Přístroje pro měření kvality životního prostředí. Slovník měřicích přístrojů Profese, které studují atmosféru

Zařízení, jejichž hlavním účelem je měřit dávkový příkon záření (alfa, beta a gama s přihlédnutím k rentgenovému záření) a tím kontrolovat radioaktivitu podezřelých předmětů.
Dozimetrické přístroje se používají ke zjišťování úrovně radiace v oblasti, míry kontaminace oděvů, lidské kůže, potravin, vody, krmiva, přepravy a dalších různých předmětů a předmětů, jakož i k měření radiačních dávek osob při kontaminaci. objekty a prostory radioaktivní látky.

Používají se pro chemickou analýzu ovzduší, která poskytuje informace o kvalitativním a kvantitativním složení znečišťujících látek a umožňuje předpovědět míru znečištění. Mezi hlavní vnitřní znečišťující látky patří interiérové ​​předměty, nábytek, podlahové a stropní krytiny, stavební a dokončovací materiály. Chemický rozbor vzduchu odhalí ukazatele jako prach, oxid siřičitý, oxid dusičitý, oxid uhelnatý, fenol, čpavek, chlorovodík, formaldehyd, benzen, toluen atd.

Zařízení pro měření indexu vodíku (ukazatel pH). Studují aktivitu vodíkových iontů v roztocích, vodě, potravinářských produktech a surovinách, objektech životního prostředí a výrobních systémech, včetně agresivních prostředí.

Slouží k posouzení kvality pitné vody. Ukažte množství anorganických nečistot suspendovaných ve vodě, především solí různých kovů. V běžném životě se používají ke zjišťování kvality vody z vodovodu, balené vody a také ke sledování účinnosti filtrů na čištění vody.

Přenosné přístroje určené k měření přesných hladin zvuku. Hluk se nazývá látka znečišťující životní prostředí. Je stejně škodlivý jako tabákový kouř, výfukové plyny nebo radiační aktivita. Hluk může mít pouze čtyři typy zdrojů. Proto se obvykle dělí na: mechanický, hydromechanický, aerodynamický a elektromagnetický. Moderní zařízení jsou schopna určit hladinu hluku jakýchkoli mechanismů: země, vody a dokonce i elektrických přenosových vedení. Přístroj vám umožní objektivně změřit úroveň hlasitosti zvuku.

Přenosné přístroje určené k měření přesné úrovně osvětlení vytvářeného různými světelnými zdroji. Rozsah luxmetrů je široký, což se vysvětluje především jejich vysokou spektrální citlivostí, která se blíží citlivosti lidského oka. Je třeba si uvědomit, že některé světelné zdroje, halogenové, zářivkové a dokonce i LED žárovky, po určité době provozu ztrácejí značné množství světelného toku a celkové osvětlení v místnosti se může zhoršit. To nejen sníží zrakovou ostrost člověka, ale ovlivní také jeho únavu. Osvětlení by mělo být neustále sledováno.

Přístroje určené pro rychlé stanovení množství dusičnanů v zelenině, ovoci, mase a dalších potravinářských výrobcích. Není to tak dávno, co k provedení takového výzkumu byla zapotřebí celá laboratoř, ale nyní to lze provést pomocí jednoho kompaktního zařízení.
Přenosné měřiče dusičnanů si získaly širokou oblibu díky své kompaktnosti, nízké ceně a snadnému ovládání. Dusičnany jsou přítomny v mnoha hnojivech, která se aktivně používají v zemědělství ke zvýšení výnosů plodin. Z tohoto důvodu se dusičnany často nacházejí ve významných koncentracích v zelenině a ovoci. Když se dusičnany dostanou do lidského těla s potravou ve velkém množství, mohou způsobit otravu dusičnany, různé poruchy a chronická onemocnění.
Indikátor dusičnanů vám pomůže včas rozpoznat nebezpečné produkty a ochránit se před otravou dusičnany.

Tisk

Víme, že vodiče vedoucí proudy na sebe působí určitou silou (§ 37). To se vysvětluje skutečností, že každý vodič s proudem je ovlivněn magnetickým polem proudu druhého vodiče.

Vůbec magnetické pole působí určitou silou na jakýkoli vodič s proudem umístěný v tomto poli.

Obrázek 117, a ukazuje vodič AB zavěšený na ohebných drátech, které jsou připojeny ke zdroji proudu. Vodič AB je umístěn mezi póly magnetu ve tvaru oblouku, tedy je v magnetickém poli. Když je elektrický obvod uzavřen, vodič se začne pohybovat (obr. 117, b).

Rýže. 117. Vliv magnetického pole na vodič s proudem

Směr pohybu vodiče závisí na směru proudu v něm a na umístění pólů magnetu. V tomto případě je proud směrován z A do B a vodič se odchyluje doleva. Když se směr proudu obrátí, vodič se posune doprava. Stejně tak vodič změní směr pohybu při změně umístění pólů magnetu.

Praktický význam má rotace vodiče s proudem v magnetickém poli.

Obrázek 118 ukazuje zařízení, které lze použít k předvedení takového pohybu. V tomto zařízení je na svislé ose namontován lehký obdélníkový rám ABCD. Na rámu je položeno vinutí skládající se z několika desítek závitů drátu potaženého izolací. Konce vinutí jsou spojeny s kovovými půlkroužky 2: jeden konec vinutí je spojen s jedním půlkroužkem, druhý s druhým.

Rýže. 118. Rotace rámu proudem v magnetickém poli

Každý půlkroužek je přitlačen na kovovou desku - kartáč 1. Kartáče slouží k přívodu proudu ze zdroje do rámu. Jeden kartáč je vždy připojen ke kladnému pólu zdroje a druhý k zápornému pólu.

Víme, že proud v obvodu směřuje z kladného pólu zdroje na záporný, proto má v částech rámu AB a DC opačný směr, takže se tyto části vodiče budou pohybovat opačnými směry a rám se bude otáčet. Když se rám otočí, půlkroužky připevněné na jeho koncích se s ním budou otáčet a každý bude tlačit na druhý kartáč, takže proud v rámu změní směr na opačný. To je nezbytné, aby se rám nadále otáčel stejným směrem.

V zařízení se využívá rotace cívky proudem v magnetickém poli elektrický motor.

U technických elektromotorů se vinutí skládá z velkého počtu závitů drátu. Tyto závity jsou umístěny v drážkách (štěrbinách) vytvořených podél bočního povrchu železného válce. Tento válec je potřebný pro zesílení magnetického pole. Obrázek 119 ukazuje schéma takového zařízení, tzv kotva motoru. Ve schématu (je znázorněno v kolmém řezu) jsou závity drátu znázorněny v kruzích.

Rýže. 119. Schéma kotvy motoru

Magnetické pole, ve kterém se kotva takového motoru otáčí, je vytvářeno silným elektromagnetem. Elektromagnet je napájen proudem ze stejného zdroje proudu jako vinutí kotvy. Hřídel motoru, probíhající podél centrální osy železného válce, je spojena se zařízením, které je poháněno motorem k otáčení.

Obzvláště široké uplatnění našly stejnosměrné motory v dopravě (elektrické lokomotivy, tramvaje, trolejbusy).

Existují speciální nejiskřící elektromotory, které se používají v čerpadlech pro čerpání ropy z vrtů.

V průmyslu se používají střídavé motory (ty budete studovat na střední škole).

Elektromotory mají řadu výhod. Při stejném výkonu jsou menší než tepelné motory. Během provozu nevypouštějí plyny, kouř ani páru, což znamená, že neznečišťují vzduch. Nepotřebují zásobu paliva a vody. Elektromotory lze instalovat na vhodném místě: na stroji, pod podlahou tramvaje, na podvozku elektrické lokomotivy. Je možné vyrobit elektromotor libovolného výkonu: od pár wattů (v holicích strojcích) až po stovky a tisíce kilowattů (v bagrech, válcovnách, lodích).

Účinnost výkonných elektromotorů dosahuje 98 %. Žádný jiný motor nemá tak vysokou účinnost.

Jacobi Boris Semjonovič (1801-1874)
ruský fyzik. Proslavil se objevem galvanického pokovování.Sestrojil první elektromotor a telegrafní stroj, který tiskl písmena.

Jeden z prvních elektrických motorů na světě vhodných pro praktické použití vynalezl ruský vědec Boris Semenovič Jacobi v roce 1834.

Otázky

1. Jak ukázat, že magnetické pole působí na vodič s proudem umístěný v tomto poli?
2. Pomocí obrázku 117 vysvětlete, co určuje směr pohybu vodiče, kterým prochází proud v magnetickém poli.
3. Jaké zařízení lze použít k otáčení vodiče s proudem v magnetickém poli? Jaké zařízení v rámu se používá ke změně směru proudu každou půl otáčku?
4. Popište konstrukci technického elektromotoru.
5. Kde se používají elektromotory? Jaké jsou jejich výhody oproti tepelným?
6. Kdo a kdy vynalezl první elektromotor vhodný pro praktické použití?

Cvičení

Pro vlny v rozsahu metrů a decimetrů je ionosféra průhledná. Komunikace na těchto vlnách probíhá pouze na viditelnou vzdálenost. Z tohoto důvodu jsou vysílací televizní antény umístěny na vysokých televizních věžích a pro televizní vysílání na velké vzdálenosti je nutné vybudovat reléové stanice, příjem a následné vysílání signálu.

A přesto se v současnosti pro dálkovou radiokomunikaci používají právě vlny o délce menší než metr. Na pomoc přicházejí umělé družice Země. Družice používané pro radiokomunikaci jsou umístěny na geostacionární oběžnou dráhu, jejíž doba rotace se shoduje s dobou rotace Země kolem její osy (asi 24 hodin). V důsledku toho se satelit otáčí se Zemí a vznáší se tak nad určitým bodem na Zemi nacházejícím se na rovníku. Poloměr geostacionární dráhy je asi 40 000 km. Takový satelit přijímá signál ze Země a poté jej přenáší zpět. Satelitní televize se již stala zcela běžnou, v každém městě můžete vidět „nádobí“ - antény pro příjem satelitního signálu. Kromě televizních signálů se však přes satelity přenáší i řada dalších signálů, zejména internetových, a komunikace probíhá s loděmi umístěnými v mořích a oceánech. Toto spojení se ukazuje jako spolehlivější než krátkovlnná komunikace. Vlastnosti šíření rádiových vln jsou znázorněny na obr. 3.

Všechny rádiové vlny jsou rozděleny do několika rozsahů v závislosti na jejich délce. Názvy pásem, vlastnosti šíření rádiových vln a charakteristické oblasti použití vln jsou uvedeny v tabulce.

Pásma rádiových vln
Rozsah vln	Vlnové délky	Vlastnosti šíření	Používání
		Ohýbají se kolem povrchu Země a překážek (hory, budovy)	Vysílání
		Vysílání, radiokomunikace
Krátký		Přímé šíření, odražené od ionosféry.
Ultra krátké	1 – 10 m (metr)	Přímé šíření, procházející ionosférou.	Rozhlasové vysílání, televizní vysílání, radiokomunikace, radar.
1 – 10 dm (decimetr)
1–10 cm (centimetr)
1–10 mm (mm)

Ke vzniku rádiových vln dochází v důsledku pohybu nabitých částic se zrychlením. Kmitavým pohybem nabitých částic s touto frekvencí vzniká vlna o dané frekvenci. Když jsou volné nabité částice vystaveny rádiovým vlnám, objeví se střídavý proud o stejné frekvenci, jako je frekvence vlny. Tento proud může být detekován přijímacím zařízením. Rádiové vlny různého dosahu se v blízkosti zemského povrchu šíří různě.

1. · Jaká frekvence odpovídá nejkratším a nejdelším rádiovým vlnám?

2. * Vyslovte hypotézu o tom, co může určit limit délek rádiových vln odražených ionosférou.

3. · Jaké rozsahy vln přicházejících k nám z vesmíru můžeme přijímat pozemními přijímači?

§26. Použití rádiových vln.

(lekce-přednáška).

Tady je rádio, ale není tam žádné štěstí.

I. Ilf, E. Petrov

Jak lze přenášet informace pomocí rádiových vln? Co je základem pro přenos informací pomocí umělých družic Země? Jaké jsou principy radaru a jaké možnosti radar poskytuje?

Rádiová komunikace. Radar. Vlnová modulace.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Alexander Stepanovič Popov (1859 - 1906) - slavný ruský fyzik, vynálezce rádia. Provedl první experimenty v praktickém využití rádiových vln. V roce 1986 předvedl první radiotelegraf.

Vylepšené konstrukce rádiových vysílačů a rádiových přijímačů vyvinul Ital Marconi, kterému se v roce 1921 podařilo navázat pravidelné spojení mezi Evropou a Amerikou.

Principy vlnové modulace.

