Прирачник за наставниците по физика PhET Physics Education Technology Project

Transcript

1 Прирачник за наставниците по физика PhET Physics Education Technology Project Доц. Д-р Оливер Зајков, Асс. М-р Боце Митревски

2 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Содржина Вовед... 3 За практичната работа... 4 Насоки за наставниците... 6 Аритметика... 7 Вектори... 8 График на функција... 9 Криви Механика Подвижен човек Движење 2Д Ротација Соларен систем Lunar Lander Сила 1Д Енергетски скејт парк Проектил (истрели) Пружини и тежина Идеален гас Електромагнетизам Балони Електрично поле Полнежи и полиња Електричен хокеј Отпорност Омов закон Батерија - отпорник Електроработилница Фарадеев закон Фарадеева електромагнетна лабораторија Бранови и оптика Стојни бранови Звучни бранови Радио бранови Микробранови Поглед во боја Леќи Бранова интерференција Ефект на стаклена градина Современа физика Црно тело Фотоелектричен фект Радерфордово расејување Водороден атом Ласери Нуклеарна физика Електронска дифракција Магнетна резонанција Полуспроводници

3 Оливер Зајков, Боце Митревски Вовед PhET (Physics Education Technology ) е проект што се релизира на Институтот за физика при Универзитетот во Колорадо (САД). Во него се вклучени научници од повеќе области, програмери и професори од природо-математичкото научно подрачје. Целта на проектот е да се подобри поучувањето и учењето на содржини од природните науки и математика преку интерактивни симулации. Досега, во рамките на проектот се изработени околу 80 симулации поврзани со содржини што се учат во физика, математика, хемија, биологија, астрономија и географија. Тие се проверувани, тестирани и евалуирани. Симулациите се работени во Java и Flash и можат да се покренат преку стандарден web прелистувач. Пристапот до нив е слободен и бесплатен, а може да се користат on-line или да се снимаат на тврд диск и да се користат во off-line начин на работа. Адресата ќе ве однесе до вистинското место. Во Edubuntu дистрибуцијата на оперативниот систем Linux инсталирана во средните училишта во Република Македонија, во менито Апликации, подменито Едукација, во делот PhET опфатени се вкупно 63 симулации, преведени на македонски и албански јазик. Најголемиот дел од нив, односно оние симулации кои се однесуваат на содржини опфатени со наставните програми по физика за средно образование се обработени во овој електронски прирачник наменет за наставниците по физика. 3

4 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје За практичната работа У ште старите народи знаеле дека најдобро се учи низ практична работа, кога знаењето се открива низ сопствено искуство ( Кажи ми, ќе заборавам; покажи ми, ќе запомнам; вклучи ме, ќе разберам. ) Учењето низ практична работа започнува да си го добива своето место со појавата на Песталоци и неговата теорија за учење низ активности. Подоцна, учењето низ практична работа добива уште повеќе на значење со работата на Џон Дјуи. Поимот практична работа има поширок смисла, која опфаќа: истражување, дизајнирање, конструирање и изработување крајни продукти. Од своја страна, истражувањето е сет од комплексни активности, кои може да опфаќаат: собирање податоци, нивна обработка и анализа, моделирање и донесување заклучоци. Собирањето податоци може да вклучува друга група активности: набљудување, анкети и прашалници, консултирање различни извори на податоци (интернет, институции, поединци, посета на библиотека или музеј) и експериментирање. Експериментите може да бидат реални или виртуелни. Под виртуелни се подразбираат различни симулации, како што се: посебни програми за симулирање, аплети или флешплети (види шема). Според нивната намена, експериментите може грубо да се поделат во три групи: демонстрации, истражувачки експерименти и демонстрациони експерименти.. Суштината на демонстрациите и нивната намена го објаснува и нивното име, кое доаѓа од латинскиот збор demonstratio, што значи очигледно покажување, или demonstrare; што значи јавно, отворено, очигледно. Тоа значи дека со демонстрацијата се покажува нешто. Истражувачките експериментите се многу различни од демонстрациите. Тие се посебно карактеристични за природните науки. Служат за истражување и откривање, што значи дека не може да бидат краткотрајни како демонстрациите. Истражувачките експерименти ги изведуваат исклучиво учениците. Демонстрациониот експеримент е комбинација од демонстрација и истражувачки експеримент. Тоа е истражувачки експеримент кој најчесто го прави наставникот пред целото одделение. На сликата на следната страна може подетално да ја видите оваа поделба и врската помеѓу елементите. PhET (Physics Education Technology) апликацијата спаѓа во групата на виртуелни експерименти и е всушност комплет од симулации. Симулација е интерактивен софтвер во кој се вметнати математичките модели кои ја опишуваат соодветната појава. Почетните услови може да се менуваат, со што се овозможува потполна контрола на условите на експериментирање. Она што е посебно погодно е тоа што многу често на симулацијата е придружена анимација, па освен што експериментаторот добива експериментални резултати, добива и сликовна претстава за појавата и промените што се случуваат. Тоа значи дека она што во дадената појава е невидливо, за експериментаторот се прави визуелна претстава. 4

5 Оливер Зајков, Боце Митревски Практична работа дизајнирање истражување Собирање податоци набљудување Анкети и прашалници Извори на податоци Интернет Институции Поединци Литература Експерименти Реални Виртуелни Аплети Флешплети Симулации Обработка и анализа Моделирање Заклучување конструирање изработување крајни 5

6 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Насоки за наставниците За да се дојде до експеримент прво се води дискусија за темата. Дискусијата може да произлезе од некоја случка, некоја актуелна тема во пошироката заедница, но може и од резултатот на демонстрацијата. Во текот на дискусијата наставникот се обидува да ги доведе учениците до определено суштинско прашање и ги наведува ТИЕ да го постават прашањето. Учениците треба да почувствуваат дека тоа е нивно прашање, а не дека е прашање кое е поставено од наставникот или кое им е наметнато од наставникот. Од прашањето произлегува и потребата од изведување истражување, чии резултати ќе помогнат во одговарање на прашањето и барање решение на проблемот. Врз основа на прашањето се дизајнира истражување, а експериментот може да биде дел од истражувањето. Понекогаш наместо комплексно истражување, доволно е да се изведе само експеримент. Експерименталната постапка се дизајнира заедно со учениците. Во почеток, кога учениците немаат многу експериментално искуство, постапката мора да биде прецизно дефинирана. Со тек на време и со стекнување се повеќе истражувачко и експериментално искуство, описот на постапката може да биде со помалку детали. Овој начин на работа бара добра подготовка од страна на наставникот. Потребно е да се подготви апаратурата, да се организира класот (обично работата се одвива во групи), да се организира времето. Учениците при тоа стекнуваат знаења и вештини: (процедурални знаења: следење постапка; определување точност на инструмент, читање на инструментите), средување, организација и прикажување на резултатите (табеларно и графичко); следење процеси; анализа и обработка на резултатите; извлекување заклучок врз основа на експериментални резултати. Демонстрациониот експеримент е комбинација од демонстрација и истражувачки експеримент. Тоа е истражувачки експеримент кој најчесто го прави наставникот пред целото одделение. Во текот на изведбата може да му помогне и еден или повеќе ученици. Додека истражувачкиот експеримент дава квантитативен резултат, демонстрациониот експеримент најчесто дава квалитативен резултат. Во овој случај учениците не се најнепосредно ангажирани во изведбата. Во случајот на Edubuntu, за да се изведе демонстрационен експеримент треба да се комбинира PhET со ITalc. Тоа значи дека наставникот го изведува експериментот, при што со помош на ITalc учениците го набљудуваат експериментот. Од нив не се бара да имаат способности за манипулирање со компјутерите и софтверот, да определуваат точност и прецизност на апаратурата и не ги средуваат резултатите. Сето тоа го прави наставникот на табла, додека учениците ги препишуваат резултатите. Затоа пак обработката и анализата на резултатите се прави заеднички, со сите ученици од одделението одеднаш. Овој вид на експерименти се нужна замена на истражувачките експерименти, во недостаток на време и искуство во практична работа на учениците. 6

7 Оливер Зајков, Боце Митревски Малку математика (и физика) Аритметика Со оваа симулација може да се вежбаат и проверуваат основните аритметички операции, множење и делење. Наменета е за ученици на помала возраст (одделенска настава) и затоа детално не е опишана. 7

8 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Вектори Тема Вектори и собирање на вектори Поими Вектор, правец и насока на вектор, модул на вектор, агол што го зафаќа векторот со дадена оска, проекција на вектор на дадена оска, збир на два и повеќе вектори. Со глувчето земете вектор од кошницата и поставувате го во xoy рамнината. Почетокот на секој вектор го поставуваме во дадена точка, а неговиот правец и големина ги подесуваме со влечење на крајот на векторот. Вредностите за модулот на векторот, аголот што го зафаќа со позитивната насока на x оската и проекциите на соодветните оски се дадени во правоаголникот поставен во горниот дел од екранот. Поединечно, вектор може да избришаме ако го преместиме во кантата за отпадоци. Збирот на два или повеќе вектори е векторот со зелена боја. Вредностите за величините кои го определуваат збирот се дадени во правоаголникот (во тој случај ознаките на величините се испишани со зелена боја). Во правоаголникот од десната страна на екранот може да одбереме еден од трите начините на кој ќе бидат прикажани компонентите на векторот (проекции на соодветните оски) или да не бидат прикажани. За подобра прегледност на тоа што го работиме може да поставиме мрежа во координатниот систем. 8

9 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Најдете го збирот на даден вектор и неговиот спротивен векор. Дискутирајте за правилата кои ги знаете за собирање на вектори. Применете ги и вежбајте преку оваа симулација. Какава величина (скаларна или векторска) е проекцијата на вектор на дадена оска? Во кој случај проекцијата на вектор на дадена осака е нула, а во кој случај таа е негативна? Препораки Корелација со наставата по математика. График на функција Тема График на функција Поими Функција со една променлива, полиномна функција (линеарна, квадратна), график на функција, коефициент на правец, слободен член, нула на функција. Преку оваа симулацијата може да се црта и да се проучува графикот на функција од обликот 2 y = ax + bx + c. Со лизгачите менувајте ги вредностите на секој од коефициентите a, b или c за да видите како тие промени го менуваат графикот на функцијата. 2 Симулацијата може одвоено да ги прикаже и графиците на функциите y = ax, y = bx и y = c. За споредба на графиците на две функции, симулацијата дава можност графикот на една функција да биде зачуван на екранот, а потоа да нацртаме график на друга функција. 9

10 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Прашања и задачи Предвидете/скицирајте го изгледот на графикот за даден аналитички израз на функцијата! Предвидете/скицирајте го графикот на некои полиномни функции што се среќаваат во 2 2 at mv 1 содржините од физика, пример s = v0t +, v = v 0 + at, E k =, I = U и сл. За 2 2 R константите во овие функции земете произволни вредности. Дискутирајте за секој од коефициентите во линеарна или кватратна функција. Кое е нивното геометриско толкување на графикот на функцијата. Препораки Корелација со наставата по математика. 10

