Физические игрушки. Оптические иллюзии с плоскими зеркалами – 1.

30 Январь 2010, 22:37 | Музей физики | 3 комментариев »

Обычное плоское зеркало, которое есть в каждом доме, только кажется обычным и привычным. На самом деле оно создаёт замечательную оптическую иллюзию: за плоскостью зеркала, в глубине, мы видим самих себя и окружающую нас обстановку. Мы к этому привыкли и не удивляемся. А маленькие дети, которые первый раз в жизни увидели зеркало, этому очень даже удивляются: они с интересом рассматривают себя, пытаются влезть в зеркало, заглядывают за него.

Малыш и зеркало

 Лучи света не проходят сквозь зеркало, а отражаются от его поверхности. Тем не менее, изображение кажется расположенным за зеркалом. За поверхностью зеркала мы видим такую же комнату как наша. Это свойство зеркал используют дизайнеры интерьера, чтобы визуально расширять пространство помещений. 

Изображение в плоском зеркале

Изображение в зеркале формируют не отражённые от зеркала лучи, а их кажущееся продолжение. Такое изображение называют мнимым. Лучи от точки S отражаются от зеркала под тем же углом, под которым падают на зеркало. Их продолжения пересекаются за зеркалом в точке S’. Лучи кажутся нам исходящими из этой точки. Она есть изображение точки S. Предмет и его изображение в зеркале симметричны относительно плоскости зеркала.

Мы видим, что человеческий взгляд фокусируется не на зеркале, а на точке за зеркалом. Таким образом, человек видит не зеркало, а пространство «за ним». Бывают случаи, когда поверхность зеркала очень чистая, без пыли, царапин, пятен, и зеркало расположено так, что человек не видит в нём своего отражения, тогда он может обмануться и не увидеть зеркала, приняв изображение в нём за реальность. Особенно часто это наблюдается, когда человек попадает в незнакомое помещение. Он может в первые мгновения даже принять своё отражение за другого человека.

Свойство зеркала создавать «мнимую реальность», становясь невидимым, используется для создания трюков. Самый известный – «отрезанная голова». На столике лежит голова, которая может моргать, говорить. На самом деле под столиком не пустое пространство, а два перпендикулярных зеркала, в которых отражаются пол и стены и не могут отражаться зрители. Сейчас такие кабинки часто встречаются на различных выставках, посвящённых популярной науке, где каждый может сыграть роль отрезанной головы.

Отрезанная голова. Павильон Науки. Лиссабон

200 

Есть игрушки-сувениры  с тем же принципом устройства. Например, парящий в пустоте внутри копилки самолётик или кубик (причём монеты исчезают внутри).

Сувенирные копилки-иллюзии

Очень чистое наклонное зеркало, к которому не может поступать пыль с наружным воздухом,  отражает только внутренние стенки копилки. К зеркалу приклеена половинка самолётика (или кубика). Вторая половинка - его отражение.

Другой вариант подобной игрушки-копилки с невидимыми зеркалами:

Волшебная копилка уменьшитель денег

По этому принципу делают свои трюки фокусники в цирке.


Марки по физике

11 Ноябрь 2009, 21:37 | Музей физики | 2 комментариев »

stamps phisics

«Все науки делятся на физику и коллекционирование марок» 
 Э. Резерфорд

Коллекционирование марок (и вообще коллекционирование) является одним из любимых занятий детей. Оно есть одновременно игра и серьёзный труд. Ленинградский психолог  Борис Ананьев писал об этапах формирования человека: игра – познание – труд. Детское коллекционирование хорошо объединяет в себе эти этапы. Доказано, что дети, занимающиеся коллекционированием, в среднем, лучше учатся. Коллекционирование не только сообщает новые знания, но и вырабатывает любознательность, умение классифицировать, систематизировать, сравнивать, обобщать, комбинировать, т. е. приучает к познавательно-исследовательской деятельности. Коллекционирование развивает память, внимание, аккуратность, бережливость, умение ставить цель, концентрироваться на проблеме и сохранять постоянство интересов (не случайно, по статистике, коллекционеры – самые верные мужья).

Потому желательно не упустить возможность привлечь детей к коллекционированию марок по физике (да и самим можно заняться) и поместить коллекцию марок в наш музей физики. Конечно, задача коллекционирования марок по физике намного труднее, чем собирание марок по географии, ботанике или зоологии (марок на физическую тему в СССР и России было выпущено очень мало), но тем интереснее наша задача.

Не достаточно просто поместить марки на стенд (не под полиэтилен – под ним марки портятся, и не под прямые солнечные лучи), а каждую марку нужно снабдить небольшим комментарием, как это сделано на сайте «Научная филателия» (Sci-Philately), где собрана большая коллекция почтовых марок по разным разделам физики, а также по математике, астрономии, химии, биологии, геологии. Эта замечательная коллекция будет служить нам примером и образцом. Могут также помочь материалы рубрики «Уголок филателиста», существовавшей когда-то в журнале «Квант».

