Оборудование для кабинета физики
Физика изучает наш мир и устанавливает взаимосвязи между происходящими в нем явлениями. От того, насколько грамотно подобрано оборудование в кабинет физики, зависит освоение учащимися этой сложной и интересной дисциплины. Согласно Приказу Министерства просвещения РФ №590 (Приказ Министерства просвещения РФ №590 утратил силу, в силу вступил Приказ №804 от 06.09.2022 года) и обновленные кабинеты физики должны быть оснащены цифровыми лабораториями, комплектами для практикумов и демонстрационными наборами – готовыми решениями для проведения лабораторных и практических работ. Использование на занятиях подобного оборудования, помогает ученикам приобретать навыки самостоятельной работы с датчиками и измерительными приборами, а еще в решении экспериментальных задач и исследованиях.
Мы рекомендуем подбирать комплекты для практикумов и демонстрационные наборы в едином исполнении с цифровыми лабораториями, т.е. одного производителя. Во-первых, так вы обеспечиваете единый подход к обучению, ведь комплекты и наборы выступают полезным дополнением к цифровым лабораториям. По сути, это такие же лаборатории и есть, только специализированные и с упором на конкретную область исследования. Во-вторых, программное обеспечение и методические пособия лабораторий, комплектов и наборов единообразны, а цифровые датчики совместимы, поэтому в них будет легче разобраться и педагогу, и ученикам. Вам остается ознакомиться с составом и характеристиками комплектов и наборов и выбрать необходимые под конкретные задачи. В этой статье мы рассмотрим подход «Научных развлечений» – российского производителя и разработчика учебного оборудования. Наша компания является официальным дилером «Научных развлечений». У нас вы можете приобрести оборудование для кабинета физики по выгодной цене.
Цифровые лаборатории по физике
Для начала обратимся к цифровым лабораториям. Они содержат датчики, приборы и дополнительное оборудование для проведения опытов, входящих в учебную программу. Цифровые датчики работают напрямую с компьютером и подключаются к нему при помощи USB-кабелей. Это позволяет не только получать данные в цифровом виде, но и управлять работой датчика, выбирая режим его работы. С помощью этого универсального оборудования можно собирать разнообразные установки, что открывает возможности и для самостоятельного экспериментирования. Таким образом, лаборатории повышают наглядность изучаемых явлений и побуждают к творчеству. В зависимости от комплектации выделяют три набора – базового, стандартного и профильного уровней. Поговорим подробнее о каждом из них.
Цифровая лаборатория по физике (базовый уровень)
Лаборатория предназначена для выполнения экспериментов по темам курса физики 7-9 классов основной школы и 10-11 классов при изучении предмета на базовом уровне. В комплект входит 4 цифровых датчика, дополнительное оборудование, методическое пособие с пошаговыми инструкциями для организации исследовательских работ и программное обеспечение. Корпуса датчиков изготовлены из ударопрочного пластика и имеют встроенную магнитную подложку для закрепления на классной доске. Для работы потребуется ноутбук, он приобретается отдельно. На него устанавливается компьютерная программа, которая содержит индивидуальные для каждой исследовательской работы шаблоны таблиц, графиков, формулы для подбора графиков функций. Программа формирует электронный отчет с исходными данными, фотографиями установки, первичной кривой с датчика, промежуточными таблицами, итоговыми графиком и текстовым комментарием.
В состав цифровой лаборатории по физике базового уровня входит:
1) Цифровой датчик абсолютного давления;
2) Цифровой датчик положения на основе магнитоуправляемых контактов;
3) Цифровой датчик температуры;
4) Цифровой осциллографический датчик напряжения;
5) Дополнительное оборудование для проведения экспериментов;
6) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
7) Программное обеспечение;
8) Методическое руководство (базовый уровень).
Узнать больше о наполнении цифровой лаборатории базового уровня, в том числе о наборе дополнительного оборудования для проведения экспериментов, можно здесь.