11 Оливер Зајков, Боце Митревски Криви Тема Обработка на експериментални податоци Мерење и грешки при мерење Поими Експериментални точки, полиномна функција, график на функција, фитување, грешки при 2 мерење, коефициент на корелација, χ. Оваа симулација овозможува средување (исцртување на график, фитување и статистичка обработка) на експерименталните податоци добиени при мерење на некоја физичка величина и утврдување на зависноста на функцијата y од аргументот x. Експерименталните податоци (точки) ги земаме од кошницата и ги внесуваме во координатниот систем на соодветното место, со точност до 0,1. Со вклучување на копчето Прикажи отстапувања, за секоја точка се прикажува грешката Δ y со која е измерена физичката величина, односно отстапувањето од вистинската вредност. Оваа отстапување можеме да го нагодуваме со помош на глувчето, со влечење на хоризонталните цртички кои го покажуваат отстапувањето. Визуелно, според распоредот на точките одбираме некоја полиномна функција која најдобро ја претставува зависноста y = f (x). Може да одбереме најсоодветна линеарна, квадратна, кубна или полиномна функција (крива) од четврти степен. Графикот на полиномната функција можеме и рачно да го подесуваме (со нагодување). Тоа го правиме со лизгачите, менувајќи ги коефициентите во аналитичкиот израз на полиномната функција. Коефициентот на корелација укажува на поврзаноста на обележјата (експерименталните точки) и регресионата линија (функцијата). Тој може да има вредност од 0 до 1. Колку вредноста е поблиску до нула, толку корелацијата е послаба, односно регресионата линија не соодвестува со обележјата. Колку вредноста на коефициентот на корелација е поблиска до еден, толку регресионата линија подобро соодвестува со обележјата. Хи квадрат статистичката величина ги вклучува бројот на точки (обележја), нивните отстапувања и параметрите на фитување. Нејзината вредност се движи од 0 до бесконечност. Секоја од обоените зони укажува на соодветноста во фитувањето на кривата: од лоша соодветност (црвана зона), преку добра соодветност (зелена зона) до многу добра, т.е. одлична соодветност (сина зона). 11

12 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Прашања и задачи Направете десет мерења за периодот на осцилирање на математичко нишало во зависност од неговата должина. Експерименталните точки поставете ги во координатниот систем од симулацијата и најдете ја најсоодветната крива за зависноста T = f (l). 2 Потоа најдете ја и најсоодветната крива за зависноста T = определете го забрзувањето при слободно паѓање. Препораки Корелација со наставата по математика. f ( l). Од графикот на оваа функција 12

13 Оливер Зајков, Боце Митревски Механика 13

14 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Подвижен човек Тема Механичко движење Поими Праволиниско движење, кинематички величини, закон за поместување, закон за патот и закон за брзината кај разни видови на механички движења, график на положбата, брзината и забрзувањето. Симулацијата овозможува изучување на механичкото движење преку движење на човек по права линија. Истовремено со движењето се исцртуваат графиците на положбата, брзината и забрзувањето на човекот во зависност од времето, т.е. x = x() t сина линија v = v() t црвена линија a = a t зелена линија () Внесете ги вредностите за почетната положба, почетната брзина и забрзувањето и притиснете Пушти. Овие вредности може да ги внесете во соодветното поле или со помош на глувчето преку соодветниот лизгач. Исто така, човекот може да го движите со глувчето. x = x t, а Во менито Карактеристики може да внесете аналитички израз за функцијата ( ) симулацијата зависно од коефициентите во овој израз ќе ги исцрта трите графици. Видното поле на секој график може да се прилагодува со копчињата плус и минус десно од графикот. 14

15 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Внесете вредности за исцртување на соодветните графици за положбата, брзината и забрзувањето кај рамномерно праволиниско движење. Пред да бидат исцртани графиците, предвидете го нивниот облик. Внесете вредности за исцртување на соодветните графици за положбата, брзината и забрзувањето кај рамномерно забрзано праволиниско движење (со почетна брзина и без почетна бтзина). Пред да бидат исцртани графиците, предвидете го нивниот облик. 2 Од графикот на функцијата x = 2 + t + 6t, определете го забрзувањето на човекот. Во менито карактеристики внесете ја функцијата x = 2*sin(3t * t). Дискутирајте за движењето на човекот и графиците на соодветните физички величини. 15

16 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Движење 2Д Тема Механичко движење Поими Брзина, забрзување, променливо праволиниско движење, движење по кружница, хармониско движење. Придвижете го топчето со помош на глувчето. Одберете кој од векторите (брзина, забрзување или двата) да бидат прикажани. Во долниот дел од екранот одберете еден од четирите начини на движење на топчето. Анализирајте го движењето на топчето. Дискутирајте за промената на векторот на брзината и векторот на забрзувањето. Истражувајте ја нивната поврзаност. Со копчето Уште контроли се отвора прозорец во кој може да се подесуваат временската скала (отчукувањето на часовникот) и скалата на брзината и забрзувањето (модулот на овие вектори во однос на даден единичен вектор). 16

17 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Со која боја се исцртува векторот на брзината, а со кој векторот на забрзувањето? За даден вид на движење предвидете го графикот на брзината, односно забрзувањето. Се менува ли големината на векторот на брзината кај движењето по кружница? Дали при тоа движење топчето се движи со забрзување? Објаснете! Ротација Тема Ротационо движење Поими Положба, брзина, забрзување, агол на завртување, аголна брзина, аголно забрзување, степен, радијан. Набљудувајте го движењето на платформата, литмарата или бубачката. Платформата може да ротира со постојана аголна брзина. Поставете го почетниот агол (во полето или со лизгачот) и аголната брзина (во полето, со лизгачот или пак придвижете ја платформата со помош на глувчето). Со глувчето поставете ја и бубачката на платформата. Во делот Вртење (Ротација), покрај векторите на брзината и забрзувањето се исцртуваат графици на повеќе величини. Одберете еден или повеќе објекти што ротираат и соодветните физички величини чии графици сакате да бидат прикажани. Прозорецот што се активира на Копче за симболи ги покажува симболите на физичките величини. Може да се менува единицата за агол во рамнина (степен или радијан). Видното поле на секој график може да се прилагодува со копчињата плус и минус десно од графикот. 17

18 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Прашања и задачи Дискутирајте за врската меѓу единиците степен и радијан. π Претворете ги аглите 1 rad, 5 rad, rad и 2π rad во степени. 3 Вредноста на аголот β = 70 претворете ја во радијани. Вредноста на аголната брзина ω = 3 rad/s изразете ја во степени на секунда. Менувајте го растојанието на објектите од оската на ротација на платформата. Како се менуваат брзината и забрзувањето на литмарата? Поврзете го рамномерното движење на литмарата по кружна патека со осцилаторно движење. Искористете ги графиците на положбата во зависност од времето. Анализирајте го графикот на компонентата на линиската брзина на литмарата. v y Од графикот пресметајте ги периодот и фреквенцијата. Користеќи го линијарот пресметајте ја вредноста на линиската брзина на литмарата. 18

19 Оливер Зајков, Боце Митревски Соларен систем Тема Гравитација Поими Гравитација, Сончев систем, вештачки сателит, елипса, хипербола, периодично движење, космичка брзана, небесни тела, центар на маса. Симулацијата го прикажува движењето на небесните тела во однос на неподвижен референтен систем. Одберете две, три или четири тела. Вредностите за масата, почетната положба и почетната брзина може да ги менувате со внесување на вредности во соодветното поле или со придвижување на телата или векторите со помош на глувчето. Мерните единици за должина, растојание и време се произволни. Вие може самите да ги дефинирате и да им дадете произволни имиња. Во било кој момент може да го запрете движењето на системот. Ако го донесете покажувачот на глувчето врз некое тело, на екранот ќе се прикажат соодветните вредности за масата на телото, положбата и брзината во тој момент. Во надолното мени може да одберете претходно дефиниран систем на тела, како, Сонце и планета; Сонце, планета и месечина; Сонце, планета и комета; итн. 19

20 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Прашања и задачи Формирајте систем од две тела со произволни почетни услови и испитувајте го движењете на системот менувајќи ги почетните услови. Истражувајте ги потребните услови за да се постигне прва, односно втора космичка брзина. Симулирајте движење на вештачки сателит, односно вештачка планета. Движењето на дадено тело поврзете го со Кеплеровите закони. Дискутирајте за нив на конкретен пример. Препораки Корелација со наставата по математика. Потребни се основни познавања за елипса и хипербола. Lunar Lander Тема Гравитација Поими Гравитација, маса, тежина, брзина, забрзување, сила на потисок. Оваа симулација претставува класична видео игра поврзана со содржини од гравитација. Целта на играта е да освоите што повеќе поени спуштајќи го сателитот колку е можно повеќе пати, и тоа побезбедно (со мала брзина) и на сигурно место, т.е. на рамни повшини се додека не се потроши горивото во резервоарот. Спуштањето на сателитот го контролирате со копчињата на тастатурата Стрелката лево за наклонување на лево Стрелката десно за наклонување на десно Стрелката нагоре за зголемување на потисната сила Стрелката надолу за намалување на потисната сила Space Bar (разделник) за вклучување/исклучување на максималната сила на потисок 20

21 Оливер Зајков, Боце Митревски P пауза R повторно спуштање Прашања и задачи Дискутирајте за физичките величини кои се битни за успешно слетување. Напомена Авторите нагласуваат дека оваа видео игра не е едноставна за играње. 21

22 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Сила 1Д Тема Динамика Поими Сила, маса, положба, брзина, забрзување, коефициент на триење. Во оваа симулација веќе разгледуваме движење на тело земајќи ги предвид и динамичките величини, маса и сила. Одбираме едно од петте тела: шкаф, ладилник, прирачник, сандак, заспано куче и го поставуваме во некоја почетна положба. Масата на телото може да ја менуваме со лизгачот во делот Маса, кога претходно сме го притиснале копчето Уште контроли. Потоа, може да го менуваме забрзувањето при слобдно паѓање (пример, телото се наоѓа на Месечината или на Јупитер), коефициентот на триење при мирување и коефициентот на триење при лизгање. Доколку сакаме, триењето со подлогата може да го знемариме. Во полето Применета сила ја внесуваме вредноста на силата со која го туркаме телото. Векторите на силите што дејствуваат во хоризонтален правец и векторот на резултантната сила може да бидат прикажани кај телото што се движи. Во десниот горен агол од екранот е прикажан дијаграмот на силите што дејствуваат на телото. Покрај ова, симулацијата ги исцртува и графиците на движењето, и тоа: График на силата во зависност од времето (применета сила, сила на триење и резултантна сила) График на забрзувањето на телото во зависност од времето График на брзината на телото во зависност од времето График на положбата на телото во зависност од времето 22

23 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Како се движи телото на кое човекот дејствува со постојана сила? За телото (полупразен шкаф) да почне да се движи од состојба на мирување потребна е сила F = N. За одржување на неговото рамномерно праволиниско движење доволна е сила F = N. Ако масата на полупразниот шкаф е m = 100 kg, определете ги коефициентот на триење при мирување и коефициентот на триење при лизгање. Телото е на планетата Земја. Задачата решете ја теоретски, а потоа резултатот применете го во симулацијата и анализирајте ги графиците за движењето на полупразниот шкаф ( m = 100 kg ). Енергетски скејт парк Тема Динамика Поими Потенцијална, кинетичка и вкупна механичка енергија, внатрешна енергија, закон за запазување на вкупната механичка енергија, гравитација, триење, мртва петелка, Галилеева рамнина. 23

24 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Преку оваа симулација може да се илустрира законот за запазување на вкупната механичка енергија. Поставете ги почетните услови и прилагодувања: Одберете скејтер (човек, куче, бубачка, топка). Неговата маса може да ја менувате. Поставете го скејтерот на Земјата или на друга планета, или поставете вредност за забрзувањето при слободно паѓање. Менувајте потскокнување и лепливост. Занемарете го триењето или поставете вредност за коефициентот на триење. Поставете го референтното ниво за нула потенцијална енергија на скејтерот ( = 0 ). Одберете го графикот што сакате да се исцртува на екранот - график на енергијата во облик на пита (се исцртува кај скејтерот) - график на енергијата во облик на столбови - график на енергијата зависно од положбата на скејтерот - график на енергијата во зависност од времето Со помош на алатката Повлечи за додавање патека конструирајте сопствена патека или од менито Патеки одберете некоја готова, која потоа може да ја менувате. E p Прашања и задачи Користете ја мерната лента за да ја пресметате потенцијалната енергија на скејтерот за три различни положби. При кои услови скејтерот може да ја помине мртвата петелка? 24