 Цеппелин  Дирижабль (от фр. dirigeable — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с движителем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков. В 1928 году цеппелин LZ-127 совершил перелёт через Атлантический океан – из Германии в США, а в следующем году облетел земной шар. В сентябре 1930 года LZ-127 прилетел в Советский Союз. Зрелище огромного летательного аппарата в небе над Москвой вызвало большой интерес общества, родило дирижаблестроительный бум в СССР.  Цеппелинами назывались дирижабли жёсткой конструкции по фамилии выдающегося немецкого инженера и организатора их производства генерала графа Фердинанда фон Цеппелина. Сейчас интерес к дирижаблям возрождается.
 Пётр Капица

Капица

Капица Пётр Леонидович — величайший российский физик-экспериментатор. Для изучения сильных магнитных полей, которыми он занимался в лаборатории Кавендиша в Англии под руководством Резерфорда, было необходимо достичь таких низких температур, когда газы становятся жидкими. Для этого он разрабатывал новые холодильные установки, способные сжижать воздух и самый трудный для сжижения газ — гелий. Изобрёл производительный способ сжижения воздуха с помощью турбодетандера.В 1938 году открыл сверхтекучесть жидкого гелия. В 1978 году получил Нобелевскую премию за фундаментальные исследования в области физики низких температур.  
 Снежинки на марках Снежинки — это монокристаллы льда, рождающиеся в атмосфере. Не существует двух одинаковых снежинок. Японский физик Укихиро Накайя предположил в 1932 году, что величина и форма снежинок зависят от температуры воздуха и содержания влаги в нём, и подтвердил это экспериментально, первым научившись выращивать снежинки искусственно в лаборатории. Американский физик Кеннет Либбрехт и сегодня продолжает выращивать снежинки. Им совместно с профессиональным фотографом сделаны сотни фотографий снежинок, самые красивые из которых издаются в красивых книжках и даже изображаются на почтовых марках.

Использован материал: История дирижаблестроения, История снежного кристалла.


Загадки по физике

11 Апрель 2009, 21:07 | Лото-домино | 8 комментариев »

В обучении физике мы используем загадки. Например: «Поведает всем хоть и без языка, когда будет ясно, а когда облака» (Барометр), «Две сестры качались, правды добивались, а когда добились, то остановились» (Рычажные весы) и т. д. Но загадок по физике очень мало. Наверное, потому, что не всегда легко придумать метафору без потери физического содержания (а ведь нам важно донести какую-то информацию в загадке, а не только получить ответ). Но для загадок, как пишется в литературной энциклопедии, метафоричность не является строго обязательной. Главное, чтобы в загадке был зашифрован, желательно в занимательной, стихотворной форме, вопрос, требующий односложного ответа (назвать предмет, явление…).

Вот, придумал несколько загадок в копилку учителя физики.

Какой бы массы не было бы тело,
Что падает на землю с высоты,
Всегда, величину измерив эту,
Значение одно получишь ты.

С Пизанской башни он бросал свинцовые шары
Всем местным жителям на удивленье
И обнаружил, что от массы не зависит
Приобретаемое телом ускоренье.*

Эту функцию найдёшь
Ты в законе преломленья.
В колебаниях и волнах -
Тоже встретишь, без сомненья.

Так мала, что нет длины.
Нету даже ширины.
Ну а масса – хоть сто тонн!
Так сказал Исаак Ньютон.**

Об этой линии воображаемой
Послужит вам напоминанием:
След самолёта в небе,
Узор коньков на льду,
Всё, что напишешь ручкой или мелом,
И санок след на выпавшем снегу.

Птичка-невеличка,
Света частичка.
Летит – живёт,
Остановится – умрёт.

Я приставка дольная,
Жизнь моя прикольная.
Я о ней сейчас вам расскажу:
От рожденья с миллиардом я дружила,
А теперь с самим Чубайсом дружбу близкую вожу.

 

Если вес уменьшить свой
Хочешь быстро без диет,
В ванну сядь и кран открой -
Так придумал…

 

(Ускорение свободного падения 9,8 м/с2; Галилей; синус; материальная точка; траектория; фотон; нано; Архимед)

—————

* Существуют документальные подтверждения экспериментов Галилея о скатывании шаров по наклонной плоскости. Документальных подтверждений (записей Галилея о своих экспериментах) о бросании им тел с Пизанской башни не существует, что заставляет многих историков считать эту историю красивой легендой.

** Ударение в имени собственном «Ньютон» является вариативным, т. е. может приходиться и на первый, и на второй слог.  (Традиционно - НьютОн, ближе к английскому оригиналу – НьЮтон).


Псевдоскоп

4 Март 2009, 22:31 | Музей физики | 7 комментариев »

(Даю согласие на использование материала данной статьи в Википедии на условиях лицензии GFDL.)

