Исследовательская и проектная деятельность

Паськов А.В., Селюнина С.В. Исследовательская работа «Маленький генератор больших возможностей»

Оригинал материала размещен в выпуске № 07 (21) https://f.almanah.su/21.pdf


Актуальность темы:
Лазер - одно из самых значимых изобретений XX века. Лазеры нашли применение в самых различных областях — от коррекции зрения до управления транспортными средствами, от космических полётов до термоядерного синтеза, а также они постоянно внедряются в наши дни в разные сферы деятельности.
Целью моей работы стало: определить возможности лазера опытным путем.
Задачи, которые я поставил:
1. Изучить устройство и принцип действия лазера.
2. Выяснить, может ли обойтись человек без лазера в современном мире.
3. Выполнить опыты в домашних условиях.
Объект исследования: лазер.
Предмет исследования: вред и польза от лазера.
Гипотеза: «У лазеров есть и положительная сторона»
Методы исследования:
1. Изучение различной информации в литературе и электронных ресурсах.
2. Анализ литературы по текущему исследованию.
3. Эксперимент.
4. Наблюдение.
Теоретическая часть.
Значение слово "лазер" составлено из первых букв английской фразы:"Light amplification by stimulated emission of radiation", что означает "усиление света с помощью вынужденного излучения".
Лазер - это источник электромагнитного излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов.
"Сердце лазера" - его активный элемент.
1. У одних лазеров он представляет собой кристаллический или стеклянный стержень цилиндрической формы.
2. У других - это отпаянная стеклянная трубка, внутри которой находится специально подобранная газовая смесь.
3. У третьих - кювета со специальной жидкостью.
Существует классификация лазеров от первого класса и заканчивая четвертым классом.
Первый класс не способные создавать опасный для человеческого глаза уровень облучения, четвертый класс могут причинить значительное повреждение коже человека, а также оказывают опасное воздействие на легко воспламеняющиеся и горючие материалы.
Опасность лазеров и как защитить себя?
Даже слабый лазер вроде дешевой указки может быть опасен для глаз.
Повреждения от такого лазера незаметны, но с каждым попаданием лазера несколько клеток сетчатки гибнет. Никогда нельзя смотреть глазом ни в какой лазер. Инфракрасные лазеры особенно опасны. Поэтому, никогда не пытайтесь включить лазер от CD-RW, не имея защитных очков. Мощные лазеры на лазерных шоу всегда идут высоко над головами. Пускать лазер по ногам опасно: на ногах могут быть блестящие застежки, стразы, лаковая обувь — луч отразится и может попасть в глаз.
Применение лазеров:
1. В хирургии, как скальпель и в терапии.
2. Лазеры в вооружении, используются для облегчения прицеливания с помощью какого-нибудь оружия.
3. С помощью лазерной техники интенсивно разрабатываются оптические методы обработки передачи и хранения информации, методы голографической записи информации, цветное проекционное телевидение.
4. При оформлении театральных постановок, эстрадных концертов.
5. Лазеры в связи и информационных технологиях.
6.Лазер режет, сваривает, кует, сверлит и т.д.
Практическая часть.
Чтобы определить возможности лазера, можно провести следующие опыты.
Опыт №1: «Луч лазера в струе воды»
Цель: Определить, может ли луч лазера отражаться в струе воды.
Приборы: Лазер, пластиковая бутылка с водой, ножницы, чашка.
Ход работы: С помощью ножниц аккуратно вырезать маленькое отверстие в бутылке диаметра примерно 5мм.Затем налить воды и закрыть крышкой бутылку, чтобы вода не вытекала. Установить и сфокусировать лазер на уровне отверстия бутылки. Луч лазера должен четко проходить сквозь сосуд. Далее поставить на пол чашку, чтобы вода стекала в неё. Открыть крышку. Вода должна стекать ровной струей по дуге.
Вывод: В следствии опыта определили, что луч лазера отражается в струе воды.
Лазер, попадая в воду, изменил направление и рассеялся.
Опыт №2 «Перенаправление луча лазера»
Цель: Используя зеркала, перенаправить луч лазера в любое направление.
Приборы: Лазер, небольшие зеркала.
Ход работы: Сначала установить зеркало неподвижно. Последующие зеркала установить, меняя угол наклона и направление, так, чтобы при попадании, луч лазера отражался в каждом зеркале.
Примечание* В темноте можно нагляднее увидеть отражение луча.
Вывод: Используя лазер и зеркала, можно перенаправить отражение луча в любую сторону. Таким образом можно огибать препятствия и отправлять в совершенно любом направлении, и в любую точку.
Опыт №3 «Поджег спички лазером»
Цель: Доказать, что лазер при достаточной мощности может поджечь спички.
Приборы: Лазер, стакан воды, спички обычные, спички охотничьи.
Ход работы: Зафиксировать спичку, затем направить луч лазера на головку спички.
Если реакция не происходит, изменять расстояние между спичкой и лазером. (примерное расстояние при которой зажглась 5 см). При зажигании потушить в стакане с водой. Проделать эти действия со всеми спичками.
Примечание* Спички охотничьи очень сильно дымят, их трудно потушить и поэтому нужно соблюдать все правила безопасности.
Вывод: В этом опыте было доказано, что можно зажечь спички при достаточной мощности лазера.
И в заключение хочу сказать, что лазер – одно из самых удивительных устройств нашего времени. Завоевал огромную популярность во всех областях. И все же, несмотря на не значительные недостатки, лазер нашел применение везде, и с каждым годом границы сфер его использования лишь увеличиваются.
Литература
1. Петров В.А. Лазеры в науке, технике, медицине: МНТОРЭС им. А. С. Попова, -2015, 211с.
2. Лазер [Электронный ресурс]:https://megabook.ru/article/ Лазер
2019-08-13 16:03 2019