AWANS INFORMACJE Dla nauczyciela Dla ucznia LOGOWANIE


Katalog

JOANNA MAJCHROWSKA, 2018-09-10
DRZEWICA

Fizyka, Artykuły

Dziesięć najpiękniejszych doświadczeń z fizyki

- n +

1.Pomiar Eratostenesa (ok. 230 r. p.n.e.)

Pomiar obwodu Ziemi.
Pomiary polegały na porównaniu długości cieni rzucanych w południe, w czasie letniego przesilenia, pomiędzy Syene (obecnie Asuan w Egipcie) i Aleksandrią. Eratostenes przyjął, że Słońce jest tak odległe, że promienie światła w obu miejscach są praktycznie równoległe. Zauważył, że w czasie letniego przesilenia w południe, w miejscowości Syene promienie słoneczne oświetlały dno głębokiej studni, padały więc pionowo, a Słońce było w zenicie. W tym samym czasie w Aleksandrii leżącej wg Eratostenesa na tym samym południku, Słońce było odchylone od zenitu o 7,2 stopnia, co stanowi 1/50 kąta pełnego. Od podróżników karawan wiedział, że odległość między miastami wynosi około 5 000 stadionów ( antyczny stadion miał długość około 185 metrów), czyli w przeliczeniu na nasze jednostki
ok. 800 km. Wnioskował zatem, że obwód Ziemi wynosi 50 razy więcej, czyli około
40 000 kilometrów. Wyniki swoich pomiarów przedstawił w dziele ,,O pomiarach Ziemi”.

2. Eksperyment Galileusza (1600 r.)

Spadek swobodny ciał o różnej masie.
Galileusz wykorzystał Krzywą Wieżę w Pizie, by obalić arystotelesowską koncepcję, która mówiła, że ciało spadnie na ziemię tym szybciej, im jest cięższe. Zrzucał z niej kule o różnych masach i mierzył czas ich spadania ,aby udowodnić, że przyrost prędkości ich spadania będzie taki sam bez względu na ich masę. W tym celu upuścił z wieży w tym samym czasie dwie kule: jedną ciężką armatnią o wadze 80 kg i drugą znacznie lżejszą muszkietową o wadze 200g. Ciała miały podobną formę, ale różne masy i oba opadły na ziemię w tym samym momencie. Galileusz udowodnił, że czas ich opadania jest dokładnie taki sam.

3.Eksperyment Galileusza (1600r.)

Obserwacja ruchu ciał staczających się z równi pochyłej.
W XVII wieku Galileusz wykorzystał obserwacje staczających się po równi pochyłej
kul o różnych ciężarach do sformułowania rewolucyjnego na owe czasy wniosku, że
prędkość spadającego swobodnie ciała nie zależy od jego masy. Równia składała się
z blatu o długości ok. 6m i szerokości 15cm, pośrodku którego był nacięty gładki rowek.
Blat został pochylony, w taki sposób, aby utworzył równię pochyłą, po której staczano mosiężne kule. Galileusz mierzył czas staczania się kul za pomocą dużego naczynia, z którego przez cienką
rurkę wypływała woda. Za każdym razem ważył wodę, która wypłynęłą z naczynia i porównywał wyniki z przebytym przez kulę dystansem. Galileusz dowiódł, że przy podwojeniu czasu toczenia
kula przebyła drogę cztery razy dłuższą. Droga jest wprost proporcjonalna do kwadratu czasu. Powodem tego jest przyspieszenie wnoszone przez grawitację. .Eksperymenty Galileusza dowodziły,
że spadające lub toczące się obiekty zwiększają prędkość niezależnie od ich masy.

4. Eksperyment Newtona (1665-1666 r.)

Rozszczepienie światła za pomocą pryzmatu.
To Newton jako pierwszy wskazał na fakt, że promień światła białego rozszczepia się po przejściu przez pryzmat na promienie o różnych kolorach. To doświadczenie zawarte w jego pracy o optyce wywołało gorące dyskusje w świecie naukowym na temat natury światła.

