Hezká fyzika z po íta e

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Hezká fyzika z po íta e"

Vojtěch Hruda
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 J. Hubeák: Hezká fyzika z poítae Hezká fyzika z poítae JOSEF HUBEÁK Univerzita Hradec Králové Poíta je univerzální nástroj a studenti, žáci a uitelé jej bžn používají. I když doslouží, je stále zajímavým objektem pro vyuování fyzice. Také kompaktní disky stárnou a jejich obsah již nepotebujeme. Pro fyziku jsou i nadále zajímavé. Nejdíve jako materiál pro zruné žáky ti mohou snadno vyrobit Vtrník z CD Co budeme potebovat? Jeden CD, dv ložiska z 5,25" mechaniky, drát o prmru 2 mm, tavné lepidlo a horkovzdušnou pistoli. Nžkami stihneme CD na poloviny a z jedné plky nastíháme tyi listy rotoru. Každý list v proudu horkého vzduchu vytvarujeme do vrtule a vlepíme do ložiska. Tím je hotov rotor. List rotoru Ložisko Do druhého ložiska vetkneme svislou osu vtrníku, kterou vyrobíme napíklad z použitého popisovae. Na jeden konec drátu pilepíme plku CD jako smrovku,drát protáhneme svislou osou a nasadíme rotor. Vtrník je hotov. Na vtru se krásn toí a barevné efekty, jeho pohyb a zájem kolemjdoucích jsou odmnou za námahu. Obr. 1. Vtrník 33

Nejdíve jako materiál pro zruné žáky ti mohou snadno vyrobit Vtrník z CD Co budeme potebovat? Jeden CD, dv ložiska z 5,25" mechaniky, drát o prmru 2 mm, tavné lepidlo a horkovzdušnou pistoli.

2 Veletrh nápad uitel fyziky 10 Spektroskop z CD Kompaktní disky CD-R jsou prodávány i po balících (spindl) a horní a spodní disk jsou chránny ped poškozením prhledným polotovarem disku, který má nalisovánu vodící drážku. Díky tomu jej lze použít jako mížku na prhled. S pomocí laserového ukazovátka se známou vlnovou délkou = 650 nm a jednoduchého mení lze urit mížkovou konstantu: CD prhledný L Max. 1.ádu y Laser Obr. 2. Schéma mení mížkové konstanty CD Pro maximum prvního ádu platí b.sin = a z toho Úhel uríme z tangenty: tg y L b sin Pro CD-R bylo takto urena mížková konstanta b = 1, m, poet ar na milimetr N = 654 mm -1 = 25,153 Vypotené hodnoty mají chybu pibližn 6 %, protože vlnová délka použitého laseru je v intervalu 635 až 670 nm a délková mení mají chybu asi 1 %. Pro pesná mení se mížka se štrbinami ve tvaru oblouk také nehodí. CD tsn k oku svtelný zdroj Obr. 3. Pozorování spektra 34

S pomocí laserového ukazovátka se známou vlnovou délkou = 650 nm a jednoduchého mení lze urit mížkovou konstantu: CD prhledný L Max. 1.ádu y Laser Obr. 2.

3 J. Hubeák: Hezká fyzika z poítae Pesto lze tyto disky použít pro pozorování spektra. Potebujeme pouze svtelný zdroj ve tvaru úzkého obdélníka. Spojité spektrum ukáže pohled na halogenovou žárovku, pro pozorování nespojitého spektra se výborn hodí lineární záivka. Pozorovatel vidí v pímém smru svtelný zdroj (nulté maximum) a vlevo a vpravo od nj v prvním maximu intenzivní spektra. V pípad CD je patrné i druhé maximum, jen pohled musíme nasmrovat pod úhlem asi 60. Nkteí výrobci fyzikálních pomcek a pístroj nabízejí pímohledný mížkový spektroskop (nap. Pierron). S trochou šikovnosti jej zhotoví i studenti: do trubky 15 cm dlouhé s vnitním prmrem asi 25 mm dlouhé vložíme vstupní štrbinu (výška 10 mm, šíka 1 mm), 3 clonky s otvorem o prmru 10 mm distanní trubiky z erného kartonu mížku z CD Mížka Clonky Obr. 4. Mížkový spektroskop Vstupní štrbina Subjektivní pozorování lze nahradit trvalým záznamem pozorovaného obrazu digitální fotografií spektra. K tomu postaí digitální fotoaparát a prhledné CD. Není obtížné rozebrat starý filtr a sklo nahradit kolekem z CD a takový filtr nasadit na objektiv. Snímek halogenové žárovky bude obsahovat spojitá spektra: Obr. 5. Spojité spektrum halogenové žárovky 35

Pozorovatel vidí v pímém smru svtelný zdroj (nulté maximum) a vlevo a vpravo od nj v prvním maximu intenzivní spektra.

