המורכבות של העולם. חוויה פיזית מהנה בבית

חוויות משעשעות בבית
מדריך / חוויות משעשעות / ניסויים בפיזיקה

המורכבות של העולם. ניסויים פיזיים

ניסויים משעשעים בפיזיקה

חוויות משעשעות בבית / ניסויים בפיזיקה לילדים

כאשר בבית הספר מדובר בענף הפיזיקה שנקרא "אופטיקה", תלמדו שאור הוא תהליך גל. מה הם גלים (למשל, על מים), כמובן, אתה יודע היטב. הם כנראה שמעו על גלים אלקטרומגנטיים: אחרי הכל, את מי לא היה מעוניין לדעת לאן מגיעות תוכניות טלוויזיה ורדיו למסכי הטלוויזיה או לרמקולי הרדיו. לשאלה: "איך זה עובד?" - ענו לך בקצרה מאוד: "בעזרת גלי רדיו" (או גלים אלקטרומגנטיים). גלי רדיו משודרים מתחנת טלוויזיה מרכזית או מתחנת רדיו ומתקבלים על ידי טלוויזיה או מקלט.

אז אתה יודע שקיימים גלים אלקטרומגנטיים. אור הוא גם גלים אלקטרומגנטיים. אבל אורכם של גלי האור קצר בהרבה מאורך גלי הרדיו. והצבע הלבן שאנו רואים, כל כך פשוט במבט ראשון, הוא למעשה מאוד מורכב. הוא מורכב משבעה צבעי יסוד: אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול. ולכל אחד מהצבעים האלה יש אורך גל משלו. כאשר כל שבעת הצבעים קיימים, הרושם הוא לבן. לפעמים אתה יכול לראות את כל הצבעים האלה בנפרד: או בשמיים בצורת קשת, או בבית, איפשהו על הקיר, כאשר קרן שמש בוהקת, שנשברה בקצה המראה, מעניקה מראה בהיר ורב. -פס צבעוני.

ישנן מספר דרכים לצפות ברצועה כזו, או בספקטרום, כלומר קרן לבנה מפורקת לצבעי המרכיבים שלה. לדוגמה, אם אתה מסתכל מול מקור אור בהיר בתקליט גרמופון שמתנגן לאורך זמן, מחזיק אותו אופקית ומצמיד אותו לגשר האף שלך. תקליט הפטיפון החדש מסוגל במיוחד ליצור "איריס" יפהפה.

גלי אור, כמו כל תנודות, יכולים, בתנאים מסוימים, גם להצטבר וגם לגרוע. כאשר מוסיפים גלים באורך זהה, האור מוגבר, וכאשר מורידים אותם זה מזה, האור מוחלש או נעלם כליל. כעת נוודא זאת.

עבור הניסוי, אתה צריך לעשות מכשיר פשוט למדי. קח פיסת נייר שחור עבה והשתמש בסכין גילוח בטיחותי כדי לחתוך בה חיתוך של שלושה סנטימטרים. התברר פער צר מאוד - זה המכשיר שלנו.

לחרד זה יש את היכולת להוסיף ולהחסיר גלי אור. הביטו דרכו במהלך היום בשמיים. תראה פסים מקבילים שחורים רבים לאורך הפער. פסים שחורים - איפה שאין אור. באותם מקומות של הפער שבהם יש פס שחור, נראה שגלי האור "אכלו" זה את זה. יהיה נכון יותר לומר שגלי אור באורך זהה נגרעו זה מזה והאור במקום הזה נעלם: נוצרה חושך - פס שחור קטן.

כעת הסתכלו דרך החריץ הזה במקור אור בהיר יותר - בלהט של נורה חשמלית בוערת (סובב את החריץ ככל האפשר לאורך החוט החם). בנוסף לפסים השחורים, תראו הרבה חוטים ססגוניים משני צידי חוט הנורה. ככל שמתרחקים מהחלק הבהיר, מהאמצע, חוטי הקשת הללו הופכים עמומים יותר. לחרך צר יש את היכולת להוסיף ולהחסיר גלי אור, וגם למיין אותם לצבעים בודדים (כלומר לפי אורכי גל).

בצע את הניסויים האלה, התאם את רוחב הפער. זה חייב להיות מאוד צר, מאוד צר. זה מושג בקלות על ידי פיזור קצוות הנייר לכיוונים שונים.

