Трехмерная модель хода лучей в оптическом приборе
Описание учебного пособия как музейного объекта требует внимательного исследования, которое должно дать ответ на ряд вопросов:
- Что перед нами?
- Как сделан этот прибор?
- Каковы особенности его внешнего вида?
- Каков механизм работы прибора?
- Как он мог использоваться в учебных целях?
Внешний осмотр и некоторые измерения дадут ответ на первые три вопроса и даже несведущий в физике исследователь составит примерно такое описание: Экспонат представляет собой конструкцию из прозрачных прямоугольных призм и дисков, которые «насажены» на проволоку диаметром 1 мм. Проволока пропущена сквозь отверстие в верхней части стального стержня, ввинченного в круглое основание стойки. Концы проволоки оформлены в виде наконечника и оперения стрелы. Все прозрачные детали изготовлены из стекла: две призмы равного размера; к основанию одной из них приклеена призма меньших размеров. Один диск размещен между призмами, два других - после двойной (склеенной) призмы. Диск диаметром 15 мм сплошной, а диски диаметром 20 мм и 10 мм склеены каждый из двух более тонких дисков. На основании есть две надписи в виде цифр, сделанные вручную: 3014 – желтой краской; 18 – белой краской.
Общие размеры экспоната: диаметр основания 6 см, средняя высота модели 11 см.
Учитель или методист по физике сразу определит, что музейный объект представляет собой трехмерную модель хода световых лучей в оптическом приборе и назовет на языке физики все части модели и их назначение. Вопрос в том, какому прибору соответствует призматическая система, показанная в модели?
Ищем информацию в Интернет.
Результаты поиска, представлены в Таблице 1.
| Техническое устройство | Изобретатели | Временной период |
| Призматическая система Призматический бинокль |
Итальянец Игнацио Порро | патент 1854 года |
| Фирма «Карл Цейс» начала выпуск биноклей системы Порро | в конце 1890-х годов | |
| Призматический перископ | Инженер бельгийской армии П. Доденар | 1886 год |
| Призматический перископ с системой линз | Французские учёные М. Гарнье и Г. Рамазотти усовершенствовали перископ Доденара | 1886 год |
Вывод: Призматические системы применялись в биноклях и перископах с конца 19 века.Ищем информацию в разных книгах
1. В школьных учебниках физики (см. таблицу 2), изданных после 1910 года, найдено краткое описание конструкции и принципа действия призматического бинокля, о перископах есть только упоминание в связи с подводными лодками. Приходим к выводу, что призматический перископ в школе не изучался.
2. В книге А.Е. Тараса «История подводных лодок 1624-1904», 2002 (Москва) представлен схематический рисунок призматического перископа М. Гарнье и Г. Рамазотти, где цифрами обозначены: оптическая труба-1, призмы-2, конденсор-3, окуляр-4. Стрелками показан ход светового луча.
Результат работы с книгами: После сравнения устройства трехмерной модели и схематического рисунка призматического перископа приходим к выводу, что экспонат является трехмерной моделью оптической системы призматического перископа.
3. По инвентаризационной книге № 2 за номером 3014 числится «Модель призматического перископа Цейса под колпаком».
 |
Потребовался повторный осмотр модели с использованием лупы. На покрытым черным лаком латунном основании, обнаружено полное название фирмы производителя «Carl Zeiss, Jena», выгравированное курсивом.
Ищем дополнительную информацию в Интернет.
На рисунке изображен логотип фирмы Карл Цейс в Йене, который ставили на продукцию после 1902 г.Таким образом, можно утверждать, что экспонат изготовлен до 1902 г.
Итак, остается ответить на вопрос: Как в учебных целях могла использоваться модель оптической системы перископа?
Органайзер исследователя
1. Перечислите несколько признаков, которые убедительно доказывают, что исследуемый музейный объект является трехмерной моделью оптической системы призматического перископа.
2. Объясните, используя знания физики, механизм работы оптической системы перископа. На что и как влияет наличие линз в перископе?
a. Если вам удалось выполнить 1 и 2 задание, значит вы дали ответ на вопрос: Как в учебных целях могла использоваться модель оптической системы перископа?
3. В Таблице 2 представлены рисунки из учебников физики разных лет, внимательно рассмотрите рисунки и выполните несколько заданий:
 |
| Из учебника А.Н. Постникова, 1913 г., Москва |
 |
| Из учебника Н.Ф. Индриксона, 1915 г., Петербург |
 |
| Из стабильного учебника Г.И. Фалеева, А.В. Перышкина, 1947 г., Москва |
– При первом осмотре трехмерной модели несколько человек утверждали, что это оптическая схема монокуляра бинокля. Покажите, что могло ввести их в заблуждение.
– На каком из рисунков сделана физическая ошибка? В чем она заключается?
|
|
|