Исследовательская работа Архимедовы зеркала

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Ширинская средняя общеобразовательная школа № 4




Секция Физики




Исследовательская работа по теме:«Архимедовы зеркала: миф или реальность?»











Автор: Штейбрехер Екатерина Сергеевнаученица 10 «б» классаРуководитель: Владимирова Людмила Ильинична,учитель физики



С. Шира-2013 год
Оглавление:
I. Введение___________________________________________3стр.
1. История возникновения мифа. 2. Гипотеза 3. Цели и задачи. 4. Актуальность темы. II. Основная часть____________________________________4-9стр.
1. Научное обоснование подлинности данной легенды.
2. Практическая проверка отражающих поверхностей. 3. Вывод, следующий из результатов экспериментов. 4. Практическая польза и эффективность.III. Заключение_______________________________________10стр.IV. Используемая литература___________________________11стр.V. Приложение______________________________________12 стр.























Введение.
С самого детства нас интересуют разные мифы и легенды, но когда мы вырастаем, забываем о том, что когда-то нас так увлекало. А почему бы нас не исследовать подлинность некоторых легенд? Вдруг опыт исследования древность поможет нам в решении наших повседневных задач? Небесные объекты наносят огромный вред человечеству. Падение на Землю космического тела влечет за собой разрешения, изменение климата и смерть сотен людей. Совсем недавно в городе Челябинске упал метеорит, и в научной сфере начались споры о том, возможно ли было избежать этого?Но, к сожалению, современные технологии еще недостаточно эффективны в данном вопросе, поэтому я решила провести свое небольшое исследование, в котором попыталась ответить на вопрос: как предотвратить трагедию? Актуальность данной темы заключается не только в исследовании подлинности самого мифа об Архимедовых зеркалах, но и в его практическом применении для уничтожения тел, входящих в земную орбиту. Целью данной работы является выяснение возможности использования схожей технологии для охраны нашей атмосферы. Мною выдвинута гипотеза: принцип действия Архимедовых зеркал может использоваться для предотвращения падений небесных тел на Землю. Для того, чтобы доказать в процессе работы подлинность данной гипотезы, обозначим задачи:
1. Исследовать литературу, касающуюся данной темы.
2. Провести наглядный опыт.3. Обратится к исследованиям ученых-физиков.4. Привлечь внимание к поиску способов решения глобальных проблем человечества.5. Доказать или опровергнуть легенду о смертельных лучах Архимеда.6. Доказать или опровергнуть выдвинутую гипотезу.













Глава I

Для того, чтобы приступить к исследованию я провела ряд социологических опросов, помогающих узнать мнения людей по данным вопросам и сделать выводы. В ходе социологических опросов респондентам были заданы следующие вопросы:

«Как вы думаете, легенда о смертельных лучах Архимеда: миф или реальность?13 EMBED MSGraph.Chart.8 \s 1415





«Космические объекты опасны для нашей планеты?»13 EMBED MSGraph.Chart.8 \s 1415



«Нужно ли искать новые пути решения глобальных проблем человечества?»13 EMBED MSGraph.Chart.8 \s 1415