25 Оливер Зајков, Боце Митревски Проектил (истрели) Тема Механика Праволиниски и криволиниски движења Поими Маса, почетна брзина, агол на исфрлање, забрзување, вертикален истрел, хоризонтален истрел, кос истрел, отпор на воздухот, максимален домет, максимална висина, парабола, балистика. Движењето во гравитационо поле на Земјата, за тело што е исфрлено од површината на земјата (или од висина h ) со некоја почетна брзина и се движи на релативно мала височина е предмет на истражување во оваа симулација. Со помош на глувчето повлечето го топот и одберете ја положбата на координатниот систем, односно координатниот почеток. Исто така, поставете ја целта на површината на земјата или во воздух. Одберете проектил и нагодете ги параметрите: агол на исфрлање почетна брзина маса пречник Обидете се да ја погодите целта. Како се менува траекторијата на проектилот со промена на некој од параметрите? Потоа вклучете отпор на воздухот. Какво е неговото влијание врз движењето на проектилот. 25

26 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Прашања и задачи Дали може да го исфрлиме проектилот, така што движењето да биде праволиниско? Истражувајте за тој вид на движење. Поставете го топот на висина h = 10 m и анализирајте ги траекториите на проектилот за различни вредности на параметрите. Потоа менувајте ја висината на исфрлање и продолжете со анализа на траекториите на проектилот имајќи ги предвид равенките од наставната единица хоризонтален истрел. Дискутирајте за движењето на проектилот исфрлен со некоја почетна брзина под агол 90 > α > 0. Научете повеќе за кос истрел. Топче за голф е исфрлено со почетна брзина v = 18 0 m/s од висина h = 14 m над површината на земјата (хоризонтален истрел). Отпорот на воздухот го занемаруваме. Колкаво е h забрзувањето на топчето во моментот кога тоа е на висина h 1 =? 2 Пружини и тежина Тема Динамика Осцилаторно движење Поими Коефициент на еластичност, Хуков закон, маса, тежина, пружина, потенцијална, кинетичка и внатрешна енергија, потенцијална енергија на пружина, закон за запазување на вкупната механичка енергија. Ова симулација претставува виртуелна физичка лабораторија каде може виртуелно да експериментирате со помош на пружини и тегови. На располагање имате три пружини, и повеќе тегови. Потоа, може да користите линијар, стоперка и референтен индекс. Коефициентот на еластичност на третата спирала може да го менувате. За полесно броење на осцилациите, односно за мерење период и фреквенцијата на осцилирање, времето на отчукување на стоперката може да се забави за 4 односно 16 пати од реалното време. Со притискање на копчето Прикажи E на екранот се прикажува дијаграм на енергиите. Пружините, т.е. лабораторијата може да ја пренесете на Месечината, на Јупитер, на планетата X или пак во простор каде нема гравитацијата ( g = 0 ). 26

27 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Анализирајте го дијаграмот на енергии. Занемарете го триењето (отпорот). Што се менува кај дијаграмот на енергиите? Направете мерења и пресметајте го коефициентот на еластичност за првата и втората пружина. Измерете го периодот на осцилирање на тег со позната маса обесен на пружината 1. Истиот тег обесете го на пружината 2 и повторно измерете го периодот на осцилирање. Споредете ги вредностите. Што заклучувате? Измерете го забрзувањето при слободно паѓање на планетата X? 27

28 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Идеален гас Тема Молекуларно-кинетичка теорија Поими Идеален гас, притисок, волумен и температура на гасот, маса и моларна маса, количество супстанца, потисок, атмосфера. Во оваа симулација може да ги контролирате условите при кои дадено тело може да лебди во гасот. Може да одберете балон полн со топол воздух, цврста шуплива топка и балон полн со хелиум. Еден од параметрите на гасот (притисок, волумен или температура) може да биде константен, а другите параметри да ги менувате. Со помош на пумпата внесете одреден број молекули. Може да внесете и лесни и тешки молекули. Потоа контролирајте ги параметрите, и тоа: пример, додадете топол воздух во балонот или менувајте го бројот на атоми во балонот со хелиум гравитацијата температурата на гасот (со помош на печката додавате топлина или пак гасот оддава топлина) волуменот на гасот, односно садот (придвижете го човекот лево-десно) меѓусебните судири на молекулите од гасот температурата на новите честички Користете ги мерните алатки и инструменти (линијар, стоперка, манометар, термометар). Во полето Својства на гасот може да правите експерименти за потврдување на гасните закони кај изопроцесите. 28

29 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Истражувајте ја врската меѓу параметрите на гасот, видот и величините карактеристични за телото во гасот и силата на потисокот. T = const., направете пет мерења за утврдување на врската меѓу За изотермен процес ( ) притисокот и волуменот на гасот. V = const., направете пет мерења за утврдување на врската меѓу За изохорен процес ( ) притисокот и температурата на гасот. Препораки Корелација со наставата по хемија. 29

30 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Електромагнетизам 30

31 Оливер Зајков, Боце Митревски Балони Тема Електростатика Поими Позитивен и негативен електричен полнеж, Кулонова сила, изолатор, спроводник. Кога ќе се отвори апликацијата, во прозорчето се појавуваат џемпер, балон и ѕид. Во дното на прозорчето во полето Приказ на полнења постојат три опции: 1. Прикажи ги сите полнења Оваа опција ги прикажува и позитивните и негативните полнежи во објектите кои ги електризираме. Оваа опција е одбрана по default. 2. Не прикажувај полнења Оваа опција не ги прикажува воопшто полнежите во објектите. 3. Прикажи разлики во полнењата Оваа опција ги прикажува разликите во наелектризираните тела, односно, ако телото е негативно наелектризирано (има вишок електрони), ги прикажува само негативните полнежи, а ако е позитивно наелектризирано (има недостаток на електрони) ги прикажува само позитивните полнежи. 31

32 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Ако се одбере опцијата Два балона во просторот за експеримент ќе се појават два балони. Опцијата Отфрли почетно полнење на балонот овозможува да се види полнежот на балонот на почетокот од експериментот. Опцијата Ѕид го вклучува/исклучува ѕидот во експериментот. Балонот се фаќа со маусот и се трие од џемперот. При тоа дел од негативните полнежи (електроните) од џемперот преоѓаат на балонот и тој се електризира негативно. Бидејќи има недостаток на негативни електрични полнежи, џемперот се однесува како позитивно наелектризиран. Ако со помош на маусот, балонот се доближи до џемперот, тие ќе се привлечат. Ако балонот се доближи до ѕидот, електроните од балонот ќе ги одбијат електроните од ѕидот, со што ќе дојде до прераспределба на полнежите во ѕидот, па дел од ѕидот кој е блиску до балонот ќе се однесува како позитивно наелектризиран. Поради тоа балонот и ѕидот ќе се привлечат. Прашања и задачи Кои се носителите на електричните полнежи? Зошто едно тело е негативно, односно позитивно наелектризирано? Кои се полнежите кои се подвижни? Зошто кога ќе се допрат џемперот и балонот или ѕидот и балонот не доаѓа до разелектризирање? Препорака Опцијата Не прикажувај полнења да се користи на почеток на часот, како замена за реален експеримент. Во реалниот експеримент не се гледаат полнежите. После овој дел може да се развие дискусија, во која учениците ќе дадат свои предвидувања, за тоа што се случува со балонот, џемперот и ѕидот и да дадат свои објаснувања. Добро е овие размислувања и предвидувања да се запишат на табла по можност во вид на концептуална мапа. Да не се користи опцијата Прикажи разлики во полнењата, затоа што може да предизвика мисконцепции кај учениците. 32

33 Оливер Зајков, Боце Митревски Електрично поле Тема Електростатика Поими Позитивен електричен полнеж, негативен електричен полнеж, електрично поле, јачина на електрично поле. Со кликнување на копчето Додај во ограничениот простор се додаваат топчиња кои се наелектризирани. По default топчињата се наелектриризани негативно со количество од една условна единица. Копчето Отстрани ги брише сите вметнати топчиња, а копчето Својства отвора ново прозорче во кое може да се менуваат количеството електричество на топчињата и нивната маса. Оваа апликација не се препорачува, затоа што различните електрични полнежи имаат иста боја и не може да се разликуваат едни од други. Дополнително, апликацијата не овозможува никакви истражувачки експерименти, кои ќе дадат резултати што ќе можат да се обработуваат и со чија помош ќе се откриваат законитости. 33

34 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Полнежи и полиња Тема Електростатика Поими Позитивен електричен полнеж, негативен електричен полнеж, електрично поле, јачина на електрично поле. Оваа апликација не се отвора во посебно прозорче, туку во истиот прозорецот на веб прелистувачот, во кој е отворен пакетот PhET, во овој случај во Mozilla Firefox. Од десната страна се наоѓаат три резервоари : еден со позитивни електрични полнежи (црвени), еден со негативни полнежи (сини) и еден со сензори за електрично поле или мерачи на јачина на електрично поле. Електричните полнежи едноставно со влечење се внесуваат во празниот простор од левата страна. Ако некој од полнежите не е потребен, повторно со влечење се враќа назад во својот резервоар. Исто е и со сензорите. 34

35 Оливер Зајков, Боце Митревски Долу десно се наоѓа полето за приказ. Ако се кликне на Прикажи Е-поле, во просоторот околу електричните полнежи ќе се појават црвени стрелки/вектори кои ја покажуваат насоката на електричното поле. Како се намалува јачината на полето, така и бојата на векторите станува се послаба. Опцијата Само насока ги обојува сите вектори подеднакво, независно од јачината на електричното поле. Опциите Прикажи ниска резолуција и Прикажи висока резолуција ќе го обојат просторот во кој владее електричното поле и тоа позитивното поле црвено, а негативното поле сино. Со намалување на јачината на полето и обојувањето ќе ослабува. Во долниот десен дел е сместен мерачот за потенцијал на полето. Се поставува нишанот на мерачот (кругчето со крст) на местото во кое нé интересира потенцијалот. На дисплејот на мерачот веднаш се појавува вредноста на потенцијалот во волти. Со кликнување на копчето Исцртај, се исцртува еквипотенцијалната крива/површина. Со кликнување на копчето Прикажи бројки од полето за приказ, може да се видат вредностите на потенцијалите на еквипотенцијалните криви/површини, јачината на електричното поле во точките каде што се сместени сензорите/мерачите за полето и отсечката која ја покажува должината од 1m. Со кликнување на копчето Мерна лента од полето за приказ, се вклучува мерач на растојание. Со кликнување на копчето Мрежа од полето за приказ се вклучува мрежа во вид на милиметарска хартија. Прашања и задачи Како изгледа полето на точкаст електричен полнеж? Како се насочени силовите линии околу негативен, а како околу позитивен електричен полнеж? Со помош на мерачот на јачина на електричното поле испитајте ја зависноста на јачината на полето од растојанието околу точкаст електричен полнеж! Со помош на мерачот на потенцијал испитајте ја зависноста на потенцијалот од растојанието околу точкаст електричен полнеж! Поставете негативни точкасти полнежи во една права линија. Поставете ист број позитивни точкасти полнежи во права линија паралелна на првата. На тој начин формиравте плочест електричен кондензатор. Испитајте го полето меѓу плочите на кондензаторот! Поставете истоимени полнежи во круг. Испитајте го полето во внатрешноста на кругот! 35

36 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Електричен хокеј Тема Електростатика Поими Позитивен и негативен електричен полнеж, Кулонова сила. Оваа апликација е всушност игра, во која треба да се употреби она што веќе претходно е научено. Целта на играта е црниот пак (во левиот дел од полето), кој е позитивно наелектризиран да се внесе во голот сместен во десниот дел од полето. Во горниот дел од полето има два резервоари со позитивни и негативни полнежи. Тие се внесуваат во просторот за да може пакот да се придвижи и со помош на одбивната и привлечната Кулонова сила да се доведе пакот до голот. Со кликнување на копчето Почни пакот се придвижува. Копчето Ресетирај го враќа пакот на стартната позиција. Копчето Поништи ги брише сите полнежи кои се внесени во полето. Копчето Пакот е позитивен го менува знакот на 36

