Лаборатории общей физики

Цель любых лабораторных работ – повысить качество знаний школьников, пробудить у них интерес к исследовательской работе, показать что наука и техника – это области знаний, доступные не только специалистам. Войти в мир науки можно через простые и понятные физические опыты, постепенно приучая школьников видеть и объяснять те или иные сложные явления.

Учителю предлагаемые лабораторные работы помогут сделать темы уроков более интересными, информативными и понятными. Эти лабораторные работы не требуют от школьников знаний, выходящих за рамки школьной программы, и позволяют взглянуть на хорошо знакомые вещи несколько с иной стороны.

Правильная интерпретация физического эксперимента – это трудная задача. Точность проведения лабораторного опыта и достоверность полученных результатов – этот еще один круг задач, которые можно решать в лаборатории.

В нескольких предлагаемых здесь лабораторных работах акцент сделан на знакомство с методами обработки экспериментальных данных и способах получения достоверных результатов.

На примере работы №1 «Измерение времени реакции человека» школьники могут, имея обычную школьную миллиметровую линейку, ознакомиться не только с методами статистической обработки результатов измерений, но и оценить время собственной реакции, убедиться, что полученные результаты согласуются с известными из литературных источников.

В работе №2 «Измерение линейных величин методом нониуса» школьник может ознакомиться с различными по точности методами измерений линейных размеров предметов, оценить погрешность результатов, полученных разными методами, сделать соответствующие выводы.

В лаборатории представлены и работы другого плана, где, зная законы физики и принципы действия электроизмерительных приборов, можно изменять их чувствительность, подбирая ее для конкретных электрических цепей. Такие понятия как шунт к амперметру и дополнительное сопротивление к вольтметру из чисто теоретических становятся понятными на практике.

Кроме того, имеются работы, которые предполагают при подготовке к их выполнению и объяснению полученных результатов, привлекать знания из смежных областей, например, химии. В частности, выполняя работу №8 «Определение размеров молекулы олеиновой кислоты» школьники убеждаются в том, что их теоретические знания о строении молекул находят свое подтверждение. Полученные здесь результаты оценки продольных и поперечных размеров молекул олеиновой кислоты, несмотря на простоту метода, достаточно хорошо согласуются с известными из справочной литературы данными, найденными другими способами, иногда довольно трудоемкими и сложными. Попутно школьник осваивает работу с микроскопом, повторяя законы геометрической оптики.

Таким образом, школьникам предоставляется возможность поработать в лабораториях кафедры общей физики СФУ, где занимаются студенты, и выполнять посильные задачи. При этом мы решаем и для себя главную задачу: готовим будущих абитуриентов, выбирающих наш ВУЗ осознанно.

 В лаборатории ядерной физики основная часть работ связана с использованием закрытых источников ионизирующего излучения (ИИ), а напряжение на детекторах ИИ составляет 400 – 1400 В. В силу этих причин учащиеся старших классов могут изучать материал только в демонстрационном варианте, а число учащихся в группе должно составлять 10-12 человек.

Поскольку вопросы, связанные с возникновением ИИ, его взаимодействием с веществом и способами детектирования ИИ в средней школе практически не рассматриваются, имеет смысл прочитать лекцию для всех, кто посетит лабораторию ядерной физики.

В качестве демонстрационных работ могут быть представлены:

• статистический (вероятностный) характер радиоактивного распада,

• определение энергии гамма-квантов с помощью спектрометра,

• регистрация ионов с помощью схемы совпадений, определение времени жизни этих частиц и оценка числа ионов, проходящих через поверхность тела человека,

• измерение радиационного фона с помощью переносного дозиметра.