5. Eksperyment Cavendisha (1798 r.)

Wyznaczenie stałej grawitacji G za pomocą wagi skręceń.
Pierwszy eksperyment, w którym zmierzona została siła grawitacji pomiędzy masami w laboratorium oraz pierwszy, w którym uzyskano dokładną wartość stałej grawitacji , wykonany w latach 1797–1798 przez brytyjskiego naukowca Hanry’ego Cavendisha .Do wykonania doświadczenia Cavendish wykorzystał wcześniejsze prace z 1783roku swego rodaka, Johna Michella będącego twórcą urządzenia zwanego wagą skręceń. Na cienkiej nici kwarcowej Cavendish zawiesił lekki pręt. Do nici przymocował lusterko. Nić, okręcając się, zmieniała kąt nachylenia lusterka. Na lusterko padała wiązka światła, odbijała się od powierzchni i padała na skalę. Do końcówek pręta naukowiec przymocował dwie małe, ołowiane kulki. Następnie zbliżał symetrycznie do każdej końcówki dwie duże kule z ołowiu. W wyniku przyciągania nić doznała skręcenia. Cavendish wyznaczył w ten sposób, z dość dużą jak na tamte czasy dokładnością, stałą grawitacji G. Potem eksperyment ten był znany także pod nazwą „ważenie Ziemi”, ponieważ znając precyzyjnie stałą grawitacji G można z prawa powszechnego ciążenia wyznaczyć masę Ziemi.

6. Doświadczenie Younga (1801 r.)

Interferencja światła na dwóch szczelinach.

Thomas Young wykonał eksperyment, który miał odpowiedzieć na pytanie czy światło jest strumieniem cząstek, czy falą. Angielski fizyk rozumował, że zjawiskiem które zachodzi dla fali,
a nie zachodzi dla strumienia cząstek jest interferencja. Eksperyment polegał na przepuszczeniu światła spójnego poprzez dwa pobliskie otwory w przesłonie i rzutowaniu na ekran. Young
użył nieprzezroczystego materiału, w którym wyciął dwie bardzo małe dziurki. Dla uzyskania spójnego światła przepuścił światło świecy najpierw przez pojedynczy mały otwór, a następnie
przez dwie szczeliny w kolejnej przesłonie. Po przejściu przez obie szczeliny promienie rozprzestrzeniały się i oświetlały ekran tworząc na nim kolorowe prążki interferencyjne. Tworzące
się charakterystyczne jasne i ciemne prążki były potwierdzeniem falowej natury światła.


7.Wahadło Foucaulta (1851 r.)

Doświadczalny dowód na ruch obrotowy Ziemi.

Ruch wahadła Foucaulta (dzięki dużej masie obciążnika i zawieszeniu tylko w jednym punkcie) jest długotrwały i praktycznie niezależny od ruchu obrotowego Ziemi. Dla wahadła zawieszonego nad biegunem Ziemia niejako „ucieka” spod niego i przy każdym następnym wahnięciu wahadło nie powraca do tego samego punktu, ale nieco dalej. Ponieważ w ciągu ok. 24 godzin punkty te zakreślają okrąg, a ruch odbywa się zawsze tylko w jednym kierunku, jest to dowodem na obrót Ziemi wokół własnej osi. Poza biegunami jest podobnie, ale okres „obrotu” wahadła jest dłuższy (w szczególności na równiku płaszczyzna drgań nie zmienia położenia względem powierzchni Ziemi). Wynalazca, Jean Bernard Léon Foucault, zademonstrował je po raz pierwszy w 1851 w Panteonie w Paryżu.


8. Doświadczenie Millikana (1910 r.)

Wyznaczenie ładunku elektronu za pomocą spadającej w polu elektrycznym kropli oleju.

Fizyk amerykański Robert Millikan w roku 1910 przeprowadził doświadczenie, w którym wykazał
stałość ładunku elektronu i wyznaczył jego wartość. Przy pomocy rozpylacza Millikan wytwarzał kropelki oleju ponad dwiema równoległymi płytkami. Wpadały one przez otworek w górnej, izolowanej płytce do przestrzeni pomiędzy płytkami. Aby były dobrze widoczne, zostały oświetlone
z boku. Pole widzenia było przecięte dwoma poziomymi, równoległymi, cienkimi kreskami. Kropelki oleju mogły elektryzować się dzięki tarciu w czasie procesu rozpylania. Do płytek Millikan przykładał pewną różnicę potencjałów, wytwarzając pomiędzy nimi pole elektryczne. Dokonując wielu powtórzeń swojego eksperymentu, stwierdził, że ładunek elektryczny elektronu może osiągnąć tylko ustalone stałe wartości. Opracowując wyniki otrzymane z własnego doświadczenia, stwierdził więc kwantyzację ładunku kropli.