37 Оливер Зајков, Боце Митревски полнежот на пакот. Копчето Поле го прави видливо електричното поле, односно ги исцртува векторите на јачината на електричното поле. Со намалување на јачината на електричното поле и векторите се помалку видливи. Играта има четири нивоа. Првото ниво е Вежба, а останатите три имаат тежини од 1 до 3. Со кликнување на бројот кој ја означува тежината, во полето се појавуваат се повеќе препреки, кои треба да се заобиколат. Во долниот десен дел од полето има скрол/лизгач со кој може да се менува масата на пакот. Прашања и задачи Организирајте натпревар помеѓу учениците. Поттикнете ги да најдат повеќе различни решенија за една иста ситуација. Поттикнете ги да најдат едно исто решение за повеќе ситуации/тежини. Побарајте од учениците да ги анализираат своите решенија низ речникот на електростатиката, односно низ насоката и јачината на електричното поле и Кулоновата сила. Учениците нека го орбазложат решението што го понудиле. Измислете различни дисциплини за да прогласите колку што е можно повеќе победници: по тежина по брзина на решение... Организирајте квалификации, четвртфинале, полуфинале, финале. All star натпревар помеѓу победниците од различни класови. Размислете за критериумите кои ќе ги искористите за да го прогласите најдобиот: најкратко време за кое дошол до решение, минимум употребени полнежи во полето, универзалност на решенијата... 37

38 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Отпорност Тема Електрична струја Поими Електричен отпор Со стартување на оваа апликација се отвора формулата која ја опишува зависноста на отпорот од карактеристиките на спроводникот: должината, напречниот пресек и специфичниот отпор. Овие три величини може да се менуваат со помош на трите лизгачи од десната страна. Над лизгачите може да се види актуелната вредност на соодветната величина. Со промена на било која од трите величини, се менува и вредноста, но се менува и големината на соодветниот симбол во формулата. Истовремено се менува големината на симболот за отпор. Веднаш над формулата се наоѓа простор во кој се прикажува пресметаната вредност за отпорот. Во дното на полето може да се види спроводникот, во вид на цилиндер, чија должина, пресек и боја се менуваат со менување на вредностите со лизгачите. 38

39 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Учениците нека ја објаснат формулата! И покрај тоа што формулата е дадена, учениците може да ја искористат оваа симулација како пресметувач, кој на брз и лесен начин ќе го пресмета отпорот за дадени вредности на величините. Една група учениците нека ја испитаат зависноста на отпорот од должината, а друга од напречниот пресек на спроводникот. Трета група ученици може да ги најде вредностите на специфичниот отпор за различни материјали и да го пресметаат отпорот за дадени должина и напречен пресек на спроводникот. Препорака Симболот за плоштината на напречниот пресек во оваа формула е А. Кај нас обично се користи симболот S. Но тоа не треба да биде проблем. Напротив, учениците треба да се навикнуваат на различни симболи и обележувања. Тие секогасш треба да размислуваат за значењето на симболот, а не за самот симбол. 39

40 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Омов закон Тема Електрична струја Поими Електричен отпор, напон, јачина на електрична струја Кога ќе се стартува оваа апликација, во прозорчето од веб прелистувачот, слично на претходната апликација, се отвора интерактивна формула на Омовиот закон за дел од струјно коло. Десно од формулата се наоѓаат лизгачи со кои може да се менува вредноста на напонот на батеријата и отпорот на отпорникот. Како се менуваат вредностите на напонот и отпорот, така над лизгачот може да се прочита нивната актуелната вредност. Истовремено, во формулата се менува големината на симболите кои ги претставуваат овие величини. Промената на вредноста на величините визуелно е претставена и во шемата, со тоа што со промена на напонот се менува бројот на батерии вклучени во колото и нивната големина, а со промена на отпорот, се менува обоеноста на отпорникот вклучен во колото. Програмата ги користи овие вредности за напонот и отпорот за да ја пресмета јачината на електричната струја и да ја впише во прозорчето под шемата. 40

41 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Проверете ја зависноста на јачината на струјата од напонот! Проверете ја зависноста на јачината на струјата од отпорот! Препорака Омовиот закон за дел од струјно коло овде е даден во формата да им се укаже на изворната форма на законот, а тоа е U = I R. На учениците треба U I =. Токму поради тоа во R апликацијата се внесуваат вредности за напонот и отпорот, а програмата ја пресметува вредноста на јачината на струјата. 41

42 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Батерија - отпорник Тема Електрична струја Поими Електричен отпор, напон, јачина на електрична струја Со стартување на оваа апликација се отвора едно интерактивно електрично коло. Карактеристиките на ова коло може да се мануваат со можностите кои се дадени во горниот десен агол. Опцијата Прикажи ги јадрата го вклучува/исклучува приказот на јадрата во отпорникот. Поточно станува збор за атомите сместени во јазлите на металната решетка. Опцијата Прикажи напонска пресметка ја мери густината на електроните пред и после отпорникот. Разликата од овие густини ја претставува потенцијалната разлика на краиштата од отпорникот. Опцијата Прикажи внатрешност на батеријата покажува како струјата тече и низ батеријата. Под овие опции се наоѓаат два потенциометри: првиот со кој се менува отпорот на отпорникот и вториот со кој се менува напонот на батеријата. Поларитетот на батеријата може да се менува, со што се менува и насоката на течење на струјата. Под шемата има термометар, кој квалитативно покажува дали и колку се загрева проводникот. Лево од шемата е сместена една детска вртелешка, која всушност симболично ја покажува 42

43 Оливер Зајков, Боце Митревски работата што струјата ја врши при нејзиното течење. Конечно, долу лево е вклучен амперметар со кој може да се мери јачината на струјата што тече во колото. Прашања и задачи Ова симулација овозможува да се направи вистинско истражување на зависност на јачината на струјата од напонот и отпорот. Препорака Искористете ја можноста да им покажете на учениците дека струја тече и низ батеријата, а не само во надворешното коло. 43

44 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Електроработилница Тема Електрична струја Поими Права струја, наизменична струја, електричен отпор, напон, јачина на електрична струја, Омов закон, Кирхоф-ови правила, кондензатор, калем, електрични осцилации, напонска резонанца, струјна резонанца. Во PhET постојат две симулации кои се викаат Електроработилница. Едната е за еднонасочна струја, а другата е за еднонасочна и наизменична струја. Работењето со двете симулации е исто, па затоа ќе зборуваме само за Електроработилницата за наизменична струја, затоа што во неа се содржи и онаа за права струја. Онаму каде што постојат некои разлики ќе бидат спомнати. Со стартување на симулацијата се отвора едно сино празно поле во кое се сместуваат различни електрични елементи и се формираат електрични кола. Електричните елементи се земаат со едноставно влечење од лентата која се наоѓа во десниот дел од синото поле. На располагање се: жици, отпорници, батерии, светилки, преклопник (прекинувач), извор на наизменична струја, кондензатор и калем. Откако елементот ќе се внесе во полето, со десен клик врз него се отвора мало мени кое дава можност да се менуваат карактеристиките на актуелниот елемент. Кои карактеристики може да се менуваат со десен клик? 1. Жица Во ова мени не може да се менуваат карактеристиките на жицата. Може само да се отстани од шемата. Карактеристиките на жицата се менуваат на друго место, но за тоа малку подоцна. 2. Отпорник Смени отпорност Може да се менува отпорот на отпорникот од 0 до 100 Ω со помош на лизгач или со директно впишување на вредноста во полето под лизгачот. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Прикажи ја вредноста Вредноста на отпорот на отпорникот може да биде прикажана во шемата веднаш до отпорникот. Отстрани Може да се отстрани отпорникот од шемата. 3. Батерија Смени напон Се отвора прозорче во кое може да се смени напонот на батеријата од до 100 V. Ако има потреба за поголем напон, може да се одбере опцијата Повеќе волти и да се менува напонот од 100 до V. Смени внатрешна отпорност Се отвора прозоче во кое може да се менува внатрешниот отпор на батеријата помеѓу 0 и 9 Ω. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Обратно опцијата овозможува да се смени поларитетот на батеријата. 44

45 Оливер Зајков, Боце Митревски Прикажи ја вредноста Во шемата може да се гледа вредноста на напонот и вантрешниот отпор на батеријата. Отстрани Може да се отстрани отпорникот од шемата. 4. Светилка Смени отпорност Може да се смени отпорот на светилката од 0 до 100 Ω. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Прикажи ја врската на лево/десно Се менува страната на која се наоѓа контактот на светилката. Прикажи ја вредноста Во шемата може да се гледа вредноста на отпорот на светилката. Отстрани Може да се отстрани отпорникот од шемата. 5. Преклопник Отстрани Може да се отстрани отпорникот од шемата. 6. Наизменичен напон (Извор на наизменична струја) Смени напон Со помош на лизгачот или со внесување вредност во полето под лизгачот се менува напонот на изворот од 0 до 100 V. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Смени фреквенција Со помош на лизгачот или со внесување вредност во полето под лизгачот се менува фреквенцијата на изворот од 0 до 10 Hz. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Смени внатрешна отпорност Со помош на лизгачот или со внесување вредност во полето под лизгачот се менува внатрешниот отпор на изворот од 0 до 9 Ω. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Прикажи ја вредноста Во шемата може да се гледа вредноста на напонот и внатрешниот отпор на изворот. Вредноста на напонот се менува цело време, затоа што станува збор за извор на наизменичен напон. Обратно Се менува поларитетот на изворот. Во случај на извор на наизменична струја тоа значи полупериодата која била негативна станува позитивна и обратно. Со други зборови, се менува фазата за половина период, односно за π. Отстрани Може да се отстрани отпорникот од шемата. 7. Кондензатор Смени ја капацитетноста Со помош на лизгачот или со внесување вредност во полето под лизгачот се менува капацитетот на кондензаторот од 0 до 0,05 F. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Испразни го кондензаторот Ако кондензаторот е полн оваа опција го празни, односно кратко ги спојува двете плочи од кондензаторот. Прикажи ја вредноста Во шемата може да се гледа вредноста на капацитетот на кондензаторот. Отстрани Може да се отстрани кондензаторот од шемата. 8. Калем Смени ја индуктивноста Со помош на лизгачот или со внесување вредност во полето под лизгачот се менува индуктивитетот на калемот од 0 до 50 H. По внесувањето на вредноста се кликнува на копчето Завршено. Прикажи ја вредноста Во шемата може да се гледа вредноста на индуктивитетот на калемот. Отстрани Може да се отстрани калемот од шемата. 45

46 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Над лентата со електричните елементи се наоѓа копчето Зграби ја торбата. Тоа активира прозорче од кое може да се земат различни предмети: банкнота, спојувалка за хартија, метална паричка, гума за бришење, црнка од молив, човечка рака и куче. Во десниот дел од прозорчето се наоѓаат дополнителните можности. Копчето Зачувај овозможува струјното коло кое сте го дизајнирале да го зачувате. Копчето Вчитај овозможува да вчитате претходно дизајнирано струјно коло. Екстензијата на овие документи е CCK. Копчето Бриши го брише електричното коло во полето за работа и сите други елементи и инструменти кои се активирани во работното поле. Во делот Нагледно постојат две опции. Опцијата Во живо дава приказ на електричните елементи како во реалност. Опцијата Шематски ги прикажува елементите со своите шeматски симболи. Копчето Прикажи вредности овозможува да се прикажат сите дефинирани вредности на сите активни елементи во актуелното струјно коло. Ако е одбрана таа опција, тогаш активно е копчето до него Скриј ги вредностите, кое ја исклучува претходната опција. Под делот Нагледно се наоѓа делот Алатки. Опцијата Волтметар во просторот на електричното коло активира волтметар. Сондите/контактите на волтметарот се поместуваат со влечење до точките во кои треба да се мери разликата на потенцијалите, односно напонот. Опцијата Амперметар, во просторот каде што се останатите електрични елементи додава амперметар, кој може да се додаде во просторот за електричните елементи со едноставно влечење. Се разбира, за да се вклучи амперметарот треба да се прекине колото и да се спои амперметарот сериски. Опцијата Бесконтактен амперметар во просторот со електричното коло вклучува амперметар, кој ја мери јачината на струјата на тој начин што нишанот од амперметарот (крукчето со крст) се поставува врз точката во која се мери јачината на струјата, без да се прекине колото. Опцијата Стоперка во полето вметнува стоперка. Во прозорчето на стоперката копчето Почни ја стартува стоперката. Откако ќе се стартува се активира копчето Застани. Веднаш до него е копчето Ресетирај. Опцијата Струен дијаграм активира осцилоскоп, на кој може да се следи временската 46