Примеры тем лабораторных работ, которые можно провести с цифровой лабораторией базового уровня:
1) Движение по наклонной плоскости и свободное падение;
2) Механическая работа и закон сохранения энергии;
3) Механические колебания;
4) Наблюдение явления электромагнитной индукции;
5) Зависимость сопротивления провода от его геометрических размеров;
6) Распределение токов и напряжений в электрических цепях;
7) Зависимость силы Ампера от силы тока в проводнике;
8) Изучение свойств полупроводникового диода, трансформатора и плоского конденсатора;
9) Свойства изображений в плоском зеркале и собирающей линзе;
10) Измерение фокусного расстояния рассеивающей линзы;
11) Регистрация спектра излучения светодиода с помощью дифракционной решетки;
12) Закон сохранения энергии для тепловых явлений;
13) Изопроцессы;
14) Закономерности испарения жидкости.
Цифровая лаборатория по физике (стандартный уровень)
Лаборатория подходит для экспериментального изучения физических явлений и закономерностей из курса физики средней (полной) школы, начального и среднего профессионального образования. Комплект содержит 14 цифровых датчиков, на базе которых собираются установки для выполнения лабораторных работ по механике, молекулярной физике, электричеству, оптике и атомной физике. В набор дополнительного оборудования входит тот же перечень элементов, что и в цифровую лабораторию базового уровня.
В состав цифровой лаборатории по физике стандартного уровня входит:
1) Цифровой датчик температуры;
2) Цифровой датчик абсолютного давления;
3) Цифровой датчик положения на основе магнитоуправляемых контактов;
4) Цифровой осциллографический датчик напряжения;
5) Цифровой датчик напряжения;
6) Цифровой датчик тока;
7) Цифровой датчик магнитного поля;
8) Цифровой датчик температуры термопарный;
9) Цифровой датчик освещенности;
10) Цифровой датчик ионизирующего излучения;
11) Цифровой датчик звука двухканальный;
12) Цифровой датчик расстояния ультразвуковой;
13) Цифровой датчик силы;
14) Цифровой датчик оптоэлектрический;
15) Цифровой датчик угла;
16) Стержень для закрепления в штативе (3 шт.);
17) Кабель соединительный (2 шт.);
18) Дополнительное оборудование для проведения экспериментов;
19) Контейнеры для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
20) Программное обеспечение;
21) Методическое руководство (базовый и профильный уровни).
Цифровая лаборатория по физике (профильный уровень)
Лаборатория содержит набор из 25 цифровых датчиков и обеспечивает выполнение двух видов исследований: фронтальных лабораторных работ для учащихся 7-9 классов и экспериментальных задач для учеников 10-11 классов. Комплект применяется и для организации проектной деятельности в школах и учреждениях дополнительного образования. В набор дополнительного оборудования входит тот же перечень элементов, что и в цифровую лабораторию базового уровня. Использование лаборатории на занятиях основывается на полученных ранее навыках работы с датчиками и предполагает самостоятельное планирование исследований, выбор алгоритмов обработки данных в компьютерной программе.
В состав цифровой лаборатории по физике профильного уровня входит:
1) Цифровые датчики температуры (2 шт.);
2) Цифровой датчик абсолютного давления;
3) Цифровой датчик положения на основе магнитоуправляемых контактов;
4) Цифровой осциллографический датчик напряжения;
5) Цифровой датчик напряжения;
6) Цифровой датчик напряжения;
7) Цифровые датчики тока (2 шт.);
8) Цифровой датчик магнитного поля;
9) Цифровой датчик температуры термопарный;
10) Цифровой датчик освещенности;
11) Цифровой датчик света;
12) Цифровой датчик ионизирующего излучения;
13) Цифровой датчик угла (2 шт.);
14) Цифровой датчик звука двухканальный;
15) Цифровой датчик расстояния ультразвуковой;
16) Цифровой датчик силы;
17) Цифровой датчик оптоэлектрический;
18) Цифровой датчик угловой скорости;
19) Цифровой датчик давления дифференциальный;
20) Цифровой датчик звука с функцией интегрирования;
21) Цифровой датчик ускорения (беспроводной);
22) Цифровой датчик электрического заряда;
23) Стержень для закрепления в штативе (3 шт.);
24) Кабель соединительный (2 шт.);
25) Дополнительное оборудование для проведения экспериментов;
26) Контейнеры для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
27) Программное обеспечение;
28) Методическое руководство (базовый и профильный уровни).
