SU1020855A1 - Educational apparatus on physics used, for demonstrating brownian motion model - Google Patents

Abstract

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ .ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ МОДЕЛИ БРОУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащий диэлектричес- . кую пластину, кольцо, выполненное из металлической ленты, расположенные на пластине металлические шарики - имитаторы молекул и средство дл  приведени  шариков в, хаотическое движение, о т.л ич ающи и- с   тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  нагл дности ,демонстрации, средство дл  приведе ни  шариков в хаотич еское движение содержит электрод, состо щий из установленного в центре пластины стержн  и жестко св занного с ним диска, а кольцо соединено с источником тока и жестко св зано с пластиной, при этом диаметр кольца в 20-25 раз больше его ширины.| (ЛTRAINING DEVICE ON PHYSICS. FOR DEMONSTRATION OF THE MODEL OF BROWN MOVEMENT, containing dielectric-. plate, a ring made of metal tape, metal balls located on the plate — molecular simulators and means for bringing the balls in a chaotic motion, about TL of icing, so that, in order to simplify the design and increase the consistency, demonstration, the means for bringing the balls into chaotic motion contains an electrode consisting of a rod mounted in the center of the plate and a disk rigidly connected to it, and the ring is connected to the current source and rigidly connected to the plate, the diameter of the ring being 2 0-25 times its width. | (L

Description

Изобретение относится к учебным приборам по физике, в частности к приборам для демонстрации броуновского движения.The invention relates to educational devices in physics, in particular to devices for demonstrating Brownian motion.

Известен, прибор для демонстрации молекулярного и броуновского движе. ния, представляющий собой невысокую прямоугольную коробку, стенками которой служат четыре продолговатых одинаковых электромагнита, снабженных стальными вибраторами. Дном и крышкой коробки прибора служат стеклянные пластины.Known device for demonstrating molecular and Brownian motion. niya, which is a low rectangular box, the walls of which are four oblong identical electromagnets equipped with steel vibrators. The bottom and the lid of the box are glass plates.

При включении обмоток электромагнита в цепь переменного тока вибраторы приходят в колебательное дви. женйе с частотой, равной удвоенной частоте переменного тока. Под действием толчков вибрирующих стенок шарики, помещенные внутрь прибора, приходят в беспорядочное движение, которое служит наглядной механической моделью хаотического движения молекул в raaeflj.When you turn on the windings of an electromagnet in an alternating current circuit, the vibrators come into oscillatory motion. Generate at a frequency equal to twice the frequency of the alternating current. Under the influence of the shocks of the vibrating walls, the balls placed inside the device come in random motion, which serves as a clear mechanical model of the chaotic motion of molecules in raaeflj.

Недостатком данного прибора является сложность его конструкции.The disadvantage of this device is the complexity of its design.

Известен также прибор по физи- < ке для демонстрации модели броуновского движения, содержащий диэлектрическую пластину, кольцо, выполненное из металлической ленты, расположенные на пластине металлические шарики - имитаторы молекул, и средство для приведения шариков в хаотическое движение£2}.A physics device is also known for demonstrating a model of Brownian motion, containing a dielectric plate, a ring made of a metal strip, metal balls located on the plate — simulators of molecules, and a means for bringing the balls into chaotic motion £ 2}.

Однако указанный прибор характери зуется сложностью конструктивного вы-35 тет, что моделирует увеличение скополнения, а также недостаточной наглядностью демонстрации сущности, явления.However, the indicated device is characterized by the complexity of the constructive height, which simulates an increase in congestion, as well as insufficient demonstration of the essence and phenomenon.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повьвиение наглядности демонстрации.The purpose of the invention is to simplify the design and the demonstration.

Указанная цель достигается тем,что в учебном приборе по физике для демонстрации модели броуновского движения, содержащем· диэлектрическую пластину, кольцо, выполненное из метал- 45 лической ленты, расположенные на пластине металлические шарики - имитаторы молекул и средство для приведения шариков в хаотическое движение, последнее содержит электрод, состоящий из установленного в центре пластины стержня и жестко связанного с ним диска, а кольцо соединено с источником тока и жестко связано с пластиной, при этом диаметр кольца в 2025 раз больше его ширины.This goal is achieved by the fact that in a physics training device for demonstrating a Brownian motion model containing a dielectric plate, a ring made of metal tape, metal balls located on the plate — molecular simulators and means for bringing the balls into chaotic motion, the latter contains an electrode consisting of a rod mounted in the center of the plate and a disk rigidly connected to it, and the ring is connected to a current source and rigidly connected to the plate, while the diameter of the ring is 2025 times larger its width.

