Учителю
Проектная работа по физике на тему: Перископ

Проектная работа по физике на тему: Перископ

Автор публикации: Воронюк Е.В.

Дата публикации: 26.04.2016

Краткое описание:

предварительный просмотр материала

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя школа «Земля родная»

ШКОЛЬНАЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ

«Первые шаги - 2016»

Проектная работа

Тема: «Перископ»

Выполнил:

Вождаев Илья

ученик 5А класса

МАОУ СОШ «Земля родная»

Руководитель:

Воронюк Елена Васильевна

Новый Уренгой

2016

Самые яркие и самые красивые явления природы, с которыми человек знакомится в своей жизни, - световые. Это и пёстрые блики солнечных зайчиков, радужная окраска мыльных пузырей, неповторимые краски на восходе и закате солнца. Наука о световых явлениях - оптика, одна из самых развитых.

Используя знания, как распространяется в окружающей среде свет, можно построить разнообразные оптические приборы.

Вы знаете, что такое «перископ»? Это устройство, позволяющее проводить наблюдения, находясь в укрытии (Приложение рис.1 и 2). На внеурочных занятиях мы узнали о том, как распространяется свет и как можно сделать различные оптические приборы, например, перископ.

Актуальность данной работы - любознательному человеку всегда интересно знать, как что устроено, а сделать самому - вдвойне интересно. Когда познаёшь мир, открываешь для себя, то, что человечество уже изобрело и сам становишься исследователем!!! Изучение работы перископа актуально ещё и тем, что есть неведомые многим людям области жизни, где можно его использовать.

Обоснование выбора: перископы можно использовать не только для наблюдений из укрытий, но и для освещения комнаты светом, для получения информации об объектах, находящихся в недоступных для человека местах и даже для фокусов.

Цель работы: создать перископ для увеличения освещения комнаты светом.

Задачи: изучить законы распространения света, изучить историю создания перископов; исследовать, от чего зависит количество света, передаваемое перископом; дать рекомендации тем, кто желает сделать перископ своими руками.

Основная часть
1. Перископы, история создания

Основываясь на законах прямолинейного распространения света и законе отражения света, можно изготовить перископ.

Перископ (от греческого periskopeo - смотрю вокруг, осматриваю), оптический прибор для наблюдений из укрытий (окопов, блиндажей), из танков, подводных лодок.

Перископ для подводной лодки необходим в такой же мере, как человеку глаза. С помощью перископа командир ведёт из погружённой лодки наблюдение за обстановкой на поверхности моря. Определяет направление на цель, расстояние до цели, момент торпедного залпа.

Прототип перископа изобрёл в 1430-х годах первый типограф Европы немецкий изобретатель Иоганн Гутенберг. Его устройство позволяло паломникам смотреть поверх голов в толпе на религиозном фестивале в Аахене (Германия).

Устройство глаз гиппопотама подсказало идею создания перископов на подводных лодках.

Уши и глаза гиппопотама расположены на самом верху черепа. Так ему удобнее осматривать и "обнюхивать" окрестности. При виде опасных объектов - льва или человека - он мгновенно исчезает.

В 1644г. французский монах Марен Мерсенн изложил в письменном виде идею применения специального оптического прибора для рассматривания предметов, находящихся на поверхности неподалёку от погружённой в воде субмарины.

Ян Гевелий (польский астроном, конструктор телескопов, градоначальник Гданьска и наследственный пивовар.) описал перископ в своей работе «Селенография, или описание Луны» в 1647 г. Он же впервые предложил использовать перископ для военных целей.

В 1798г. французский изобретатель Мартнер представил властям свой проект подводной лодки с идеей перископа. Мартнер предлагал использовать для рассмотрения предметов на поверхности моря длинную трубку, верхний конец которой всегда оставался бы выше уровня воды. Внутри следовало поместить оптический прибор, включающий зеркала и окуляр.

В 1834г. русский генерал Карл Шильде установил на своей подводной лодке простейший зеркальный перископ. Он состоял из короткой медной трубы, в каждом конце которой находились металлические зеркала, расположенные под углом 45 градусов по отношению к горизонту. Изобретение перископа Шильдером держалось в строгом секрете.

Французский ученый Ипполит Мария-Дэви в 1854 году заново изобрёл зеркальный перископ, состоящий из трубы и двух развернутых под углом 45° зеркал.

Работоспособный призматический перископ для подводной лодки был впервые реализован в США во время гражданской войны 1861-1865 гг., американцем Томасом Х. Доути.

В 1872г. инженер бельгийской армии Доденар создал более совершенный призматический перископ, установив его на примитивной подводной лодке.

В 1886г. французы М.Гарнье и Г. Ромацотти изобрели оптический перископ с двояковыпуклыми линзами, что улучшило чёткость изображения.

В годы Первой мировой войны солдаты иногда использовали перископы прикреплённые к стволам ружей поскольку данный способ позволял стрелку находиться в траншее и в то же время вести огонь, не подвергая себя опасности быть поражённым огнём противника. Перископная винтовка 1915г.