Примеры тем лабораторных работ, которые можно провести с цифровой лабораторией профильного уровня:
1) Зависимость мощности излучения лампы накаливания от температуры вольфрамовой нити;
2) Связь вольт-амперной характеристики и интенсивностью излучения у лампы накаливания и светодиода;
3) Закономерности движения бруска вверх и вниз по наклонной плоскости;
4) Сравнение ЭДС и внутренних сопротивлений источников постоянного тока;
5) Выработка критериев устойчивости твердого тела;
6) Измерение скорости звука разной частоты в воздухе;
7) Распространение звуковых волн в замкнутом пространстве;
8) Изучение закономерностей фазовых переходов жидкостей;
9) Исследование магнитного поля постоянных магнитов;
10) Исследование работы источников света в цепи переменного тока;
11) Изучение свойств ферромагнетиков;
12) Диаграмма направленности излучения светодиода;
13) Поглощение бета-частиц алюминием.
Комплекты для лабораторных практикумов
Изучение физики предусматривает проведение лабораторных практикумов. Для них «Научные развлечения» разработали специальные комплекты с дополнительным набором цифровых датчиков и оборудования. Они также подходят для организации проектной деятельности и необходимы для углубленного изучения предмета. Далее мы рассмотрим 4 комплекта для практикумов по оптике, механике, молекулярной физике и электричеству.
Комплект для практикума по оптике
Комплект предназначен для изучения геометрической и волновой оптики. Он рассчитан на проведение 4 работ по изучению преломления света на границе раздела воздух-оргстекло, спектров излучения лазера и светодиода, спектра красного и инфракрасного светодиодов и интерференции лазерного излучения на двух щелях. Регистрация хода лучей, интерференционной и дифракционной картин осуществляется с помощью веб-камеры, которая входит в набор. Компьютерная программа сама определяет расстояния между интерференционными и дифракционными максимумами, угол поворота луча при переходе через границу двух сред. Затем строит графики зависимостей угла преломления от угла падения, синуса угла преломления от синуса угла падения, что дает возможность определить показатель преломления через тангенс угла наклона графика.
В состав комплекта входит:
1) Штатив;
2) Оптическая скамья;
3) Веб-камера;
4) Светодиод белый на платформе;
5) Светодиод красный на платформе;
6) Ик-светодиод на платформе;
7) Источник когерентного излучения в корпусе с магнитным закреплением (питание от сетевого адаптера);
8) Рейтеры и вставки к ним;
9) Линза;
10) Палочка стеклянная с магнитом;
11) Элемент «Щели Юнга»;
12) Уголок стальной;
13) Поляроид;
14) Дифракционная решетка;
15) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
16) Программное обеспечение;
17) Методическое руководство.
Комплект для практикума по механике
При помощи комплекта можно провести 4 работы по кинематике и динамике поступательного движения: исследовать преобразование энергии при движении связанных грузов на блоке, измерить ускорение свободного падения тела, изучить динамику движения связанных грузов на блоке и колебания груза на пружинах разной жесткости. Датчик силы и оптоэлектрический датчик позволяют измерять параметры движения механических систем. Производитель обеспечил надежную фиксацию оптоэлектрического датчика на чувствительном элементе датчика силы и ролика блока на корпусе оптоэлектрического датчика во время сборки установок.
В состав комплекта входит:
1) Цифровой оптоэлектрический датчик;
2) Цифровой датчик силы;
3) Штатив;
4) Ролик блока;
5) Грузы цилиндрические;
6) Пружины;
7) Нить;
8) Амортизирующий коврик;
9) Линейка секторная;
10) Линейка с магнитным держателем;
11) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
12) Программное обеспечение;
13) Методическое руководство.
Комплект для практикума по молекулярной физике
Оборудование, входящее в комплект, подходит для выполнения 3 работ по тепловым явлениям и газовым законам. С его помощью можно исследовать теплообмен между двумя жидкостями, изучить взаимосвязь между давлением и объемом газа при постоянной температуре, проверить уравнение состояния идеального газа. Измерения производят датчик абсолютного давления и датчики температуры, которых в комплекте два. В набор входит специальный сосуд, который способен одновременно фиксировать оба датчика температуры. Такая установка используется для проведения эксперимента по теплообмену с постоянным перемешиванием двух жидкостей и одновременной фиксацией их температур.
В состав комплекта входит:
1) Цифровой датчик температуры (2 шт.);
2) Цифровой датчик абсолютного давления;
3) Электронные весы;
4) Штатив;
5) Стержень для закрепления датчика в штативе;
6) Капсула с крышкой;
7) Калориметр;
8) Трехкомпонентный шприц;
9) Стаканы (500 мл, 800 мл);
10) Трубка со штуцером;
11) Палочка для перемешивания;
12) Глицерин;
13) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
14) Программное обеспечение;
15) Методическое руководство.