בלימוד "אופטיקה" תלמדו ביתר פירוט מה קורה בחריץ צר כל כך, תגלו מדוע יש לו את היכולת לפרק את האור לצבעי המרכיבים שלו.

לסרטים דקים יש גם את היכולת לפרק את האור לכל צבעי הקשת. זה מתייחס לסרטים הדקים ביותר שניתן למצוא בטבע או ליצור במו ידיך. לדוגמה, הם נוצרים על ידי מי סבון בעת הפרחת בועות, כתמי שמן מכונות על אספלט רטוב ושלוליות, פני השטח של קונכיות אם הפנינה, המורכבות מהקשקשים הדקים ביותר. סרטים יפים מאוד מתקבלים על ידי מריחת טיפת לק על פני המים. יוצקים מים נקיים לצלחת ומפילים שם טיפה של לכה: היא תתפשט בשכבה דקה על פני המים. יוצרים טבעת מחוט (בערך שישה עד שמונה סנטימטרים בקוטר) ולנוחות, ידית. גררו את סרט הלכה עם הטבעת, והטיו אותו מעט, הסר את הסרט. היא תשחק עם כל צבעי הקשת, בדומה לכנפיים של שפירית. סרט כזה יכול להישמר במשך זמן רב למדי.

אלומת אור לבן, הנופלת על סרט דק או פתית, מוחזרת חלקית ממנו, וחלקה עוברת עמוק לתוך ומוחזרת מהמשטח הפנימי שלה. שתי ההשתקפויות הללו נופלות לעינינו. ברור ששתי האלומות המוחזרות שונות במקצת אחת מהשנייה: הן נסעו בשבילים שונים. ההבדל בנתיב הוא, ניחשתם נכון, בערך פי שניים מהעובי של הסרט. כאשר עוסקים בכמויות כה קטנות כמו אורכי הגל של האור, עובי אפילו הסרט הדק ביותר עדיין מתגלה כעצום והפרש הנתיבים של הקרניים המוחזרות גדול.

מה קורה לשתי האלומות המוחזרות הללו? הם מצטברים, או ליתר דיוק, הגלים שלהם מצטברים ונופלים לתוך עינינו כבר לא בצורת קרן לבנה, אלא קרן בצבע כלשהו. הצבע תלוי בעובי הסרט (מה ההבדל בנתיב) "ובזווית שבה אנחנו מסתכלים על הסרט הזה. אז מסתבר שכל פני הסרט מנצנץ בצבעים שונים של הקשת.

יש עוד דרך להשיג קשת בענן - עם פריזמה, פריזמה שקופה תלת-תדרלית. הכלי האידיאלי לניסוי זה יהיה, כמובן, פריזמת זכוכית. אבל לא סביר שתמצא משהו דומה לה בבית. ניתן לייצר פריזמה תלת-תדרלית שקופה מחתיכת פרספקס על ידי עיבודה עם הכלים המתאימים ולאחר מכן שיוף משטחיה. אבל אין זה סביר שכולם יכולים לעשות זאת, אז נבחר בדרך אחרת: נכין פריזמה טריהדרלית שקופה מחומר פשוט - מים.

קח מראה קטנה וזולה, אתה יכול לעגל. שים אותו בתחתית קערה קטנה. שפכו מים לתוכו והטו אותו, מניחים משהו מתחתיו. פני המים באגן צריכים ליצור זווית של כ-25° עם המראה (ראה איור). עכשיו אנחנו צריכים לטפל במקור האור. הניסוי עדיף לעשות בערב, בחושך, כך שהקשת שאתה מקבל נראית בבירור.

המורכבות של האור

השתמשו למשל בפנס לעבודת צילום כמקור אור, החלפת מסנן האור האדום בקרטון וביצוע חריץ בו מעט צר יותר מהקרטון ורוחב סנטימטר אחד. חשוב רק שהחריץ לא יהיה ברמה של חוט הנורה. אם אין לכם פנס כזה, אפשר להשתמש גם במנורת שולחן עם אהיל שלא מכניס אור. תוצאות הניסויים יהיו שונות במקצת זו מזו, ולכן אנו מתארים אותן בנפרד.

