Опишем самодельные физические приборы и модели, большая часть которых была изготовлена в разное время членами кружка «Юные физики» в мастерской школы № 9 города Свердловска.
Все необходимые теоретические сведения сообщались учащимися в ходе выполнения ими практических заданий.
Кружковцы изучали явления самоиндукции, электролиза, движения проводника с током в магнитном поле, знакомились с электрическими схемами, простейшими электромонтажными и электроарматурными работами.
Приборы для демонстрации теплового расширения тел
Перед тем как предложить учащимся начать изготовление таких приборов, руководитель кружка на одном из занятий рассказывает о тепловом расширении твердых, жидких и газообразных тел. Учащиеся знакомятся с таблицей линейного расширения некоторых материалов2 и узнают, что даже при очень малых величинах расширения твердых тел от нагревания можно построить много интересных и разнообразных приборов для наблюдения за этим физическим явлением.
В соответствии с рис. 11 берется подставка. Один конец проволоки нужно прикрепить к стойке В, а второй конец с подвешенным грузом перекинуть через очень маленький блок Е.
1 Описание приборов и лабораторных работ по механике читатель найдет в книге «Юные физики»
Чем меньше радиус блока и чем легче он будет вращаться, тем более чувствительным получится прибор. Шкалу прибора можно укрепить на проволочной или деревянной стойке.
Если проволока тонкая и не очень длинная, то даже нагревание спичкой вызовет удлинение проволоки, следовательно, груз Р опустится и повернет блок вместе с прикрепленной к нему стрелкой М на некоторый угол.
Чтобы было лучше видно издали перемещение стрелки, шкалу и стрелку надо покрасить в различные цвета, например, стрелку в черный цвет, а шкалу — в белый, и нанести деления.
2. Берется медная проволока и расплющивается ударами молотка. Полученную пластинку К (рис. 12) нужно укрепить межд^ выступами А и В так, чтобы она была немного выгнута кверху.
Тонкая проволока—стрелка М — прикрепляется к выступу С и кладется поперек пластинки К.
Чем меньше будет у стрелки плечо между выступом и пластинкой, тем чувствительнее получится прибор.
Нагревание пластинки К спичкой вызовет быстрое перемещение стрелки.
3. Медную или железную проволоку, а еще лучше —тонкую трубку следует укрепить с одной стороны в стойке В (рис.13). Для этого можно согнуть небольшой конец проволоки под прямым углом и вбить в деревянную стойку, как это показано на рисунке.
Проволока D должна быть немного длиннее расстояния между стойками В и С. На верхнюю площадку стойки С приклеивается кусочек слюды, а на нее кладется швейная иголка Н с
продетой в ушко стрелкой М. Чтобы проволока плотно приле* гала к иголке, на выступающий конец проволоки нужно надеть небольшой груз Р. Если теперь на какую-нибудь подставку поставить спиртовку, то от нагревания проволока начнет расширяться и повернет при этом иголку, а вместе с иголкой и стрелку (подложенный листочек слюды уменьшит трение между опорой и поверхностью иголки). Чтобы лучше заметить отклонение стрелки от первоначального положения, к прибору прикрепляют шкалу Е.
Расширение твердых тел от нагревания широко учитывается в технике, в частности, при постройке мостов.
Модель моста легко построить, если в предыдущем приборе проволоку заменить тонкой медной пластинкой. Чем тоньше пластинка, тем чувствительнее получается прибор (рис. 14).
Поверх пластинки из проволоки можно сделать ферму моста с соответствующими переплетами; деревянные стойки раскрасить под кирпичную кладку —это будут опоры моста.
Один конец фермы надо укрепить, а под другой подложить каток-иголку. Для лучшего прилегания моста к катку на неукрепленный конец фермы ставится груз в виде сторожевой будки.
Под каток обязательно кладется слюда или стекло. Вторую сторону фермы моста на каток ставить не обязательно, она нужна только затем, чтобы придать модели более законченный технический вид, и поэтому ее можно прикрепить с обеих сторон к стойкам модели.
Поворот стрелки, прикрепленной к катку, покажет расширение «моста».от нагревания. Основание модели необходимо раскрасить голубой и зеленой краской, изобразив берега и реку.