Transcript Document
ПУ “П.Хилендарски”
Физически факултет
Кат. “Експериментална физика”
Демонстрационен
комплект
на основата на
магнитна дъска
Доц. д-р Тинко Ефтимов
Физ. ст. експерт. Георги Иванов
XXXVIII НК ПО ВЪПРОСИТЕ НА ОБУЧЕНИЕТО ПО ФИЗИКА
гр. Ловеч, 8 - 10 април, 2010
Физиката е опитна наука
Демонстрации
Лабораторни упражнения
Опитна проверка на теорията
Демонстрационни и опитни
постановки в училище
По съществото на преподавания материал
Прости за изпълнение
Многофункционални
Достъпна цена
Многофункционална
демонстрационна
магнитна дъска
Магнитно закрепване на компоненти
Окачване: на стена, вертикално и хоризонтално
на маса
Удобна за различни дялове на физиката
Оптика
Механика
Хидростатика
Електричество и магнетизъм
Оптика
Геометрична оптика
• Отражение
• Пречупване
• Лещи
Вълнова оптика
• Дифракция
• Дисперсия
qi
qr
(r)
(n)
(i)
Геометрична оптика
Коефициент на пречупване
c
n
v
Разпространение на фотон в среда
Разпространение на фотон във вакуум
Геометрична оптика
Закон на Снелиус
n1 sin n2 sin q
Геометрична оптика
Пълно вътрешно отражение
sin q n1 / n2
Оптични влакна
Геометрична оптика
1 1 1
f a b
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/RayTrace/Lenses.html
Геометрична оптика
1 1 1
f a b
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/RayTrace/Mirrors.html
Дифракция
Дифракция от един процеп
Мени се ширината
на процепа
Дифракция
Дифракция от два процепа
Мени се разстоянието
между процепите
Дифракция
Дифракционна решетка
m = -3
m=0
m = -2
m = +1
m = -1
m=0
m = +1
m = +2
m = +2
m = +3
m = +3
Коефициент на пречупване
c
n
v
Разпространение на фотон в среда
Разпространение на фотон във вакуум
Дисперсия на средата
v v ( )
т.е.
n n ( )
n малък
n голям
Дисперсия на средата
Courtsey: Daniel A. Russell, Ph.D.
Physics Department, Kettering University,
Дисперсия на средата
Courtsey: Daniel A. Russell, Ph.D.
Physics Department, Kettering University,
Динамика
Момент на сила
M rF
M I
M
F
F
-r
r
-M
Условия за
равновесие
F Fi 0
M Mi 0
i
i
Трептения и вълни
x
Трептене: Периодичната промяна във
времето t на някаква физическа
Хармонично трептене
величина x
x
A
t
T – период
2pn – кръгова честота
n – линейна честота
t
-A
A – аммплитуда
j – начална фаза
Трептящи системи
Физично махало
O
l
l
I
T 2p
m gl
I
mg
инерчен момент
Трептящи системи
O
Математично махало
l
l
T 2p
g
mg
Трептящи системи
Пружинно махало
k
m
T 2p
k
mg
k коефициент на еластичност
Трептения
Хармонични трептения
k1 < k2 < k3
0
k
m
T0 2p
m
k
http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/SHO/mass.html
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Трептения
Хармонични трептения
Затихващи трептения
x
x (t ) A cos(t j )
t
x (t ) A exp(t ) cost j
Принудени трептения
t
Затихващи трептения
x (t ) A exp(t ) cost j
http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/SHO/damp.html
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Резонанс
Външна сила с честота W
W 0
W 0
W 0
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/SHO/mass-force.html
Резонанс
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Вълни
Смущение, разпространяващо се в среда
В твърдо тяло
В газова среда
v
Фазова скорост :
на вълновия фронт
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Бягащи вълни
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Вълни от точков източник
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Вълни от диполен източник
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Видове вълни
• Надлъжни
• Напречни
• Водни
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Събиране на трептения
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Стоящи вълни
/2
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Интерференция
Стояща вълна при отражение
падаща
отразена
Интерференция
Стоящи вълни
Собствени трептетния на окачена верижка
Мод 1
Мод 2
Мод 3
http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/HangChain/HangChain.html
Собствени трептетния на греда
Два свободни края
Два захванати края
Два окачени края
Един захванат край
Собствени
трептения
на струна
u
nn n
2l
u
n1
2l
n1
u
n2 2
2l
n 2 2n 1
u
n3 3
2l
n 3 3n1
Собствени трептетния на плоскост
Мод 11
Мод 21
Мод 12
Мод 22
Собствени трептетния на диск
Мод (0,1)
Мод (1,1)
Мод (0,2)
Мод (2,1)
Мод (0,3)
Мод (1,2)
Фигури на Хладни
Фигури на Хладни ....
Фигури на Хладни
Типове трептения от кух цилиндър
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Типове трептения от кух цилиндър
Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University
Собствени трептетния
на празна бирена бутилка
http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/BeerBottle/beerbottle.html
(n=2,m=1)
(n=3,m=1)
(n=4,m=1)
(n=5,m=1)
1st Bending
3200 Hz
4910 Hz
8520 Hz
13,500 Hz
4440 Hz
(n=2,m=2)
(n=3,m=2)
(n=4,m=2)
(n=5,m=2)
(n=3,m=3)
5360 Hz
7437 Hz
10,330 Hz
15,190 Hz
11,610 Hz
Собствени трептетния на електрическа китара
Собствени трептения на електрическа китара
Собствени трептетния на класическа китара
Мод #1
59 Hz
“огъване”
Мод #1
103 Hz
“дишане”
Собствени трептетния на класическа китара ….
Мод #3
Мод #5
188 Hz
223 Hz
Мод #4
202 Hz
Мод #6
231 Hz
Мод #7
262 Hz
Мод #9
Мод #11
385 Hz
749 Hz
Мод #8
Мод #10
315 Hz
480 Hz
Фигури на Хладни върху дъното на класическа китара
Гама “до мажор”
2f
f
523.25 Hz
261.63 Hz 293.66 Hz
329.63 Hz
349.23 Hz
392 Hz
440 Hz
493.88 Hz
БЛАГОДАРЯ
ЗА
ВНИМАНИЕТО!