במקרה שבו אתה משתמש בפנס, יש לכוון את אור החריץ על המראה במים מהצד שבו המראה שקועה עמוק יותר (ראה איור). אם עכשיו תסתכל מלמעלה במראה, תראה רצועה ססגונית עם צבעים בהירים של הספקטרום. האור מהסדק עבר במים, נשבר בתוכם, פגע במראה, השתקף ממנה והשאיר את המים כקרן של קרניים צבעוניות.

כפי שהוזכר קודם לכן, אור הנכנס לתווך לא הומוגני אחר נשבר בו. אבל מכיוון שאור מורכב מצבעים שונים, וכל אלומת צבע נשברת בדרכה, בדרכים שונות, אז כתוצאה ממנסרה תלת-תדרלית כזו (לא משנה אם זו זכוכית או מים, כמו מניסיוננו) , האור יוצא מפורק לכל צבעי הקשת.

אם הניסוי מתבצע עם מנורת שולחן, אז אין פער, המנורה עצמה צריכה ליצור ארנבת קשת בענן. החזק את המנורה במרחק של כמטר אחד מהמראה. שימו לב שהתקרה אינה מוארת במנורה, היא בצל. השתקפות קשת מהמראה תופיע על התקרה המוצלת. על ידי הזזת המנורה, אתה יכול להשיג על התקרה, כמו על המסך, את המראה של ספקטרום יפה.

בזוויות אחרות בין המראה לבין פני המים, הקשת עשויה להופיע לא על התקרה, אלא על הקיר. אם הקיר מכוסה בטפט, אתה צריך לתלות דף נייר לבן במקום שבו פגעה הקשת.

ניסוי זה יכול להתבצע בהצלחה במהלך היום, תוך שימוש, אם יש לך צד שטוף שמש, בקרני השמש. יש צורך ליצור חושך בחדר על ידי תליית החלונות. השאר רווח באחד החלונות לקרני השמש. לכל אחד מכם עשויים להיות תנאים שונים, אז אתם בעצמכם צריכים לחשוב כיצד לבצע את הניסוי בתנאים אלו.

מחבר: רביזה F.V.

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בפיזיקה:

▪ מחט-ברק

▪ מעוט סיר וכפית

▪ האם קורות יכולות להישבר?

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בכימיה:

▪ מסיר חלודה

▪ אינדיקטורים ממיצים ולפתנים

▪ אצות מלאכותיות

ראה מאמרים אחרים סעיף חוויות משעשעות בבית.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שימוש בזיכרון 3D V-NAND יאפשר לך ליצור SSD של 10 TB 30.11.2014

זיכרון פלאש 3D V-NAND כבר הוכיח את ערכו: לא רק שהוא מציע יותר נפח אחסון מאשר שבבי MLC מסורתיים, אלא שהוא גם אמין ביותר, בניגוד ל-TLC הידוע לשמצה. נראה ש-3D V-NAND עומד לעשות פריצת דרך בתחום כונני מצב מוצק במחירים סבירים עם נפחים דומים לדור האחרון של כונני HDD מסורתיים. אנחנו מדברים על קיבולות של 10 טרה-בייט ומעלה.

זו בדיוק היוזמה שהציגה תאגיד אינטל. בפגישת משקיעים לאחרונה של אינטל, הוכרז כי במחצית השנייה של 2015, המיזם המשותף Intel-Micron Flash Technologies יתחיל בייצור המוני של שבבים רב-שכבתיים של 256Gb ו-384Gb.

במקרה האחרון, ישמש תאים בשלוש רמות. במבנה התלת מימדי של שבבי ה-3D-NAND החדשים יהיו 32 שכבות של שבבים המחוברים באמצעות מערך של מבנים אנכיים מיוחדים בדומה ל-TSV המסורתי (דרך סיליקון via). הופעתם של שבבי זיכרון פלאש בעלי קיבולת כזו תפתח את הדרך ליצירת כונני מצב מוצק בנפח עצום שפשוט אינו זמין כיום. רוב קרוק, סגן נשיא חטיבת הזיכרון הבלתי נדיף של אינטל, מאמין שכונני SSD המבוססים על הטכנולוגיה החדשה עלולים לעלות על 10 טרה-בייט בשנתיים הקרובות. לשם השוואה, SanDisk, שרצתה ליצור SSD של 4 טרה-בייט המבוסס על טכנולוגיות מסורתיות בתוך המטוס, נאלצה להשתמש ב-64 שבבי eMLC של 512 גיגה-ביט (64 ג'יגה-בייט) יקרים להפליא, שכל אחד מהם נושא ארבעה קוביות של 128 גיגה-ביט בחבילה אחת. שבבים אלו מיוצרים בתהליך ייצור דק מתקדם, מה שמייקר את עלותם, אך אינו מוסיף אמינות כלל.

