Фізика 7 клас

Розділ 1. ПОЧИНАЄМО ВИВЧЕННЯ ФІЗИКИ

 

§6. ЯК ФІЗИКА ЗМІНЮЄ СВІТ


1.ПРИКЛАД ЗАСТОСУВАННЯ ФІЗИЧНИХ ВІДКРИТТІВ: ІСТОРІЯ ГОДИННИКА


Ми так звикли до найчисленніших застосувань фізичних відкриттів, що вже не помічаємо їх, хоча вони трапляються нам щогодини й щохвилини в буквальному значенні цих слів: адже історія годинника — це чудовий приклад історії застосування фізичних відкриттів!

Першим більш-менш точним годинником був маятниковий годинник (рис. 6.1). Його дія ґрунтується на відкритій Ґалілеєм1 наприкінці 16-го століття властивості малих коливань вантажу, підвішеного на нитці або стрижні: їхній період (проміжок часу, поки триває одне коливання) майже не залежить від розмаху коливань. Застосувати цю властивість коливань до конструювання годинників спало на думку голландському фізику Хрістіану Гюйгенсу в 17-му столітті.

Маятникові годинники були досить точними, але дещо громіздкими. У 18-му столітті з’явилися пружинні годинники, і майстри-годинникарі змогли зробити їх такими маленькими, що їх можна було носити в кишені й навіть на руці (рис. 6.2). У пружинному годинникові коливається тіло, прикріплене до пружини. У цьому випадку період коливань також залишається майже незмінним: це спричинено властивістю сили пружності, відкритою в 17-му столітті англійським фізиком Робертом Гуком.

 1 Дев’ятнадцятирічний Ґалілей відкрив цю властивість коливань, спостерігаючи за коливаннями церковних світильників. Як годинник він використовував власний пульс!


У 19-му столітті було відкрито закони електрики та магнетизму, завдяки чому у 20-му столітті з’явились електричні годинники, що були, по суті, мініатюрними електродвигунами. Електричний годинник не треба заводити: джерелом енергії є батарейка. Але точність електричних годинників залишалась приблизно такою самою, як і маятникових, — похибка ходу становила близько однієї хвилини за добу.

Значного підвищення точності годинників змогли досягти, коли у другій половині 20-го століття фізики відкрили, що кристали кварцу (поширеного мінералу) коливаються під дією електричного поля. Період цих коливань, як виявилося, залишався незмінним з дуже високою точністю, завдяки чому було сконструйовано кварцовий годинник (рис. 6.3). Він набагато надійніший і точніший від механічного або електричного: похибка кварцового годинника становить лише кілька хвилин за рік! Тому сьогодні найпоширенішими стали саме кварцові годинники (наручні та настінні).

Але кілька хвилин за рік — це далеко не межа досягнутої вченими точності: найточнішими сьогодні є атомні годинники, дія яких ґрунтується на коливаннях атомів. Точність атомних годинників здається фантастичною: похибка ходу складає одну секунду за три мільйони років! Ось чому саме атомний годинник було використано для виготовлення еталону секунди як одиниці часу.






Help with assignments by Writix

Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити