]. При этом в двух из них используется дивергенция, а в двух оставшихся – ротор.
ТРАНСФОРМАТОРЫ
А.А.Пушнин
Руководитель: Т.Ю.Галкина
МОУ "СОШ №10 " с углубленным изучением математики
665830, Ангарск, ул. Горького,8
www.school10@mail.ru Цель работы: изучить устройство и принцип работы трансформатора.
Задачи: 1. Подобрать и изучить литературу по теме «трансформатор и его применение»; 2. Разобраться в принципе работы и устройстве трансформатора; 3. Создать трансформатор из имеющихся у меня подручных материалов.
Гипотеза: Возможно ли создание трансформатора с несколькими выходами на вторичной обмотке для различных потребительских нужд с напряжением (в 3,5 В; в 6 В; в 12 В).
Трансформатор - электромагнитное устройство; работает на переменном токе; изменяет направление переменного тока. Следовательно: трансформатор - преобразователь напряжений переменного тока, основанный на явлении электромагнитной индукции.
Я изготовил трансформатор: сердечник набран из пластин трансформаторной стали, имеющих вид буквы «Ш».
В первичной обмотке 2200 витков (с погрешностью 50, так как я мог сбиться в подсчёте), она рассчитана на напряжение 220 В.
Вторичная обмотка состоит из трёх отводов. Первый отвод сделан через 50 витков и должен давать напряжение 4В. Третий – через 68 витков – должен давать 12В.
Выводы вторичной обмотки присоединены к четырём болтам – клёммам.
Измерение напряжения и тока с помощью цифровых приборов в кабинете физики показало:
1 отвод: I = 253 мA, U = 3,6 В, K 0,023 горит лампочка на 3,5 В.
2 отвод: I = 925 мA, U = 5,2 В, K 0,036 горит лампочка на 6 В.
3 отвод: I = 1,25 A, U= 11,6 В, K 0,067горит лампочка на 12 В.
Я считаю, что я достиг поставленных целей. Мой трансформатор действительно работает. Моя гипотеза подтвердилась: возможно создание трансформатора в бытовых условиях и получение с помощью него различного потребительского напряжения на вторичной обмотке. Следует заметить ещё и то, что данным трансформатором можно получать напряжения не только в 3,5 В; 6 В и 12 В, но и напряжения в 2,5 В и 8 В, не меняя напряжение на первичной обмотке.
РАЗВИТИЕ САМОЛЁТОСТРОЕНИЯ
К. Е. Порошин
Руководитель: Т. Ю. Галкина
МОУ «Ангарский лицей №2» Цель работы: рассмотреть существующие модели самолётов и предложить пути улучшения их качественных характеристик, предложить оригинальную модель аэропорта.
Изучены и проанализированы источники по данной теме, рассмотрен исторический аспект развития авиации.
Приведено физическое обоснование полёта. В 1738 году петербургский академик Даниил Бернулли открыл следующий закон: «Давление жидкости или газа, текущих в трубе, больше в тех частях трубы, где скорость её движения меньше, и, наоборот, в тех частях, где скорость больше, давление меньше». Явление делает возможным полёт самолёта и объясняет наличие подъёмной силы. Я провёл оригинальный эксперимент, который доказывает, что подъёмная сила действительно существует. Я взял специальный стенд, и надел на него профиль крыла. Подав сильный поток воздуха, я увидел, что профиль крыла начал подниматься вверх по стенду. Также был проведен эксперимент, показывающий зависимость лётных характеристик самолёта от его формы, используя модели бумажных самолётов, изготовленных способом оригами.
Для улучшения качественных характеристик самолётов возможно использование самолётов: летающее крыло, дисколёт, экраноплан и самолётов, с конструкцией «решетчатое крыло».
Я предлагаю изменить взлетно-посадочные полосы – сделать их круговыми. Существующие на сегодняшний момент взлётно-посадочные полосы не удовлетворяют современным характеристикам самолётов, должны иметь 3 и более километров, что занимает большие площади. Мой проект позволяет строить, аэропорты локализовано, используя естественный рельеф местности. Преимущество: расход меньший топлива, неограниченная взлетно-посадочная полоса. Недостатки: трудность составляет «рулёжка». Необходимо изменить передние шасси самолёта для лучшего управления лайнером. Надеюсь, данные идеи когда-нибудь воплотятся в жизнь.
НАБЛЮДАЯ ЗА ПОЛЕТАМИ
Д. Краев (7 класс)
Руководитель: Л.Д. Колесова
МОУ «СОШ №30», г. Иркутска Цель работы: изучить историю и теорию воздухоплавания, условия полета тел и подтвердить теорию воздухоплавания Под воздухоплаванием понимают передвижение по воздуху на аппаратах легче воздуха.
Зарождение научных основ воздухоплавания относятся к 18 веку.
5 июня 1783 г. французы братья Монгольфье впервые в мире запустили в воздух тепловой аэростат - наполненный горячим воздухом, а 21 ноября Розье и д'Арланд совершили на нем полет.
Первый газовый аэростат, наполненный водородом, изобрел профессор Александр Шарль, а построили его братья Робер.
7 января 1785 г. состоялась первая международная экспедиция из британского города Дувра во французский город Кале
В России аэростат без пассажиров впервые был запущен в Санкт-Петербурге 24 ноября 1783 г., а в Москве - 19 марта 1784 г.
Первая русская воздушная путешественница, уроженка Пензы А.С. Турчанинова, поднялась в небо Москвы в качестве пассажирки вместе с супругой Гарнерена 8 мая 1804г
В Советском Союзе развитию воздухоплавания придавалось большое значение. На начало 1941г. из 24 официально зарегистрированных ФАИ мировых рекордов 17 принадлежали советским воздухоплавателям!
