Элективный курс

Аннотация

Элективный курс предназначен для учащихся, желающих приобрести опыт самостоятельного применения знаний по физи­ке на практике при проведении экспериментов, т. е. носит предметно-ориентированный характер. В курсе даются сведения о методах физических измерений, полез­ные не только будущим физикам или инженерам, но и каждому человеку в его повседневной практической жизни. На лабораторных занятиях школь­ники научатся уверенно и безопасно использовать разнообразные физичес­кие приборы, от линейки и микрометра до цифрового мультиметра, приобретут практические умения грамотно использовать в бытовой практике термометр, измерять влажность воздуха, артериальное кровяное давление, проверять исправность бытовых электроприборов. Опыт практи­ческой работы с физическими приборами окажет помощь ученику в обосно­ванном выборе профиля дальнейшего обучения.

Курс построен с опорой на знания и умения учащихся, приобретен­ные при изучении физики, дает возможность более глубоко познакомиться с методами измерения физических величин, при­обрести умения практического использования измерительных приборов, обработки и анализа полученных результатов.

Пояснительная записка

Целью курса является предоставление учащимся возможности удов­летворить индивидуальный интерес к изучению практических приложений физики в процессе познавательной и творческой деятельности при проведении самостоятельных экспериментов и исследований.

Основной задачей курса является помощь ученику в обоснованном выборе профиля дальнейшего обучения. На элективных занятиях уча­щийся познакомится на практике с такими видами деятельности , кото­рые являются ведущими во многих инженерных и технических профес­сиях, связанных с практическими применениями физики. Опыт самостоятельного выполнения сначала простых физических эксперимен­тов, затем заданий исследовательского и конструкторского типа позво­лит ученику либо убедиться в правильности своего предварительного выбора, либо изменить свой выбор и испытать свои способности на каком-то ином направлении.

На теоретических занятиях первого уровня («Учимся изме­рять!») рассматриваются методы измерения физических величин, устрой­ство и принцип действия измерительных приборов, способы обработки и представления результатов измерений. На практических занятиях при выполнении лабораторных работ учащиеся смогут приобрести умения и навыки планировать физический эксперимент в соответствии с постав­ленной задачей, научиться выбирать рациональный метод измерений, выполнять эксперимент и обрабатывать его результаты.

Выполнение практических и экспериментальных заданий второго уровня («Измеряем самостоятельно!») позволит учащимся приме­нить приобретенные навыки в нестандартной обстановке, стать компе­тентными во многих практических вопросах. Семинарские занятия спо­собствуют развитию способностей самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по обсуждаемому вопросу, выслушивать другие мнения и конст­руктивно обсуждать их.

Третий уровень («Исследуем, изобретаем, конст­руируем, моделируем!») – совершенствование практических умений и развития творческих подходов к делу. На этом уровне учащимся предстоит выполнить лабораторные работы физического практикума, посвященные исследова­ниям некоторых процессов и явлений в физике, испытать свои силы при выполнении индивидуальных экспериментальных заданий и конструктор­ских работ, работая настолько самостоятельно, насколько они пожелают и смогут. В завершение этого этапа учащиеся могут представить резуль­таты своих исследований, например, на классном или школьном конкур­се творческих работ.

Таким образом, основными видами деятельности учащихся на заня­тиях по элективному курсу являются самостоятельная работа в физиче­ской лаборатории и выполнение простых экспериментальных заданий по интересам в домашних условиях.

Все виды практических заданий рассчитаны на использование типо­вого оборудования кабинета физики и могут выполняться всеми учащи­мися группы в форме лабораторных работ или в качестве индивидуаль­ных экспериментальных заданий для учащихся по их выбору.

Элективные занятия будут полезными для учащихся при решении задач, встречающихся в повседневной жизни людей, таких, как правиль­ное измерение температуры, измерение артериального кровяного давле­ния, проверка исправности электроприборов. Учащиеся должны убедить­ся, что они могут стать компетентными во многих практических вопросах уже сейчас. Предлагаемые задачи простые, но для их решения необходи­мо творческое применение знаний. На основе знакомства с устройством и принципами действия физических измерительных приборов, приобрете­ния самостоятельного опыта их использования у школьников вырабаты­вается чувство уверенности в своих способностях успешно взаимодейство­вать с предметами окружающего мира и разнообразными техническими устройствами.

Элективный курс направлен на воспитание чувства уверенности в своих силах и способностях при использовании разнообразных прибо­ров и устройств бытовой техники в повседневной жизни, а также на развитие интереса к внимательному рассмотрению привычных явлений, предметов. Желание понять, разобраться в сущности явлений, в устрой­стве вещей, которые служат человеку всю его жизнь, неминуемо потребу­ет дополнительных знаний, подтолкнет к самообразованию, человек бу­дет наблюдать, думать, читать, усовершенствовать и изобретать - ему будет интересно жить!

Основное содержание курса

Методы измерения физических величин (ч)

Первый уровень: учимся измерять!

Основные и производные физические величины и их измерения. Единицы и эталоны величин. Абсолютные и относительные погрешнос­ти прямых измерений. Измерительные приборы, инструменты, меры. Инструментальные и отсчетные погрешности. Классы приборов. Границы систематических погрешностей и способы их оценки. Случайные погрешности измерений и оценка их границ.

Этапы планирования и выполнения эксперимента. Меры предосто­рожности при проведении эксперимента. Учет влияния измерительных приборов на исследуемый процесс. Выбор метода измерений и измери­тельных приборов. Способы контроля результатов измерений. Запись результатов измерений. Таблицы и графики. Обработка результатов из­мерений. Обсуждение и представление полученных результатов.

Измерения времени. Методы измерения тепловых величин. Методы измерения электрических величин. Методы измерения магнитных вели­чин. Методы измерения световых величин. Методы измерения в атомной и ядерной физике.

Лабораторные работы

1. Измерение длины с помощью масштабной линейки и микрометра.

2. Оценка границ погрешности при измерениях силы тока.

3. Измерения электрического сопротивления с помощью омметра.

4. Измерение коэффициента трения.

5. Исследование зависимости силы тока от напряжения на концах нити электрической лампы.

6. Исследование зависимости периода колебаний маятника от его массы, амплитуды колебаний и длины.

7. Измерение времени реакции человека на световой сигнал.

Физические измерения в повседневной жизни (ч)

Второй уровень: переходим к самостоятельным измерениям!

Измерения температуры в быту. Влажность воздуха и способы ее изме­рения. Исследования работы сердца. Источники электрического напряже­ния вокруг нас. Бытовые электроприборы. Бытовые .

Лабораторные работы

8. Исследование зависимости показаний термометра от внешних условий.

9. Измерение влажности воздуха.

10. Измерение артериального кровяного давления.

11. Изучение принципа работы электрической зажигалки.

12. Изучение принципа работы лампы дневного света.

Физический практикум (ч)

Третий уровень: исследуем, изобретаем, конструируем, моделируем!

Лабораторные работы

13. Измерение кинетической энергии тела.

14. Исследование свойств лазерного излучения.

Экспериментальные задания

ü Изготовление модели газового термометра.