Hlavním úkolem přiřazeným rádiovým vlnám je přenos některých informací na dálku. Monochromatická rádiová vlna určité délky je sinusový kmit elektromagnetického pole a nenese žádnou informaci. Aby taková vlna mohla nést informaci, musí být nějakým způsobem změněna nebo, vědecky řečeno, modulovat(z lat. modulatio - dimenze, dimenze). Nejjednodušší modulace rádiových vln používané v prvních radiotelegrafech, pro které se používala Morseova abeceda. Pomocí klíče byly rádiové vysílače zapnuty na delší nebo kratší dobu. Dlouhé mezery odpovídaly znaku „pomlčka“ a krátké mezery odpovídaly znaku „tečka“. Každé písmeno abecedy bylo spojeno s určitou sadou teček a čárek, které přicházely s určitým intervalem. Na Obr. Obrázek 1 ukazuje graf oscilací vlny přenášející signál „čárka-tečka-tečka-čárka“. (Všimněte si, že v reálném signálu se do jedné tečky nebo čárky vejde výrazně větší počet kmitů).

Přirozeně bylo nemožné přenášet hlas nebo hudbu takovým signálem, takže později začali používat jinou modulaci. Jak víte, zvuk je tlaková vlna. Například čistý zvuk odpovídající notě A první oktávy odpovídá vlně, jejíž tlak se mění podle sinusového zákona s frekvencí 440 Hz. Pomocí zařízení - mikrofonu (z řeckého micros - malý, telefon - zvuk) lze převést kolísání tlaku na elektrický signál, což je změna napětí se stejnou frekvencí. Tyto oscilace mohou být superponovány na oscilaci rádiové vlny. Jedna z těchto modulačních metod je znázorněna na Obr. 2. Elektrické signály odpovídající řeči, hudbě a také obrazu mají složitější podobu, ale podstata modulace zůstává nezměněna - amplitudová obálka rádiové vlny sleduje tvar informačního signálu.

Později byly vyvinuty různé další modulační metody, u kterých se mění nejen amplituda vlny, jako na obrázku 1 a 2, ale i frekvence, což umožnilo přenášet např. komplexní televizní signál nesoucí informaci o tzv. obraz.

V současné době je tendence vracet se k původním „tečkám“ a „čárkám“. Faktem je, že jakákoli zvuková a obrazová informace může být zakódována jako posloupnost čísel. Toto je přesně ten typ kódování, který se provádí v moderních počítačích. Například obrázek na obrazovce počítače se skládá z mnoha bodů, z nichž každý září jinou barvou. Každá barva je kódována specifickým číslem, a tak lze celý obrázek reprezentovat jako posloupnost čísel odpovídajících bodům na obrazovce. V počítači jsou všechna čísla uložena a zpracována v binární soustavě jednotek, to znamená, že se používají dvě číslice 0 a 1. Tato čísla jsou zjevně podobná tečkám a pomlčkám v Morseově abecedě. Signály kódované v digitálním formátu mají mnoho výhod – jsou méně náchylné ke zkreslení při rádiovém přenosu a jsou snadno zpracovány moderními elektronickými zařízeními. Proto moderní mobilní telefony, stejně jako přenos obrazu pomocí satelitů, využívají digitální formát.

Většina z vás si pravděpodobně naladila rádia nebo televize na nějaký program, někteří využili připojení k mobilnímu telefonu. Naše vysílání je naplněno širokou škálou rádiových signálů a jejich počet neustále roste. Není jim tam "těsno"? Existují vůbec nějaká omezení počtu současně provozovaných rozhlasových a televizních vysílačů?

Ukazuje se, že existují omezení počtu současně pracujících vysílačů. Faktem je, že když elektromagnetická vlna nese jakoukoli informaci, je modulována určitým signálem. Takto modulovanou vlnu již nelze spojovat s přesně definovanou frekvencí nebo délkou. Například pokud vlna A na obr. 2 má frekvenci w, ležící v dosahu rádiových vln a signálu b má frekvenci W, ležící v rozsahu zvukových vln (od 20 Hz do 20 kHz), pak modulovaná vlna PROTI ve skutečnosti představuje tři rádiové vlny s frekvencemi w-W, w A w+W. Čím více informací vlna obsahuje, tím větší frekvenční rozsah zabírá. Při přenosu zvuku stačí rozsah přibližně 16 kHz, televizní signál již zabírá rozsah přibližně 8 MHz, tedy 500x více. Proto je přenos televizního signálu možný pouze v rozsahu ultrakrátkých (metrových a decimetrových) vln.

Pokud se signálová pásma dvou vysílačů překrývají, pak vlny těchto vysílačů ruší. Rušení způsobuje rušení při příjmu vln. Aby se přenášené signály navzájem neovlivňovaly, tedy aby přenášené informace nebyly zkresleny, neměla by se pásma obsazená radiostanicemi překrývat. To omezuje počet rádiových vysílacích zařízení pracujících v každém pásmu.

Pomocí rádiových vln můžete přenášet různé informace (zvuk, obraz, počítačové informace), pro které je nutné vlny modulovat. Modulovaná vlna zabírá určité frekvenční pásmo. Aby se vlny různých vysílačů nerušily, musí se jejich frekvence lišit o hodnotu větší, než je frekvenční pásmo.

Principy radaru.

Další důležitou aplikací rádiových vln je radar, který je založen na schopnosti rádiových vln odrážet se od různých objektů. Radar umožňuje určit polohu objektu a jeho rychlost. Pro radar se používají vlny v rozsahu decimetrů a centimetrů. Důvod této volby je velmi jednoduchý: delší vlny se vlivem jevu difrakce ohýbají kolem objektů (letadla, lodě, auta), prakticky aniž by se od nich odrážely. V principu lze radarové problémy řešit pomocí elektromagnetických vln ve viditelné oblasti spektra, tedy vizuálním pozorováním objektu. Viditelné záření je však zpožděno složkami atmosféry, jako jsou mraky, mlha, prach a kouř. Pro rádiové vlny jsou tyto objekty zcela průhledné, což umožňuje použití radaru za všech povětrnostních podmínek.

Chcete-li určit umístění, musíte určit směr k objektu a vzdálenost k němu. Problém určení vzdálenosti je vyřešen jednoduše. Rádiové vlny se šíří rychlostí světla, takže vlna dosáhne objektu a vrátí se zpět za čas rovný dvojnásobku vzdálenosti k objektu vydělené rychlostí světla. Vysílací zařízení vysílá rádiový impuls směrem k objektu a přijímací zařízení pomocí stejné antény tento impuls přijímá. Čas mezi vysíláním a příjmem rádiového pulsu se automaticky převádí na vzdálenost.