4 Veletrh nápad uitel fyziky 10 Spolu s wolframovým vláknem zde záí i kemenná trubice a její teplota je uprosted nejvyšší. To dává spektru komplikovaný tvar. Jednodušší tvar má sodíková vysokotlaká výbojka a také její spektrum je itelnjší : Obr.6. Spektrum sodíkové vysokotlaké výbojky Zde je vidt kombinaci pásového, árového a spojitého spektra argonu, plynného sodíku a rozžhavené korundové trubice. Zajímavá je inverzní ára ve žluté oblasti tady sodíkové atomy pohlcují ást foton s vlnovou délkou, typickou pro žluté sodíkové svtlo nízkotlakých výbojek. Lineární záivka má ze všech zdroj svtla nejlepší tvar pro fotografování spektra: Obr. 7. Spektrum lineární záivky Okamžit je vidt, že luminofory záivky svítí mode, zelen a erven a nkteré nové délky zde zcela chybí. Fotografovat lze ale i maximum druhého ádu. vl- Anemometr z poítae V poítai nkdy doslouží harddisk a to je asto malá tragédie, pokud nemáme zálohu všech dat, která tak zmizí vtšinou navždy a bez varování. I takový harddisk mže fyziku obohatit píkladem je anemometr, vyrobený z motorku pevného disku. 36

Spektrum sodíkové vysokotlaké výbojky Zde je vidt kombinaci pásového, árového a spojitého spektra argonu, plynného sodíku a rozžhavené korundové trubice.

5 J. Hubeák: Hezká fyzika z poítae Rotor je magnetovým kolem z permanentních magnet a stator obsahuje tífázové vinutí zapojené u nkterých typ do hvzdy, u jiných do trojúhelníka. To snadno rozeznáme podle potu vývod motorku. Pro anemometr použijeme sdružené naptí ze dvou vývod. Staí pipojit stídavý milivoltmetr (rozsah do 200 mv), rukou roztoit motorek a ihned je patrné, že výstupní naptí je úmrné otákám. Na motorek pipevníme tyi plastové misky, pipojíme potenciometr, vhodný konektor a celek umístíme do držáku R 500 z plastové trubky. Cejchování je nárovtí vystrit anemometr co nejdále od njší: potebujeme idie, auto a za bezrychlosti karosérie. Potenciometrem nastavíme údaj milivoltmetru tak, aby pi km.h ukazoval práv 100 mv a zkontrolujeme, zda pi 54 km.h ukazuje 150 mv. Tím jsme hotovi a mžeme mit rychlost bžce, rychlost cyklisty, rychlost malého motocyklu, rychlost vtru. Zajímavé bude dlouhodobé mení, kdy digitální multimetr pipojíme k poítai a zaznamenáme rychlosti vtru nap. za 24 hodin. Obr. 8. Anemometr Námt, jak využít materiál z poítae, je celá ada a objevují se další možnosti. Jak ukazuj í pedchozí stránky, nemusí jít vždy o pelivá a pesná mení. Podstatou je pedevším práce s fyzikálním obsahem, vlastní innost žák a student a vytváení zájm u o fyziku. 37

Staí pipojit stídavý milivoltmetr (rozsah do 200 mv), rukou roztoit motorek a ihned je patrné, že výstupní naptí je úmrné otákám.

Podobné dokumenty

Stavební návod BLADE XL www.freeair.cz Strana.: 1 / 5

Stavební návod BLADE XL www.freeair.cz Strana.: 1 / 5 BLADEXL Vážený zákazníku zakoupil jste si model BladeXL ped stavbou si dkladn pette stavební návod a ujistte se, že postupu rozumíte. Pípadn kontaktujte výrobce nebo vašeho dealera. Seznam díl: Název dílu