ü Изготовление модели автомата пожарной сигнализации.

ü Расчет и испытание модели автоматического устройства для регулирования температуры.

Резерв времени - 1 ч.

Организация и проведение аттестации учеников

Элективные занятия по данной программе проводятся для удовлет­ворения индивидуального интереса учащихся к изучению практических приложений физики и для помощи в выборе профиля дальнейшего обу­чения. Поэтому нет нужды систематически контролировать и оценивать знания учащихся. Однако следует отмечать их достижения и тем самым поощрять к дальнейшим занятиям.

Особенностям элективных занятий наиболее соответствует зачетная форма оценки достижений учащихся. Зачет по выполненной лаборатор­ной работе целесообразно выставлять по письменному отчету, в котором кратко описаны условия эксперимента, в систематизированном виде пред­ставлены результаты измерений и сделаны выводы.

По результатам выполнения творческих экспериментальных заданий кроме письменных отчетов полезно практиковать сообщения на общем занятии группы с демонстрацией выполненных экспериментов, изготовленных приборов. Для подведения общих итогов занятий всей группы возможно проведение конкурса творческих работ. На этом конкурсе учащиеся смогут не только продемонстрировать экспериментальную ус­тановку в действии, но и рассказать о ее оригинальности и возможнос­тях, отдать свое творение на суд зрителей. Здесь приобретает большое значение умение оформить свой доклад графиками, таблицами, кратко и эмоционально рассказать о самом главном. На общешкольных конкур­сах могут быть представлены, например, работы биологов, химиков, ли­тераторов. В этом случае появляется возможность увидеть и оценить свой труд и себя на фоне других интересных работ и таких же увлеченных людей.

Итоговый зачет ученику по всему элективному курсу можно выстав­лять, например, по таким критериям:

1) выполнение не менее половины лабораторных работ;

2) выполнение не менее одного экспериментально­го задания исследовательского или конструкторского типа;

3) активное участие в подготовке и проведении семинаров, дискуссий, конкурсов. Предлагаемые критерии оценки достижений учащихся могут служить лишь ориентиром, но не являются обязательными.

На основе своего опыта учитель может устанавливать иные критерии.

Методы измерения физических величин

§ 1. Физические величины и их единицы.

Физика; физические свойства тел; история метра; современное определение метра; физическая величина; основные и производ­ные физические величины; единицы величин и эталоны; между­народная система единиц СИ.

§ 2. Измерения физических величин.

Измерения физических величин; размер и значение физической величины; меры и измерительные приборы; прямые и косвенные измерения; абсолютная и относительная погрешности измерений; измерения длины.

Лабораторная работа 1. Измерение длины с помощью масштаб­ной линейки и микрометра.

§3. Погрешности прямых однократных измерений.

Границы погрешностей измерений; границы абсолютной и отно­сительной погрешности; инструментальная погрешность; класс точности прибора; погрешность отсчета; погрешность метода измерения; систематические и случайные погрешности; как мож­но учесть ошибки измерений или уменьшить их.

Лабораторная работа 2. Оценка границ погрешности при изме­рениях силы тока.

§4. Безопасность эксперимента.

Обеспечение безопасности эксперимента для человека; меры пре­досторожности; обеспечение безопасности эксперимента для из­мерительных приборов и оборудования.

§5. Планирование и выполнение эксперимента.

Выбор метода измерений и приборов; влияние приборов на ре­зультаты измерений; предварительные измерения; выбор ступе­ни изменения регулируемой величины; поддержание постоянных условий эксперимента.

§6. Оценка границ случайных погрешностей измерений.

Повторные измерения и нахождение среднего арифметического значения измеряемой величины; среднее квадратичное отклоне­ние; стандартное отклонение; оценка границ случайных погреш­ностей измерений.

Лабораторная работа 5. Измерение коэффициента трения.

§7. Обработка результатов измерений.

Приближенные числа; оценка границ погрешностей косвенных измерений; запись и обработка результатов измерений: шесть про­стых правил.

§8. Построение графиков.

Представление результатов измерений в виде таблиц; назначение графиков; построение приближенного графика; выбор масшта­ба; указание границ погрешностей на графике; проведение ли­ний по экспериментальным точкам; анализ результатов.

Лабораторная работа 7. Исследование зависимости силы тока от напряжения на концах нити электрической лампы.

§9. Измерение времени.

Что такое время; сутки - естественная единица времени; про­стейшие приборы для измерения времени; маятниковые часы; неравномерность вращения Земли; электронные и атомные эта­лоны времени.

Лабораторная работа 8. Исследование зависимости периода коле­баний маятника от его массы, амплитуды колебаний и длины.

Лабораторная работа 9. Измерение времени реакции человека на световой сигнал.

§10. Методы измерения тепловых величин.

Температура; теплообмен; жидкостный термометр; газовый тер­мометр.

§11. Методы измерения электрических величин.

Приборы для измерения силы тока; приборы для измерения напряжения; условные обозначения; электронные цифровые из­мерительные приборы.

§12. Методы измерения магнитных величин.

Магнитная индукция; магнитный поток; индуктивность.

§13. Методы измерения световых величин.

Источники света; световые величины и их единицы.

§14. Методы измерений в атомной и ядерной физике.

Физические величины в атомной и ядерной физике; поглощен­ная доза излучения; методы регистрации заряженных частиц.

§15. Как нужно измерять температуру?

Термометр; измерение температуры.

Лабораторная работа 15. Исследование зависимости показаний термометра от внешних условий.

§16. Измерение влажности. Влажность; гигрометр.

Лабораторная работа 16. Измерение влажности воздуха.

§17. Исследование работы сердца.

Система кровообращения человека; кровяное давление; сфигмоманометр; когда и зачем нужно измерять артериальное дав­ление.

Лабораторная работа 1 7. Измерение артериального кровяного давления.

§18. Электрические токи сердца.

Гальванические явления; электрокардиограмма.

§19. Источники электрического напряжения вокруг нас

Источники электрического напряжения в доме; проверка ис­правности электроприбора; газоразрядный индикатор; как ра­ботает электрическая зажигалка.

Лабораторная работа 18. Изучение принципа работы пьезо­электрической зажигалки.

§20. Бытовые источники света. Лампа накаливания; люминесцентная лампа.

Лабораторная работа 19. Изучение принципа работы люминес­центной лампы.

Глава 3. Физический практикум

Лабораторная работа 20. Измерение кинетической энергии тела.

Лабораторная работа 25. Исследование свойств лазерного из­лучения.

Экспериментальное задание 1. Изготовление модели газового термометра.

Экспериментальное задание 5. Изготовление модели автомата сигнализации.

Экспериментальное задание 6. Расчет и испытание модели авто­матического устройства для регулирования температуры.

ФРАГМЕНТ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ

Измерения физических величин. Измерением физической величины называется экспериментальное определение значения физической величины, характеризующей данный объект. Значение физической величины есть произведение отвлеченного числа, называемого числовым значением величины, на единицу физической величины. Например, значение длины стола / = 1,5 м = 1,5 x1 м. В данном случае числовое значение 1,5 показывает, сколько единиц длины 1 м укладывается на длине стола.