47 Оливер Зајков, Боце Митревски промена на јачината на струјата. Доволно е нишанот на осцилоскопот (крукчето со со крстот) да се постави врз точката каде треба да се следи јачината на струјата. Слично, опцијата Напонски дијаграм активира осцилоскоп, на кој може да се следи временската промена на напонот. Слично како и кај волтметарот, треба само контактите од осцилоскопот да се повлечат врз точките во кои треба да се мери напонот. Во делот Големина може да се одберат три различни големини на просторот за работа: големо, средно и мало. Во делот Напредно, ако се кликне на копчето Прикажи, се отвораат три нови можности. Првата можност е со помош на лизгач да се менува отпорот на жицата. Втората е со кликнување на копчето Прикажи равенки, да се отвори прозорче во кое се прикажани равенките од Кирхофовите правила и Омовиот закон. Опцијата Скриј ги електроните ја исклучува можноста да се набљудува како електроните течат низ елементите вклучени во електричното коло. Копчето Ресетирај ги променливите ги враќа назад сите измени на вредностите. Прашања и задачи А) Формирајте електрично коло од извор на права струја и светилка. Во колото треба да има прекин. Во прекинот вклучувајте различни предмети од торбата. Испитајте во кој случај свети светилката, односно тече струја. Кој од предметите е направен од материјал кој е спроводник, а кој од изолатор? Б) Врзете повеќе извори на права струја паралелно. Испитајте како се менува вкупниот напон со промена на напонот на поодделни батерии. Врзете ја оваа батерија од повеќе извори во струјно коло. Испитајте како се менува јачината на струјата во секоја од батериите поодделно. Повторете го експериментот за сериски врзани батерии. Дали кај овие батерии ќе ја мерите јачината на струјата во секоја батерија поодделно? В) Формирајте електрично коло од извор на права струја, отпорник, амперметар, волтметар и прекинувач. Испитајте ја зависноста на јачината на струјата што тече низ еден потрошувач од напонот на неговите краишта и од отпорот на потрошувачот (Омов закон за дел од струјно коло). Г) Со истото електрично коло од задачата Б) испитајте како зависи јачината на струјата во колото од внатрешниот отпор на изворот. Д) Формирајте електрично коло кое се разгранува (најмалку на две гранки). Во секоја од гранките вклучете отпорник и амперметар. Менувајќи го отпорот во секоја од гранките за повеќе различни вредности на јачината на струјата во секоја од гранките проверете го Првото Кирхоф-ово правило. Е) Формирајте неразгрането затворено електрично коло, со повеќе отпорници и извори на права струја. Проверете го Второто Кирхоф-ово правило. Формирајте сложено струјно коло со неколку извори на права струја, вклучени во различни гранки. Повторно испитајте го Второто Кирхоф-ово правило. Ж) Формирајте електрично коло со извор на права струја, кондензатор, амперметар, волтметар и прекинувач. Колкава е струјата што тече во колото? Колкав е напонот на плочите на кондензаторот? Заменете го изворот на права струја со извор на наизменична струја. Што се смени во колото? Испитај ја зависноста на јачината на струјата од капацитетот на кондензаторот и фреквенцијата на изворот. З) Формирајте електрично коло со извор на права струја, калем, амперметар, волтметар и прекинувач. Испитајте ја зависноста на јачината на струјата од индуктивитетот на калемот. Заменете го изворот на права струја со извор на наизменична струја. Испитајте ја сега зависноста на јачината на струјата од индуктивитетот на калемот и фреквенцијата на изворот. 47

48 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје И) Формирајте електрично коло со извор на наизменична струја и во серија вклучени кондензатор, калем и отпорник. Измерете го вкупниот напон и напонот на секој елемент поодделно. Дали во овој случај важи Второто Кирхоф-ово правило. К) Формирајте електрично коло со извор на наизменична струја и сериски врзани калем и кондензатор. Дотерајте ги вредностите на карактеристиките на калемот и кондензаторот, така, што напоните на кондензаторот и калемот се еднакви. Што се случува со јачината на струјата? Врзете ги сега калемот и кондензаторот паралелно. Што се случи во колото? Л) Наполнете еден кондензатор и исклучете го од изворот. Испразнете го низ отпорник: Промена на напчонот следете ја на осцилоскоп, со помош на опцијата Напонски дијаграм. Менувајте ги вредностите на капацитетот на кондензаторот и отпорот на отпорникот. Што се менува на осцилоскопот. Истиот кондензатор испразнете го низ калем. Како изгледа сега кривата на осцилоскопот. Менувајте ги вредностите на капацитетот на кондензаторот и индуктивитетот на калемот. Што се смени? Препорака Сите закони кои е предвидено да се изучуваат во наставната програма од областа на електрична струја не го земаат предвид отпорот на жиците. Затоа во полето Напредно дефинирајте жици без отпор. Дополнителна причина да се занемари отпорот на жицата е и тоа што во програмата не се знае во кои единици се мери отпорот на жицата (дали се во прашање отпор во оми, отпор во условни единици или е специфичен отпор). Во полето Напредно, опцијата Покажи равенки повторно не е јасно што покажува. За кое електрично коло станува збор. Не се препорачува употребата на оваа опција. Независно дали анимацијата е пуштена или не (копчето Пушти во долниот дел од прозорчето), во колото може да мерите непречено. Анимацијата е само за да го направи течењето струја повидливо. Анимацијата не игра важна улога при мерењето. Ако се работи само за права струја, се препорачува употреба на апликацијата Електроработилница (еднонасочна струја) за да не е оптеретена работилницата со елементи и да не предизвика забуна кај експериментаторот. 48

49 Оливер Зајков, Боце Митревски Фарадеев закон Тема Магнетизам, електромагнетна индукција Поим Електромагнетна индукција. Ова е многу едноставна симулација, која овозможува да се види резултатот од електкромагнетна индукција. За таа цел на располагање е еден магнет и два калеми со различен број намотки. Магнетот се движи со едноставно влечење. Калемите се поврзани со инструмент на кој може да се види индуцираната електромоторна сила. Дополнително, може да се направи видливо магнетното поле и да се смени поларитетот на магнетот. Симулацијата нема големи можности за истражувачки експерименти. 49

50 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Фарадеева електромагнетна лабораторија Тема Магнетизам, електромагнетна индукција Поим Електромагнетна индукција. Оваа апликација се состои од пет симулации: прачкаст магнет, намотка, електромагнет, трансформатор и генератор. 1. Прачкаст магнет Во работното поле се наоѓаат магнет и компас. Од десната страна се наоѓаат неколку контроли. Со помош на лизгачот или директно внесување вредност во полето над лизгачот, може да се менува јачината на магнетот. Копчето Префрли го поларитетот го менува поларитетот на магнетот. Опцијата Види внатре во магнетот го прави видливо магнетното поле во магнетот. Опцијата Прикажи поле активира многу мали магнетни игли во работниот простор, со чија помош магнетното поле станува видливо. Во менито под Опции има две можности за менување на изгледот на полето. Со Заднинска боја се менува бојата на заднината на работниот простор, Со Контроли на полето, се отвора прозорче во кое со опцијата Растојание на иглата може да се менува растојанието помеѓу магнетните игли во полето, а со Големина на иглата може да се менува големината на магнетните игли. Опцијата Прикажи компас го вклучува/исклучува 50

51 Оливер Зајков, Боце Митревски компасот. Опцијата Прикажи мерач на поле активира тесламетар во работниот простор, со кој може да се мерат големината и насоката на магнетната индукција на полето, но и компонентите по хоризонтална и вертикална оска (по x- и y-оска). 2. Намотка Во работниот простор има прачкаст магнет и калем на чии краишта се наоѓа вклучена светилка. Покрај можностите опишани во симулацијата Прачкаст магнет, овде има дополнителни контроли. Може да се смени индикаторот од светилка во инструмент. Може да се менува бројот на намотки на калемот од 1 до 3. Опцијата Големина на магнетно поле овозможува да се смени големината на намотката од калемот. Опцијата Прикажи електрони ги прави видливи електроните што течат. 51

52 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје 3. Електромагнет Во работното поле се појавува електромагнет, кој се напојува со извор на права струја. Со лизгачот кој се наоѓа на батеријата се менува нејзиниот напон и се менува поларитетот на батеријата. Од десната страна има повеќе контроли. Може да се смени изворот на права струја со извор на наизменична струја. Бројот на намотки на калемот може да се менува од 1 до 4. Останатие контроли се исти како и кај претходните две симулации. 4. Трансформатор Ова а симулација содржи електромагнет како во симулацијата 3. Електромагнет и намотка како во симулацијата 2. Намотка. Соодветно и контролите кои се појавуваат се истите како во тие две симулации. 52

53 Оливер Зајков, Боце Митревски 5. Генератор Во работниот простор се сместени: чешма, тркало со магнет, калем со светилка и компас. Контролите од десната страна се истите оние кои ги дефинираа карактеристиките на магнетот и на намотката со светилката. На чешмата има лизгач со кој се контролира брзината на истекување на водата. На тркалото има бројач, кој ги брои завртувањата на тркалото во минута. 53

54 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Бранови и оптика 54

55 Оливер Зајков, Боце Митревски Стојни бранови Тема Бранови Поими Бран, амплитуда, елонгација, бранова должина, интерференција, стојни бранови, При стартување на оваа симулација, во средината од прозорчето на веб прелистувачот се појавува низа од топчиња, кои се поврзани меѓу себе. По default левиот крај од низата е фатен со клуч папаглка, а десниот е фиксиран со една стега. Тоа е едниот начин на работа од трите можни, а тоа се: 1. Рачно 2. Осцилирање 3. Пулсирање 1. Рачно Папагалката се фаќа со маусот и се поместува горе-долу за да се предизвика бранување на низата. Во горното зелено поле со помош на лизгачи може да се дефинира придушувањето во 55

56 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје проценти и затегнатоста на низата. Десно од овие опции се наоѓаат опцијата Линијар, која активира хоризонтален и вертикален линијар и опцијата Бројач, која активира штоперка. 2. Осцилирање Во овој мод на работа, левиот крај на низата ексцентрично е закачен на едно тркало. Со вртење, тркалото предизвикува бранување на низата. Во зеленото поле, покрај контролите кои ги имаше во модот Рачно, има дополнително можност да се дефинира амплитудата на бранот и фреквенцијата. 3. Пулсирање Во овој мод на работа, во зеленото поле ја нема веќе контролата на фреквенцијата и на нејзино на место се наоѓа контролата за широчина на пулсот. Пулсот се стартува со кликнување на зеленото копче Пулс во дното на прозорчето. Можете да стартувате повеќе пулсови. Во сите три модови на работа, во десниот долен дел на прозорчето може да се бира дали десниот крај од низата да биде фиксирана (Врзан крај), да биде слободен (Слободен крај) и да биде Без крај, односно да оди во бесконечност. Прашања и задачи А) Која е разликата помеѓу осцилација и бран? На темна хартија направете вертикален процеп широк колку едно топче. Пуштете бран во модот Осцилирање. Покријте ги сите топчиња освен едно. Што прави топчето? Направете го истото за друго топче. Кажете сега која е разликата помеѓу бран и осцилација. Б) Паузирајте ја симулацијата. Покажете на бранот што е амплитуда, елонгација и бранова должина. В) Испитајте ја брзината на простирање на бранот во зависност од затегнатоста на низата. Поврзете ја затегнатоста на низата со меѓумолекуларното заемодејство во една средина, односно со агрегатната состојба на средината: гас, течност и тврдо тело. Г) Во каква средина се простира бранот побргу? Д) Менувајте ја фреквенцијата и затегнатоста на низата сé додека на добиете стоен бран. Дефинирајте јазол и мев на стојниот бран. Е) Испратете пулс по низата. Што се случува на десниот крајот каде што низата е фиксирана? Ослободете го десниот крај. Повторете го експериментот. Каква е разликата помеѓу одбиениот бран во првиот и во вториот случај? 56