На фиг.1 изображен предлагаемый прибор, в аксонометрии, общий вид; на фиг.2 - то же, поперечный разрез.Figure 1 shows the proposed device, in a perspective view, a General view; figure 2 is the same, cross section.

Прибор состоит из кольца 1, выполненного из металлической, ленты, жестко связанного.с диэлектрической пластиной 2, расположенных на пластине металлических шариков 3, электрода, состоящего из установленного в центре пластины стержня 4 и жестко связанных с ним диска 5 и клеммой 6. Кольцо 1 соединено с источником питания клеммой. Уравнительные винты 8 дают возможность устанавливать прибор строго горизонтально.The device consists of a ring 1 made of metal, tape rigidly connected with a dielectric plate 2 located on the plate of metal balls 3, an electrode consisting of a rod 4 mounted in the center of the plate and a disk 5 and terminal 6 rigidly connected to it. Ring 1 connected to the power supply terminal. Leveling screws 8 make it possible to install the device strictly horizontally.

Для проведения демонстрации к клеммам 6 и 7 подключают полюса высоковольтного выпрямителя со ступенчатой регулировкой. Под действием электрического поля шарики 3, находящиеся в контакте с электродом и кольцом, приходят в движение в сторону электрода противоположного знака'. При соударении с другими шариками и стенками кольца они меняют направление, приходя в непрерывное беспорядочное движение, что является наглядной моделью хаотического движения молекул газа. При увеличении напряжения между электродом и кольцом интенсивность движения шариков рас40 рости движения молекул газа с ростом его температуры. Затем в прибор помимо шариков 3 одинакового диаметра помещают один шарик 9 (или другой предмет произвольной формы ) из синтетического материала, например пенополистирола , значительно большего размера, который играет роль видимой частицы. Шарик 9 под действием ударов детальных шариков начинает передвигаться с меньшей скоростью, но тоже беспорядочно.For a demonstration, the poles of a high-voltage rectifier with step adjustment are connected to terminals 6 and 7. Under the influence of an electric field, the balls 3 in contact with the electrode and the ring are moved in the direction of the electrode of the opposite sign. Upon collision with other balls and walls of the ring, they change direction, coming into continuous random motion, which is a clear model of the chaotic motion of gas molecules. With an increase in the voltage between the electrode and the ring, the intensity of the motion of the spherical balls of the motion of gas molecules with increasing its temperature. Then, in addition to balls 3 of the same diameter, one ball 9 (or another object of arbitrary shape) of synthetic material, for example, expanded polystyrene, is significantly larger, which plays the role of a visible particle. Ball 9 under the action of blows of detailed balls begins to move at a lower speed, but also randomly.

. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию прибора и повысить качество усвоения учебного материала путем повышения наглядности демонстрации.. Thus, the present invention allows to simplify the design of the device and improve the quality of assimilation of educational material by increasing the visibility of the demonstration.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4Branch of PPP Patent, Uzhhorod, st. Project, 4

Claims (1)

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ МОДЕЛИ БРОУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащий диэлектричес- . кую пластину, кольцо, выполненное из металлической ленты, расположенные на пластине металлические шарики - имитаторы молекул и средство для приведения шариков в хаотичес, кое 'движение, о т.л ич ающи йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения наглядности демонстрации, средство для приведения шариков в хаотическое движение содержит электрод, состоящий из установленного в центре пластины стержня и жестко связанного с ним диска, а кольцо соединено с источником тока и жестко связано с пластиной, при этом диаметр кольца в 20-25 раз больше его ширины.EDUCATIONAL INSTRUMENT IN PHYSICS FOR DEMONSTRATION OF THE BROWN MOVEMENT MODEL containing dielectric. a plate, a ring made of a metal strip, metal balls located on the plate - simulators of molecules and a means for bringing the balls into a chaotic motion, which is because of the fact that, in order to simplify the design and increase the visibility of the demonstration The means for bringing the balls into chaotic motion contains an electrode consisting of a rod mounted in the center of the plate and a disk rigidly connected to it, and the ring is connected to a current source and rigidly connected to the plate, while the diameter of the ring is 20-25 times it bigger width.