виртуальная физика

Тема проекта: Эксперимент с щелями  Цель работы: Практическая часть “Slits” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Выберите настройки, как показано на фото. Шаг 2. Включите лазер. Обратите внимание, что происходит после того, как волна проходит через щель. Шаг 3. Измените настройку на две щели. Включите лазер. Обратите внимание, что происходит после того, как волна проходит через щели. Шаг 4. Увеличьте ширину щелей. Что происходит? Шаг 5. Уменьшите ширину щелей. Что происходит? Шаг 6. Увеличьте расстояние между щелями. Что происходит? Шаг 7. Уменьшите расстояние между щелями. Что происходит? Шаг 8. Сделайте вывод. Заключение В эксперименте с одной щелью имеет место явление дифракции, когда свет проходит через щель. В эксперименте с двойными щелями происходит дифракция, а затем интерференция образующихся волн. На экране мы видим, что интерференционные картины меняются при изменении расстояния между щелями и ширины щелей. Глоссарий Frequency – Частота Amplitude – Амплитуда Separation – Расстояние Graph – График Screen – Экран Intensity – Интенсивность Slow – Медленный темп Normal – Нормальный темп Slits – Щели Slit width – Ширина щели Slit separation – Расстояние между щелями

Тема проекта: Интерференция Цель работы: Практическая часть Выберите “Interference” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Выберите настройки, как показано на фото. Шаг 2. Включите лазеры. Обратите внимание на узоры на экране. Шаг 3. Уменьшите частоту. Как меняются узоры? Шаг 4. Увеличьте частоту. Как меняются узоры? Шаг 5. Уменьшите расстояние между лазерами. Как меняются узоры? Шаг 6. Увеличьте расстояние между лазерами. Как меняются узоры? Шаг 7. Сделайте вывод.  Заключение Интерференция – это когда две или более волн образуют результирующую волну. Интерференция может быть конструктивной или деструктивной. На экране узоры говорят нам, интерференция конструктивная или деструктивная. Если линия темная, две волны нейтрализуют друг друга и приводят к деструктивной интерференции. Если линия яркая, две волны усиливают друг друга и приводят к конструктивной интерференции. Глоссарий Frequency – Частота Amplitude – Амплитуда Separation – Расстояние Graph – График Screen – Экран Intensity – Интенсивность Slow – Медленный темп Normal – Нормальный темп

Тема проекта: Диффузия Цель работы: Практическая часть Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Часть 1. Количество частиц Виртуальный эксперимент. Шаг 1. Измените настройки, как показано на фото. Шаг 2. Установите равное количество частиц. Уберите перегородку и посмотрите, сколько времени потребуется для полной диффузии. Используйте секундомер. Шаг 3. Увеличьте количество частиц. Уберите перегородку и посмотрите, сколько времени потребуется для полной диффузии. Используйте секундомер. Сравните с предыдущими результатами. Шаг 4. Сделайте вывод. Часть 2. Температура Виртуальный эксперимент. Шаг 1. Увеличьте начальную температуру. Уберите перегородку и посмотрите, сколько времени потребуется для полной диффузии. Используйте секундомер. Сравните с предыдущими результатами. Шаг 2. Уменьшите начальную температуру. Уберите перегородку и посмотрите, сколько времени потребуется для полной диффузии. Используйте секундомер. Сравните с предыдущими результатами. Шаг 3. Сделайте вывод. Заключение Скорость диффузии зависит от начальной температуры: чем выше температура, тем быстрее идет диффузия. И это зависит от количества частиц: чем больше частиц, тем медленнее происходит диффузия. Глоссарий Data – Данные Number of particles – Количество частиц Mass (AMU) – Масса  Radius – Радиус Initial temperature – Начальная температура Remove divider – Уберите перегородку Reset divider – Верните перегородку Center of mass – Центр масс Particle flow rate – Скорость потока частиц Scale – Масштаб Stopwatch – Секундомер Normal – Нормальный темп Slow – Медленный темп