В годы Второй мировой войны перископы использовались так же и на танках с целью сделать более безопасным обзор для водителя или наводчика. В частности перископы были установлены на немецких танках "Тигр". На подводных лодках перископы использовались для наблюдения обстановки над поверхностью моря.

Простейшая форма перископа - труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, наклоненные относительно оси трубы на 45° для изменения хода световых лучей. В более сложных вариантах для отклонения лучей вместо зеркал используются призмы, а получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз.

Появление новых технических средств наблюдения на подводных лодках - радиолокации и гидроакустики - не заменило перископа. Эти средства дополнили его, особенно в условиях плохой видимости (туман, снег).

Многие перископы позволяют измерять горизонтальные и вертикальные углы на местности и определять расстояние до наблюдаемых объектов.

Перископы на подводных лодках, ручные перископы и стереотрубы, используемые как перископ, применяются в военном деле.

Чтобы противник не заметил перископ, габариты его выступающей из-под воды головки должны быть минимальными. Но для успешного наблюдения за воздушными целями, головку перископа вынужденно делают утолщённой, чтобы можно было разместить в ней оптику зенитного наблюдения. Поэтому в настоящее время на подводной лодке устанавливают 2 перископа: перископ атаки (командирский) и зенитный. В интересах соблюдения скрытности перископ поднимается из-под воды периодически.

Интервалы между подъёмами перископа зависят от состояния видимости, дальности и скорости обнаруживаемых объектов.

Применение перископов

Военная техника. Перископ нашел широкое применение в военной технике. Через перископ можно следить за неприятелем, не высовываясь из окопа. Изображение, пойманное верхним зеркальцем, передается на нижнее, в которое смотрит наблюдатель. Перископы установлены также и на современной танковой технике. В военных перископах чаще используются не зеркала, а призмы, также способные изменять ход световых лучей, а кроме того получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз. Перископы позволяют вести круговое наблюдение за местностью при минимальных размерах смотровых отверстий. ( Приложение рис.3).
На подводных лодках. Перископ телескопически выдвигается над поверхностью воды, а сама подводная лодка в это время находится под водой ( Приложение рис.4 и 5).
Для наблюдений в лесу. Вынос (высота) перископа в специальном мачтовом перископе для наблюдений в лесу доходит до десятков метров.
Для фокусов. В 19 веке в Париже на набережной недалеко от Лувра прохожим демонстрировались магические зеркала, с помощью которых можно было беспрепятственно смотреть сквозь толстые каменные стены. Это устройство состояло из зрительной трубы, разъятой посередине (куда был помещен толстый камень) и содержащей четыре плоских зеркала под углом 45 . Так впервые рекламировался новый оптический прибор - перископ.
В работе полицейских.
Для обзора входной двери
Для освещения помещения естественным светом.
Для просматривания помещений, в которые нельзя заходить.
Для обзора труднодоступных мест (узкого чердака, колодца).
Для игры в зарницу.
1. Недостатки перископа.

Как и любое другое оптическое средство наблюдения, он не пригоден к использованию ночью и при плохой видимости.

Кроме того, это- не скрытное средство наблюдения. Выдвинутый из-под воды перископ может быть обнаружен зрительно и радиолокационными станциями противника. С помощью перископа невозможно точно определить дистанцию до цели, что снижает вероятность попадания торпеды в цель. И, наконец, дальности обнаружения целей в перископ невелики.

Перечисленные недостатки перископа явились причиной поиска и создания новых средств наблюдения для подводных лодок-радиолокация и гидроакустика.

Практическая часть

Мой перископ

Я использовал рекомендации учащейся 7 а класса для изготовления перископа:

чтобы было больше света, необходимы большие зеркала;
длина трубы не более 50;
чтобы зеркала были направлены под углом 45 градусов к трубе и навстречу друг другу.

Я стал подбирать детали для создания своего перископа:

Твёрдый картон, хорошо держащий форму;
Два зеркала;
клей;
скотч.

Зная размеры зеркала - 12,5см*9,5см, рассчитал размеры выкройки для перископа, начертил её на картоне. Так как картон твёрдый, чтобы легче было его сгибать, надрезал места сгибов и линии, по которым нужно вырезать выкройку, ножичком, приклеил зеркала и собрал перископ. Главное, чтобы зеркала были направлены под углом 45 градусов к трубе и навстречу друг другу. Схема перископа:

Проектная работа по физике на тему: Перископ

Склеил по схеме картон и установил зеркала. Перископ готов!!! ( Приложение рис.6).

Заключение.

Меня увлекли история создания перископов, проведённые мною исследования и создание своего, перископа.

Рекомендации тем, кто пожелает создать свой перископ:

Если вы решили сделать перископ, вы на правильном пути!!!

В ходе изучения материала различных источников [1-8], я понял, насколько важен перископ в военной технике - он необходим в такой же мере, как человеку глаза. Перископ можно использовать и в мирных целях, например, для дополнительного освещения, для "видения" через головы толпы на гонках и соревнованиях, на спортивных играх. Глядя в одно окошко, я могу наблюдать, что творится, скажем, за углом или по ту сторону забора и охотники могут использовать перископ.

Чтобы было больше света, необходимы большие зеркала и длина трубы не более 50 см.