Опыт 6. Получение ярь-медянки. К 10% раствору медного купороса добавила 1% раствор соды, и в осадок выпал основной карбонат меди Сu2(ОН)2СОз. Его отфильтровали и осторожно, по каплям, добавили уксусную кислоту до полного растворения осадка. Упарили раствор на небольшом огне почти досуха, не допуская сильного перегрева и разбрызгивания жидкости, а затем охладили. Выпавшие сине-зелёные кристаллы отфильтровали и высушили между листами фильтровальной бумаги.
Опыт 7. Получение берлинской лазури. Для получения пигментов широко используются комплексные соединения, так как они имеют разнообразную яркую окраску. На их основе можно получить берлинскую лазурь. К 100 мл насыщенного раствора жёлтой кровяной соли прилили 0,5 М раствор сульфата железа (III). Выпадает осадок интенсивно синего цвета. Его отфильтровали и высушили. Из красной и жёлтой кровяных солей можно получить пигменты разнообразной окраски, например, красный пигмент из хлорида кобальта:
Опыт 8. Получение красного пигмента. К 50 мл 0,5 % раствора жёлтой кровяной соли добавила 100 мл 20% раствора медного купороса, выпадает осадок красного цвета. Его отфильтровывали и высушили.
Из хлоридов никеля, кобальта и красной и желтой кровяных солей получила зелёную краску и фиолетовый кобальт.
Просушенные пигменты тщательно растерли в фарфоровых ступках, просеяли через марлю и добавили связующее вещество - олифу.
Если в былые времена живописцы для получения пигмента растирали природные минералы, то мы получили их синтетическим путём. Краски, полученные таким способом, издавна на Руси называли «творёными», так как их качество определялось усилиями, затраченными на растирание («творение»). Мы же по праву можем назвать изготовленные нами краски «творёными», потому что сами их сотворили. И пусть полученные нами краски по качеству, пожалуй, чуть-чуть хуже, чем из магазина, зато сделаны своими руками.
В соответствии с поставленной целью и задачами нами была изучена литература по истории живописи и разных техник, процессов изготовления красок, технология получения минеральных пигментов и олифы как связующего вещества, изготовления масляных красок.
Выполненная работа позволяет сделать обоснованные выводы о том, что выдвинутая гипотеза верна, а именно: изучение истории получения красок, технология их изготовления, получения самих красок, проверка их свойств на практике привели к получению качественных масляных красок, пригодных для написания картин.
Теоретический анализ показал, что в методической, энциклопедической, научно-популярной литературе подробно изучен вопрос получения масляных красок.
В ходе работы по приготовлению пигментов нами был сделан вывод о том, что изготовление масляных красок - процесс длительный, трудоёмкий, требующий определённых химических знаний и к тому же очень дорогостоящий.
Список литературы
1. С. Другов «Химический кружок в школе», М., Учпедгиз, 1956 г.
2. Э.Дубровина «Краски рождаются…», М., 1973 г.
3. Е. Каменева «Какого цвета радуга», М., «Детская литература, 1975 г.
4. О.Ольгин «Занимательные опыты по химии», М., «Детская литература», 2002 г.
5. Популярная библиотека химических элементов / Под ред. И.В. Петросяна-Соколова. – М.: Наука, 1977. – Кн. 2.
6.О.В. Созонова, В.М. Шабаршин. Биолого-химический кружок в летнем лагере. // Химия в школе. – М., 1998.
7.Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликбекова. Книга по химии для домашнего чтения. – М.:Химия, 1995.
8. И. Титова «Вещества и материалы в руках художника», М., МИРОС, 1994 г.
9. Журналы «Химия в школе» №№ 1-2, 1996 г., 1, 1999 г.
10. Энциклопедия для детей «Химия», М., Аванта, 2000 г.
11.А.М. Юдин. Химия в нашем доме - М.: Химия, 1990.
12.Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Авт.- сост. Л.А. Савина. – М.: АСТ, 1997.
«Исследование возможностей лазера»
Михеева Алёна
(педагог – Ямолтдинова Любовь Яковлевна)
МКОУ «Квитокская средняя общеобразовательная
школа №2» Иркутская область
Актуальность
 