Псевдоскоп (Pseudoscope, греч., от рseudos – ложный, и skopein – смотреть) – оптический прибор, изобретённый в 1852 году английским физиком Витстоном (Wheatstone), создающий обратную перспективу. Это означает, что ближние точки пространства переходят в дальние, а дальние в ближние. Рельеф «выворачивается наизнанку» - выпуклое кажется вогнутым и наоборот. Если же смотреть, например, на лицо человека (или маску с любой стороны), то оно будет всегда обычным из-за инерции восприятия (привычки), хорошо закреплённой предыдущим опытом (см. Иллюзия «дракон» или The Hollow Face illusion).

Читать дальше »


Как нарисовать окружность от руки. Полезная мелочь.

13 Январь 2009, 18:42 | Без рубрики | 14 комментариев »

Бывают случаи, когда нужно нарисовать окружность, а циркуля нет. Если большая точность не требуется, – как это обычно бывает в рабочих рисунках по физике, - то можно воспользоваться следующим полезным советом (и научить своих учеников). Меня этому научила моя учительница математики, чем потом всегда пользовался. Впоследствии обнаружил заметку в старой подшивке «Кванта» (№1, 1971 г., с. 64.)

Приём понятен из рисунка.

Радиус окружности 5 клеточек. Начинаем ставить точки сверху. Первая, потом через ряд из трёх клеточек по диагонали – вторая, через клеточку по диагонали -третья, через три клеточки – четвёртая. Получилось правило: 3-1-3 (3 клеточки, одна клеточка, 3 клеточки). Вторая четверть окружности – так же: 3-1-3. Снова 3-1-3.  И т. д. Потом соединяем точки плавной линией (при навыке можно сразу рисовать окружность через нужные точки). Окружность готова!


Физические игрушки. Устойчивое равновесие.

19 Декабрь 2008, 21:41 | Музей физики | 12 комментариев »

Многие детские игрушки позволяют проиллюстрировать те или иные физические принципы, явления, законы.

Игрушки: 1) занимательны, активизируют интерес и внимание учеников, 2) связывают мир «обычных» вещей с миром физических законов, учат видеть «физику» всюду,  - потому их нужно использовать в обучении. 

Отведём игрушкам место в нашем музее физики. Мы уже поместили там калейдоскоп, колыбель Ньютона. (Понятие игрушка можно рассматривать широко. Большой адронный коллайдер разве не является в какой-то мере игрушкой для учёных-физиков?)

С помощью следующих «экспонатов» иллюстрируются понятия: центр тяжести (центр масс), устойчивость, условие устойчивого равновесия.

1. Ванька-встанька

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
« …Мой характер не сломить,
      меня никак не положить,
      Хоть старайся, расстарайся,
      никогда тому не быть».

Читать дальше »


Из записной книжки экзаменатора

3 Ноябрь 2008, 18:47 | Юмор | 15 комментариев »

Рентгеновская трубка состоит из стеклянного баллона, наполненного вакуумом.

Источники света разделяются на два лагеря: естественные и искусственные.

Единица частоты – герц – названа в честь учёного, открывшего эту единицу.

Индуктивность измеряется в генрях.

Чем дальше находится предмет от линзы, тем изображение будет действительнее, чем ближе – тем мнимее.

Гамма-лучи имеют большую проницательность.

Атом сложен, и он долго морочил голову учёным. Читать дальше »


Иллюзия «Дракон» (Dragon illusion)

11 Октябрь 2008, 02:18 | Музей физики | 15 комментариев »


Можно изготовить и поместить в музей физики занимательную фигурку дракона, который внимательно следит за нами, поворачия свою голову нам вслед.

Эта оптическая иллюзия есть частный случай Hollow Face Optical Illusion, когда полая вогнутая поверхность по инерции мышления кажется выпуклой (и наоборот).   Читать дальше »


Опыты с солнцезащитными очками – 2

31 Июль 2008, 18:19 | Эксперимент | 24 комментариев »

Поместим пластмассовую коробочку от CD перед ЖК-экраном компьютера

Правильнее было бы назвать заметку: «Опыты с поляризаторами (поляроидами)», – но мы помним, что наши солнцезащитные очки не простые, а золотые поляризационные.

Поместим перед ЖК-экраном  компьютера пластмассовую коробочку от CD или прозрачную пластмассовую линейку – ничего особенного не замечаем. А теперь наденем наши очки (или посмотрим на экран через поляроид). Читать дальше »


Опыты с солнцезащитными очками

6 Июль 2008, 11:37 | Эксперимент | 10 комментариев »

LCD-экран компьютера даёт плоскополяризованный свет

 Современные солнезащитные очки не только задерживают часть видимого света, из-за чего всё окружающее кажется темнее (этого недостаточно для удобства зрения и сохранения здоровья глаз), но выполняют ещё три задачи: Читать дальше »


Страницы: Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 Следующая