Количественное содержание характеристики физического объекта или явления называется размером физической величины. Размер ве­личины для данного объекта остается неизменным при выборе раз­ных единиц измерения , значение величины зависит от выбора еди­ницы измерения. Например, тело размером в 1 фут имеет различные значения длины при использовании разных единиц длины:

/ = 1 фут = 12 дюймов = 30,48 см = 0,3048 м.

Основой всех измерений физических величин является сравне­ние размера измеряемой величины с эталоном единицы физичес­кой величины. Например, чтобы измерить длину какого-либо предмета, надо сравнить его длину с длиной эталона метра.

Меры и измерительные приборы. Невозможно все измерения выполнять путем сравнений с единственным эталоном единицы величины. Для измерений в исследовательских лабораториях и в повседневной практической жизни изготавливаются меры и измерительные прибо­ры, сравниваемые с эталонами.

Однозначной мерой называют средство измерения, воспроиз­водящее физическую величину определенного размера. Например, килограммовая гиря является мерой массы размером 1 кг. Образцовая катушка индуктивностью 1 Гн может служить мерой индуктивности размером 1 Гн.

Измерительная линейка с миллиметровыми делениями на шкале или набор гирь разных значений могут служить примерами мно­гозначных мер.

Измерительным прибором называют средство изме­рения, дающее возможность непосредственно отсчиты­вать значения измеряемой величины. Измерительный прибор служит для выработки сигнала, непосредственно показывающего значение измеряемой физической величины. Примерами измерительных приборов могут служить динамометр, спидометр, вольтметр, амперметр, термометр, манометр.

Измерения, при которых измерительный прибор дает непосредственно информацию о значении измеряемой физической величины, называют прямыми измерениями.

Измерения, при которых значение измеряемой величины находят путем вычислений на основе использования результатов измерений других величин, называются косвен­ными измерениями.

Погрешности измерений. При измерениях физических величин любыми приборами результат измерения всегда сколько-то отличается от истинного значения физической величины. Эти отличия могут быть обусловлены несовершенством измерительного прибора, ошибкой экспериментатора, влиянием внешних факторов и другими причинами.

Модуль разности результата измерения и истинного значения измеряемой величины называется абсолютной погрешностью изме­рения.

Если при измерении отрезка АВ длиной а получен результат измерения, то абсолютная погрешность измерения 8х определяется выражением:

8х = δ х - 4 (1) где δ - строчная буква «дельта» греческого алфавита .

Абсолютная погрешность не дает полного представления о качестве измерения. Например, если известно только, что расстояние измерено с абсолютной погрешностью 3 см, то нельзя сказать, хорошего качества это измерение или плохого. Действительно, если с такой погрешностью измерено расстояние от Москвы до Санкт4Петербурга, равное примерно 600 км, то можно сказать, что это измерение очень высокого качества. А если погрешность 3 см вы допустили при отрезании стекла шириной около 60 см для вставления в оконную раму, то вам скорее всего понадобится новое стекло, так что качество измерений в этом случае нельзя признать хорошим. Следовательно, качество измерений определяется не только абсолютной погрешностью измерений, но и значением измеряемой величины. Характеристика качества измерений, учитывающая абсолютную погрешность и значение измеряемой величины, называется относительной погрешностью измерения.

Относительной погрешностью измерения называется отноше­ние абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Относительная погрешность выражается в долях единицы или в процентах.

Как показывают вычисления, относительная погрешность наглядно демонстрирует существенное различие качества первого и второго измерений при одинаковой абсолютной погрешности измерений. Поэтому в большинстве случаев качество измерений оценивается по значению его относительной погрешности.

Измерения длины. Для измерений линейных размеров тел и расстояний между телами применяются различные измерительные инструменты и методы измерений. Для измерения больших длин, например земельных участков , употребляют стальные мерные ленты длиной до 50 м. При обмере зданий используют рулетку с гибкой лентой длиной 10-20 м, разделенной на сантиметры. Для измерения небольших предметов употребляют масштабные линейки. Для измерения размеров малых предметов с точностью до десятых долей миллиметра применяют штангенциркуль или микрометр. Основная деталь микрометра - стальная скоба 1. С одной стороны в ней закреплена неподвижная пятка 2, с другой - стебель 4. Внутри стебля помещен микрометрический винт 3, заканчивающийся с левой стороны измерительной поверхностью. С правой стороны микрометрический винт соединен с барабаном 5, охватывающим стебель микрометра. При вращении барабана вращается и микрометрический винт. Шаг винта равен 0,5 мм, поэтому измерительная поверхность винта при одном обороте барабана перемещается на 0,5 мм относительно неподвижной пятки микрометра.

На поверхность стебля нанесена продольная риска, ниже которой расположена шкала с миллиметровыми штрихами, а выше - шкала со штрихами, делящими пополам каждое миллиметровое деление верхней шкалы. По левому краю барабана нанесено 50 равноотстоящих штрихов, позволяющих определять поворот микрометрического винта с точностью до 1/50 доли оборота. Так как при одном обороте измерительная поверхность микрометрического винта смещается на 0,5мм, при повороте на 1/50 долю оборота ее смещение оказывается равным 0,01 мм.

При смыкании измерительной поверхности микрометрического винта с поверхностью неподвижной пятки край барабана устанавливается против нулевой риски на шкале стебля. Для измерения размера детали ее помещают между пяткой и измерительной поверхностью микрометрического винта. Затем вращением барабана достигают соприкосновения измерительных поверхностей пятки и микрометрического винта с точками поверхности измеряемой детали. Для предотвращения деформации измеряемой детали силу нажатия микрометрического винта на измеряемую деталь ограничивают с помощью трещотки 6. Для этого микрометрический винт вращают с помощью трещотки и прекращают вращение с появлением звука. Микрометр дает возможность определять размер детали с точностью до 0,5 мм по шкале на стебле и с точностью до 0,01 мм по шкале на барабане микрометра против продольной риски на стебле.

Контрольные вопросы

Что называется измерением физической величины? Что такое размер и значение физической величины? Какие измерения называются прямыми измерениями? Какие измерения называются косвенными измерениями? Что такое абсолютная погрешность измерения? Что называется относительной погрешностью измерения?

Лабораторная работа 1

Измерение длины с помощью масштабной линейки и микрометра.

Цель работы. Приобретение умений оценивать абсолютные и относительные погрешности измерений.

Оборудование: масштабная линейка, микрометр, монета.

Задание: измерьте диаметр монеты с помощью масштабной линейки и определите абсолютную и относительную погрешности измерений.

1. Измерьте с помощью масштабной линейки диаметр D1 монеты и запишите результат измерений в отчетную таблицу.

2. Познакомьтесь с устройством и принципом действия микрометра. Измерьте диаметр D 0 монеты с помощью микрометра и запишите результаты измерений в отчетную таблицу.

3. Принимая условно значение D0 за точное значение диаметра монеты, вычислите абсолютную и относительную погрешности измерений с помощью масштабной линейки. Результаты запишите в отчетную таблицу.