57 Оливер Зајков, Боце Митревски Звучни бранови Тема Бранови Поими Звук, Бран, амплитуда, елонгација, бранова должина, интерференција, стојни бранови, Оваа симулација вклучува пет експерименти 1. Слушнете еден извор 2. Мерка 3. Интерференција на два извора 4. Интерференција по одбивање 5. Слушајте со различен воздушен притисок 57

58 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје 1. Слушнете еден извор Во работниот простор се наоѓаат еден звучник и човек. Со влечење може да се поместува човекот. Во десниот крај на прозорчето во кое се отвора симулацијата, се наоѓаат неколку контроли. Со помош на лизгачи може да се менува фреквенцијата од 0 до 1000 Hz и амплитудата. За да се активира звучникот на вашиот компјутер, се активира опцијата Звук овозмо... За да го слушнете звукот што го произведува звучникот одберете ја опцијата Звучник, а за да го слушнете она што го слуша слушателот одберете ја опцијата Слушател. 2. Мерка Во работниот простор се сместени звучник, штоперка и линијар. Зад звучникот има две сини линии кои може да се поместуваат во просторот лево-десно и да служат како обележувачи. Со стартување на стоперката автоматски се стартува и звучникот. Со стопирање на штоперката, се стопира и звучникот. 3. Интерференција на два извора Во работниот простор се сместени два звучника и еден човек. Звучниците по default самите се стартуваат. Во просторот брановите интерферираат. 4. Интерференција по одбивање Во работниот простор се појавуваат звучник и ѕид поставен под некој агол. На десната страна, покрај стандардните контроли за фреквенција и амплитуда, со лизгачот Агол на ѕидот може да се контролира аголот под кој ѕидот е поставен. Со лизгачот Местоположба на ѕидот може да се менува растојанието на ѕидот од звучникот. Во полето Звучен мод, може да се одбере звукот да се произведува континуирано со опцијата Непрекинато, а со опцијата Отчукување се овозможува да се произведе само еден удар, односно пулс. 5. Слушајте со различен воздушен притисок Во работниот простор се наоѓа звучник поставен во комора. Комората е поврзана со вакуум пумпа и со манометар. Со кликнување на зеленото копче Отстранете воздух од кутијата, се вклучува вакуум пумпата и се намалува притисокот во комората. Тоа може да се забележи од манометарот на врвот од комората. Прашања и задачи А) Стартувајте го експериментот Слушнете еден извор. Активирајте ја опцијата Звук овозмо... Менувајте ја фреквенцијата. Што се случува со звукот? Менувајте ја амплитудата. Што се случува сега со звукот? Б) Стартувајте го експериментот Мерка. Наместете го линијарот со неговата нула на почетокот од звучникот, по должината на оската. Стартувајте ја штоперката. Измерете го времето потребно звукот да помине 5 m. Од патот и времето пресметајте ја брзината на звукот. Поделете ја брзината со фреквенцијата на звукот за да ја добиете брановата должина. Со помош на линијарот измерете ја брановата должина. Споредете ги двете вредности за брановата должина. Како да ја и змерите брановата должина со линијар? 58

59 Оливер Зајков, Боце Митревски Тоа е растојанието помеѓу две последователни темни линии или две последователни светли линии од бранот. Бидејќи точноста на линијарот е 10 cm, измерете го растојанието помеѓу повеќе темни линии. Ако за мерење на растојанието ги користите темните линии, тогаш, добиеното растојание поделете го со бројот на светли линии кои се наоѓаат помеѓу двете крајни темни линии. В) Стартувајте го експериментот Интерференција на два извора. Одберете ја опцијата Звук овозмо... за да ги активирате звучниците на компјутерот. Поместувајте го човекот горедолу. Звукот се појавува и се губи во зависност од местото во кое се наоѓа увото на човекот. Во просторот се забележуваат ленти од лево кон десно во кои се забележуваат бранови (каде што човекот слуша звук) и ленти кои се малку замачкани, каде што не може да се набљудуваат бранови (каде што човекот не слуша звук). Повторете го експериментот за различни фреквенции за звукот. Г) Стартувајте го експериментот Интерференција по одбивање. Во овој експеримент не постои некој сензор (како слушателот во претходниот експеримент). Но, сепак, побарајте од учениците да предвидат што би било кога во определени топчки би имале слушател Д) Стартувајте го експериментот Слушајте со различен воздушен притисок. Одберете ја опцијата Звук овозмо... и опцијата Слушател. Вклучете ја вакуум пумпата за да го извадите воздухот од комората. Што се случува со звукот што го слуша слушателот? Сменете ја фреквенцијата и повторете го експериментот. Дали резултатот зависи од фреквенцијата. 59

60 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Радио бранови Тема Бранови Поими Радио бранови, електромагнетни бранови Во полето се појавува антена-предавател и еден електрон, како претставник на сие електрони кои треба да се движат низ антената. Десно од антената се наоѓа друга антена-приемник. Во десниот дел од прозорчето се наоѓаат контролите. Во полето Движење на предавателот има две опции за избор на начинот на побудување на предавателот: Опцијата Рачно овозможува со рака да се движи електронот за да се побуди предавателот. Опцијата Треперење го вклучува предавателот автоматски да емитува со определена фреквенција. Лизгачите Фреквенција и Амплитуда овозможуваат да се дефинираат фреквенцијата и амплитудата на променливата струја во предавателот. 60

61 Оливер Зајков, Боце Митревски Во дното на овој дел се наоѓа полето Прикажано поле. Тоа вклучува две опции: Зрачно поле и Статичко поле. Статичкото поле е всушност електростатското поле на полнежот во предавателот. Зрачно поле е електромагнетното поле кое се емитува во просторот околу предавателот. Овие две опции се впрегнати со опциите кои се наоѓаат во полето Начин на приказ на полето. Кога е активна опцијата Статичко поле, постои само едне начин на приказ на полето, а тоа е Целосно поле. Кога е активна опцијата Зрачно поле, постојат повеќе начини за приказ на полето: Крива со вектори, Крива, Вектори и Целосно поле. Прашања и задачи Одберете ја опцијата Треперење за побудување на предвателот. Одберете мала фреквенција и мала амплитуда. Набљудувајте што се случува со сигналот во приемната антена. Зголемете ја амплтиудата. Како се рефлектираше ова на сигналот во приемникот. Зголемете ја фреквенцијата. Како сега ова влијаеше на сигналот во приемникот? Објаснете го ова? Поврзете го со секојдневието. Каква фреквенција имаат радиобрановите од среднобрановото подрачје (АМ), а каква од FM подрачјето? Зошто повеќе се користи FM подрачјето? 61

62 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Микробранови Тема Бранови Поими Микробранови, диполен момент. Оваа симулација вклучува четири варијанти на еден експеримент и тоа, влијание на микробрановите врз: една молекула, низа од молекули поставени по должината на една линија, молекули поставени во дводимензионален простор и молекули во шоља кафе. Контролите поставени десно вклучуваат: - копче за вклучување/исклучување на микробрановата печка, - лизгачи за промена на фреквенцијата и амплитудата на микробрановите - опции за приказ на полето: крива, една линија, цело поле или ништо. Во менито, под Контроли, се наоѓа опцијата Физички параметри. Со нејзино активирање, се отвора прозорче, во кое со помош на лизгач наречен Молекуларна поларна чувствителност се 62

63 Оливер Зајков, Боце Митревски менува диполниот момент на молекулата на водата, а со лизгач наречен Придушување може да се менува придушувањето. Прашања и задачи Што е топлина? Како таа се манифестира микроскопски, а како макроскопски? Шти значи да се зголеми температурата на едно тело? Со помош на лизгачот, Молекуларната поларна осетливост намалете ја на нула. Вклучете ја микробрановата печка. Што се случува? Зошто? Зголемете ја Молекуларната поларна осетливост. Што се случува со молекулите? Зошто? Зголемете ја фреквенцијата на полето на максимум. Стартувајте ја микробрановата печка. Што се случува со температурата на средината? 63

64 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Поглед во боја Тема Оптика Поими Око, вид, боја, RGB Оваа симулација е составена од два експерименти: 1. RGB - светилки 2. Една светилка 1. RGB - светилки Во работното поле се појавуваат три светилки, секоја со една од основните бои: црвена, зелена и сина. Покрај секоја од светилките има по еден лизгач со кој може да се контролира јачината на изворот, односно интензитетот на светлината која секоја од светилките ја емитира. Во десниот дел од полето се наоѓа човек, а над него е облаче во кое може да се види како човекот ја доживува светлината, во зависност од соодветната комбинација на интензитети на трите поодделни светлини. 2. Една светилка На местото на трите светилки, во работното поле е сместена една светилка. Помеѓу светилката и човекот поставен е филтер, кој може да се вклучува и исклучува, со помош на прекинувач поставен под филтерот. Со помош на лизгач поставен на спектарот по светилката, може да се менува бојата на филтерот. Од десната страна се поставени четири контроли. Две контроли се за избор на тип на светилката и тоа, Бела, за светилка за бела светлина и Еднобојна, за светилка за светлина со една боја. Бојата на светлината се бира со лизгачот поставен на спектарот, кој е вклучен на светилката. Другите две контроли се за приказ на светлината. Опцијата Фотони ја прикажува светлината како сноп од фотони, а опцијата Непрекинато, ја прикажува светлината како непрекинат сноп. 64

65 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Некои велат дека основни бои се црвената, зелената и сината, а други црвената, жолтата и сината. Која е вистината? Поврзете ја оваа тема со RGB приказот и со CMYK приказот. Како може да се премине од еден во друг приказ? Каква е разликата помеѓу двата прикази во квалитет? 65

66 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Леќи Тема Оптика, геометриска оптика Поими Прекршување на светлината, леќа, главна оптичка оска, фокус, фокусно растојание, предмет, предметно растојание, карактеристични зраци, лик, реален ллик, имагинарен лик, зголемување. Во прозорчето на веб прелистувачот се отвора собирна леќа со предмет од левата страна и лик на предметот од десната страна. Со маусот може да се влече предметот, а истовремено ликот се поместува согласно предметот. Предметот може да се поместува не само по должината на главната оптичка оска, туку и под и над неа. Фокусите на леќата се обележани на гчавната оптичка оска со мали зелени крстови. Во горниот дел од прозорчето се наоѓа зелено поле, во кое се наоѓаат контролите. Опцијата Без зраци ги прави невидливи зраците кои го формираат ликот. Опцијата Рабни зраци ги прави видливи зраците кои се прекршуваат не рабовите од леќата. Опцијата Основни зраци прави видливи карактеристичните зраци. Опцијата Многу зраци прави видливи 15 произволни зраци кои излегуваат од една точка на предметот. Опцијата Втора точка вклучува уште една точка од 66

67 Оливер Зајков, Боце Митревски предметот, чиј лик се формира од другата страна на леќата. Оваа точка може да се движи по предметот. Со помош на лизгачи може да се менува вредноста на Радиусот на кривината, Индексот на прекршување на материјалот од кој е направена леќата и Дијаметарот на отворот на леќата.радиусот и дијаметарот може да се менуваат од 0,3 m до 1,3 m. Индексот на материјалот може да се менува од 1,2 до 1,87. Копчето Смени објект вклучува нови објекти. Покрај моливот, кој се отвора по default, на располагање се ѕвезда, Смајли и стрелка. Опцијата Прикажи водилка ги прави видливи границите на снопот кој го формира ликот. Опцијата Виртуелен лик овозможува да се види виртуелниот лик, кога за тоа се задоволени условите. Опцијата Екран го заменува објектот со светилка, која всушност би требало да биде точкаст извор на светлина. Од другата страна на леќата е поставен екран кој може да се поместува и да се набљудува резултатот, кој изгледа многу реално. Опциата Линијар активира линијар во работното поле. Прашања и задачи Наместете го предметот на растојание од леќата кое е два пати поголемо од фокусното растојание. Забележете ги карактеристиките на ликот. Приближете го предметот на растојание помало од двојното фокусно растојание, но поголемо од фокусното растојание. Забележете ги сега карактеристиките на ликот. Која е разликата? Одберете ја опцијата Виртуелен лик. Наместете го предметот на растојание од леќата кое е помало од фокусното растојание. Заебележете ги карактеристиките на ликот. Измерете го растојанието од предметот до леќата и од ликот до леќата. Пресметајте го фокусното растојание со од овие две мерења. Прочитајте ги податоците за радиусот на кривините и индексот на прекршување. Пресметајте го фокусното растојание со помош на овие податоци. Споредете ги двете вредности. Измерете го фокусното растојание. Менувајте го дијаметарот на отоворот на леќата. Што се случува? Зошто? Одберете ја опцијата Многу зраци. Повторете ги експериментот. Објаснете ја сега појавата. 67

