elektřina, optika

PROMOTE MSc
POPIS TÉMATU – FYZIKA 2
Název
Motivační experimenty – elektřina, optika
Tematický celek
Elektřina, optika
Jméno a e-mailová adresa
autora
Vida József
[email protected]
Cíle
Zajímavými experimenty vzbudit zájem žáků o fyziku.
Obsah
8 hodin
Věk žáků: 14–18
Pomůcky
Různé pomůcky popsané v materiálu připraveném autorem.
Poznámky
Experimenty zařadit na začátek tematického celku jako motivaci
pro žáky.
Elektřina:
– znázornění siločar pšeničnou krupicí v ricinovém oleji
– model galvanického článku na bázi mědi, zinku a salmiaku
– indukční žába = 2 cívky s indukčností
– Lenzovo dělo
– tavná pojistka
– volný pád železného a magnetického prstence podél
měděných a hliníkových tyčí
– okurková baterie
Optika:
– čočky naplněné vzduchem a jejich opačná funkce pod vodou
PH2 – 1
Nauka o elektřině
Experiment s “pšeničnou krupicí”
Experiment je vhodný k demonstraci siločar elektrického pole. Do Petriho misky nalejeme
ricinový olej a na olej nasypeme krupici. Tyč z umělé hmoty třeme, aby se nabila, a potom
nabijeme jednu z elektrod zařízení (druhá elektroda je uzemněná). Pšeničná krupice se
uspořádá do obrazce tak, jak to znázorňuje obr. 1.
Obr. 1
Změna elektrického odporu vodiče
Pomocí zařízení můžeme znázornit závislost elektrického odporu vodiče na jeho délce a na
jeho průřezu. Zařízení je vhodné i k demonstraci iontové vodivosti a odporu v kapalinách.
Model galvanického článku
Souprava se skládá z měděných a zinkových destiček a soli salmiaku. Je vhodná ke studiu
vlastností galvanických článků. Elektrolytem je vodní roztok salmiaku. Souprava neobsahuje
zdraví škodlivé látky či kyseliny. Model je znázorněn na obr. 2.
Obr. 2
“Indukční žába”
Jde o motivační experiment znázorňující odpudivou sílu mezi cívkami, kterými teče
proud, a příslušnou hodnotu indukce.
Lenzovo dělo
Souprava se skládá z cívky, dlouhého železného jádra a železného prstence.
Připojením cívky k síťovému napětí můžeme prstenec vystřelit do poměrně velké výšky.
Experimentem se demonstruje Lenzův zákon.
Tavná pojistka
Na svislém panelu je umístěna žárovka, vypínač a tavná pojistka. Zařízení lze napájet
napětím 24 V. Můžeme demonstrovat přetavení pojistky při zkratu, při nadměrném proudu
v obvodu, a také riziko přehřátí vodičů při přemostění (zkratování) pojistky (obr. 3).
Obr. 3
Měděné a hliníkové trubice se supersilným magnetem
Experimentální zařízení je velmi vhodné k demonstraci účinků vířivých proudů.
Přibližně metr dlouhé trubice postavíme svisle a necháme jimi propadnout kovový válec
a válcový magnet. Zatím co kovový válec trubkou propadne volným pádem, magnet padá
překvapivě dlouho (5 až 9 sekund). Z doby pádu lze odhadnout vodivost materiálu trubky.
Okurková baterie
Zajímavá experimentální souprava připomíná spíše mučicí nástroj nebo fakirovu
postel, než soubor galvanických článků. Na panelu je více galvanických článků vytvořených
z kyselých okurků, měděných a zinkových destiček, které jsou spojeny sériově a paralelně
(smíšeně) tak, aby LED-ka (spotřebič) zářila s maximálním výkonem.
PH2 – 3