О некоторых старых опытах по физике. (опыты с микроманометром)

В экспериментальном курсе физики демонстрации являются органической неотъемлемой частью изложения. В методическом отношении демонстрации делают всякое явление более ясным, содействуют более лёгкому усвоению и запоминания фактов. Роль эксперимента в физике известна и повторяться нет необходимости.             По мере развития науки и техники физический школьный кабинет должен пополняться всё новыми и новыми приборами. Новыми не по году создания, а по принципам, по схемам, по конструкции и так дал...
Раздел Физика
Класс -
Тип Другие методич. материалы
Автор
Дата
Формат doc
Изображения Есть
For-Teacher.ru - все для учителя
Поделитесь с коллегами:

О некоторых старых опытах по физике.

(опыты с микроманометром)


В экспериментальном курсе физики демонстрации являются органической неотъемлемой частью изложения. В методическом отношении демонстрации делают всякое явление более ясным, содействуют более лёгкому усвоению и запоминания фактов. Роль эксперимента в физике известна и повторяться нет необходимости.

По мере развития науки и техники физический школьный кабинет должен пополняться всё новыми и новыми приборами. Новыми не по году создания, а по принципам, по схемам, по конструкции и так далее. Но по определённым причинам, этого не происходит. Поэтому часть опытов очень просто могут быть продемонстрированы на старых работающих приборах.

Например, опыт по диффузии газов через пористую перегородку для воздуха и водорода проводится достаточно хорошо и с открытым манометром ( подвижность молекул водорода значительно отличается от подвижности молекул воздуха, точнее отношение их скоростей VH/VB приблизительно равно 4), а демонстрировать диффузию газов для углекислого газа и воздуха с открытым манометром очень сложно (ещё бы, если Vу.г./VB приблизительно 0,8 и разница в давлении незначительная. Старые микроманометры позволяют провести целый ряд опытов, считавшихся достаточно сложными.

Цель работы описать ряд опытов с демонстрационным микроманометром, чтобы помочь молодым учителям, как в своё время помогли мне.

Микроманометр (цена деления 2 мм вод. ст.) позволяет расширить круг опытов, которые раньше относились к тонким из-за недостаточной наглядности и выразительности. Кроме опытов с применением микроманометров, описанных в пособии: В.А. Буров и другие, «Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы (том 1) «Механика», теплота под редакцией А.А. Покровского, пособие для учителей изд. Второе, испр.,4 «Просвещение» 1971г., мы предлагаем ещё несколько демонстраций. Описанные ниже опыты могут обогатить, на наш взгляд, арсенал физического эксперимента. Где и как их применить учитель решит самостоятельно.



Опыт № 1. Измерение давления под искривлённой поверхностью жидкости (воды).


Микроманометр соединяют резиновой трубкой с одним из концов стеклянного тройника. На другой конец тройника одевается резиновая трубка от резиновой груши. К третьему концу с помощью короткого отрезка резиновой трубки присоединяют стеклянную трубку с зауженным до 2-3 мм в диаметре окончанием (это может быть обычная пипетка без резинового колпачка). Тройник закрепляется на штативе так, чтобы стеклянная трубка располагалась вертикально, узким концом вниз, как на рисунке.

О некоторых старых опытах по физике. (опыты с микроманометром)

Перед демонстрацией необходимо проверить уплотнение в местах соединения. К трубке подносят стакан с водой и погружают узкий конец её так, чтобы в канале образовался столбик воды в 1-3 мм, после чего стакан убирается. Если столбик получился выше, то лишнюю воду можно убрать промокательной тканью. Опыт можно проводить при любом столбе воды но менее наглядно. Слегка нажимая на грушу, вытисняем капельку воды из трубки до образования выпуклого мениска. При этом давление в системе повышается, что и наблюдается по отклонению стрелки. Желательно, на резиновую трубку между тройником и грушей наложить зажим (при максимальном отклонении стрелки прибора), чтобы при необходимости использовать статистическое состояние системы для проекции на экран.

Опыт можно поставить более эффектно, если стеклянную трубку расположить узким концом вверх, но в этом случае сложнее получить столбик воды нужной высоты и вода может попасть в герметическую коробку микроманометра, а это приведёт к порче прибора. Первый вариант опыта позволяет получить отклонение стрелки прибора.

Если опыт использовать для решения экспериментальной задачи, то полезно вместе с пузырьком воды проектировать на экран масштабную линейку из органического стекла для примерного определения радиуса кривизны поверхности и при вычислениях учитывать двойной поверхностный слой воды. Из установки можно исключить резиновую грушу, если воздух вдувать ртом (что является не эстетичным зрелищем). Зажим лучше использовать пружинный а не винтовой (в крайнем случае можно использовать бельевую прищепку).

Опыт № 2. Зависимость давления под изогнутой поверхностью жидкости от радиуса кривизны.


Опыт проводится на той же установке. Перед демонстрацией внимание учащихся обращается на фиксацию давления по прибору при разрыве поверхностного слоя. Опыт проводится дважды: при меньшем и большем радиусе кривизны. Сначала повторяется опыт №1, потом стеклянная трубка заменяется на более широкую (поменять местами концы пипетки).

Сравнивая показания прибора при разрывах поверхностного слоя в первом и во втором случаях, учащиеся убеждаются, что при большем радиусе кривизны давление меньше. Столбики воды должны быть примерно одинаковыми в обоих случаях.

Опыт №3. Зависимость коэффициента поверхностного натяжения жидкости (воды) от температуры.


Повторяется опыт №1 дважды: с холодной (комнатной температуры) и горячей (50-60 градусов) водой. Вывод делается при сравнении показаний прибора при разрыве поверхностного слоя в обоих случаях. Перед работой с горячей водой трубочку надо подогреть, опустив её кончик в горячую воду на несколько секунд.

(Продолжение следует)



© 2010-2022