68 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Бранова интерференција Тема Бранови Поими Интерференција, оптички пат, патна разлика, Оваа смулација е многу слична со симулацијата Звучни бранови. Разликата е што овде има три варијанти на еден ист експеримент и тоа, интерференција на: водени бранови, звучн бранови и свтлински бранови. Независно која варијанта ја работите, можностите опциите и контролите се исти. Веднаш до просторот во кој се набљудуваат брановите постои прекинувач кој го вклучува/исклучува изворот на брановите. Подолу, с о помош на лизгачи може да се менува фреквенцијата и амплитудата на брановите. Кога станува збор за светлинските бранови, лизгачот за промена на фреквенцијата е брзан за спектар, па и визуелно има контрола над фреквенцијата, односно бојата на светлината. Под просторот за бранови има копче Прикажи график. Ако се кликне се отвора график на кој е претставена просторната зависност на бранот, односно нивото на водата во зависност од растојанието (за водени бранови), притисок на воздухот во зависност од растојанието (за звучни бранови) и електричното поле во зависност од растојанието Кога работиме со светлина постои можност да се прикаже екранот со кликнување на копчето Прикажи екран. Во тој случај на екранот може да се набљудуваат интерферентните линии кога во просторот имаме вклучено две светилки. Во ово случај се отвора ново копче, График на интензитет, кој ја прикажува промената на интензитетот по должината на екранот. Кога работиме со звучни бранови, десно од просторот каде што се набљудуваат брановите има две опции за приказ на брановите: во сиво и како честички. Всушност опцијата сиво го прикашува просторот како континуирана средина, додека опцијата како честички ги прави видливи честичките на средината и нивното движење и однесување низ просоторот. Ако се одбере опцијата како честички, во полето со алатки и контроли стануваат активни лизгачи, со кои може да се менуваат: големината на честичките, забрзувањето на честичките, максималната брзина на честичките и триењето. На самиот врв на полето со алатки и контроли на располагање се линијар, штоперка и детектор. Со кликнување на копчето Детектор во работното поле се појавува детектор. Местото каде што треба да се набљудува и мери промената на полето се добира така што нишанот на детекторот (крукчето со крстот) се поставува во соодветната точка. 68

69 Оливер Зајков, Боце Митревски Подолу има лизгач со кој може да се промени погледот. По default погледот е од горе, но во а случајот на брановите на вода, може да се набљудува и од страна. Во работното поле може да се додаде уште еден извор (чешма, звучник или светилка) и да се набљудува интерференција на два извори. Во овој случај станува активен лизгачот со кој може да се менува растојанието помеѓу двата извори. Во просторот каде што се простира бранот може да се додаде препрека со еден или два отвори. Кога е активна барем една од овие опции, подолу стануваат активни лизгачите за широчина на отворот и оддалеченост на препреката. Ако е одбрана опцијата со два отвори, допополнително постои лизгач за дефинирање на растојанието помеѓу отворите. На дното од оваа низа алатки и контроли се наоѓа копчето со кое може да се додаде ѕид од кој ќе се одбијат звучните и водените бранови, односно огледало од кое ќе се одбие светлината. Со влечење може да се смени местото на ѕидот/огледалото, а ако се влече некое од крукчињата наивиците од ѕидот/огледалото, тогаш може да се смени аголот под кој е поставено. Прашања и задачи и препораки Добар дел од она што е вои симулацијата Звучни бранови, важи и овде. Обрнете им внимание на учениците дека за да настане интерференција треба да бидат задоволени некои услови и дека во случајот на оваа симулација некои работи се карикирани, како што се на пример звучниците или светилките. Во реалност е тешко да се набљудува интерференција на звучни бранови. За да настане интерференција на светлина, потребни се кохерентни извори, па не е лошо да се потсетат учениците на овој услов и на начините за добивање кохерентни извори на светлина. Во случај на звучни бранови, кога ќе се користи приказот со честички, поврзете ги карактеристиките на честичките (големина, забрзување, максимална брзина и триење) со реалноста. Со менување на овие величини, всушност се менуваат карактеристиките на средината, односно се 69

70 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје менува средината. Со соодветна комбинација на величините точно може да се види како густината на средината брановидно се пренесува низ просторот. Во ваков приказ разговарајте за тоа дали брановите се движат и дали честичките се движат од изворот кон периферијата. Потоа дајте им задача на учениците да го следат движењето на една честичка околу 5-10 s. Потоа нека следат друга и трета. Повторете ја сега дискусијата за движењето на честичките. 70

71 Оливер Зајков, Боце Митревски Ефект на стаклена градина Тема Животна средина Поими Апсорпција, топлотно зрачење (инфрацрвено зрачење), закон за зрачење, стаклечки гасови, CFC Во прозорчето се отвора делот од Сончевиот систем со Сонцето и Земјата. Има мало прозорче во кое бирате дали да слетате на земјата или едноставно да се материјализирате на нејзината површина. Оваа симулација е составена од два експерименти: 1. Ефект на стаклена градина 2. Стаклени слоеви 1. Ефект на стаклена градина Од десната страна, стандардно се наредени контролите и алатките. На самиот врз е легенда која покажува кои се сончевите фотони, емитирани од Сонцето, а кои се топлотните фотони амитирани од загреаните тела на Земјата. Веднаш под тој дел се наоѓа лизгачот со кој може да се контролира концентрацијата на стаклечките гасови. Под овој лизгач се наоѓа изборот на различни атмосфери: Приспособлива концентрација (атмосфера во која може да се менува концентрацијата на стаклечките гасови ), Ледена ера (како изгледала атмосферата во време на ледената ера), 1750 (како изгледала атмосферата во 1750 година) и Денеска (атмосферата во која денеска живееме). Соодветно на избраната атмосфера во полето Состав на гасови на стаклена градина се добива информација за концентрацијата на одделните гасови во атмосферата. За жал во македонската верзија тие бројки не се видливи. Концентрациите кои треба да се прикажат се следниве: Приспособлива концентрација Ледена ера 1750 Денеска H 2 O / / 70% 70% CO 2 / 200 ppm 280 ppm 370 ppm CH 4 / / 730 ppb 1843 ppb N 2 O / / 270 ppb 317 ppb 71

72 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Во полето Опции, може да се бира број на облаци (од 0 до 3), да се активира термометар (Топломер) кој може да мери во Фаренхајтипови степени или во Целзиусови степени. Конечно, со опцијата Приказ на фотони може да се намали бројот на прикажаните фотони, за сликата да не биде пренатрупана. 2. Стаклени слоеви Во овој експеримент од контролите и алатките на располагање е само контрола на бројот на стаклени слоеви, активирање на термометар кој мери само во Фаренхајтови степени и контрола на приказот на фотоните. 72

73 Оливер Зајков, Боце Митревски Современа физика 73

74 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Црно тело Тема Квантна природа на светлината Закони за топлинско зрачење Поими Апсолутно црно тело, спектар на топлинско зрачење, внатрешна енергија, емисиона и апсорпциона спектрална моќ, Стефан-Болцманов закон, Винов закон за поместување на спектралниот максимум. Во оваа симулација се содржани Стефан-Болцмановиот закон за зрачењето на апсолутно црно тело и Виновиот закон за поместување на спектралниот максимум. На екранот е прикажана зависноста на спектралната емисиона моќ од брановата должина за дадена температура на апсолутно црно тело. Видното поле на графикот може да го менуваме по апцисната и ординатната оска со копчињата плус и минус. Промената на температурата ја правиме со помош на лизгачот или внесуваме вредност во полето над лизгачот. За споредба на два графици, претходниот треба да го зачувате на екранот пред да је промените температурата за добивање на следниот график. Анализарајте и споредете ги графиците за телата: Сонце, Земја, светилка со вофлрамова жица и рерна, кои ги сметаме за апсолутно црни тела загреани на соодветна температура. 74

75 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Во кој интервал на бранови должини од електромагнетниот спектар припаѓаат инфрацрвеното, видливото и ултравиолетовото зрачење? Како се менува спектарот на зрачење на апсолуно црно тело со растење на температурата? Што се случува со максимумот на кривата? Скицирајте пет криви за пет различни температури. Вашето предвидување проверете го со помош на симулацијата. Од кривата за Сонцето, определете ја вредноста на брановата должина при која спектралната емисиона моќ има максимум. Анализирајте го графикот за светилката! Што можеш да кажеш за нејзината ефикасност. Што е причина за нејзино значително загревање? Замислете дека гледате два вжештени предмети од кои едниот е усфитен до портокалова нијанса, а другиот е усфитен до сина нијанса. Кој од нив е загреан на повисока температура? 75

76 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Фотоелектричен фект Тема Современа физика Квантна природа на светлината Поими Светлина, квант, фотон, електрон, фреквенција, бранова должина, кинетичка енергија, излезна работа, струен круг, струја, напон. Истражувајте ја појавата фотоелектричен ефект и законите поврзани со него. Од надолното мени Цел одберете метал врз кој ќе паѓа светлина (фотони). Со хоризонталните лизгачи подесете ги интензитетот (број на фотони) и брановата должина на светлината што паѓа врз металот (целта). Во менито Опции може да одберете наместо светлина да бидат прикажани фотоните. Во полето Графици одберете кои гафик да биде прикажан на екранот: - јачината на струјата во зависност од напонот на батеријата - јачината на струјата во зависност од интензитетот на светлината - кинетичката енергија на електроните во зависност од фреквенцијата на светлината 76

77 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Зошто енергијата на честичките е згодно да се изразува во единицата електронволт (ev )? Колкава е кинетичката енергија (изразена во ev ) на електрон кој се движи со брзина 31 v = 2000 m/s? Масата на електронот е = 9,1 10 kg. m e Од што зависи бројот на избиените фотоелектрони во единица време од површината на металот (катодата)? Дали тој се менува со промена на интензитетот и фреквенцијата на светлината? Како зависи максималната кинетичка енергија на фотоелектроните од интензитетот на светлината? Објаснете! Определете ја црвената граница на фотоефектот ( ) max λ за натриум, цинк и калциум. Направете мерења и пресметка за да одредите кој е непознатиот метал во последниот ред од надолното мени Цел. 77

78 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Радерфордово расејување Тема Современа физика Физика на атомот Поими Атом, атомско јадро, протон, неутрон, нуклеон, електрон, алфа честичка, расејување, полнеж, атомски (реден) број, атомска маса, привлечни и одбивни сили, модел на атомот. Направете виртуелен експеримент сличен на експериментот што за прв пат го направил Радерфорд со соработниците во 1911 година. Симулацијата ја отсликува реалната претстава за тоа што се добива со расејување на алфа честички на тенок лист од некој хемиски елемент, пример злато. Одберете атом на хемиски елемент со соодветен број протони и неутрони во атомското јадро, како мета на која наидуваат алфа честички. Енергијата на алфа честичките може да се менува. Вклучете ја можноста Покажи траги и набљудувајте го движењето и патеките на алфа честичките кои се расејуваат при доближување до атомското јадро. Истрелајте ги алфа честичите од топот со притискање на копчето нула 0. Потсетете се на Томсоновиот модел на атомот предложен од англискиот физичар Вилијам Томсон (Лорд Келвин) во 1898 година. Како прв модел на атомот, тој не се базирал на експериментални факти. Ваквиот модел на атомот, кој не ја отсликува реалната градба на атомот бил отфрлен веднаш по сумирање на резултатите од Радерордовиот експеримент. Во полето Томсонов модел погледнете што ќе се случи со расејувањето на алфа честичките доколку тие паѓаат на замислен атом граден според моделот на Томсон. 78