Комплект для практикума по электричеству
Комплект предназначен для проведения 4 работ по электродинамике. С его помощью можно определить электроемкость конденсатора по кривым его разрядки, а еще индуктивность и омическое сопротивление катушки в цепи переменного тока. Набор оборудования также применяется для изучения емкостного сопротивления конденсатора в цепи переменного тока и резонанса в колебательном контуре. Измерение параметров электрической цепи производит двухканальный осциллографический датчик напряжения. Он обеспечивает синхронную по времени регистрацию напряжений на двух элементах цепи, а встроенная в программу обработки данных функция суммирования определяет заряд по осциллограмме тока.
В состав комплекта входит:
1) Цифровой осциллографический датчик напряжения;
2) Функциональный генератор;
3) Набор элементов для составления электрических цепей (ключ, резисторы, катушка индуктивности, конденсаторы);
4) Стальная пластина;
5) Комплект проводов;
6) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
7) Программное обеспечение;
8) Методическое руководство.
Демонстрационные наборы по физике
Непростой для понимания материал легче усваивается во время демонстрационных экспериментов. Далее мы рассмотрим совместимые с цифровыми лабораториями демонстрационные наборы, которыми предлагают расширить базу учебного оборудования «Научные развлечения». Особое внимание в них уделяется возможности использования веб-камеры для визуализации экспериментов с одновременной фиксацией показаний датчиков и геометрических параметров.
Набор по динамике вращательного движения
Набор используется для проведения демонстрационных экспериментов по вращательному и колебательному движениям, инерциальным системам отсчета, центростремительному ускорению. Экспериментальные установки собираются на основе рамы из алюминиевого профиля, смонтированной на вращающемся диске. Вращение рамы происходит за счет электродвигателя постоянного тока, питание которого осуществляется от блока управления. Для передачи вращения от двигателя к раме используется ременная передача, а частота вращения рамы контролируется с помощью встроенного оптоэлектрического датчика.
В состав набора входит:
1) Привод вращения с вертикальной рамой и встроенным датчиком угловой скорости;
2) Подвесы с грузами;
3) Комплект оборудования для проведения опытов;
4) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
5) Программное обеспечение;
6) Методическое руководство.
Темы демонстрационных работ, которые можно провести с набором по динамике вращательного движения:
1) Второй закон Ньютона для равномерного вращения по окружности;
2) Конический маятник;
3) Вращение системы связанных тел;
4) Моделирование опыта Штерна;
5) Модель маятника Фуко;
6) Вращение жидкости;
7) Эффект Доплера для звуковой волны;
8) Вынужденные механические колебания и резонанс;
9) Понятие момента инерции;
10) Измерение момента инерции тела сложной формы.
Набор по механическим колебаниям и волнам
Набор предназначен для демонстрации колебаний и стоячих волн, явлений резонанса в различный механических колебательных системах. Экспериментальные установки собираются на основе виброгенератора, который монтируется на демонстрационном столе или зажимается в штативе. Виброгенератор представляет собой электромеханическое устройство, в котором колебания штока возникают за счет взаимодействия поля постоянного магнита с катушкой при пропускании через нее переменного тока. Для получения количественных данных дополнительно могут быть использованы осциллографический датчик напряжения и веб-камера.
В состав набора входит:
1) Виброгенератор;
2) Проволочное кольцо;
3) Стержень для крепления виброгенератора в штативе;
4) Пружина;
5) Стальные пластины (круглая, квадратная, треугольная);
6) Резиновый жгут;
7) Груз;
8) Речной песок;
9) Зажим-крокодил;
10) Соединительные провода;
11) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
12) Программное обеспечение;
13) Методическое руководство.
Темы демонстрационных работ, которые можно провести с набором по механическим колебаниям и волнам:
1) Резонанс пружинного маятника;
2) Резонанс нитяного маятника;
3) Горизонтальные стоячие волны на резиновом жгуте;
4) Вертикальные стоячие волны на резиновом жгуте;
5) Стоячие волны на кольце;
6) Фигуры Хладни.