Отчетная таблица

D , мм	D0, мм	d,-do\

Контрольные вопросы

Какими причинами могут быть вызваны погрешности измерений?

Какими способами могут быть уменьшены погрешности измерений?

Задача

Представьте себе, что вы живете примерно в III-II веках до нашей эры и обладаете лишь такими приборами и инструментами, какими располагали ученые в то время. Попробуйте придумать в этих условиях метод измерения расстояний до Луны и до звезд. Если вы найдете принципиальное решение задачи, испытайте свой метод на модели. Пусть небольшой мяч или резиновый шар будет моделью Луны. Поместите «Луну» на расстояние 5-6 метров от себя и попробуйте измерить расстояние до «Луны» и ее диаметр. Потом прямыми измерениями проверьте, насколько хорош ваш метод.

ФРАГМЕНТ МЕТОДИЧЕСКОГО ПОСОБИЯ

§ 2. Измерения физических величин

Для того чтобы приступить к выполнению измерений физических величин, учащихся необходимо познакомить с такими понятиями, как размер и значение физической величины, пояснить, что такое мера и что называется измерительным прибором, какие измерения называются прямыми и какие косвенными, что такое абсолютная и относительная погрешности измерений. Однако теоретическое знакомство должно быть очень кратким и непосредственно связанным с выполнением лабораторной работы и творческого задания.

Лабораторная работа 1.

Измерения длины являются самыми простыми и привычными измерениями, постоянно встречающимися в повседневной жизни. Простую задачу измерения диаметра монеты с помощью масштабной линейки и затем микрометра можно предложить учащимся с целью практического применения приобретенных знаний об абсолютной и относительной погрешностях измерений и подготовке к введению на следующем занятии понятий об инструментальной погрешности и погрешности отсчета. Второй задачей лабораторной работы является знакомство с точным измерительным прибором - микрометром.

Задача. В сильной группе учащихся лабораторная работа 1 займет малую долю урока и большую часть времени можно использовать на решение задачи, знакомящей учащихся с конкретными примерами косвенных измерений расстояний и достижениями современной науки в области измерения расстояний.

Задача об измерениях расстояний до небесных тел и их размеров имеет важное значение для формирования представлений учащихся о мире и возможности его познания. Для принципиального решения задачи нужно догадаться, что для измерения расстояния до недоступного предмета можно использовать свойства подобных треугольников. Когда эта идея высказана, остается найти способы практического решения задачи. Вероятно, начать лучше с практического решения задачи с использованием модели Луны. В классе роль «Луны» может выполнить любое шарообразное тело - глобус, мяч, резиновый шар, - установленное на демонстрационном столе или укрепленное на классной доске. Автор идеи должен представить объяснение своего решения с использованием чертежа на доске. Этот чертеж и будет ориентиром для учащихся при практическом выполнении задания.

Для определения расстояния от точки A, в которой находится наблюдатель, до недоступной точки B отметим направление прямой AB и переместимся на некоторое измеренное расстояние до точки C по прямой, перпендикулярной направлению AB (рис.1). Из прямоугольного треугольника ABC искомое расстояние АВ равно: АВ = АС · ctga . Так как расстояние АС измерено, для расчета задачи нужно найти значение ctga .

Рис. 1

Угол α = 90 - β можно определить прямым измерением угла β между прямыми CA и CB. Но более удобно выполнить следующее дополнительное построение. Прикрепим к листу картона лист белой бумаги и положим его на ученический стол таким образом, чтобы левый край листа совпал с прямой AB. Совпадение проконтролируем наблюдением совпадения двух булавок, вколотых по левому краю листа, с центром «Луны» в точке В. Затем, не изменяя положения листа на столе, переместим глаз к правому углу листа. Вколем первую булавку в правый угол листа, а вторую на пересечении прямой, соединяющей первую булавку с центром «Луны», с дальним краем листа.

После нахождения расстояния до небесного тела может быть решена задача нахождения размеров небесного тела, если удастся измерить угловой диаметр γ тела. Обозначим расстояние до небесного тела AB = L . Тогда диаметр D небесного тела можно вычислить по измеренному углу γ, под которым виден диаметр небесного тела с Земли, и расстоянию L :

D = L - tgy .

Тангенс угла γ можно найти, направив масштабную линейку вдоль прямой АВ и измерив расстояние L , на котором монета диаметром dточно закрывает диск «Луны» (рис. 2):

Измерение расстояний до небесных тел. Одному из учащихся можно заранее поручить подготовку сообщения об измерениях расстояний до небесных тел. В этом сообщении должно быть объяснено, что при измерениях расстояний от Земли до других небесных тел в пределах Солнечной системы в качестве базиса используют радиус Земли. Для измерений расстояний до ближайших звезд земной радиус непригоден в качестве базиса, так как угол, под которым радиус Земли виден со звезды, оказывается неизмеримо мал. Даже угол, под которым виден со звезды радиус земной орбиты, оказывается очень трудно измеримым.

Удается обнаружить только смещение самых близких к Земле звезд относительно «неподвижных» звезд при движении Земли по ее орбите вокруг Солнца.

Измерения малых расстояний. Второе сообщение можно поручить на тему об измерениях сверхмалых расстояний. Это позволит оценить современные возможности физики в области измерений расстояний и линейных размеров тел как в области мегамира, так и в области микромира. Так как информацию об измерениях сверхмалых расстояний отыскать не очень просто, эту тему можно поручить школьнику, имеющему опыт поиска нужной информации в Интернете. Задание можно сформулировать следующим образом: нужно найти статьи, в которых описан принцип действия растрового туннельного микроскопа, и рассказать об этом приборе и получаемых с его помощью результатах.

В растровом туннельном микроскопе над поверхностью исследуемого тела устанавливается металлическое острие малого диаметра, между острием и поверхностью образца создается электрическое поле. Под действием электрического поля электроны вытягиваются с поверхности острия, однако их возможное удаление от конца острия не превышает диаметра атома. Если расстояние от острия до исследуемой поверхности меньше 1 нм, то между острием и поверхностью протекает электрический ток. При изменении расстояния на диаметр атома сила тока изменяется в 1000 раз. Это позволяет по силе тока очень точно определять расстояние от острия до исследуемой поверхности. Если перемещать острие по прямой вдоль горизонтально расположенной поверхности и автоматически поддерживать постоянное значение силы тока в цепи путем перемещений острия по вертикали, то полученная кривая зависимости вертикальной координаты острия от горизонтальной даст срез рельефа поверхности вдоль одной прямой. Повторяя такие срезы шаг за шагом, можно получить сведения о строении поверхности и преобразовать их в объемную картину на экране компьютера.

На рисунке представлена картина строения поверхности кристалла кремния, полученная с помощью растрового туннельного микроскопа. Бугры и впадины на этой картинке показывают структуру внешних элек4 тронных оболочек атомов кремния в кристалле.

Аннотированный список литературы

1. , Экспериментальные задания по физике. 9-11 классы: Учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. - М.: Вербум, 2001.

В пособии, ориентированном на развитие творческих способностей школьников, представлена система экспериментальных заданий различ­ной сложности. Большинство заданий рассчитано на использование очень простых приборов и оборудования, поэтому пособие можно рекомендо­вать для организации самостоятельной экспериментальной работы. В первой части книги даны теоретические сведения об измерениях физичес­ких величин и погрешностях измерений, необходимые при планировании эксперимента, выборе метода измерения и измерительных приборов, анализе и оценке результатов эксперимента. Во второй части книги даны описания 22 экспериментальных задач, для решения которых достаточно знаний по физике в пределах базового курса, но эти знания требуется применить в незнакомой ситуации, проявить творческий подход. Зада­ния третьей части книги позволят учащимся провести самостоятельно небольшие экспериментальные исследования.

2. Физический практикум для классов с углубленным изучением физики: 10 -11 кл. / Под ред. , . - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Просвещение, 2002.

В книге предлагаются описания лабораторных работ физического практикума для 10- 11 классов средней школы . Содержание практикума ориентировано на учащихся профильных классов, в которых физика явля­ется одним из профилирующих предметов. По многим темам лаборатор­ные работы представлены в нескольких вариантах. Варианты отличаются как по уровню сложности, так и по используемому оборудованию. Это дает возможность учителю выбрать из нескольких предложенных вариан­тов такой, который соответствует задачам данного элективного курса, обо­рудованию физического кабинета, интересам и уровню подготовки учащихся. Описания лабораторных работ предваряет теоретическая глава «Измерения физических величин и оценка погрешностей измерений».

3. , Экспериментальные задачи по физике: 10-11 кл. общеобразоват. учреждений: Кн. для учителя. - М.: Просвещение, 1998.

Книга содержит экспериментальные задачи и методические указа­ния по курсу физики старших классов средней школы. Для их выполне­ния могут быть использованы школьное оборудование, бытовая техника и простейшие самодельные приборы. В пособии приведено 260 задач.

4. Всероссийские олимпиады по физике: 1992-2001 / Под ред. СМ. Козела, . - М.: Вербум-М, 2002.

В книгу вошли материалы всероссийских олимпиад школьников за 10 лет. Это условия и решения теоретических и экспериментальных заданий двух последних этапов олимпиад (окружного и заключительного). Пособие адресовано учащимся 9-11 классов.

5. Эрик Роджерс. Физика для любознательных. Т.1. Материя, движение, сила / Под ред. - М.: Мир, 1969.

Автор поставил перед собой цель изложить основы физики на эле­ментарном уровне, сделав это так, чтобы читатель невольно чувствовал себя участником процесса отыскания и формулирования фундаменталь­ных законов природы. Существенную роль при этом играет историчес­кий фон. Цель книги - заставить читателя думать, раскрыть перед ним внутренний механизм развития науки. Книга является ценным пособием для преподавателей физики в школах, ее могут с пользой изучать любоз­нательные школьники старших классов.

6. Физика. 4.1: Вселенная / Пер. с англ.; под ред. . - М.: Наука, 1973.

Книга является полезным дополнением к существующим учебникам по физике. Она рассчитана на широкий круг читателей: учащихся сред­них школ, студентов техникумов, лиц, занимающихся самообразовани­ем, и представляет большой интерес для преподавателей физики. «Все­ленная» представляет собой обширное введение в физику, главное содержание книги - основы кинематики и атомно-молекулярной теории строения вещества с элементами кинетической теории газов. В книге рассматриваются фундаментальные понятия и методы измерений време­ни, пространства и материи, даны первые представления о возможных ошибках при измерениях, о приближенных вычислениях, о регистрации измерений и некоторых современных средствах измерений.

Тематическое планирование элективного курса

(2 часа в неделю, всего 14ч)

№ занятия	Тема занятия	кол-во часов	дата проведения
	Введение. Инструктаж по ТБ
	Методы измерения физических величин
	Погрешности измерений
	Запись и обработка результатов измерений
	Лабораторная работа «Измерение I, U, R и P для лампы карманного фонаря»
	Лабораторная работа «Исследование зависимости Т от ℓ, m и g математического маятника»
	Лабораторная работа «Измерение коэффициента трения»
	Исследование зависимости показания термометра от внешних факторов
	Измерение кровяного артериального давления
	Измерение влажности воздуха
	Лазер. Принцип работы и устройство лампы дневного света
	Устройство и принцип действия электрической зажигалки
	Обобщение. Применение в жизни знаний
Итого

Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации: Измерительный прибор у нас дома Муниципальное казенное образовательное учреждение «Липковская средняя школа №3»Выполнила ученица 7 класса Сабитова Ксения ФИЗИКА2016-2017 учебный год Цель работы: познакомится с многообразием измерительных приборов, значение которых в жизни человека так трудно переоценить.Задачи:Выяснить, какие измерительные приборы используются в нашей семье;Познакомиться с назначением приборов и принципом их действия; Выяснить какие физические величины измеряются этими приборами;Определить цену деления и единицы измерения величин, измеряемых данными приборами.

В повседневной жизни мы сталкиваемся с разными измерительными приборами. Без них нам не обойтись. Например, чтобы высыпать определенное количество муки, нам понадобится мерный стаканчик. Или, чтобы узнать, какая температура воздуха на улице нам нужен термометр и т.д.
Дома мы тоже можем обнаружить какой-нибудь измерительный прибор. Это может быть градусник, термометр уличный, весы и т.п.
Измерительный прибор – это устройство, с помощью которого получают значение физической величины в заданном диапазоне, определяемом шкалой прибора. Медицинский термометрЭлектронные часы

Измерительные приборыЦифровые приборы Шкальные приборы

Термометр уличный- Это прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и т.д.Температура воздуха, воды, измеряется в градусах Цельсия.

Определение цены деления термометраВозьмем два соседних числа на шкале термометра: Х₁= 20 ; Х₂= 30; Подсчитаем число делений между ними: N= 10;Найдем цену деления по формуле: С(д)= (Х₂ – Х₁):N С(д)=(30-20):10=1 С(д)=1⁰СОтвет: цена деления термометра 1 градус Цельсия.

Термометр (медицинский)-Это прибор для измерения температуры тела.Цена деления: ⅟₁₀ градусаТемпература тела измеряется в градусах Цельсия

Нормальная температура человека равна 36.6°С, у детей первых лет жизни допускается до 37-37.5°С. В зависимости от суточных ритмов, температура тела может колебаться в узких пределах, до 0.5-1.0°С, с максимумом около 16 часов и минимумом около 6 часов утра.

Напольные весыЭто прибор, для измерения веса тела.Цена деления: 1 кгМасса тела измеряется в килограммах.

Мерный стаканчик -Это прибор, для измерения объема жидкого или сыпучего вещества (муки, сахара, воды или молока и т. д.).Определение цены деления мерного стакана: С(д) = (200 -150) см³\1; С(д) = 50см³Объем вещества в мерном стаканчике измеряется в (см³) или (мл) 1(см ³) = 1(мл)

Вывод: Выполняя данный проект я узнала: что измерительные приборы широко используются в повседневной жизни. они необходимы для измерения различных физических величин.В этом проекте я определила шкалу термометров и весов, а так же шкалу мерного стаканчика. Измерительные приборы играют важную роль в нашей жизни.Необходимо уметь правильно ими пользоваться.

VII городская научно – практическая конференция «Шаг в будущее»

История измерений и простые измерительные приборы своими руками

Выполнил : Антаков Евгений обучающийся МБОУ СОШ № 4,

Научный руководитель : Осиик Т.И. учитель начальных классов МБОУ СОШ № 4 г. Полярные Зори

Меня зовут Антаков Женя, мне 9 лет.

Я учусь в третьем классе, занимаюсь плаванием, дзюдо и английским языком.

Хочу стать изобретателем, когда вырасту.

Цель проекта : - изучить историю измерений времени, массы, температуры и влажности и смоделировать простейшие измерительные приборы из подручных материалов.

Гипотеза : я предположил, что простейшие измерительные приборы можно смоделировать самостоятельно из подручных материалов.

Задачи проекта :

- изучить историю измерений различных величин;

Ознакомится с устройством измерительных приборов;

Смоделировать некоторые измерительные приборы;

Определить возможность практического применения самодельных измерительных приборов.

Научная статья

1. Измерение длины и массы

С необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы и другие величины люди сталкивались с древних времен.

Наши предки в качестве средств измерений длины использовали собственный рост, длину руки, ладони, стопы.

Для определения дальних расстояний использовались самые различные способы (дальность полета стрелы, «трубки», буки и т.п.)

Подобные способы не очень удобны: результаты таких измерений всегда различаются, поскольку зависят от размеров тела, от силы стрелка, зоркости и т.п.

Поэтому постепенно стали появляться строгие единицы измерения, эталоны массы, длины.

Один из древнейших измерительных приборов – весы. Историки считают, что первые весы появились более 6 тысяч лет назад.

Простейшая модель весов – в виде равноплечного коромысла с подвешенными чашками широко использовалась в Древнем Вавилоне и Египте.

Организация исследования

• Коромысловые весы из вешалки

В своей работе я решил попробовать собрать простую модель чашечных весов, с помощью которой можно проводить взвешивание небольших предметов, продуктов и т.п.

Я взял обычную вешалку, закрепил ее на подставке, к плечикам привязал пластиковые стаканчики. Вертикальной линией обозначил положение равновесия.

Чтобы определять массу, нужны гири. Я решил использовать вместо них обычные монеты. Такие «гирьки» всегда под рукой, и достаточно один раз определить их вес, чтобы использовать для взвешивания на моих весах.

5 руб

50 коп

10 руб

1 руб

Организация исследования

Опыты с коромысловыми весами

1 . Шкала весов

Используя разные монеты, нанес на лист бумаги отметки, соответствующие весу монеток

2. Взвешивание

Горсть конфет – уравновесил с помощью 11 разных монеток, общим весом 47 граммов

Контрольное взвешивание – 48 граммов

Печенье - уравновесил 10 монетами весом 30 граммов На контрольных весах – 31 грамм

Вывод: из простых предметов я собрал весы, с помощью которых можно проводить взвешивание с точностью до 1-2 граммов

Научная статья

2. Измерение времени

В глубокой древности люди ощущали ход времени по

смене дня и ночи и времен года и пытались его измерять.

Самыми первыми приборами для определения времени были солнечные часы.

В Древнем Китае для определения промежутков времени использовали «часы», состоявшие из пропитанного маслом шнура, на котором через равные промежутки завязывали узлы.

Когда пламя достигало очередного узла, это означало, что прошел определенный отрезок времени.

По такому же принципу действовали свечные часы и масляные лампы с отметками.

Позже люди придумали простейшие устройства – песочные и водяные часы. Вода, масло или песок равномерно перетекают из сосуда в сосуд, это свойство и позволяет отмерять определенные промежутки времени.

С развитием механики в XIV - XV веках появились часы с заводом и маятником.

Организация исследования

• Водяные часы из пластиковых бутылочек

Для этого опыта я использовал две пластиковые бутылки объемом 0.5 литра и трубочки для коктейля.

Крышки соединил между собой при помощи двустороннего скотча и сделал два отверстия, в которые вставил трубочки.

В одну из бутылок налил подкрашенную воду и закрутил крышки.

Если всю конструкцию перевернуть, то жидкость по одной из трубочек переливается вниз, а вторая трубочка необходима для того, чтобы воздух поднимался в верхнюю бутылку

Организация исследования

Опыты с водяными часами

Бутылочка заполнена подкрашенной водой

Бутылочка заполнена растительным маслом

Время перетекания жидкости – 30 секунд Вода перетекает быстро и равномерно

Время перетекания жидкости – 7 мин 17 сек

Количество масла подобрано так, чтобы время перетекания жидкости было не более 5 минут

На бутылочки нанесли шкалу – отметки через каждые 30 секунд

Чем масла меньше в верхней бутылке, тем медленнее оно стекает вниз, и расстояния между отметками становятся все меньше.

Вывод: у меня получились часы, с помощью которых можно определять промежутки времени от 30 секунд до 5 минут

Научная статья

3. Измерение температуры

Человек может различать тепло и холод, но точную температуру при этом не знает.

Первый термометр изобрел итальянец Галилео Галилей: стеклянная трубочка наполняется водой больше или меньше в зависимости от того, как сильно расширяется в ней горячий воздух или сжимается холодный.

Позднее на трубку были нанесены деления, то есть шкала.

Первый ртутный термометр предложил Фаренгейт в 1714 году, нижней точкой он считал температуру замерзания солевого раствора

Привычную нам шкалу предложил шведский ученый Андрес Цельсий.

За нижнюю точку (0 градусов) принята температура таяния льда, а за 100 градусов – температура кипения воды

Организация исследования

• Водяной термометр

Термометр можно собрать по простой схеме из нескольких элементов – колба(бутылочка) с подкрашенной жидкостью, трубочка, лист бумаги для шкалы

Я использовал небольшую пластиковую бутылочку, в которую налил воду, подкрашенную краской, вставил соломинку от сока, закрепил все при помощи клеевого пистолета.

Наливая раствор, я добился, чтобы небольшая его часть попала в трубочку. Наблюдая за высотой получившегося столбика жидкости можно судить об изменениях температуры.

Во втором случае я заменил пластиковую бутылочку на стеклянную ампулу и собрал термометр по той же схеме. Оба прибора я испытал в различных условиях.

Организация исследования

Опыты с водяными термометрами

Термометр 1 (с пластиковой бутылочкой)

Термометр поместили в горячую воду - столбик жидкости опустился вниз

Термометр поместили в ледяную воду - столбик жидкости поднялся вверх

Термометр 2 (со стеклянной колбой)

Термометр поместили в холодильник.

Столбик жидкости опустился вниз, на обычном термометре отметка 5 градусов

Термометр поместили на отопительную батарею

Столбик жидкости поднялся вверх, на обычном термометре отметка 40 градусов

Вывод: я получил термометр, по которому можно примерно оценить температуру окружающего воздуха. Его точность можно повысить, если использовать стеклянную трубку как можно меньшего диаметра; заполнить колбу жидкостью так, чтобы не оставалось пузырьков воздуха; использовать вместо воды спиртовой раствор.

Научная статья

4. Измерение влажности

Важным параметром окружающего нас мира является влажность, так как организм человека очень активно реагирует на ее изменения. Например, при очень сухом воздухе усиливается потоотделение и человек теряет много жидкости, что может привести к обезвоживанию.

Известно также, что того, чтобы избежать болезней органов дыхания, влажность воздуха в помещении должен быть не менее 50-60 процентов.

Величина влажности важна не только для человека и других живых организмов, но и для протекания технических процессов. Например, избыток влажности может влиять на корректную работу большинства электроприборов.

Для измерения влажности используются специальные приборы- психрометры, гигрометры, зонды и различные устройства.

Организация исследования

Психрометр

Один из способов определения влажности основан на разнице показаний «сухого» и «влажного» термометров. Первый показывает температуру окружающего воздуха, а второй – температуру влажной ткани, которой он обернут. Используя эти показания по специальным психрометрическим таблицам, можно определить значение влажности.

В пластиковой бутылке из-под шампуня я сделал небольшое отверстие, в которое вставил шнурок, на дно налил воды.

Один конец шнурка закрепил на колбе правого термометра, другой поместил в бутылку, чтобы он находился в воде.

Организация исследования

Опыты с психрометром

Свой психрометр я проверил, определяя влажность в различных условиях

Вблизи отопительной батареи

Вблизи работающего увлажнителя воздуха

Сухой термометр 23 º С

Влажный термометр 20 º С

Влажность 76 %

Сухой термометр 25 º С

Влажный термометр 19 º С

Влажность 50 %

Вывод: я выяснил, что психрометр, собранный в домашних условиях можно использовать для оценки влажности помещений

Заключение

Наука измерений очень интересна и разнообразна, история ее начинается в глубокой древности. Существует огромное количество различных методов и приборов измерений.

Моя гипотеза подтвердилась - в домашних условиях можно смоделировать простые приборы (коромысловые весы, водяные часы, термометр, психрометр), которые позволяют определять вес, температуру, влажность и заданные промежутки времени.

Самодельные приборы можно использовать в обычной жизни, если под рукой не оказалось стандартных измерительных приборов:

Засекать время, выполняя упражнения на пресс, отжимания или прыжки на скакалке

Следить за временем при чистке зубов

На уроках – проводить пятиминутные самостоятельные работы

Список литературы.

1. «Познакомься, это… изобретения»; Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

2. «Зачем и почему. Время»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

3. «Зачем и почему. Изобретения»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

4. «Зачем и почему. Механика; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

5. «Большая книга знаний» Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

6. Интернет –сайт «Занимательная-физика.рф» http://afizika.ru/

7. Интернет-сайт «Часы и часовое дело» http://inhoras.com/

Алексеенко Алина

Руководитель проекта:

Горобцова Галина Степановна

Учреждение:

МБОУ Лицей № 1 г. Пролетарска

В индивидуальном ученическом проекте по физике на тему «Физические приборы вокруг нас» было дано определение простым физическим приборам со шкалой измерения, применяемых в повседневной жизни для измерения физической величины, например, барометр, термометр, часы.

Подробнее о работе:

В рамках исследовательской работы по физике о физических приборах проанализирована история и устройство солнечных часов и весов, рассмотрены исторические и теоретические сведения об измерении физических величин, проведены опыты по применению полученных знаний на практике.

Материалы данного проекта по физике «Физические приборы вокруг нас » содержат собственные исследования автора по применению шкальных приборов для измерения физических величин в быту и их конкурентоспособности в отношении электронных измерительных приборов.

Введение
1. Простые физические приборы.
2. История термометра.
Заключение
Литература

Введение

Актуальность исследования: в 20 веке измерительными шкальными приборами могли пользоваться только профессионалы. Но с развитием науки и техники в повседневной жизни человека быстро нарастает количество электронных измерительных приборов: у мамы на кухне, у папы в гараже, в моем новом сотовом телефоне.

Гипотеза проекта: я предполагаю, что, хотя современные измерительные приборы в своем большинстве электронные, но шкальные приборы есть и будут.

Цель работы: систематизировать знания о школьных и других измерительных приборах, с использованием исторического и краеведческого учебного материала.

Задачи проекта

1. Изучить дополнительную литературу по теме проекта
2. Провести эксперименты, подтверждающие теорию
3. Систематизировать теоретические знания и экспериментальные результаты
4. Оформить мультимедийный продукт проекта

Простые физические приборы

Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины.

В повседневной жизни: в быту или в школе мы встречаемся часто с самыми разными измерительными приборами

Все измерительные приборы объединяет одно общее свойство: у каждого из них имеется шкала.

Весы - это устройство для определения массы тел (взвешивания) по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести. В качестве исторической справки можно отметить, что первые найденные археологами образцы весов относятся к V тысячелетию до н. э., применялись они в Месопотамии.

На представленном слайде можно увидеть самые разные весы, но в школе, на уроках, для определения массы физических тел мы используем рычажные весы, где на начальном этапе необходимо весы уравновесить, и помнить, что на левую чашку весов помещаем грузик, а на правую –гири, которые могут иметь меру как в граммах, так и в миллиграммах. Миллиграммовые гирьки малы по размерам и плоские по форме и поэтому для их использования приходится пользоваться специальным пинцетом.

В домашних же условиях пользуемся либо вертикальными пружинными весами для измерения масс до 15-20 кг, либо электронными весами (г, мг)

Безмен простейшие рычажные весы. Русский безмен (контарь, кантарь) - металлический стержень с постоянным грузом на одном конце и крючком или чашкой для взвешиваемого предмета на другом.

Уравновешивают безмен перемещением вдоль стержня второго крючка обоймы или петли, служащих опорой стержня безмена. «Ввиду несовершенства безмена и возможности злоупотреблений » применение безмена в торговле в СССР было запрещено, как запрещено и сейчас на территории РФ.

Первый простейший прибор для измерения времени- солнечные часы – был изобретен вавилонянами примерно 3,5 тысячи лет над.

А вот на набережные города Таганрога находятся настоящие солнечные часы, установленные в 1833 на Греческой улице у начала Каменной лестницы.

Они представляют собой циферблат, нанесенный на мраморную плиту (вес около 300 кг), которая укреплена на каменной 8-гранной тумбе строго параллельно плоскости горизонта.

Циферблат Солнечных часов необычен: размеченные на нем цифры вычислены по специальной формуле, помимо обозначения часов суток, даны корректирующие поправки на каждый месяц.

Роль указателя времени играет металлический треугольник, один из острых углов которого равен географической широте г. Таганрога - 47°12" с.ш.

Треугольник закреплен перпендикулярно циферблату так, чтобы его гипотенуза была направлена на «полюс мира »

Стрелкой Солнечных часов служит край тени, отбрасываемой треугольником на циферблат.

Раньше Солнечные часы показывали истинное местное солнечное время, и с помощью поправок, данных на циферблате, его можно было привести в соответствие с механическими часами.