79 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Што претставуваат алфа честичките? Колкава е нивната маса споредена со масата на електронот? Објаснете ја градбата на атомот според моделот на Томсон. Во експериментот на Радерфорд, која сила најмногу влијае на отклонувањето на алфа честичките? Што е параметар на судир? Сумирајте ги резултатите од експериментот на Радерфорд. Објаснете ја градбата на атомот според Радерфордовиот модел. Препораки Корелација со наставата по хемија. 79

80 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Водороден атом Тема Современа физика Физика на атомот Поими Атом, водород, модел на атомот, градба на атомот, Радерфордов (планетарен) модел на атомот, Томсонов модел, Боров модел, Борови постулати, Де Бролиева бранова должина, квантномеханички модел на атомот, квантни броеви. Каква е всушност градбата и структурата (распоредот на честичките) на атомот? Дали ние го знаеме точниот одговор, апсолутната вистина? Физичарите повеќе од 100 години се обидуваат да одговорат на ова прашање. Одговорот на прашањето се менувал со тек на време, бил подобар, поточен, но се уште не сме сигурни во вистинскиот одговор на поставеното прашање. За еволуцијата на одговорот на ова прашање и понудените модели за градбата на атомот на водородот од Томсон, преку Радерфорд, Бор, Зомерфелд, Де Броли, Хајзенберг и Шредингер, виртуелна претстава ни дава оваа симулација. Главниот квантен број n е воведен со Вториот Боров постулат. Луј де Броли на честичките им препишува и бранова природа, бранов модел на атомот. Брановата должина на секоја честичка во движење е дадена со равенката h λ = Де Бролиева бранова должина mv Обидите Боровата теорија да се примени и на посложените атоми го отвора патот кон квантномеханичкиот модел на атомот. Во квантната механика, движењето на електронот во јадрото се опишува со бранова функција. Оваа функција се добива како решение на Шредингеровата равенка равенка на движење во квантна механика (слично на равенката на движење во класична механика, равенката за Вториот Њутнов закон). Брановата функција е определена со три квантни броја: - главен квантен број, n - орбитален квантен број, l - магнетен квантен број, m Одберете монохроматска или бела светлина и анализирајте го заемнодејството со атомот за секој модел одделно. Спектрометарот ги регистрира емитираните фотони со соодветната бранова должина. 80

81 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Земајќи ја во предвид претпоставката на Де Броли, кои се можните кружни орбити на електронот околу јадрото? Што претставуваат обоените (засенчани) облаци околу јадрото кај квантномеханичкиот модел на атомот? Препораки Корелација со наставата по хемија. 81

82 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Ласери Тема Современа физика Физика на атомот Поими Атом, фотон, емисија, апсорпција, рефлексија, енергетско ниво, активна средина, оптички резонатор, спонтана и стимулирана емисија, средно време на живот, ласерска светлина, кохерентност, поларизација. Ласерите и ласерската светлина се наше секојдневие. Симулацијата ќе ви помогне да ги разберете основните поими поврзани со стимулирана емисија на зрачење, што е неопходно за тоа, начинот на кој се остварува стимулирана емисија на зрачење, конструкцијата и принципот на работа на ласерите. Во полето Еден атом (апсорпција и емисија) истражувајте со еден атом од активната средина, неговите енергетски нивоа, системот за побудување, средното време на живот на атомот во возбудена состојба и сл. Во полето Множество атоми (ласирање) конструирајте ласер и истражувајте за стимулирана емисија на зрачење и принципот на работа на ласер. Одберете активна средина со едно или две возбудени енергетски нивоа на атомите. Со помош на глувчето, менувајте ја енергијата на возбуденото ниво. За да имаме стимулирана емисија, оваа енергија треба да биде еднаква со енергијата на упадните фотони. Во Контрола на лампа менувајте го интензитетот на упадното зрачење (бројот фотони емитирани во единица време) и нивната енергија. Со лизгачите поставени десно од енергетските нивоа може да се менува средното време на живот на атомите на возбуденото ниво. Поставете огледални површини на краевите од активната средина со вклучување на копчето Овозможи огледала. Пропустливоста (коефициент на рефлексија) на огледалото од десната страна може да се менува. Прозорецот во долниот дел од екранот ја прикажува внатрешната и излезната моќност на ласерот. Кога внатрешната моќност на ласерот ќе ја достигне црвената зона (опасност), намалете го коефициентот на рефлексија на огледалото за да овозможите ласерската свелина да ја напушти активната средина Во менито Опции може да правите дополнителни прилагодувања на некои параметри, како: веројатност за судир, дијаметар на фотоните, брзина на приказ, временско доцнење и сл. 82

83 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Кој ред на величина е средното време на живот на атомите во возбудена состојба? Како се постигнува инверзна населеност на атомите на активната средина? Објаснете го начинот на стимулирана емисија на зрачење. Кои се карактеристиките на ласерското зрачење? Наброите најмалку пет примери за примена на ласерското зрачење. 83

84 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Нуклеарна физика Тема Современа физика Физика на атомското јадро Поими Протон, неутрон, атом, алфа честички, атомска маса, период на полураспаѓање, радиоактивност, алфа радиоактивно распаѓање, фисија, енергија на честичка, енергија на сврзување на јадрото, нуклеарни реакции, верижни реакции, нуклеарен реактор. Содржини од нуклеарна физика ќе најдете во оваа симулација*. Во неа, во гоениот дел на екранот, може да одберете една од четирите области: 1. Алфа радијација 2. Фисија: едно јадро 3. Верижна реакција 4. Нуклеарен реактор 211 Даден е пример за алфа радиоактивно распаѓање на јадро на полониум ( Po ), фисија на едно 235 јадро на ураниум ( U ), верижна нуклеарна реакција и нуклеарен реактор кој како гориво 235 користи U. Истражувајте и научете повеќе за содржините од нуклеарна физика опфатени во оваа симулација. * Поновата верзија на оваа симулација од PhET ( е поделена на две посебни симулации Алфа распаѓање и Нуклеарна фисија. 84

85 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Како се одвива процесот на алфа распаѓање? Како се менуваат редниот и масениот број на јадрото што се распаѓа? 235 U Зошто во нуклеарните реактори за фисија на јадрата на како проектили се користат бавни, а не брзи неутрони? Што регулираме со помош на контролните прачки кај нуклеарниот реактор? 85

86 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Електронска дифракција Тема Современа физика Поими Електрон, неутрон, кристална решетка, интерференција, дифракција, Де Бролиеви бранови, Де Бролиева бранова должина, дифракциона слика, интерферентна слика. Луј де Броли во 1924 година поставил хипотеза дека, покрај светлината и честичките имаат двојна природа, корпускуларно бранова природа. Тој извел и равенка за брановата должина на бранот што ја придружува честичката. Брановата должина на тие Де Бролиеви бранови, или бранови на материјата се пресметува според равенката h λ =. mv Само три години подоцна, односно во 1927 година физичарите Девисон и Џермер успеале да ја потврдат хипотезата на Де Броли. Тие направиле експеримент преку кој за прв пат оствариле дифракција на електрони, а знаеме дека дифракцијата како појава е својствена само за брановите. Во оваа симулација, набљудувајте ја интерферентната слика создадена од повеќе бранови добиени со дифракција на електронски сноп насочен кон кристална решетка. Радиусот на атомот и растојанието меѓу атомските јадра може да се менува со соодветните лизгачи. За да набљудувате подобра интерферентна слика поставете повисока резолуција преку менито Опции. Со означување на копчето Нацрт се отвора нов прозорец во кој е прикажан интензитетот на дифрактираниот млаз електрони во зависност од аголот. За истражување на дифракцијата на електрони користете ги алатките линијар и агломер. 86

87 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Од кои величини зависи брановата должина на Де Бролиевите бранови ако електроните се забрзуваат со помош на електрично поле? Со дифракција на неутрони може да се мери меѓуатомското растојание во кристалите. Објаснете како! 87

88 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Магнетна резонанција Тема Современа физика Физика на атомското јадро Поими Атом, протон, спин, радио бранови, магнет, магнетно поле, градиент, апсорпција, емисија, резонанција, засилување на сигнал, дигитализација на сигнал. Ова е симулација која на едноставен начин ја објаснува појавата нуклеарна магнетна резонанција. Што е нуклеарна магнетна резонанција, НМР, (Nuclear Magnetic Resonance, NMR) или магнетно резонантно скенирање, МРИ (Magnetic Resonance Imaging, MRI)? Сите јадра што содржат непарен број нуклеони имаат сопствен магнетен момент и момент на импулсот, или со други зборови тоа се атоми со неспарени спинови. Ориентацијата на спинот на дадена честичка може да биде само во две насоки (пример, север и југ). Било утврдено дека некои такви атоми (со непарен број нуклеони) поставени во силно магнетно поле, можат да апсорбираат енергија на радиобранови и да се возбудуваат, а кога се враќаат во основната состојба да емитираат енергија со иста фреквенција како фреквенцијата на апсорбираното зрачење. Особено погодни за медицински истражувања се покажале атомите H, C, Na и 31 1 P, а од нив поради бројноста, специфичноста и осетливоста, како најпогоден е H. Имено, најзастапен молекул во човековиот организам е молекулот на вода, а тој во својот состав содржи 1 еден атом на водород H. Така, наједноставно НМР се објаснува прку значењето на самите зборови: - нуклеарна, промените се случуваат во атомското адро - магнетна, се користи надворешно магнетно поле - резонанција, настанува резонанција, односно размена на енергија при иста фреквенција. За остварување на НМР е потребно силно надворешно магнетно поле, извор на радиобранови, приемник на слабите сигнали и дополнителна опрема за засилување, дигитализација, обработка на сигналите и уред за прикажување на сликата. Во полето Поедноставен НМР одберете атом на примерокот за испитување, нагодете ја моќноста и фреквенцијата на изворот на радиобранови, со лизгачот или во полето внесете вредност за јачината на надворешното магнетно поле и набљудувајте и истражувајте. Во полето Поедноставен МРИ направете слични нагодувања и научете како со помош на МРИ техниката се откриваат недостатоци, болести и други малформации во организмот. 88

89 Оливер Зајков, Боце Митревски Прашања и задачи Кој ред на величина е магнетното поле на Земјата? На кој начин може да се создаде надворешно магнетно поле со јачина од неколку тесли (пример, до 3 T, како во симулацијата). Која е предноста на НМР во однос на компјутерската томографија и ренген дијагностиката? Зошто е потребен посебен третман или пак се избегнува правење на НМР, т.е. МРИ на лица со клаустрофобија, лица со вграден pacemaker, метални протези и слично? Препораки Корелација со наставата по биологија. 89

90 Обработка: ПРИРОДНО-МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ, Скопје Полуспроводници Тема Електрична струја Поими Полуспроводник, електрон, шуплина, кристална решетка, примеси, енергетско ниво, PN контакт, волт-амперска карактеристика. Потсетете се кои елементи од периодниот систем се полуспроводници и кое се нивните својства во однос на спроводливоста на електрична струја. Како може да се зголеми нивната спроводливост? Како создаваме P тип полуспроводник, а како N тип полуспроводник? Што се случува кога PN - контакт ќе се приклучи на постојан напон? Одговорете на овие прашања и вклучете ја симулацијата за да видите што се случува со полуспроводникот кога во него ќе се внесат примеси и каква е распределбата на носителите на струја по енергетски нивоа. Создадете диода, приклучете ја со батеријата и истражувајте! Прашања и задачи Кои хемиски елементи од периодниот систем влегуваат во групата на полуспроводници? Скицирајте ја волт-амперската карактеристика за диода. Објаснете ја промената на струјата со промена на напонот на батеријата. Кои се предностите на полуспроводничките уреди во однос на вакуумските? Дискутирајте за примената на полуспроводничка диода и транзистор. 90