אבל שבבי אינטל-מיקרון "תלת מימדים" בעלי קיבולת של 256 ו-384 גיגה-ביט (32 ו-48 ג'יגה-בייט, בהתאמה) ישתמשו בתהליכים טכניים גדולים וזולים הרבה יותר, ובמקביל באלה אמינים יותר. לרוע המזל, אינטל עדיין שותקת לגבי איזה סוג של טכנולוגיית תהליך מדובר. אבל אבות טיפוס עובדים של כונני SSD המבוססים על שבבי "תלת מימד" של 256 ג'יגה-בייט כבר קיימים, ואחד מהם הוצג באירוע הנ"ל. יש לציין שסמסונג מייצרת באופן פעיל גם זיכרון פלאש "תלת מימדי": שבבי ה-128 גיגה-ביט שלה הם בעלי 24 או 32 שכבות ומשתמשים בסטנדרטים טכנולוגיים גדולים בצורה יוצאת דופן בסטנדרטים של היום - 42 ננומטר. "הקיבולת הנראית לעין" של המיקרו-מעגלים הללו היא 86 ג'יגה-ביט; נראה שסמסונג משחקת את זה על בטוח, רוצה להימנע מבעיות היפותטיות עם הטכנולוגיה החדשה בכל מחיר. על רקע זה, פרויקט אינטל-מיקרון, שמתחיל מיד בקיבולת של 256 גיגה-ביט, נראה הרבה יותר שאפתני, אך עלות המוצר הסופי בגישה זו תהיה נמוכה יותר באופן ניכר. וכמובן שגם משתמשים רגילים ייהנו מכך.

אבל גם אם לשבבים החדשים של אינטל יש יחס מחיר לקיבולת טוב יותר, היכולת של ברית אינטל-מיקרון לייצר אותם עדיין לא מאפשרת לנו לדבר על השפעה רצינית על שוק ה-NAND. על פי ChinaFlashMarket.com, מפעל הברית IMFT יכול לייצר כ-70 פרוסות 300 מ"מ בחודש, ומספר זה כולל סוגים שונים של זיכרון. שימוש במפעלי IMFS ו-MTV יכול לייצר עוד 80 עד 40 פרוסות 300 מ"מ בחודש, אבל זה כלום לעומת הקיבולת של סמסונג. רק אחד מהמפעלים של הענקית הדרום קוריאנית, שנבנה במיוחד לייצור סוגים חדשים של זיכרון פלאש, מסוגל לייצר 100 ופלים בחודש, בעוד ששאר מתקני הייצור של סמסונג, המתאימים לאותה מטרה, יכולים לספק למעלה מ-400 ופלים באותו פרק זמן.

במילים אחרות, שבבי זיכרון הפלאש הרב-שכבתי החדשים של אינטל אולי לא יחוללו מהפכה בשוק ה-SSD כולו, אבל הם יהפכו דגמים בעלי קיבולת גבוהה יותר לנגישים למשתמשים ויאפשרו לחברה לחזק משמעותית את מעמדה בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה הזו. חטיבות ה-NAND וה-SSD של אינטל צפויות לקבל הכנסות משולבות של כ-2014 מיליארד דולר ב-2, והכנסת שבבי 256 גיגה-ביט רב-שכבתיים חדשים תגדיל את הנתון הזה בשנים הקרובות.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שבבים מחיידקים

▪ תלת מימד משפר את תפקוד המוח

▪ צג 27 אינץ' 5K Philips Brilliance 275P4VYKEB

▪ לדים לתאורת רחוב

▪ מדפסת הזרקת דיו Canon i80

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ מדור אתר טלוויזיה. מבחר מאמרים

▪ מאמר רע הכרחי. ביטוי עממי

▪ מאיפה צ'יקן טיקה מסאלה? תשובה מפורטת

▪ מאמר עבודה על מכונות קטיף ותפירה. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר ממסר התנעה למנוע חשמלי אסינכרוני. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר תקלה חוזרת של הטלוויזיה GRUNDIG-GR1450. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר