Исследовательская работа Самодельные приборы для определения изменения погоды

Министерство образования и науки Республики Бурятия
Муниципальное общеобразовательное учреждение «Шарагольская» СОШ



Научно-практическая конференция «Шаг в будущее»




Тема: «Самодельные приборы для
определения изменения погоды»



Выполнил: Кожевников Андрей, 8 класс
Научный руководитель: Цыдыпылова Людмила
Арьяевна, учитель физики








2009 г.
Оглавление:
I. Введение
II. Основная часть
1. История исследуемого вопроса
2. Простейший барометр
3. Барометр «осиновый»
4. «Штормгласс"
III. Заключение
IV. Литература





























I. Введение


Я живу в селе Шарагол. Учусь в 8-м классе. Утром, отправляясь в школу, я всегда смотрю показания термометра. Если стоят сильные морозы, то все об этом только и говорят, сверяют показания своих термометров, обсуждают: какая погода была сегодня, и какая будет завтра, и, вообще, какая будет в этом году зима, и какое будет лето, будет ли лето дождливым или сухим, а значит, будет ли год урожайным. Показания синоптиков не всегда оказываются верными, зато старики знают много народных примет. Однажды я услышал от одного старожила, что все деревья реагируют на погоду: перед ненастьем чешуйки шишек хвойных деревьев плотнее прижимаются друг к другу, а в сухую погоду, наоборот, раскрываются, отчего шишка становится ершистой. Также срубленные ветки деревьев могут выпрямиться или наоборот загнуться. Вот и мне захотелось хоть немного научиться предсказывать погоду.
Конечно, я мог бы использовать барометр или прослушать прогноз погоды, но гораздо интереснее оказалось сделать своими руками прибор, который покажет изменение погоды, и пронаблюдать его действие.
Цель моей работы – наблюдение за погодой с помощью самодельных приборов.
Методы исследования:
Изучение и анализ литературы по данному вопросу
Изготовление самодельных приборов
Наблюдение за работой самодельных приборов













II. Основная часть


1. История исследуемого вопроса
Погода – это состояние атмосферы в какой-то физический момент или отрезок времени, характеризующееся совокупностью метеорологических величин и явлений. Можно говорить о погоде, наблюдаемой в данную минуту или наблюдавшейся в какой-то момент в прошлом, о погоде одного дня, месяца или сезона и т.д.
Характеризуют погоду или с помощью приблизительных, упрощённых, обобщающих терминов (облачная, дождливая, тёплая, сухая, жаркая, холодная, ветреная, сырая), или всей совокупностью значений метеорологических величин (например: полная облачность, дождь, ветер северный, температура воздуха 10єС и т.д.
Поскольку в областях высокого атмосферного давления погода чаще всего бывает лучше, чем в областях низкого давления, то в принципе рост атмосферного давления (о котором свидетельствует увеличение высоты столбика ртути в барометре) с некоторой вероятностью может служить признаком улучшения погоды, а понижение давления (уменьшение высоты столбика ртути) – предвестником её ухудшения, хотя условия погоды определяются далеко не одним атмосферным давлением.
Впервые измерить атмосферное давление удалось итальянскому учёному Эванджелисту Торричелли, ученику Галилея в XVII веке.
Опыт Торричелли состоит в следующем: стеклянную трубку длиной около 1м, запаянную с одного конца, наполняют ртутью. Затем, плотно закрыв другой конец трубки, её переворачивают, опускают в чашку с ртутью и под ртутью открывают конец трубки. Часть ртути при этом выливается в чашку, а часть её остаётся в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, равна примерно 760 мм. Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке. Ртуть находится в равновесии. Значит, давление в трубке равно атмосферному давлению. Если, например, атмосферное давление равно 740 мм рт. ст. , то это значит, что воздух производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 740 мм.
Повторить опыт Торричелли не можем, т.к. ртуть – ядовитая жидкость, но можно изготовить много разных приборов, реагирующих на изменение атмосферного давления и влажности воздуха.



2. Простейший барометр

Я взял стеклянную колбу, налил подкрашенную воду примерно на одну треть колбы и опустил в неё тонкую стеклянную трубочку. Нижний конец трубочки не должен доходить до дна колбы, верхний конец трубочки пропустил через пробку выше горлышка. Место соединения пробки и трубочки, пробки с колбой хорошо залепил пластилином. На трубочку нанёс деления, чтобы легче было заметить уровень воды в трубочке. Барометр готов.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Если атмосферное давление повышается, то вода в трубке опускается ниже уровня воды в колбе, если же собирается дождь и атмосферное давление уменьшается, то вода в трубке поднимается выше уровня воды в колбе. На трубочку нанёс деления, чтобы удобнее было следить за подъёмом во
·ды в трубочке.


