Книги для учителя

Своими руками

Борис Сергеевич Иванов 

Железнодорожные пути все вы, конечно, видели. И наверняка заметили, что они составлены из отдельных отрезков длиною по несколько метров. Если внимательно посмотреть на стыки рельсов летом и зимой, нетрудно обнаружить интересную закономерность. Летом, особенно в сильную жару, зазор между концами рельсов едва заметен. Зимой же, в лютый мороз, в этом месте появляется щель, в которую свободно входит спичка.

Известный популяризатор науки и техники Я. И. Перельман в своей книге «Занимательная физика» приводит такой пример: летом длина сплошного рельсового пути (то есть длина всех отрезков) между Москвой и Ленинградом на 300 м больше, чем зимой, Вот как реагирует металл на изменение окружающей температуры. Чтобы продемонстрировать явление расширения металла при нагревании, соберем прибор, показанный на рисунке 4а. Основание его — дощечка (1) размером 1 ОХ 60X300 мм. К основанию прибивают два кубика: один (2) —со стороной 50 мм, другой (7) —40 мм. К кубику (7) приклеивают стеклянную пластину (6) размерами 5x45x45 мм. На пластину кладут швейную иглу с припаянной к ней проволочной стрелкой (8). Против конца стрелки на кубике наносят деления шкалы (9),. Более толстой линией на шкале отмечают среднее   деление,, против которого должна находиться стрелка в исходном состоянии.

К кубику (2) прикрепляют металлическую скобу с отверстием в центре. В отверстии нарезана резьба М4, Скоба служит прижимным устройством. Между ней и кубиком вставляют металлическую пластину (4) и закрепляют ее винтом (3). Другой конец пластины должен опираться на иглу (5). Прибор готов, можно проводить эксперименты.

Подвесьте к пластине небольшую металлическую коробочку (рис. 46) с таблеткой сухого спирта и подожгите таблетку (можете, конечно, использовать свечу). Пластина начнет разогреваться и удлиняться. Поскольку один ее конец закреплен и служит опорой, перемещаться станет другой конец — он лежит на игле. Игла начнет перекатываться, отклоняя стрелку влево от отметки. По величине угла отклонения стрелки можно судить о величине теплового расширения пластины.

Загасив пламя подогревателя, подождите, пока пластина остынет и стрелка вернется на нулевую отметку. Теперь положите на пластину кусочек льда (рис. 4в) и наблюдайте за стрелкой. От холода пластина начнет сжиматься, и стрелка поползет вправо от исходного положения.

Проводя подобные эксперименты с одинаковыми пластинами разных металлов, нетрудно сравнить их «тепловую» чувствительность.