Тема проекта: Маятник, закон сохранения энергии Цель работы: Практическая часть Выберите “Energy” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Выберите настройки, как показано на фото.  Шаг 2. Отпустите маятник под углом 90 градусов к нормали и обратите внимание, как изменяются энергии. Превышает ли сумма потенциальной и кинетической энергий полную энергию в любой момент времени?  Шаг 3. Начните заново. Увеличьте трение. Отпустите маятник под углом 90 градусов к нормали и обратите внимание, как изменяются энергии. Превышает ли сумма потенциальной, кинетической и тепловой энергий полную энергию в любой момент времени?  Шаг 4. Сделайте вывод.  Заключение Закон сохранения энергии гласит, что энергия не исчезает и не появляется из ниоткуда, она лишь трансформируется из одного вида в другой. В этой симуляции потенциальная энергия сначала трансформировалась в кинетическую энергию, а затем в кинетическую и тепловую энергии. Глоссарий Ruler – Линейка Stopwatch – Секундомер Period trace – Отслеживание периода  Length – Длина Mass – Масса Gravity – Гравитация Friction – Трение None – Никакой Lots – Много Normal – Нормально Slow – Медленно  Energy graph – Гистограмма энергий

Тема проекта: Маятник Цель работы: Практическая часть Выберите “Intro” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Часть 1. Длина Виртуальный эксперимент. Шаг 1. Установите параметры, как показано на фото. Шаг 2. С помощью секундомера отсчитайте период для заданной длины. Шаг 3. Увеличьте длину. С помощью секундомера еще раз отсчитайте период. Сравните результаты. Шаг 4. Уменьшите длину. С помощью секундомера еще раз отсчитайте период. Сравните результаты. Шаг 5. Сделайте вывод. Часть 2. Масса Виртуальный эксперимент. Шаг 1. Увеличьте массу маятника. С помощью секундомера отсчитайте период. Сравните результат с предыдущим. Шаг 2. Уменьшите массу маятника. С помощью секундомера отсчитайте период. Сравните результаты. Шаг 3. Сделайте вывод. Часть 3. Гравитационное ускорение Виртуальный эксперимент. Шаг 1. Увеличьте гравитационное ускорение. С помощью секундомера отсчитайте период. Сравните результаты с предыдущими. Шаг 2. Уменьшите гравитационное ускорение. С помощью секундомера отсчитайте период. Сравните результаты. Шаг 3. Сделайте вывод. Заключение Период маятника прямо пропорционален длине маятника, обратно пропорционален ускорению свободного падения и не зависит от массы. Глоссарий Ruler – Линейка Stopwatch – Секундомер Period trace – Отслеживание периода Length – Длина Mass – Масса Gravity – Гравитация Friction – Трение None – Никакой Lots – Много Normal – Нормально Slow – Медленно 

Тема проекта: Энергия, запасенная конденсатором Цель работы: Практическая часть Выберите “Light bulb” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Выберите настройки, как показано на картинке. Шаг 2. Увеличьте емкость. Что происходит? Заряд на пластинах конденсатора увеличивается, как и энергия, запасаемая конденсатором. Подсоедините провода к лампочке. Шаг 3. Подключите провода обратно к аккумулятору. Уменьшите емкость. Что происходит? Подсоедините провода к лампочке. Шаг 4. Подключите провода обратно к аккумулятору. Увеличьте напряжение. Что происходит? Заряд на пластинах и энергия, запасенная конденсатором, также увеличиваются. Подсоедините провода к лампочке. Шаг 5. Подключите провода обратно к аккумулятору. Уменьшите напряжение. Что происходит? Подсоедините провода к лампочке. Шаг 6. Что произойдет, если напряжение станет отрицательным? Сделайте вывод. Заключение Энергия, запасенная конденсатором, пропорциональна напряжению на краях и заряду на пластинах. А заряд, накопленный на пластинах конденсатора, зависит от емкости. Когда напряжение становится отрицательным, обкладки конденсатора меняют знак заряда. Глоссарий Capacitance – Емкость конденсатора Top plate charge – Заряд верхней пластины Stored energy – Энергия конденсатора Separation – Разделение между пластинами Plate area – Площадь пластины Plate charges – Заряд пластины Bar graphs – Гистограммы Electric fields – Электрические поля Current direction – Направление тока Voltage – Напряжение

