Физика для любознательных. Том 3. Электричество и - Страница 112

К оглавлению

112

Задачи к главе 40

...

Задача 1

а) Какие очевидные экспериментальные факты убеждают нас, что гравитационное поле Солнца подчиняется закону обратных квадратов в большой области, простирающейся от 57 600 000 до 44 800 000 000 км?

б) Какие наблюдения можно сделать (случайно) для расширения области исследования гравитационного поля Солнца в сторону уменьшения и увеличения границ, указанных в а)?

в) Какие эксперименты показывают, что взаимодействие атомного ядра (например, ядра атома золота) с внешними электрическими зарядами подчиняется закону обратных квадратов?

г) Какие другие сведения об атомном ядре дают эксперименты, о которых говорится в в)?


Задача 2. Связь рассеяния альфа-частиц с их скоростью

Если вы не решили задачу 3 в гл. 18, вы можете проанализировать условия этой задачи снова, используя более новые знания, полученные при изучении этой главы.



















Фиг. 67. Картина атомных и ядерных столкновений.

Глава 41. Лабораторная работа по изучению свойств электронов: от генераторов до осциллографов

Sine experientia nihil sufficienter sciri potest

Без опыта нет достоверного знания.

Роджер Бэкон (~1250 г) Об опыте, духовном и практическом.

…прививайте любовь к наблюдению и исследованию явлений природы — главную движущую силу научной деятельности. Если эта любовь есть, научное творчество и прогресс неотделимы, если ее нет, научное творчество, даже скрупулезно «взращиваемое», бесплодно. Студента нужно учить так, чтобы лицом к лицу с задачами он чувствовал себя истинным исследователем, в значительной степени предоставленным самому себе, готовым вырвать у природы ответы на вопросы, которые он ей задает.

Сэр Перси Нунн («Новое преподавание», ~1918 г.)

Как генераторы «создают ток»? Почему энергию дешевле передавать с помощью переменного тока? Каковы основные детали радиоприемников, усилителей, телевизионных трубок… и как они работают? И как мы изучаем свойства электронов в этой «аппаратуре»? Эти вопросы, характерные для нашего века электричества, выходят за рамки «домашнего электричества», изложенного в гл. 32, и для того, чтобы на них можно было ответить, необходимы дополнительные сведения. Хороший курс физики должен содержать ясные ответы на некоторые из них, но это невозможно сделать только с помощью простых картинок и занимательных историй. Вместо этого вам предлагается самим найти ответы, уяснив некоторые из опытов, изложенных в настоящей главе. Проделайте опыты сами либо посмотрите, как их демонстрируют, либо пропустите эту главу.


...

Опыт 1. Катапультирующая сила.

Соберите цепь, в которой через гибкий провод, висящий поперек магнитного поля, протекает сильный постоянный ток. Вместо провода можно использовать подвешенную металлическую трапецию с перекладиной поперек поля. Наблюдайте за действием катапультирующей силы. (Сила будет казаться слабой. Чтобы ощутить эту силу в большем масштабе, схватите рукой вал электрического мотора и попробуйте остановить его вращение.)



Фиг. 68. Катапультирующая сила.


...

Опыт 2. Сила, действующая на электроны. Направьте пучок электронов поперек магнитного поля. Для этого поднесите магнит к электроннолучевой трубке осциллографа. Посмотрите, как действует сила на пучок, и зафиксируйте его отклонение. Поднесите тот же магнит к гибкому проводу, по которому течет ток в известном направлении (опыт 1), и сравните его отклонение с отклонением пучка катодных лучей. Доказывает ли это, что катодные лучи представляют собой поток отрицательных зарядов?


Опыт 3. Опыты с магнитами и катушками. (Это целая серия опытов с объяснениями к ним. Сделайте их сами, изучив объяснения.)

Опыт 3(а). Предварительные опыты с магнитами и катушками.

Подсоедините маленькую катушку из изолированного провода (скажем, из 40 витков) к чувствительному микроамперметру. Так как в этой цепи нет батареи, тока в цепи не будет. Если, однако, каким-либо образом в катушке создается напряжение, оно возбуждает ток через прибор. Попробуйте сделать следующее:

1) Ввести N-полюс постоянного магнита в катушку. Отметьте направление и амплитуду отклонения стрелки амперметра. Удалите магнит и заметьте отклонение.

112