В края на XIX и началото на XX век направихме наблюдения, които промениха изцяло начина, по който гледаме на природата. Тези наблюдения сигнализираха за границите на Нютоновата физика и доведоха до теоретичен напредък, който доведе до теорията на относителността и квантовата механика.
Възпроизвеждането на тези наблюдения в лабораторията обаче не винаги е лесно. Тези съвременни физични експерименти обикновено изискват сложни и скъпи уреди, които за голяма част от училищата са много трудни за набавяне. Дори и да се сдобием с необходимото оборудване, огромното внимание, с което трябва да се борави с тези уреди, и постоянната нужда от поддръжка се превръщат в също толкова голямо бреме.
С VRLab Academy можете да провеждате съвременни физични експерименти, без да влагате много средства за физическа инсталация. Затова нека разгледаме 3 интригуващи експеримента по съвременна физика, които можете да правите с VRLab.
Експеримент с електронна тръба на Томсън
При експеримента с електронната тръба на Томсън електроните, ускорени от електронна пушка, се движат в магнитно поле, създадено от намотките на Хелмхолц.
През 1897 г. британският физик Дж. Джей Томсън открива електрона - отрицателно заредена фундаментална частица - по време на експериментите си с катодно-лъчеви тръби.
В тази експериментална постановка електроните се ускоряват с помощта на електронна пушка, след което попадат в магнитно поле, създадено от намотките на Хелмхолц. Можете да играете с напрежението на електронния пистолет, за да ускорявате/забавяте електроните, и с тока на бобините, за да увеличавате/намалявате силата на магнитното поле.
Играйте с различни стойности на ускоряващото напрежение и тока на бобината и наблюдавайте как се изкривява траекторията на електроните. Можете да откриете съотношението заряд/маса на електрона, като измерите радиуса на кривата.
Експеримент с капка масло на Миликан
При експеримента с маслена капка на Миликан можете да намерите електрическата сила, която уравновесява теглото на заредена маслена капка.
През 1909 г. американският физик Р. А. Миликан провежда известния си експеримент с капка масло, за да измери заряда на електрона - елементарния заряд.
При този експеримент електрически заредени капки масло, идващи от пулверизатор, попадат в електрическото поле между две плочи на кондензатор. Можем да променяме напрежението върху плочите, докато електрическата сила уравновеси теглото на капката, което ни позволява да изчислим съотношението между заряда и масата на капката. Радиусът, а оттам и масата на маслената капка може да се изчисли и чрез крайната ѝ скорост. От тях се получава зарядът на маслената капка.
Разпръснете капките масло и ги накарайте да се носят във въздуха, като регулирате напрежението на кондензатора. Намерете заряда на различните маслени капки и вижте, че той е квантов. Открийте стойността на елементарния заряд.
Електронна дифракция
При експеримента с дифракция на електрони можете да наблюдавате дифракцията на електронните вълни.
През 1924 г. Луи дьо Бройл предсказва, че материята се държи като вълна. Три години по-късно това е потвърдено с наблюдението на електронната дифракция. Днес електронната дифракция е често използван метод.
В този експеримент можете да накарате електронните лъчи да въздействат върху графитен кристал. Лъчите, които се отразяват от различните слоеве на кристала, ще образуват дифракционна картина на екрана, където ще предизвикат светлинен ефект.
Играйте с напрежението и измервайте радиусите на дифракционните пръстени. Можете да изчислите разстоянията между решетките на графита.
Разгледайте всички експерименти в VRLab Academy и увеличете възможностите си за преподаване с нас.