Эксперимент

И.Ф.ЛЕВИЩЕВ,
СОШ с. Новое Дубовое, Липецкая обл.

Самодельные приборы на уроках

1. Пластиковые бутылки – это отливной сосуд, сосуд для демонстрации давления на различной глубине, мензурка для измерения больших объёмов. Для наблюдения диффузии в нижнюю часть мензурки с водой по стеклянной трубочке заливают раствор CuSO₄. Сообщающиеся сосуды получаются из двух бутылок разного диаметра, если их соединить трубкой с зажимом от системы переливания крови. Проколов ряд отверстий в дне и нижней части бутылки, получают прибор для демонстрации опыта Паскаля.

2. Легкоподвижные тележки для демонстрации взаимодействия тел, наблюдения явления инерции, тележку с капельницей для демонстрации равномерного и равнопеременного движения можно изготовить из деталей набора для технического творчества.

3. Лазерная указка позволяет без затенения демонстрировать прямолинейное распространение света, его отражение и преломление и т.д.

4. Одноразовый шприц с болтиком под отверстием позволяет продемонстрировать несжимаемость жидкости. С его помощью легко заполнить подкрашенной жидкостью колено U-образного водяного манометра.

5. Комплект полупроводниковых приборов для демонстрации принципов радиосвязи, модуляции, детектирования, распространения радиоволн, безопасные для здоровья и не создающие радиопомех. Состав комплекта: передатчик (на базе простейшего генератора ВЧ-колебаний в диапазоне 150–400 кГц), детекторный приёмник с однополупериодным выпрямлением (рис. 1), осциллограф, звуковой генератор, низкочастотный усилитель и микрофон. При демонстрациях расстояние между генератором и приёмником не должно превышать 50 см.

Рис. 1. Монтажная и принципиальная схемы приёмника. Катушка индуктивности L1 (15 витков) намотана проводом марки ПЭВ-1 или ПЭЛ 0,14 на ферритовый стержень 400 НН (диаметр 8 мм, длина 140 мм)

• Демонстрация затухающих колебаний. В схеме приёмника удаляют детектор Д1, блокировочный конденсатор С2 и нагрузочное сопротивление R1, а на колебательный контур через выпрямитель подают переменное напряжение 6–10 В частотой 50–100 Гц. Частоту развёртки осциллографа устанавливают ~100 Гц, и наблюдают на экране затухающие колебания (рис. 2).

Рис. 2. Схема установки для демонстрации затухающих колебаний

• Демонстрация незатухающих колебаний. Собирают схему ВЧ-генератора, и на вход Y осциллографа подают напряжение с колебательного контура L2-с2 (рис. 3). Частоту развёртки осциллографа устанавливают ~30 кГц. Отключив С1, наблюдают на экране прямую линию, свидетельствующую об отсутствии электрических колебаний в контуре. После подключения этого конденсатора на экране появляется осциллограмма непрерывных электрических колебаний. При удалении С1 цепь обратной связи разрывается, и генерация срывается.

Рис. 3. Схема установки для демонстрации незатухающих колебаний. Катушка контура L2 (180 витков) и катушка обратной связи L1 (15 витков) намотаны проводом марки ПЭВ-1 на ферритовый стержень марки 400 НН (диаметр 8 мм, длина 140 мм). Рабочая частота генератора выбрана так, чтобы на экране любого НЧ-осциллографа можно отчётливо показать как модулирующий, так и модулированный сигналы. Настроить генератор на рабочую частоту можно было по шкале радиоприёмника с магнитной антенной, подбирая число витков катушки L2. Если генератор не возбуждается, надо поменять местами выводы катушки обратной связи L1. Для питания используется батарея 4,5 В

• Демонстрация излучения, распространения и приёма электромагнитных волн. Собирают установку по рис. 4. Пока генератор не включен, на экране видна лишь прямая линия развёртки. При включении генератора появляются синусоидальные колебания.

Рис. 4. Схема установки для демонстрации излучения, распространения и приёма электромагнитных волн

Увеличивая, а затем уменьшая расстояние между приёмным и передающим контурами, замечают, что амплитуда колебаний тоже изменяется. Ставя между генератором и приёмником пластины из жести, стекла, дерева и др., делают вывод о том, пропускают ли они радиоволны.

• Демонстрация явления резонанса. Изменяя ёмкость конденсатора приёмного контура, замечают, что в момент точной настройки на экране наблюдается резкое увеличение амплитуды сигнала. Уменьшая частоту генератора относительно частоты резонанса, наблюдают уменьшение, а затем и полное исчезновение сигнала. То же наблюдают и при увеличении частоты относительно частоты резонанса.

• Демонстрация амплитудной модуляции. Последовательно с батареей подключают выход звукового генератора частотой 400 Гц (рис. 5), и на экране осциллографа наблюдают ВЧ-колебания, модулированные по амплитуде НЧ-колебаниями. Изменяя частоту и амплитуду сигнала звукового генератора, наблюдают изменения принимаемого сигнала.

Рис. 5. Схема установки для демонстрации излучения, распространения и приёма электромагнитных волн

• Демонстрация амплитудного детектирования. Дополняют приёмный контур диодом, резистором и конденсатором. Подстраивая сопротивление резистора, наблюдают за сигналами на экране.

• Демонстрация передачи речи, музыки. Модулируют несущую частоту генератора НЧ-сигналом, поступающим на вход НЧ-усилителя от микрофона, и наблюдают колебания звуковой частоты и их гармоники (рис. 6). Принимая сигнал этого генератора на обычный приёмник длинноволнового диапазона, расположенный на расстоянии 2–3 м, иллюстрируют принцип односторонней радиосвязи.

Рис. 6. Схема установки для демонстрации передачи и приёма речи, музыки

Иван Фёдорович Левищев – учитель физики первой квалификационной категории, отличник народного просвещения, ветеран труда. В 1965 г. поступил на физико-математический факультет Липецкого ГПИ и одновременно на вечерние курсы радио- и телемастеров, которые закончил с отличием. Учёба в институте была прервана службой в Советской Армии, где он был награжден медалью «За воинскую доблесть». Работая 40 лет в родной школе учителем физики, постоянно вёл кружок «Радиоконструирование». Шестеро его учеников закончили физматы педагогических вузов, двенадцать – технические вузы, семеро стали телемастерами