Тема проекта: Конденсаторы Цель работы: Практическая часть Выберите “Capacitance” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Увеличьте площадь перекрытия пластин конденсатора. Как изменится емкость? Шаг 2. Уменьшите расстояние между пластинами. Как изменится емкость? Шаг 3. Уменьшите площадь перекрытия пластин конденсатора. Как изменится емкость? Шаг 4. Увеличьте расстояние между пластинами. Как изменится емкость? Шаг 5. Сделайте вывод. Какова минимально возможная емкость? Какова максимально возможная емкость? Заключение Емкость зависит от площади перекрытия пластин и расстояния между пластинами конденсатора. Емкость прямо пропорциональна площади и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Наконец, минимальная емкость составляет 0,09 пФ, а максимальная емкость — 1,77 пФ. Глоссарий Capacitance – Емкость конденсатора Top plate charge – Заряд верхней пластины Stored energy – Энергия конденсатора Separation – Разделение между пластинами Plate area – Площадь пластины Plate charges – Заряд пластины Bar graphs – Гистограммы Electric fields – Электрические поля Current direction – Направление тока Voltage – Напряжение

Тема проекта: Понятие плотности  Цель работы: Практическая часть Выберите “Intro” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Измените настройки плотности на настраиваемую. Таким образом плотность можно будет регулировать, и это позволит понять, что такое за плотность. Шаг 2. Увеличьте массу объекта. Как меняется плотность? Шаг 3. Уменьшите объем объекта. Как меняется плотность? Шаг 4. Уменьшите массу объекта. Как меняется плотность? Шаг 5. Увеличьте объем объекта. Как меняется плотность? Шаг 6. Сделайте вывод. Заключение Плотность объекта показывает, сколько массы находится в предоставленном объеме. Другими словами, плотность прямо пропорциональна массе объекта и обратно пропорциональна объему объекта. Глоссарий Density – Плотность  Human – Человек Glass – Стекло Titanium – Титан Steel – Сталь Copper – Медь Styrofoam – Пенопласт Wood – Древесина Ice – Лед Brick – Кирпич Aluminum – Алюминий Custom – Регулируемый Mass – Масса Volume – Объем

Тема проекта: Закон Кулона Цель работы: Практическая часть Выберите “Macro Scale” чтобы начать виртуальный эксперимент.  Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Часть 1. Зависимость электростатической силы от зарядов Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Увеличьте заряд первого тела. Как изменится сила? Шаг 2. Увеличьте заряд второго тела. Как изменится сила? Шаг 3. Уменьшите заряд первого тела. Как изменится сила? Шаг 4. Уменьшите заряд второго тела. Как изменится сила? Шаг 5. Сделайте вывод. Часть 2. Зависимость электростатической силы от расстояния Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Увеличьте расстояние между телами. Как изменится сила? Шаг 2. Уменьшите расстояние между телами. Как изменится сила? Шаг 3. Сделайте вывод. Заключение Согласно закону Кулона, электростатическая сила прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния. Глоссарий Force on q2 by q1 – Сила действующая на q2 зарядом q1 Force on q1 by q2 – Сила действующая на q1 зарядом q2 Charge – Заряд Force values – Значения силы Scientific notation – Стандартный вид числа

Тема проекта: Абсолютно черное тело Цель работы: Практическая часть Это небольшая инструкция к виртуальному эксперименту. Виртуальный эксперимент.  Шаг 1. Выберите настройки, изображенные на фото ниже. Шаг 2. Увеличьте температуру. Обратите внимание, что при повышении температуры пик графика выходит за рамки, поэтому соответствующим образом отрегулируйте масштаб. Как меняется длина волны? Спектральная плотность мощности? Сохраните график, нажав на иконку фотоаппарата. Шаг 3. Уменьшите температуру. При необходимости отрегулируйте масштаб. Как меняется длина волны? Спектральная плотность мощности? Сохраните график, нажав на иконку фотоаппарата. Шаг 4. Сделайте вывод. Заключение Мощность излучения черного тела увеличивается с повышением температуры. Тогда как длина волны излучения уменьшается с температурой. Глоссарий Spectral power density – Спектральная плотность мощности Wavelength – Длина волны Graph values – Значения графика Labels – Указатели Intensity – Интенсивность Blackbody temperature – Температура абсолютно черного тела Sirius A – Сириус А Sun – Солнце Light Bulb – Лампочка Earth – Земля Blackbody spectrum – Спектр абсолютно черного тела