Награждение

Дипломом второй степени XI молодежной региональной научной и инженерной выставки «ШАГ В БУДУЩЕЕ, ЦЕНТРАЛЬНАЯ РОССИЯ»

в декабре 2008 года награждён

Номинация: «Физика»

Научный руководитель

,

учитель физики МОУ гимназии № 11 г. Ельца,

Проектная работа

«Исследование работы магнитострикционного излучателя ультразвука»

Проблема: изучение физических явлений с помощью модели магнитострикционного излучателя.

Гипотеза: Можно ли услышать ультразвук?

Задачи:

1. Изготовить модель по электронной схеме.

2. Усовершенствовать и модернизировать модель.

3. Провести эксперименты по наблюдению физических явлений.

4. Произвести математический расчет скорости звука.

5. Проанализировать зависимость частоты ультразвуковых колебаний от длины ферритового стержня.

Цель работы: изготовить магнитострикционный излучатель ультразвука и исследовать ультразвук экспериментальным путем.

Поставленная задача: на примере отдельно взятого физического прибора доказать взаимосвязь физических явлений (интерференция, ультразвуковые колебания, резонанс).

Объект исследований: магнитострикционный излучатель.

Методы:

- создание физической модели

- эксперимент и наблюдение

- математический расчёт при изучении результатов работы излучателя

- теоретический анализ научной литературы по данной проблеме.

Работа освещает изучение физических явлений на более глубоком уровне. Модель магнитострикционного излучателя можно использовать в народном хозяйстве, например, для покраски изделий (как распылитель при нанесении капель жидкости на ферритовый стержень излучателя). Кроме этого, данная модель была изготовлена для демонстрации опытов на уроках физики. Новизна, актуальность и сложность данной научно-исследовательской работы была в том, что нужно было создать модель магнитострикционного излучателя по электронной схеме, обладать большими навыками в радиотехнике и показать принцип его действия на практике.

В работе использовали различные источники информации (научная и учебная литература, интернет). Создав модель и проведя эксперимент, ученики сделали вывод, что его можно модернизировать, поставив более мощный транзистор и поместить всю конструкцию в безопасный корпус с выводами для подключения, а так же ручкой регулятора для усиления или ослабления частоты колебаний. Прибор работал в диапазоне частот от 15-50 кГц, что позволило наблюдать ультразвуковые колебания более четко, резонанс с различными амплитудами при разломе ферритового стержня разной длины (15-20 см). Учащиеся выяснили, что чем меньше длина ферритового стержня, тем частота, при которой возникал резонанс меньше, амплитуда колебаний больше и наоборот.

Полученные в ходе эксперимента данные позволили сделать вывод о том, что ультразвуковые колебания при определенных условиях можно услышать и пронаблюдать явления резонанса, интерференции, пучности и узлы на различных поверхностях, определять скорость звука. В опытах, которые провели ученики с использованием данного прибора, получались акустические изображения источника изгибной волны, полностью подобные оптическим изображениям в различных зеркалах.

Оригинальность работы заключается в создании модели магнитострикционного излучателя, в интеграции предметов (физики, информатики, биологии и математики). При создании модели и проведении экспериментов, усовершенствовалась не только техническая конструкция прибора, но и более детально были изучены учениками некоторые физические явления (ультразвук, резонанс, интерференция, пучности и узлы), рассмотрена фокусировка волн и принцип Ферма.

Основой работы был научный труд доктора педагогических наук , профессора, заведующего кафедрой физики и дидактики физики, декана физического факультета Глазовского государственного педагогического института и ассистента кафедры физики Вараксиной Екатерины Ивановны. Учебные исследования, предлагаемые профессором и старшим преподавателем , раскрыли перед учащимися глубокую аналогию между акустическими и оптическими явлениями, позволили прочувствовать единство волновых закономерностей для волн различной физической природы.