История Зажигательных зеркал Архимеда широко известна во всем мире. Но подлинность этой истории, в подлинности которой не сомневались в течение шестнадцати веков, была в последнее время подвергнута сомнению и даже признана фантастической.
« и создал Архимед огромное зеркало, способное вмиг сжечь корабли римлян»Так звучит легенда об Архимедовых зеркалах.  Из подробного описания легенды следует, что Архимед дал каждому из солдат зеркало; от зеркала отразились лучи света , которые в свою очередь попали на корабли вражеского флота и уничтожили их.  Можно ли на самом деле так сфокусировать луч света, чтобы получилось пламя, способное сжечь корабль? Для этого я провела опыт.  Все мы знаем из курса физики, что наибольшая температура сфокусированных лучей достигается в точке схода всех этих лучей. Значит, нужно получить такую точку. Для этого возьмем зеркало в виде параболы. Такое зеркало способно воспроизводить точку, в которою сходятся все лучи, таким образом, в этой точке будет наибольшая температура.  Затем, установим зеркало таким образом, чтобы солнечные лучи попадали на его поверхность и отражались. Кусочком бумаги ищем условную точку схода лучей. Найдя данную точку, держим кусочек бумаги в неподвижном положении. Спустя некоторое время мы можем наблюдать воспламенение.  Но у этого опыта имеются весомые минусы. Во-первых, нужно затратить много времени, чтобы найти точку схода. Во-вторых, мишень должна быть неподвижной, потому что параболическое зеркало хоть и имеет точу схода, но оно не может ее перемещать, поэтому движущаяся мишень не загорится, ибо не будет достигнута наибольшая температура. Из данного опыта можно сделать вывод о том, что возгорание от отражателей возможно при неподвижности мишени и нахождении данной мишени в точке с наибольшей температурой.  Но этого мало. Ведь корабль – это огромное количество древесины, которая немало времени пробыла в воде и изрядно ею пропиталась.  Опыт по воспламенению корабля в домашних условиях провести невозможно, поэтому обратимся к опыту студентов из штата Массачусетц. Рассмотрим опыт: Студенты взяли 128 зеркал и направили отраженнее лучи в одну и ту же точку, обозначенную на макете деревянной лодки. Лодка воспламенилась. Можем ли мы считать, что эксперимент удался? Для начала обозначим некоторые минусы: 1. Архимед жил в Сиракузах, которые расположены на востоке, а значит самые яркие лучи солнца были на восходе.
2. Помехой могут служить облака.3. Мишени неподвижны.4. Это не кораблю, а макет из фанеры.5. Слишком много времени для поиска точки схода. Неужели Архимед стал бы создавать такое неэффективное оружие?
Рассмотрим второй опыт. Этот опыт ставили известные специалисты по спецэффектам из Америки. Чтобы провести данный эксперимент и наверняка доказать подлинность легенды, они воссоздали картину происходящего с максимальной точностью. Для этого они взяли 300 зеркал. Количество имеет значение, т.к. чем больше будет концентрация лучей в одной точке, тем больше температура. Также нужно учесть, что зеркала были слегка изогнуты, чтобы появилась сконцентрированная точка схода. Специально была привезена лодка, простоявшая в воде 9 лет; древесина была хорошо пропитана водой, как у настоящего корабля. Было построено 13 больших подставок под зеркала. Нужно учесть, что зеркала будут покрыты бронзовым слоем, т.к. зеркала времен Архимеда представляли собой хорошо отполированный металл, преимущественно бронзу. Так что из этого можно сделать вывод, что Архимед использовал бронзовые зеркала.  Проведение опытаВ потру установили 13 подставок с 3-мя сотнями бронзовых зеркал. На расстоянии 40-а метров от лодки. Нацелив все зеркала в одну точку, мы добьемся только тления, но не воспламенения. Это говорит о том, что бронзовые зеркала неэффективны в данном случае, что уже позволяет нам усомниться в подлинности легенды. Бронзовые зеркала было решено заменить на современные и повторить опыт. Древесина тлеет сильно, но пламя нет. Сократив расстояние до 20-ти метров, лодка загорается!















Заключение
В ходе экспериментов, проведенных мной и рассмотренных в исследовательской работе, можно сделать вывод о том, что Архимедовы зеркала – миф. На самом деле, в условиях того времени провести это было нереально. Также в ходе работы было установлено, что данное оружие довольно не эффективное, требующее огромных затрат времени и денег. Так что использование Архимедовых зеркал - нерационально.  Но гипотеза, выдвинутая мной в начале исследовательской работы, не опровергнута, ведь основной принцип действия получен и имеет место быть, т.к. огонь мы все-таки получили. Значит, такой метод можно рассматривать, как способ уничтожения небесных тел. Прогресс не стоит на месте и вместо простых отражателей, можно использовать сфокусированные лазерные лучи и получить практическую пользу.  Дана исследовательская работа показывает значимость физики в повседневной жизни и в решении глобальных проблем человечества.



























Используемая литература

1. Издательство «Махаон» Большая энциклопедия школьника. 2005.254 с.2. Издательство «АСТ_ПРЕСС» Справочник 5-11 классы. 2001. 678 с.
3. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник Курс физики. Просвещение, 2011, 192с.4. Интернет-ресурсы http://ru.wikipedia.org
































Приложения
 Небесное тело, находящееся за пределами земной атмосферы или в космическом пространстве.
 В данном случае, зеркал.









13PAGE 15


13PAGE 141115






Root EntryArial Cyrћ ћ _-* #,##0_р_._-;\-* #,##0_р_._-;_-* "-"_р_._-;_-@_-О{,;
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·_-* #,##0.00_р_._-;\-* #,##0.00_р_._-;_-* "-"??_р_._-;_-@_-1"
·
·
·Arial Cyr1"
·
·
·Arial Cyr1"И
·
·Arial Cyr=
·
·
·
·Впервые слышу
·
·Arial Cyrћ ћ Не все]_-* #,##0_р_._-;\-* #,##0_р_._-;_-* "-"_р_._-;_-@_-О{,;
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·_-* #,##0.00_р_._-;\-* #,##0.00_р_._-;_-* "-"??_р_._-;_-@_-1"
·
·
·Arial Cyr1"
·
·
·Arial Cyr1"И
·
·Arial Cyr=
·
·
·Не все
·
·Затрудняюсь ответить
·
·