9. Eksperyment Rutherforda (1911 r.)

Odkrycie jądra atomowego.
Rutherford zaprojektował eksperyment polegający na bombardowaniu bardzo cienkiej złotej folii promieniowaniem alfa (pozyskiwanymi przy użyciu radioaktywnego radonu jądrami helowymi) i obserwacji charakteru rozkładu kątowego przechodzących przez nią cząstek alfa, co miało pozwolić określić strukturę budowy atomu. Przyrząd do badania zjawiska zawierał źródło cząstek alfa w ołowianym pojemniku z niewielkim otworem skierowanym na złotą folię, zaś funkcję detektora scyntylacyjnego pełnił ekran pokryty siarczkiem cynku. Podczas eksperymentu detektor scyntylacyjny umieszczano pod różnymi kątami względem pierwotnego kierunku promieniowania alfa. Obserwacja ekranu przez lupę umożliwiała zobaczenie błysków, gdy cząstka alfa trafiała w scyntylator. Rozkład kątowy rozproszonych cząstek skłonił go do wysnucia wniosku, że cała masa oraz dodatni ładunek atomu skupione są w bardzo niewielkiej objętości. W ten sposób potwierdził on eksperymentalnie istnienie jądra atomowego.

10. Doświadczenie Davissona i Germera (1927 r.)

Dyfrakcja elektronów na podwójnej szczelinie.
Celem eksperymentu było badanie powierzchni płytki niklu za pomocą strumienia elektronów skierowanego na płytkę i obserwacja, ile elektronów się od niej odbija pod różnymi
kątami. Eksperyment przeprowadzono w komorze próżniowej i użyto w nim działa
elektronowego kierującego strumień elektronów na płytkę kryształu niklu.
Davisson i Germer wykorzystali fakt, że dysponując wiązką elektronów o określonym pędzie,
będą w stanie teoretycznie określić długość fali tych elektronów. Na tej podstawie (znając
teoretycznie wyznaczoną długość fali) potrafili tak dobrać kryształ, aby można było
zaobserwować zjawisko interferencji. Zaobserwowany obraz interferencyjny, który
uczeni wytłumaczyli dyfrakcją fal płaskich, stał się pierwszym dowodem na falową naturę cząstek.

Literatura:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Dziesięć_najpiękniejszych_eksperymentów_z_fizyki
www.if.pwr.wroc.pl/~wsalejda/10_dosw.pdf
www.szczecin.wyborcza.pl/szczecin/1,34959,3092066.html


Zgłoś błąd    Wyświetleń: 0


Uwaga! Wszystkie materiały opublikowane na stronach Profesor.pl są chronione prawem autorskim, publikowanie bez pisemnej zgody firmy Edgard zabronione.


BAROMETR


1 2 3 4 5 6  
Oceń artukuł!



Ilość głosów: 0

Serwis internetowy, z którego korzystasz, używa plików cookies. Są to pliki instalowane w urządzeniach końcowych osób korzystających z serwisu, w celu administrowania serwisem, poprawy jakości świadczonych usług w tym dostosowania treści serwisu do preferencji użytkownika, utrzymania sesji użytkownika oraz dla celów statystycznych i targetowania behawioralnego reklamy (dostosowania treści reklamy do Twoich indywidualnych potrzeb). Informujemy, że istnieje możliwość określenia przez użytkownika serwisu warunków przechowywania lub uzyskiwania dostępu do informacji zawartych w plikach cookies za pomocą ustawień przeglądarki lub konfiguracji usługi. Szczegółowe informacje na ten temat dostępne są u producenta przeglądarki, u dostawcy usługi dostępu do Internetu oraz w Polityce prywatności plików cookies.
Dowiedz się więcej.