Актуальность и важность данной темы обусловлена широким спектром практического применения лазеров в нашей жизни. Наиболее распространенными сферами применения лазеров являются проигрывание компакт-дисков и чтение штрих-кодов. Лазеры небольшой мощности используются также в средствах связи, где они посылают сигналы по оптоволоконным кабелям и в лазерных принтерах. В лазерах большой мощности лазерные лучи могут быть сфокусированы (сведены в мощные пучки) для сильного нагрева материала. Такие лазеры используются в промышленности для точной резки, гравировки, маркировки и в медицине для проведения точных хирургических операций. Неоценима роль лазеров в науке: спектроскопия, фотохимия, намагничивание, измерение расстояний, интерферометрия, голография, охлаждение, термоядерный синтез. И вооружение теперь с лазерами: лазерное оружие, «звездные войны», целеуказатели, лазерный прицел, лазерное наведение. При помощи лазеров создаются почти все продукты промышленности (диски; одежда; мебель, и другие), дисководах, лазерных шоу с их помощью добиваются сверхнизких температур, а так же сверхмощных магнитов.
Манипуляции микрообъектами. Детальная дифракционная картинка позволяет восстановить информацию о строении таких объектов, располагать же такой информацией крайне необходимо врачам, биологам и материаловедам.
А то, что лазер расширяет границы исследования это нельзя не использовать на уроках физики.
Цель:
Экспериментально исследовать возможности лазера.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи
собрать и обобщить информацию о лазерах;
составить программу проведения экспериментального исследования;
создать экспериментальные установки;
провести серию экспериментов;
обработать полученные данные и сделать выводы;
применить практически данные результаты для полной картины возможностей лазера.
Основная часть.
Исследование компакт-диска и на определение размера 1 бита
К омпакт-диск содержит приблизительно 650 мегабайт информации. Оценим размер одного бита с помощью линейки. Подтвердим нашу оценку, используя лазерный луч.
Решение
Полезная площадь диска S = (R2 – r2).
При D = 2R = 11,7 cм, d = 2r = 4,4 см:
на 1 бит приходится площадка (1 байт = 8 бит из курса информатики):
Линейный размер площадки (S0 = a2):
тот же результат можно получаем
э кспериментально, направив луч перпендикулярно диску, измерив на экране расстояния b±1 до максимумов ±1-го порядка:
Если расстояние до экрана L = 1 м, длина волны излучения = 740 мм = 7,4 • 10 -7м, расстояния до максимумов b+1 = 53 см = 0,53 м, b -1= 55 см = 0,55 м, то:
Определение показателя преломления стекла с помощью лазера
Получить два когерентных источника света можно с помощью бипризмы Френеля, представляющий собой две призмы с малыми преломляющимися углами β, изготовленные из одного куска стекла и имеющие одну общую грань. Параллельно этой грани симметрично относительно вершин преломляющих углов призм надо расположить источник света (лазер)
Если преломляющие углы призм малы, β=10ʼ, то все лучи отклоняются бипризмой на приблизительно одинаковые углы равные α=( n-1)? Где n- показатель преломления стекла, из которого изготовлена бипризма. Из сравнения ри видно L=a+b, a d=2aα =2a(n-1)β , откуда для ширины интерференционной полосы получаем формулу: ∆х=λ(a+b)/2a(n-1)β.
Измерив в эксперименте ширину интерференционной полосы, можно определить показатель преломления стекла:n=λ(a+b)∕2a∆хβ+1.
Экспериментальня часть. Схема экспериментальной установки показана на рис. собирающая линза с фокусным расстоянием F= 20 мм фокусирует параллельный пучок лазерного излучения в точку, образуя точечный источник света S. Интерференционная картина, приблизительный вид который показан на рис, наблюдаем на экране
 
Изучение фокусирующего действие лазерных дисков
Компакт-диски широко распространены и доступны, и поэтому могут найти широкое применение, и мы нашли ему применение в школе на уроках физики в работе с лазером.
Экспериментально фокусирующее действие лазерных дисков можно увидеть на этом рисунке.
П араллельный пучок света, пропущенный через светофильтр, падает нормально на поверхность диска и, отражаясь
от него, попадает на плоский экран
диаметром около 3 см. фокусы легко
обнаруживаются при перемещении
экрана вдоль оптической оси установки.
Наиболее ярким
является самый дальний из них
(первый фокус).
При измерении фокусного расстояние дисков типа CD в спектральных диапазонах, выделяемых стеклянными светофильтрами, получили зависимость фокусных расстояний от длины световой волны r1=57мм, r2= 46мм,
r3=36мм, r4=30 мм. Приведённые результаты подтверждают фокусирующее действие компакт-дисков.При этом визуально обнаруживается два фокуса, положение которых зависит от длины световой волны. Исследования также показали, что эта зависимость является обратно пропорциональной.
 