K určení směru k objektu se používají vysoce směrové antény. Takové antény tvoří vlnu ve formě úzkého paprsku, takže předmět do tohoto paprsku dopadá pouze v určitém místě antény (akce je podobná paprsku svítilny). Během radarového procesu se anténa „otáčí“ tak, aby vlnový paprsek skenoval velkou oblast prostoru. Slovo „rotuje“ je uvedeno v uvozovkách, protože u moderních antén nedochází k mechanickému otáčení, směr antény se mění elektronicky. Princip radaru je znázorněn na obr. 3.

Radar umožňuje nastavit vzdálenost k objektu, směr k objektu a rychlost objektu. Vzhledem ke schopnosti rádiových vln se volně šířit mraky a mlhou lze radarové techniky použít za všech povětrnostních podmínek.

1. ○ Jaká je délka rádiových vln používaných ke komunikaci?

2. ○ Jak „přimět“ rádiové vlny přenášet informace?

3. ○ Jak je omezen počet rozhlasových stanic ve vysílání?

4. · Za předpokladu, že přenosová frekvence musí být 10násobkem šířky frekvence obsazené signálem, vypočítejte minimální vlnovou délku pro přenos televizního signálu.

5. * Jak můžete určit rychlost objektu pomocí radaru?

§ 27.Principy fungování mobilní telefonie.

(dílenská lekce)

Kdyby Edison vedl takové rozhovory, svět by nikdy neviděl gramofon nebo telefon.

I. Ilf, E. Petrov

Jak funguje mobilní telefonování? Jaké prvky obsahuje mobilní telefon a jaký je jejich funkční účel? Jaké jsou vyhlídky rozvoje mobilní telefonie?

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

životní styl.

1. Při používání mobilního telefonu dochází k neustálému vyzařování rádiových vln v bezprostřední blízkosti mozku. V současné době vědci nedosáhli konsensu o míře vlivu takového záření na tělo. Na mobilním telefonu byste však neměli vést přehnaně dlouhé hovory!

2. Signály mobilních telefonů mohou rušit různá elektronická zařízení, jako jsou navigační zařízení. Některé letecké společnosti zakazují používání mobilních telefonů během letů nebo v určitých časech letu (vzlet, přistání). Pokud takové zákazy existují, dodržujte je, je to ve vašem zájmu!

3. Některé prvky mobilního zařízení, jako je displej z tekutých krystalů, se mohou poškodit, když jsou vystaveny jasnému slunečnímu záření nebo vysokým teplotám. Ostatní součásti, jako jsou elektronické obvody, které převádějí signály, se mohou při vystavení vlhkosti zhoršit. Chraňte svůj mobilní telefon před takovými škodlivými vlivy!

Odpověď na úkol 1.

Ve srovnání s konvenční telefonní komunikací nevyžaduje mobilní telefonní komunikace od účastníka připojení k drátu nataženému k telefonní ústředně (odtud název - mobil).

V porovnání s rádiovou komunikací:

1. Mobilní telefonie vám umožňuje kontaktovat jakéhokoli účastníka, který má mobilní telefon nebo je připojen ke kabelové telefonní ústředně téměř v jakékoli oblasti světa.

2. Vysílač v mobilním telefonu by neměl mít vysoký výkon, a proto může mít malé rozměry a hmotnost.
Odpověď na úkol 2. Pro mobilní komunikaci by se měly používat ultrakrátké vlny.
Odpověď na úkol 3.

Odpověď na úkol 4. Součástí telefonní ústředny musí být zařízení, která přijímají, zesilují a vysílají elektromagnetické vlny. Vzhledem k tomu, že používané rádiové vlny se pohybují na vzdálenosti viditelnosti, je nutné mít síť přenosových stanic. Pro komunikaci s ostatními telefonními ústřednami umístěnými ve vzdálených regionech je nutné mít připojení do meziměstské a mezinárodní sítě.

Odpověď na úkol 5. Zařízení musí obsahovat informační vstupní a výstupní zařízení, zařízení, které převádí informační signál na rádiové vlny a zpět rádiové vlny na informační signál.
Odpověď na úkol 6. Za prvé, při používání telefonu přenášíme a vnímáme zvukové informace. Zařízení nám však může poskytnout i vizuální informace. Příklady: telefonní číslo, na které nám volají, telefonní číslo našeho přítele, které jsme zadali do paměti našeho telefonu. Moderní zařízení jsou schopna přijímat obrazové informace, pro které je v nich zabudována videokamera. Konečně při přenosu informací využíváme i takový smysl, jako je hmat. Pro vytočení čísla stiskneme tlačítka, která obsahují čísla a písmena.
Odpověď na úkol 7. Zadání zvukových informací – mikrofon, výstup zvukových informací – telefon, vstup video informací – videokamera, výstup video informací – Zobrazit, stejně jako tlačítka pro zadávání informací ve formě písmen a číslic.
Odpověď na úkol 8.

(tečkovaný rámeček na obrázku znamená, že toto zařízení není nutně součástí mobilního telefonu).

§28. Geometrická optika a optické přístroje.

(lekce-přednáška).

Potom se mi, nešetřic námahu ani náklady, podařilo vyrobit nástroj tak dokonalý, že při pohledu skrz něj se předměty jevily téměř tisíckrát větší a více než třicetkrát bližší než ty, které jsou vidět přirozeně.

Galileo Galilei.

Jak se uvažuje o světelných jevech z hlediska geometrické optiky? Co jsou čočky? V jakých zařízeních se používají? Jak je dosaženo vizuálního zvětšení? Jaká zařízení umožňují dosáhnout vizuálního zvětšení? Geometrická optika. Ohnisková vzdálenost objektivu. Objektiv. CCD matrice. Projektor. Ubytování. Okulár.

Prvky geometrické optiky. Objektiv. Ohnisková vzdálenost objektivu. Oko jako optický systém. Optické přístroje . (Fyzika 7-9 tříd). Přírodní věda 10, § 16.

Geometrická optika a vlastnosti čoček.

Světlo, stejně jako rádiové vlny, je elektromagnetické vlnění. Vlnová délka viditelného záření je však několik desetin mikrometru. Vlnové jevy jako interference a difrakce se proto za normálních podmínek prakticky neobjevují. To vedlo zejména k tomu, že vlnová podstata světla nebyla dlouho známa a i Newton předpokládal, že světlo je proud částic. Předpokládalo se, že tyto částice se pohybují od jednoho objektu k druhému po přímce a toky těchto částic tvoří paprsky, které lze pozorovat průchodem světla malým otvorem. Tato recenze se nazývá geometrická optika, na rozdíl od vlnové optiky, kde se se světlem zachází jako s vlnou.

Geometrická optika umožnila doložit zákony odrazu a lomu světla na rozhraní různých průhledných látek. Díky tomu byly vysvětleny vlastnosti čoček, které jste studovali v kurzu fyziky. Právě s vynálezem čoček začalo praktické využití výdobytků optiky.

Připomeňme si, jak se konstruuje obraz v tenké spojné čočce (viz obr. 1).

Objekt je reprezentován jako soubor světelných bodů a jeho obraz je vytvářen bod po bodu. K vytvoření obrazu bodu A musíte použít dva paprsky. Jeden paprsek jde rovnoběžně s optickou osou a po lomu v čočce prochází ohniskem F'. Druhý paprsek prochází středem čočky, aniž by se lámal. Bod na průsečíku těchto dvou paprsků A' a bude obrazem bodu A. Zbytek šipky ukazuje končící na A jsou konstruovány podobným způsobem, výsledkem je šipka s koncem v bodě A'. Všimněte si, že paprsky mají vlastnost reverzibility, pokud je zdroj umístěn v bodě A“, pak bude jeho obraz v bodě A.

Vzdálenost od zdroje k objektivu d souvisí se vzdáleností od obrazu k čočce d¢ poměr: 1/ d + 1/d¢ = 1/F, Kde F – ohnisková vzdálenost, tedy vzdálenost od ohniska čočky k čočce. Obraz předmětu lze buď zmenšit nebo zvětšit. Koeficient zvýšení (snížení) lze snadno získat na základě Obr. 1 a podobnostní vlastnosti trojúhelníků: G = d¢ /d. Z posledních dvou vzorců můžeme odvodit následující vlastnost: obrázek se zmenší, jestliže d>2F(v tomto případě F< d¢ < 2F). Z reverzibility dráhy paprsku vyplývá, že obraz se zvětší, pokud F< d< 2F(v tomto případě d¢ > 2F). Všimněte si, že někdy je potřeba obraz výrazně zvětšit, pak je třeba objekt umístit ve vzdálenosti od objektivu o něco dále, než je ohnisko, obraz bude ve velké vzdálenosti od objektivu. Naopak, pokud potřebujete obraz výrazně zmenšit, pak je objekt umístěn ve velké vzdálenosti od objektivu a jeho obraz bude o něco dále než ohnisko od objektivu.

Objektivy v různých zařízeních.

Popsaná vlastnost čoček se využívá v různých zařízeních, kde se používají sběrné čočky jako čočky. Přísně vzato, jakákoli vysoce kvalitní čočka se skládá ze soustavy čoček, ale její působení je stejné jako u jedné spojky.

Zařízení, která zvětšují obrázky, se nazývají projektory. Projektory se používají například v kinech, kde se filmový obraz o velikosti několika centimetrů zvětší na plátno o velikosti několika metrů. Dalším typem projektoru jsou multimediální projektory. Signál přicházející z počítače, videorekordéru nebo záznamového zařízení na video disk v nich tvoří malý obraz, který se promítá přes čočku na velkou obrazovku.

Mnohem častěji je potřeba obrázek spíše zmenšit než zvětšit. K tomu slouží čočky ve fotoaparátech a videokamerách. Obraz o velikosti několika metrů, například obraz osoby, je zmenšen na velikost několika centimetrů nebo několika milimetrů. Přijímač, na který je obraz promítán, je fotografický film nebo speciální matrice polovodičových senzorů ( CCD matrice), převádějící video obraz na elektrický signál.

Redukce obrazu se používá při výrobě mikroobvodů používaných v elektronických zařízeních, zejména počítačích. Prvky mikroobvodů - polovodičová zařízení, spojovací vodiče atd. - mají rozměry několika mikrometrů a jejich počet na křemíkové destičce o rozměrech řádově centimetrů dosahuje několika milionů. Přirozeně je nemožné nakreslit tolik prvků tohoto měřítka bez jeho zmenšení pomocí čočky.

V dalekohledech se používají čočky, které snižují obraz. Objekty jako galaxie o rozměrech milionů světelných let se „vejdou“ na film nebo CCD matrici o rozměrech několika centimetrů.

Konkávní zrcadla se také používají jako čočky v dalekohledech. Vlastnosti konkávního zrcadla jsou v mnohém podobné vlastnostem spojky, pouze obraz nevzniká za zrcadlem, ale před zrcadlem (obr. 2). Je to jako odraz obrazu přijatého objektivem.

Naše oko obsahuje i čočku – čočku, která nám zmenšuje předměty, které vidíme, na velikost sítnice – pár milimetrů (obr. 3).

Aby byl obraz ostrý, speciální svaly mění ohniskovou vzdálenost čočky, zvětšují ji, když se objekt přibližuje, a zmenšují, když se vzdaluje. Schopnost měnit ohniskovou vzdálenost je tzv ubytování. Normální oko je schopno zaostřit obraz na předměty dále než 12 cm od oka. Pokud svaly nejsou schopny zmenšit ohniskovou vzdálenost čočky na požadovanou hodnotu, člověk nevidí blízké předměty, to znamená, že trpí dalekozrakostí. Situaci lze napravit umístěním sbíhavé čočky (brýlí) před oko, jejíž účinek je ekvivalentní zmenšení ohniskové vzdálenosti čočky. Opačná vada zraku, myopie, se koriguje pomocí divergenční čočky.

Zařízení, která poskytují vizuální zvětšení.

Pomocí oka můžeme pouze odhadovat úhlové rozměry předmětu (viz § 16 Přírodověda 10). Můžeme například zakrýt obrázek Měsíce špendlíkovou hlavičkou, to znamená, že úhlové rozměry Měsíce a špendlíkové hlavičky mohou být stejné. Vizuálního zvětšení lze dosáhnout buď přiblížením předmětu k oku, nebo jeho nějakým zvětšením ve stejné vzdálenosti od oka (obr. 4).

Když se snažíme podívat na nějaký malý předmět, přiblížíme ho k oku. Při velmi blízkém přiblížení si však náš objektiv se svou prací neporadí, ohnisková vzdálenost se nemůže zmenšit tak, abychom objekt viděli např. ze vzdálenosti 5 cm.Situaci lze korigovat stejně jako u dalekozrakost, umístěním sbíhavé čočky před oko. K tomuto účelu slouží čočka tzv Zvětšovací sklo. Vzdálenost, ze které je pro normální oko vhodné vidět malý předmět, se nazývá vzdálenost nejlepšího vidění. Obvykle se tato vzdálenost bere jako 25 cm Pokud vám lupa umožňuje zobrazit předmět např. ze vzdálenosti 5 cm, dosáhne se vizuálního zvětšení 25/5 = 5krát.

Jak získat vizuální zvětšení například Měsíce? Pomocí čočky je potřeba vytvořit zmenšený obraz Měsíce, ale blízko oka a následně tento obraz prozkoumat přes lupu, která je v tomto případě tzv. okulár. Přesně tak funguje Keplerova trubice (viz § 16 Přírodověda 10).

Vizuální zvětšení, například, rostlinné nebo živočišné buňky je dosaženo jiným způsobem. Čočka vytváří zvětšený obraz předmětu v blízkosti oka, který je pozorován okulárem. Přesně tak funguje mikroskop.

Čočky a čočkové systémy se používají v mnoha zařízeních. Čočky přístrojů umožňují získat zvětšené i zmenšené snímky objektu. Vizuálního zvětšení je dosaženo zvětšením úhlové velikosti objektu. K tomu použijte lupu nebo okulár v systému s čočkou.

1. · Na jaké vlastnosti paprsků je založeno působení čoček?

2. * Vysvětlete na základě způsobu konstrukce obrazu ve spojné čočce, proč by se při změně vzdálenosti mezi předmětem a okem měla změnit ohnisková vzdálenost čočky?

3. · V mikroskopu a Keplerově trubici se obraz objeví obráceně. Která čočka, objektiv nebo okulár převrací obraz?

§ 29. Princip činnosti brýlí.

(dílenská lekce).

Opičí oči ve stáří zeslábly,

Ale slyšela od lidí,

Že tohle zlo není tak velká ruka,

Jen si musíte pořídit brýle.

Co se děje při akomodaci oka? Jaký je rozdíl mezi normálním, krátkozrakým a dalekozrakým očima? Jak čočka koriguje vadu zraku?

Objektiv. Ohnisková vzdálenost objektivu. Oko jako optický systém. Optické přístroje . (7.–9. ročník fyziky). Zrakové postižení. (Biologie, ZŠ).

Cíl práce: Pomocí multimediálního programu prozkoumejte fungování oční čočky při normálním, krátkozrakém a dalekozrakém vidění. Prozkoumejte, jak se vady zraku korigují pomocí čočky.

Zařízení: Osobní počítač, multimediální disk (“Open Physics”).

Pracovní plán: Postupným prováděním úkolu prozkoumejte možnosti akomodace normálního, krátkozrakého a dalekozrakého oka. Studovat akomodaci krátkozrakých a dalekozrakých očí v přítomnosti čočky před okem. Vyberte čočku pro příslušné oko.

Již víte, že vady zraku, jako je krátkozrakost a dalekozrakost, jsou spojeny s neschopností očního svalstva zajistit optimální zakřivení oční čočky. Při myopii zůstává čočka příliš konvexní, její zakřivení je nadměrné, a proto je ohnisková vzdálenost příliš krátká. Opakem je dalekozrakost.

Pamatujte, že místo ohniskové vzdálenosti lze k charakterizaci čočky použít jinou fyzikální veličinu, optickou mohutnost. Optická síla se měří v dioptriích a je definována jako převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti: D = 1/F(1 dioptrie = 1/1 m). Optická mohutnost divergenční čočky má zápornou hodnotu. Optická mohutnost čočky je vždy kladná. Pro krátkozraké oko je však optická mohutnost čočky příliš velká a pro dalekozraké oko příliš malá.

Působení brýlí je založeno na vlastnosti čoček, podle kterých se optické mohutnosti dvou těsně stojících čoček sčítají (s přihlédnutím ke znaménku).

Cvičení 1. Prozkoumejte fungování normálního oka bez čočky. Nabízejí se vám tři možnosti akomodace: normální – na vzdálenost nejlepšího vidění, na dálku – na nekonečně velkou vzdálenost a automatická, při které oko nastaví čočku na danou vzdálenost. Změnou vzdálenosti k objektu pozorujte okamžiky, kdy je oko zaostřeno. Kde je v tomto případě obraz zaostřen uvnitř oka? Čemu v tomto programu odpovídá nejlepší vzdálenost vidění?

Úkol 2. Prozkoumejte účinek lupy. Nastavte normální oko na normální akomodaci. Umístěte před oko spojnou čočku s nejvyšší možnou optickou mohutností. Najděte vzdálenost, na kterou je oko zaostřeno. Pomocí materiálu z předchozího odstavce určete, kolikrát tato lupa zvětší?

Úkol 3. Opakujte úkol 1 pro krátkozraké a dalekozraké oči. Kam jsou zaostřeny paprsky, když oko není zaostřeno?

Úkol 4. Vybírejte brýle pro krátkozraké i dalekozraké oči. Chcete-li to provést, nastavte automatickou akomodaci oka. Vyberte čočku tak, aby bylo oko zaostřeno, když se vzdálenost mění ze vzdálenosti nejlepšího vidění (25 cm) do nekonečna. Jaké jsou hranice optických mohutností čoček, při kterých mohou brýle pro „oči“ uvedené v programu úspěšně plnit svou funkci?

Úkol 5. Snažte se dosáhnout optimálního výsledku u krátkozrakých a dalekozrakých očí, kdy je s vybranou čočkou oko zaostřeno na vzdálenosti od nekonečna až po minimum možné.

Paprsky vzdálených předmětů se po průchodu čočkou krátkozrakého oka zaostří před sítnici a obraz se rozmaže. K nápravě jsou nutné brýle s rozptylnými čočkami. Paprsky blízkých předmětů se po průchodu čočkou dalekozrakého oka zaostří za sítnici a obraz se rozmaže. K nápravě jsou nutné brýle se sbíhavými čočkami.

§ 25. Elektrická energie a ekologie.

(Lekce-konference).

Nejednou se mi stalo, že práce ve vodních stavbách je jako válka. Ve válce nemusíte zívat, jinak budete sraženi, a tady musíte pracovat nepřetržitě - voda se na vás valí.

Jaké jsou hlavní součásti a principy provozu moderní kombinované výroby tepla a elektřiny (KVET)? Jaké jsou hlavní součásti a princip fungování vodní elektrárny (VVE)? Jaký dopad může mít výstavba tepelných elektráren a vodních elektráren na stav životního prostředí?

Účel konference: Seznamte se s provozem nejběžnějších typů elektráren, jako jsou tepelné elektrárny a vodní elektrárny. Pochopte, jaký dopad může mít výstavba těchto typů elektráren na životní prostředí.

Plán konference:

1. Výstavba a provoz moderní tepelné elektrárny.

2. Výstavba a provoz moderní vodní elektrárny.

3. Elektrárny a ekologie.

Při hodnocení historické minulosti naší země je třeba uznat, že právě rychlý průlom v oblasti elektroenergetiky umožnil v co nejkratším čase přeměnit zemědělskou velmoc v průmyslově vyspělou zemi. Mnoho řek bylo „dobyto“ a nuceno poskytovat elektřinu. Teprve na konci 20. století začala naše společnost analyzovat, za jakou cenu bylo tohoto průlomu dosaženo, za cenu jakých lidských zdrojů, za cenu jakých změn v přírodě. Každá mince má vždy dvě strany a vzdělaný člověk musí obě strany vidět a porovnat.

Zpráva 1. Továrna na elektřinu a teplo.

Kogenerační elektrárny jsou jedním z nejčastějších výrobců elektřiny. Hlavním mechanismem tepelné elektrárny je parní turbína, která pohání generátor elektřiny. Nejvhodnější je výstavba tepelných elektráren ve velkých městech, protože pára odváděná z turbíny vstupuje do městského topného systému a zásobuje naše domovy teplem. Stejná pára ohřívá horkou vodu vstupující do našich domovů.

Zpráva 2. Jak funguje vodní elektrárna?

Vodní elektrárny jsou nejvýkonnějšími výrobci elektřiny. Na rozdíl od tepelných elektráren fungují vodní elektrárny na obnovitelných zdrojích energie. Může se zdát, že vodní energie je „poskytována zdarma“. Vodní elektrárny jsou však velmi drahé vodní stavby. Náklady na výstavbu vodní elektrárny se liší. Nejrychlejší návratnost mají elektrárny postavené na horských řekách. Výstavba vodních elektráren na nížinných řekách vyžaduje mimo jiné zohlednění změn v krajině a odnětí dosti velkých ploch průmyslovému a zemědělskému využití.

Zpráva 3. Elektrárny a ekologie.

Moderní společnost vyžaduje velké množství elektřiny. Výroba takového objemu elektřiny je nevyhnutelně spojena s proměnou přírody kolem nás. Minimalizace negativních důsledků je jedním z úkolů, které vyvstávají při projektování elektráren. Nejprve je však nutné pochopit negativní dopad výkonných zařízení na výrobu elektřiny na přírodu.

Spalování velkého množství paliva může zejména způsobit jevy jako kyselé deště a chemické znečištění. Zdálo by se, že vodní elektrárny, ve kterých se nic nespaluje, by neměly mít negativní dopad na přírodu. Výstavba nížinných vodních elektráren je však vždy spojena se zaplavením rozsáhlých území. Mnohé z ekologických důsledků takových záplav, k nimž došlo v polovině 20. století, začínají být pociťovány teprve nyní. Zablokováním řek přehradami nevyhnutelně zasahujeme do života obyvatel nádrží, což má i negativní důsledky. Existuje například názor, že veškerá elektřina vyrobená ve vodních elektrárnách Volha nestojí za ztráty spojené s poklesem úlovků jeseterů.

Informační zdroje.

1. Dětská encyklopedie.

2. Kirillin historie vědy a techniky. - M.: Věda. 1994.

3. Vodopyanovovy důsledky NPT. Minsk: Věda a technologie, 1980.

5. Netradiční zdroje energie - M: Knowledge, 1982.

6., Skalkin aspekty ochrany životního prostředí.- L.: Gidrometeoizdat, 1982.

7. Nikitin - technický pokrok, příroda a člověk. - M: Nauka 1977.

8. , Spielrain. Problémy a vyhlídky - M: Energie, 1981.

9. Fyzika a vědeckotechnický pokrok / Ed. , .- M: Vzdělávání, 19888.

10. Energetika a ochrana životního prostředí / Ed. a další - M.: Energie, 1979.

Moderní elektrárny jsou složité inženýrské stavby. Jsou nezbytné pro existenci moderní společnosti. Jejich stavba však musí být provedena tak, aby byly minimalizovány škody na přírodě.

Planeta Země je obalena atmosférou jako neviditelná přikrývka. Tato skořápka chrání Zemi, stejně jako všechny její obyvatele, před hrozbami z vesmíru. Lze také tvrdit, že život na Zemi je možný pouze díky existenci atmosféry.

Lidstvo se zajímalo o studium vzdušného obalu planety již dlouhou dobu, ale přístroje pro měření atmosférických indikátorů se objevily relativně nedávno - teprve asi před čtyřmi stoletími. Jaké jsou způsoby, jak studovat vzdušný obal Země? Pojďme se na ně podívat blíže.

Studium atmosféry

Každý člověk se spoléhá na předpovědi počasí z médií. Než se však tyto informace dostanou do povědomí veřejnosti, musí být shromážděny mnoha různými metodami. Pro ty, kteří se zajímají o to, jak se atmosféra studuje, bude důležité vědět: hlavními nástroji pro její studium, které byly vynalezeny v 16. století, jsou korouhvička, teploměr a barometr.

Nyní studuje vzdušný obal Země, který kromě Ruska zahrnuje mnoho dalších zemí. Vzhledem k tomu, že atmosféra je v naší době studována pomocí speciálního vybavení, pracovníci WMO vyvinuli speciální programy pro sběr a zpracování dat. K tomuto účelu se používají nejmodernější technologie.

Teploměry

Teplota se stále měří pomocí teploměrů. Stupně se měří ve stupních Celsia. Tento systém je založen na fyzikálních vlastnostech vody. Při 0 stupních Celsia se změní na pevné skupenství, při 100 - na plynné skupenství.

Tento systém je pojmenován po vědci ze Švédska, který v roce 1742 navrhl měření teploty pomocí této metody. Navzdory technologickému pokroku se na mnoha místech stále používají rtuťové teploměry.

Měřič srážek

Informace o tom, jak se studuje atmosféra, budou zajímat jak školáky, tak dospělé. Zajímavé je například to, že množství srážek měří meteorologové pomocí srážkoměru. Jedná se o přístroj, kterým můžete měřit jak množství kapalných, tak pevných srážek.

Tato metoda studia atmosféry se objevila v 70. letech minulého století. Srážkoměr se skládá z kbelíku, který je namontován na tyči a obklopený větrolamem. Zařízení se umisťuje na rovné plochy, optimální možnost instalace je v místě obklopeném domy nebo stromy. Pokud množství srážek přesáhne 49 mm za 12 hodin, je déšť považován za vydatný. Pro sníh se tento termín použije, pokud za stejnou dobu spadne 19 mm.

Měření rychlosti a směru větru

K měření rychlosti větru se používá zařízení zvané anemometr. Používá se také ke studiu rychlosti usměrněných proudů vzduchu.

Rychlost vzduchu je jedním z nejdůležitějších ukazatelů atmosféry. Pro měření rychlosti a směru větru se používají speciální ultrazvukové senzory (anemormbometry). Vedle anemometru je obvykle instalována korouhvička. Také v blízkosti letišť, mostů a dalších míst, kde může silný vítr představovat nebezpečí, se obvykle instalují speciální tašky ve tvaru kužele vyrobené z pruhované tkaniny.

Barometry

Podívali jsme se, jaké nástroje a jak studovat atmosféru. Přehled všech metod pro jeho studium by však nebyl úplný bez zmínky o barometru - speciálním zařízení, pomocí kterého můžete určit sílu atmosférického tlaku.

Myšlenku barometru navrhl Galileo, i když ji realizoval jeho student E. Torricelli, který jako první dokázal fakt atmosférického tlaku. Barometry, které měří tlak v atmosférickém sloupci, umožňují předpovídat počasí. Kromě toho se tato zařízení používají také jako výškoměry, protože tlak vzduchu v atmosféře závisí na nadmořské výšce.

Proč vzduch tlačí na povrch Země? Molekuly vzduchu, stejně jako všechna ostatní hmotná tělesa, jsou přitahovány k povrchu naší planety gravitační silou. Skutečnost, že vzduch má váhu, prokázal Galileo a tento tlak vynalezl E. Torricelli.

Profese, které studují atmosféru

Studiem vzdušného obalu Země se zabývají především zástupci dvou profesí – meteorologové a meteorologové. Jaký je rozdíl mezi těmito dvěma profesemi?

Meteorologové se účastní různých expedic. Jejich práce se často odehrává na polárních stanicích, vysokohorských náhorních plošinách, stejně jako na letištích a zaoceánských parnících. Meteorolog se nemůže ani na minutu odpoutat od svých pozorování. Bez ohledu na to, jak nevýznamné se mohou zdát výkyvy, musí je zapsat do speciálního deníku.

Prognostici se od meteorologů liší tím, že předpovídají počasí na základě analýzy fyziologických procesů. Mimochodem, výraz „prognostik“ pochází ze starověkého řeckého jazyka a překládá se jako „pozorovatel na místě“.

Kdo studuje atmosféru?

K předpovědi počasí je nutné použít informace shromážděné z několika míst po celé planetě současně. Studuje se teplota vzduchu, atmosférický tlak a také rychlost a síla větru. Věda, která studuje atmosféru, se nazývá meteorologie. Zkoumá strukturu a všechny procesy probíhající v atmosféře. Po celé Zemi jsou speciální meteorologická centra.

Školáci často potřebují informace o atmosféře, meteorologii a meteorologech. Nejčastěji musí tuto otázku prozkoumat v 6. třídě. Jak se studuje atmosféra a jací specialisté se podílejí na sběru a zpracování dat o změnách v ní?

Atmosféru zkoumají meteorologové, klimatologové a aerologové. Zástupci posledně jmenované profese studují různé ukazatele atmosféry. Mořští meteorologové jsou specialisté, kteří pozorují chování vzdušných mas nad světovými oceány. Atmosféričtí vědci poskytují informace o atmosféře námořní dopravě.

Tyto údaje potřebují i ​​zemědělské podniky. Existuje také odvětví vědy o atmosféře, jako je radiometeorologie. A v posledních desetiletích se rozvinula další oblast – satelitní meteorologie.

Proč je meteorologie potřebná?

Aby mohla být sestavena správná předpověď počasí, musí být informace nejen shromážděny z různých částí zeměkoule, ale také správně zpracovány. Čím více informací má meteorolog (nebo jiný badatel), tím přesnější bude jeho práce. Nyní jsou všechna data zpracovávána pomocí výpočetní techniky. Meteorologické informace se nejen ukládají do počítače, ale slouží také k vytváření předpovědí počasí na blízkou budoucnost.

Jaký je účinek magnetického pole na vodič s proudem?

Magnetické pole působí určitou silou na jakýkoli vodič s proudem umístěný v tomto poli.

1. Jak ukázat, že magnetické pole působí na vodič s proudem umístěný v tomto poli?

Vodič je nutné zavěsit na ohebné vodiče připojené ke zdroji proudu.
Když je tento vodič s proudem umístěn mezi póly permanentního obloukového magnetu, začne se pohybovat.
To dokazuje, že magnetické pole působí na vodič s proudem.

2. Co určuje směr pohybu vodiče, kterým prochází proud v magnetickém poli?

Směr pohybu vodiče, kterým prochází proud v magnetickém poli, závisí na směru proudu ve vodiči a na umístění pólů magnetu.

3. Jaké zařízení lze použít k otáčení vodiče s proudem v magnetickém poli?

Zařízení, které lze použít k otáčení vodiče s proudem v magnetickém poli, se skládá z obdélníkového rámu upevněného na svislé ose.
Na rámu je položeno vinutí skládající se z několika desítek závitů drátu potaženého izolací.
Protože proud v obvodu směřuje od kladného pólu zdroje k zápornému, v opačných částech rámu má proud opačný směr.
Síly magnetického pole tedy budou působit i na tyto strany rámu v opačných směrech.
V důsledku toho se rám začne otáčet.

4. Jaké zařízení v rámu se používá ke změně směru proudu každou půl otáčku?

Rám s vinutím je připojen k elektrickému obvodu pomocí půlkroužků a kartáčů, což umožňuje měnit směr proudu ve vinutí každou půl otáčku:
- jeden konec vinutí je připojen k jednomu kovovému půlkroužku, druhý - k druhému;
- polokroužky se otáčejí na místě s rámem;
- každý půlkroužek je přitlačen na kovovou kartáčovou desku a při otáčení po ní klouže;
- jeden kartáč je vždy připojen ke kladnému pólu zdroje a druhý k zápornému pólu;
- když rámem otočíte, půlkroužky se s ním otočí a každý bude tlačit na jiný kartáč;
- v důsledku toho proud v rámu změní směr na opačný;
V tomto provedení se rám otáčí stále jedním směrem.

5. Jak funguje technický elektromotor?

Rotace cívky s proudem v magnetickém poli se využívá při konstrukci elektromotoru.
U elektromotorů se vinutí skládá z velkého počtu závitů drátu.
Jsou umístěny ve štěrbinách na bočním povrchu železného válce.
Tento válec je potřebný pro zesílení magnetického pole.
Válec s vinutím se nazývá kotva motoru.
Magnetické pole, ve kterém se kotva takového motoru otáčí, je vytvářeno silným elektromagnetem.
Elektromagnet a vinutí kotvy jsou napájeny ze stejného zdroje proudu.
Hřídel motoru (osa železného válce) přenáší rotaci na užitečné zatížení.