3. Барометр « осиновый»

Я сходил на речку, срубил там веточку ивы и воткнул в щель забора. Потом я заметил, что если палочка загнулась, то значит, будет дождь, а если палочка прямая, будет тепло. Через несколько дней веточка засохла и перестала реагировать на погоду. Тогда я решил провести эксперимент с сосной, с берёзой, с осиной. Больше всего понравилась мне осина.
Срубил ветку осины диаметром примерно 3 см, длиной 1,5 м. Прибил к стене сарая двумя гвоздями. Ветка должна находиться в таком состоянии, чтобы при опускании вниз её свободного конца (перед ненастьем) и поднятии вверх (к ясной погоде) перемещалась параллельно стене, не задевая её. Сделал зарубки и подписал «сухо», «осадки».






Рисунок 4

Мой барометр работал всё лето, к концу лета стал хуже реагировать на изменения погоды, т.к. стал засыхать.
В октябре прибил новую ветку, но на морозе дерево замерзает и не показывает никаких изменений.

Рисунок 5




«Штормгласс»

В этом учебном году я прочитал роман Ж. Верна «Дети капитана Гранта». Там
говорилось о приборе, который называется штормгласс.

А что же такое «штормгласс»? Ж. Верн описывает его так: «Стеклянный сосуд, содержащий смесь, изменяющую цвет в зависимости от направления ветра и насыщенности атмосферы электричеством». Штормгласс можно изготовить самостоятельно. Я долго искал рецепт смеси и наконец нашёл его в журнале «Физика в школе». Рецепт такой: «Растворить 3,5г камфары, 2,6г селитры и 1,8г нашатыря в 71г чистого спирта». Эта порция рассчитана на пробирку шириной 2 – 2,5 см в диаметре.

Как же следует пользоваться прибором? Погоду угадывают по переменам, которые происходят в смеси, помещённой в пробирку. В ней образуются красивые кристаллы, которые то растут, то распадаются. По виду содержимого такой пробирки можно очень просто и точно предсказать погоду, если принять во внимание следующее:
Прозрачная жидкость предвещает хорошую погоду;
Мутная жидкость – дождь;
Мутная жидкость с маленькими звёздочками – грозу;
Маленькие точки – туман, сырую погоду;
Большие хлопья (зимой) – снег;

Большие хлопья (летом) – небо, покрытое облаками;
Нити в верхней части жидкости – ветер;
Кристаллы на дне – густой воздух, мороз;
Маленькие звёздочки (зимой при ясной погоде) – снег на второй или третий день. Чем выше поднимаются кристаллы зимой, тем сильнее будет стужа.

Селитру попросил в кабинете химии, камфара и нашатырь в сухом виде нигде не продаются. Спрашивал во многих аптеках. Пришлось купить камфарный спирт и нашатырный спирт.
Но этот опыт у меня не удался, никаких хлопьев, кристаллов я не заметил. Возможно из-за того, что вынужден был купить спирты камфарный и нашатырный, да и чистый медицинский спирт тоже в аптеках не продаётся.



Рисунок 6


Рисунок 7

При изготовлении и наблюдении за приборами я ознакомился со следующей литературой:
П.Д. Астапенко «Вопросы о погоде», издательство «Гидрометеоиздат», Ленинград, 1986г.
Л.Д. Ландау, А.И. Китайгородский «Физические тела», издательство «Наука», М. 1978г.
М.Н. Алексеева «Физика – юным», издательство «Просвещение», М. 1970г.
Ф.Д. Бублейников, И.Н. Веселовский «Физика и опыт», издательство «Просвещение», М.1970г.
А.В. Пёрышкин «Физика 7 класс», издательство «Дрофа», М. 2005г.
Журнал «Физика в школе» №6 – 2008г.




























III. Заключение

Моя работа представляет большой интерес для окружающих. Простейший прибор, изготовленный из колбы, стоит в кабинете физики на демонстрационном столе, и учащиеся наблюдают за изменениями уровня жидкости в трубочке.
Работу с осиной продолжу с наступлением тёплых дней, возможно, возьму еловую ветку.
А вот опыт с штормглассом не удался, надо искать порошок камфары.
Мои исследования показали:
Имея всё необходимое, любой желающий может изготовить простейший прибор для наблюдения за погодой
За погодой можно наблюдать с помощью самодельных приборов
Использование таких приборов актуально для садоводов – любителей, огородников. Они не требуют больших затрат, и просты в использовании.





















IV. Литература

П.Д. Астапенко «Вопросы о погоде», издательство «Гидрометеоиздат», Ленинград, 1986г.
Л.Д. Ландау, А.И. Китайгородский «Физические тела», издательство «Наука», М. 1978г.
М.Н. Алексеева «Физика – юным», издательство «Просвещение», М. 1970г.
Ф.Д. Бублейников, И.Н. Веселовский «Физика и опыт», издательство «Просвещение», М.1970г.
А.В. Пёрышкин «Физика 7 класс», издательство «Дрофа», М. 2005г.
Журнал «Физика в школе» №6 – 2008г.
































13PAGE 15


13PAGE 141115