Теперь эта точность утрачена. Солнечные часы изготовлены в тот период, когда не существовало понятие «декретного » времени. Мы сейчас живем по московскому времени, но Таганрог расположен юго-восточнее Москвы, и солнечный полдень наступает на 25 мин. раньше, чем в столице.

Сейчас часы представляют интерес как уникальный памятник.

По технике безопасности использование ртутных термометров в образовательных учреждениях запрещено, так как пары ртути опасны для здоровья человека

История термометра

Цельсий, Фаренгейт, Кельвин – кто был первым? Одним из первых изобретателей термометра был итальянский учёный Галилео Галилей. В 1603 году, он изобрёл прибор, даже отдалённо не напоминающий современный термометр, и назвал его термоскоп.

Прибор представлял собой стеклянный шар, заполненный наполовину водой, и выведенной из него стеклянной трубки. Трубка была поделена на деления, которые условно обозначали градусы, так как шкала ещё была не изобретена. Принцип работы такого "аппарата" был основан на изменении температуры и атмосферного давления.

Соответственно показания такого термометра были довольно таки относительны. И только в 1641 году был пущен в производство термоскоп, в котором в качестве термометрической жидкости, вместо воды был использован подкрашенный спирт. Такой прибор стало возможно использовать на улице при минусовой температуре.

В данном видео шары заполнены спиртом и вместо трубочки с делениями имеются диски со значением температуры.

В 1724 году немецкий учёный Габриэль Фаренгейт предложил использовать, для измерения температуры, одноимённую шкалу Фаренгейта. На основе данной шкалы, были пущены в производство ртутные термометры. Его шкала и сейчас используется в ряде стран, Соединённые Штаты Америки, Канаде и Ямайке.

Со временем приборы совершенствовались и изменялись визуально. В 1742 году шведский учёный Андреас Цельсий запустил в обиход свою шкалу, но его молодой ученик Мартин Стреммер, совсем немножко подкорректировал изобретение своего учителя перевернув данную шкалу, её то мы и привыкли видеть на современных термометрах.

В 1860 году английский учёный Уильям Кельвин разработал и предложил свою модель шкалы. Эта шкала и в наше время успешно используется учёными. Она очень удобна для проведения опытов в разных сферах науки, благодаря своим специфическим параметрам.

Итак, в ходе работы по физике над исследовательским проектом о физических приборах вокруг нас мы в очередной раз убедились в необходимости уметь применять шкалу, если надо использовать измерительный прибор.

Этот же алгоритм используется и для шкал других измерительных приборов. Например, для динамометров .

Обратите внимание - на слайде слева изображены лабораторные динамометры кабинета физики, а справа уникальный динамометр, цена деления которого 0,001 Н/ дел. Таких динамометров нет ни в одной районной школе. И вы видите, что с помощью этого необыкновенного динамометра можно наблюдать взаимодействие молекул мыльного раствора.

Перед вами демонстрационный динамометр на нижний крючок которого подвешены 2 стандартных грузика по 100г, а значит действует 2Н; сверху на прибор также вниз действует еще 1Н. Те динамометр показывает 3 Н - значение результирующей сил, действующих вдоль одной прямой и в одном направлении.

Данный эксперимент дает возможность убедиться в том, что если вниз действует сила 3Н, а вверх 2Н, то динамометр, на который действуют эти силы, будет показывать 1Н, если силы направлены в противоположные стороны, то R = F1 - F2

То есть равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а её модуль равен разности модулей составляющих сил.

Итак: я уверена, что вы убедились в необходимости знать и уметь находить цену деления шкалы любого измерительного прибора, с целью верного снятия показаний и неважно где - в школе при выполнении лабораторной работы, или в домашних условиях, т.к. шкальные измерительные приборы не могут быть полностью замениться электронными.

термометром, часами, линейкой, мензуркой разной формы и конечно же самыми разными возможностями своих сотовых телефонов. Остальные приборы используются специалистами в определённых областях. Вот и получается, что если в 20 веке измерительными приборами пользовались только специалисты, то сегодня без приборов жизнь любого человека практически невозможна.

Заключение

1) Теоретическая значимость заключается в том, что систематизировались теоретические и практические знания и умения по определению цены деления шкального измерительного прибора; а также экспериментальным путем подтверждена теория определения равнодействующей силы.

2) Практическая значимость данного продукта заключается в том, что данную презентацию можно использовать на уроках физики 7 при изучении алгоритма по определению цены деления шкалы приборов и работы с рычажными весами, определения равнодействующей сил, а в 9 кл эту же тему в качестве повторения;

3) Достоинством данного проекта является интересный исторический и краеведческий материал в соответствии с заявленной темой.

Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет

Человеку ежедневно приходится сталкиваться с различными значениями и измерениями. Эти величины настолько вошли в наш быт, что некоторые философы толкуют об их влиянии на саму судьбу. Поэтому измерительный прибор является неотъемлемым атрибутом жизни каждого человека. Например, с утра нас будит будильник, который отмеряет время, затем мы смотрим на градусник, чтобы узнать температуру на улице, потом при помощи мерной ложки отмеряем определенное количество кофе и сахара, а в это время счетчик электрической энергии отмеряет затраченные нами киловатты. Таким образом, измерительный прибор постоянно имеет влияние на нашу жизнь, выступая в ней необходимым инструментом и орудием для достижения цели.

Виды и типы

Все инструменты подобного назначения подразделяются на виды в соответствии с теми измерениями, которые они производят. В некоторых случаях они даже получают аналогичное название. Поэтому при необходимости произвести определенный замер можно сразу определить прибор, который с этим справится лучше всего.

Цифровые измерительные приборы

Этот тип приборов отличается от своих собратьев способом подсчета и выдачи данных, который предполагает выведение цифрового значения. При этом стоит отметить, что данный метод проведения измерений отличается высокой точностью, поскольку не только позволяет точно откалибровать приборы, но и избежать погрешности при визуальном фиксировании значения.

Аналоговые измерительные приборы

Данный тип устройств оснащается стрелочными указателями или специальной шкалой. При этом нужно отметить, что показания, полученные при помощи них, довольно точны, но имеют определенную погрешность. Ее обычно указывают прямо на шкале со значениями. Также существует такой вид этих устройств, который вообще не имеет шкалы, а показания таких приборов могут давать только положительный или отрицательный ответ. К ним относятся индикаторы, которые способны определить только наличие значения, а не его размер.

Измерительный прибор разрушающего контроля

Данный вид приборов создан с целью проводить измерения предельного значения физических свойств предметов. Поэтому после его применения исследуемый образец оказывается поврежденным. Например, после проведения измерений на излом, все детали, прошедшие проверку, будут поломаны. Именно поэтому измерительный прибор подобного принципа действия применяют только на производстве для исследования контрольной группы образцов большой партии изделий, чтобы определить их свойства и качество.

Вывод

В настоящее время для создания комфорта и уюта люди придумали огромное количество приборов измерения и контроля. Многие из них встроены в различную технику и предназначены для автоматизации определенных процессов. Однако существуют и настолько простые инструменты данного типа, что порой человек не придает им значения. К ним можно отнести самую обычную школьную линейку, с которой и начинается познание первого измерительного прибора.