Советские воздухоплаватели активно участвовали в годы Гражданской войны в боях под Царицыном, Камышином. Аэростаты поднимались в небо для разведки
Таким образом, изучив историю развития воздухоплавания, я решил провести исследования, которые помогли мне выяснить от чего зависит высота подъема, дальность полета и скорость движения тел.
Для этого я провел несколько опытов:
а) шар на бутылке; б) шар с гелием; в) тело брошено под углом к горизонту; г) изготовление бумажных самолетов (оригами), наблюдения за их полетом.
Выводы:
1. Изучив теорию воздухоплавания я решил продолжить изучение этой темы и темы самолетостроения.
2. Мои опыты подтвердили теорию воздухоплавания и расширили мои знания в этой области БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ М.А. Сатин (8 класс), А.О. Михалёв (8 класс)
Руководитель: Г.П. Силенко
НОУ «Лицей № 36 ОАО «РЖД»
664005, г. Иркутск, ул. Профсоюзная, 3
Licey36@irk.ru Цель работы: исследовать конструктивные особенности безопасности автомобиля с точки зрения законов физики.
Автомобиль перемещается с определённой скоростью в результате действия на него движущихся сил и сил, оказывающих сопротивление движению. К ним относятся:
1. Силы сопротивления качению
Fк = k • P • cos α,
где Fк – сила сопротивления качению
P – вес автомобиля
α – угол, характеризующий крутизну подъёма и спуска.
k – коэффициент сопротивления качению, который учитывает действие сил деформации шин и покрытия, а также трение между ними в различных дорожных условиях.
2.Сопротивление подъёму
Fп = P • sin α
где
sin α = H ∕ ℓ,
P – вес автомобиля.
Н – высота подъёма.
ℓ – длина подъёма.
α – угол, характеризующий крутизну подъёма.
3. Сопротивление воздуха
При движении автомобиля на него оказывает сопротивление воздушная среда, которая складывается из:
1. Из лобового сопротивления
2. Сопротивления, создавают выступающие части автомобиля.
3. Сопротивление воздуха, который проходит через радиатор.
4. Трения корпуса автомобиля о воздух.
Для преодоления этих сил автомобиль оснащен источником энергии – двигателем.
Атомобиль также является источником повышенной опасности. В настоящее время от аварий на дорогах в России погибает более 35 тысяч человек в год, эта цифра сравнима с численностью населения крупных районных центров, таких как г. Черемхово, Тайшет, Усть-Илимск.
Безопасность автомобиля делится на активную и пассивную.
Активная безопасность – комплекс его свойств, снижающих возможность возникновения ДТП.
Пассивная безопасность автомобиля делится на внешнюю, достигаемую исключением на внешней поверхности кузова острых углов, выступающих ручек и внутреннюю, для повышения уровня которой, используются следующие конструктивные решения:
• Конструкция кузова, обеспечивающая приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления и сохранения пространства пассажирского салона после деформации кузова;
• Применение ремней безопасности;
• Сидения с активными подголовниками;
• Передний бампер, поглощающий часть кинетической энергии при столкновении;
• Травмобезопасные детали внутреннего интерьера пассажирского салона.
В настоящее время совершенствование конструкции автомобиля происходит в основном благодаря широкому использованию компьютерных систем.
По результатам исследования создана презентация, которая иллюстрирует конструктивные особенности автомобиля на основе законов физики.
ПЕРВЫЕ МОДЕЛИ ВЕЧНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Д. Сосновский (6 класс)
Руководитель: Г.П. Силенко
НОУ «Лицей № 36 ОАО «РЖД»
664005, г. Иркутск, ул. Профсоюзная, 3
Licey36@irk.ru Цель работы: исследовать первые модели вечных двигателей.
Задачи:
1. Проанализировать типичные ошибки первых двигателей.
2. Собрать макеты некоторых вечных двигателей.
До конца 18 и начала 19 веков человек не построил никаких двигателей, кроме ветряного и водяного колеса. Но вот в городах начали зарождаться первые ремесленные цеха, а позже – мануфактуры. На смену мануфактурам приходят фабрики и заводы, которые изготавливали машины и станки. Потребовались двигатели различной мощности. И были созданы тепловые двигатели.
Многие изобретатели пытались построить вечный двигатель. Все эти попытки заканчивались неудачей, так как принцип действия двигателя противоречит закону сохранения и превращения энергии.
Я собрал из подручных средств макеты 4-х моделей вечных двигателей. Рассмотрел принцип их действия и типичные ошибки, основанные на использовании различных приемов и комбинаций: а) подъем воды с помощью Архимедовой силы; б) подъем воды с помощью капилляров; в) использование колеса с неуравновешивающимися грузами; г) природные магниты; д) электромагнетизм; е) пар или сжатый воздух.
В первой модели магнитного двигателя Д. Вилькенса ошибка заключалась в разности магнитного действия. В модели водяного колеса (гидродинамического двигателя), двигатель останавливается после того, как закончится вода. В модели гидродинамического двигателя Леонардо система не может работать, так как её действие противоречит третьему закону Ньютона. В другой модели гидродинамического двигателя Леонардо суммарный момент выталкивающих сил равен нулю, поэтому двигатель не будет работать.
Основным свойством машин является их способность совершать работу. Придет время, когда люди исчерпают энергетические ресурсы и возникнет необходимость создания двигателей нового типа, разумеется, не вечного.
|
 |
.jpg)