Набор по волновой оптике
Набор поможет в изучении дисперсии света, эффектов, связанных с разложением света в спектр, поляризованного излучения, интерференции и дифракции световых волн и др. Для удобства сборки оптических схем используется стандартный монтаж оптических элементов на оптической скамье. В качестве осветителя применяется источник с галогеновой лампочкой, что позволяет получать необходимые оптические картины на демонстрационном экране, а еще яркую интерференционную картину, имеющую вид концентрических колец (колец Ньютона). В качестве источника когерентного излучения используется лазерный диод повышенной мощности. Модуль оснащен системой охлаждения, что обеспечивает ему ресурс в несколько тысяч часов без потери качества луча. Кроме того, возможности набора могут быть расширены с применением цифровых датчиков.
В состав набора входит:
1) Полупроводниковый лазер с блоком питания;
2) Линзы собирающие;
3) Дифракционные решетки;
4) Рамка для наблюдения интерференции в мыльной пленке;
5) Призма из стекла «Флинт»;
6) Сборка «Кольца Ньютона»;
7) Бипризма Френеля;
8) Комплект оборудования для проведения опытов;
9) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
10) Программное обеспечение;
11) Методическое руководство.
Темы демонстрационных работ, которые можно провести с набором по волновой оптике:
1) Наблюдение дисперсии света;
2) Неразложимость в спектр монохроматического света;
3) Сложение спектральных цветов;
4) Поглощение света в веществе;
5) Поляризация света;
6) Наблюдение поворота плоскости поляризации прозрачными полимерными пластинами;
7) Поляризация света при его отражении от диэлектрика;
8) Интерференция света в схеме с бипризмой Френеля;
9) Интерференция света в схеме с зеркалом Ллойда;
10) Наблюдение колец Ньютона в монохроматическом свете;
11) Наблюдение колец Ньютона в естественном свете;
12) Интерференция света в мыльной пленке;
13) Интерференция света на двух щелях (схема Юнга);
14) Дифракция параллельного пучка света на щели;
15) Дифракция расходящегося пучка света на щели;
16) Дифракция параллельного пучка света на нити;
17) Дифракция расходящегося пучка света на нити;
18) Дифракция параллельного пучка света на круглом отверстии;
19) Дифракция расходящегося пучка света на круглом отверстии;
20) Дифракция монохроматического света на одномерной решетке;
21) Получение спектра лампы накаливания с помощью дифракционной решетки;
22) Дифракция монохроматического света на двумерной структуре.
Набор по механическим явлениям
Набор разработан для изучения кинематики и динамики поступательного движения. Экспериментальные установки собираются на основе скамьи, которая монтируется на магнитной доске. В опытах используются тележки на магнитной подвеске, их движение контролируется с помощью двух оптоэлектрических датчиков. Запуск движения осуществляется благодаря стартовому устройству, которое управляется компьютерной программой.
В состав набора входит:
1) Стартовое устройство с комплектом оптоэлектрических датчиков;
2) Скамья с магнитной подвеской;
3) Тележки с магнитами (2 шт.);
4) Груз наборный;
5) Комплект оборудования для проведения опытов;
6) Контейнер для хранения датчиков и оборудования с ложементами;
7) Программное обеспечение;
8) Методическое руководство.
Темы демонстрационных работ, которые можно провести с набором по механическим явлениям:
1) Равномерное и неравномерное движение;
2) Поступательное движение с постоянным ускорением;
3) Динамика;
4) Законы сохранения;
5) Механические колебания.
Использование цифровых лабораторий способствует увеличению интереса учащихся к исследовательской и экспериментальной работе по курсу физики. Лаборатории содержат стандартный набор оборудования, необходимый для освоения программы курса на базовом и профильном уровнях. В то же время производители разрабатывают дополнительные комплекты для практикумов и демонстрационные наборы, которые расширяют возможности лабораторий. Готовые решения удобны тем, что имеют совместимое оборудование, единое программное обеспечение и методическое руководство. Выбирая их, вы обеспечиваете единый подход к обучению.
Специалисты компании «Ростком» помогут подобрать оборудование для образовательных учреждений и предоставят комплексное техническое и методическое сопровождение от этапа предварительной консультации до настройки оборудования.
За консультацией обращайтесь по телефонам: +7 (8212) 32-25-25, +7 (800) 301-12-65 (звонки бесплатные по всей России) или оставьте заявку на нашем сайте.
Советуем почитать
Большинство вопросов решается сразу, в момент обращения