Ответы на задания из КИМов ЕГЭ решили найти сами экспериментальным путём
? Почему дифракция лазерного луча хорошо наблюдается без установки линзы за дифракционной решеткой, тогда как в первом случае линза необходима?
 
Ответ№1: пучок света от лампы накаливания широкий, сильно расходящийся, интенсивность его быстро убывает с расстоянием.
После прохождения дифракционной решетки размеры пучка определяются размерами решетки, а расходимость пучка остается такой же большой. Применение линзы позволяет при соответствующей настройке получить получить на экране изображения дифрагированных пучков большой интенсивности и малых поперечных размеров.
Ответ№2: луч лазера узкий, слабо расходящийся, интенсивность света в поперечном сечении велика. После прохождения дифракционной решетки он практически не расширяется. Иинтенсивность его остается достаточной для наблюдения максимумов различного порядка, поэтому линзу можно не использовать.
? На рисунке видно, что луч света лазера полностью перекрывается поляризатором (это, в частности, означает, что свет лазера линейно поляризован). На втором рисунке между лазером и поляризатором помещен анализатор. Видно, что свет лазера проходит через такую систему.
Почему это происходит?
Ответ№1: луч лазера является линейно поляризованным, поэтому поляризатор может полностью перекрыть его (когда плоскость поляризации луча перпендикулярна оси поляризатора).
Ответ№2 :если между лазером и поляризатором вставить анализатор (такой же поляризатор) при другом положении его оси, то он частично будет пропускать лазерный свет, который будет иметь уже другую поляризацию и, следовательно, будет частично пропускаться поляризатором.
 
Не проходит!
Свет лазера проходит через систему.
!!!Ещё очень важное наблюдение!
Лазер могут использовать в корыстных целях. Мы решили это проверить. Направляя луч лазера в камеру мобильного телефона экран засвечивается. Этим могут воспользоваться преступники для временного отключения камеры наблюдения.
 
Организация и основные результаты исследования:
1. Тайшетский район, пос. Квиток, МКОУ СОШ №2; Исследование проводила ученица Михеева Алёна Алексеевна;
2. Накопление и обработка информации о лазерах;
3. Изготовление лазера слабой мощности собственной конструкции (с использованием лазерного диода, линзы, батарейки, корпуса);
Собраны установки:
-для исследования компакт-диска и оценивания размеров 1 бита (с помощью линейки, лазера, диска);
-для определения показателя преломления стекла (с помощью лазера, бипризмы Френеля, линзы, линейки);
-для изучения фокусного расстояния диска и «радиальной» аберрации
компакт-диска (с использованием компакт-диска, лазера, экрана, линейки);
-экспериментально отвечали на вопросы КИМов ЕГЭ;
-решение задач с использованием лазера;
4. Методы проведения исследований: экспериментальные;
5. Результаты проиллюстрированы рисунками, графиками, фотографиями (смотреть основную часть);
6. Подробные результаты размещены в основной части работы.
Литература
Энциклопедический словарь юного техника. Москва, 2005;
Эрудит физика (Москва), Издательство мир книги 2006;
Бутиков Е.И. и др. Физика: Т. 3. – М.: СП ФМЛ, 2001;
Кабардин О.Ф. и др. Факультативный курс физики-10. – М.: Просвещение, 1987;
Квант, 2000, № 3; 6;
Материалы с выставки «Лазеры и лазерные технологии». – Москва (Сокольники), март 2006 г;
Павленко Ю.Г. Физика. – М.: Большая Медведица, 2002;
СОЖ, 1996, № 6; 1997, № 8; 1999, № 4; 2001, № 8;
Уокер Дж. Физический фейерверк. – М.: Мир, 1989;
Физика («ПС»), № 4/1997; № 3, 11/2006;
Энциклопедия для детей: Т. 14. «Техника». – М.: Аванта+, 2001;
Иллюстрированная энциклопедия для мальчиков «Артель» АСТ, 2006.
  
|
