Устройство для демонстрации броуновского движения

 

Назначение: демонстрационная физическая техника и может быть использовано на лекциях по курсу общей физики. Сущность изобретения: устройство содержит плоское перфорированное основание (газодинамическую подушку), на котором размещены модули, поверхности которых, обращенные к основанию, выполнены плоскими , в каждом из модулей выполнен канал , проходящий через плоскую поверхность под произвольным ненулевым углом по отношению к основанию. Модули без трения за счет реактивного движения движутся, сталкиваясь друге другом, имитируя (демонстрируя) броуновское движение. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 09 В 23/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ PI3O6 PET 6 H Wt

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4914205/12 (22) 26.02.91 (46) 30.05.93. Бюл. th 20 (75) А.И.Зимин и В.Е.Куницын (56) Иверонова В.И. Лекционные демонстрации по физике. М., 1972, с.247. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

БРОУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Назначение: демонстрационная физическая техника и может быть использовано на лекциях по курсу общей физики. Сущность изобретения: устройство содержит

Изобретение относится к демонстрационной физической технике и может быть использовано на лекциях по физике.

Цель изобретения — увеличение степени наглядности и достоверности демонстрации.

Это достигается тем. что известное устройство для демонстрации броуновского движения, содержащее корпус с плоским основанием, расположенные в нем модули, согласно изобретению, снабжено источником сжатого газа, основание выполнено перфорированным, поверхности тел, обращенные к основанию, выполнены плоскими, в каждом из тел выполнен канал, проходящий через плоскую поверхность под углом, отличным от нуля.

На фиг.1 представлен вертикальный разрез устройства; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Устройство для демонстрации броуновского движения содержит корпус 1 с плоским основанием 2. ориентированным горизонтально, на котором размещены ра„„5U„„1818628 А1 плоское перфорированное основание (газодинамическую подушку), на котором размещены модули, поверхности которых, обращенные к основанию, выполнены пло- скими, в каждом иэ модулей выполнен канал, проходящий через плоскую поверхность под произвольным ненулевым углом по отношению к основанию. Модули без трения за счет реактивного движения движутся, сталкиваясь друг с другом, имитируя (демонстрируя) броуновское движение.

1 з.п. ф-лы, 2 ил. бочие тела — модули 3, в основании выполнены перфорационные отверстия 4, а в модулях — каналы 5, оси которых ориентированы под произвольным, отличным от нуля, углом по отношению к плоскому основанию; источник сжатого газа, сообщенный с отверстиями 4(на чертеже не показан). Стрелками показаны направления движения газа и направление силы тяжести (вертикали), Устройство для демонстрации броуновского движения работае следующим образом.

Газ из источника сжатого газа подается снизу в отверстия 4, создавая для тел 3 воздушную (газодинамическую) подушку, благодаря которой возможно их горизонтальное перемещение без трения. В случайные моменты времени отверстия 4 совмещаются со входными отверстиями каналов 5, и в соответствии с принципами реактивного движения тела 3 приходят в движение. Так как моменты совмещения отверстий 4 и каналов 5 случайны, направле1818628 ния движения тел 3 равновероятны, а импульсы, получаемые телами 3 за время протекания газа по каналам 5 различны в силу различий в углах а в разных телах 3, то создается полная аналогия модельного движения и истинного броуновского движения.

С целью неограничения общности тела 3 выполняются с разными массами, произвольной формы, а каналы 5 выполняются в произвольном месте тела 3. С целью устра- 10 нения вращательного движения тел 3, они выполняются в виде круглых шайб, а каналы

5 выполнены так, что их оси лежат в плоскостях, перпендикулярных поверхности основания, проходящих через ось симметрии каждого тела.

Общим для всех случаев требованием работоспособности устройства является следующее: габаритные размеры рабочих тел 3 превышают расстояние между перфо- 20 рационными отверстиями 4 б . В противном случае газодинамическая подушка не является для тел 3 стабильной, и тела 3 могут

"проваливаться", задевая поверхность основания 2, создавая избыточное трение, 25 препятствующее движению рабочих тел 3.

В качестве примера выполнения устройства можно рассмотреть любое, удовлетворяющее формуле изобретения, причем стенки (корпус) не являются обяза- 30 тельными, или в роли боковых стенок, препятствующих разлету рабочих тел, можно использовать ряды отверстий 4, выполненных на желаемой границе используемой части основания с более частым расположением, чем период (шаг) перфорации d, причем "пограничные" отверстия 4 выполнены так, что их оси наклонены внутрь области, в которой демонстрируется броуновское движение, а их шаг перфорации d1 < бо.

Формула изобретения

1. Устройство для демонстрации броуновского движения, содержащее плоское основание, размещенные на нем модули молекул и средство для приведения модулей в хаотичное движение, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения наглядности и степени достоверности демонстрации, средство для приведения модулей в движение выполнено в виде источника сжатого газа, основание выполнено перфорированным, поверхности модулей, обращенные к основанию, выполнены плоскими, в каждом из модулей выполнен канал, проходящий через плоскую поверхность так, что его ось составляет с основанием угол 0-90 .

2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю ще ес я тем, что модуля выполнены в виде круглых шайб, ось каждого канала лежит в плоскости, перпендикулярной поверхности основания и проходящей через ось симметрии каждого модуля.

1818628

О О О

О О О

О О

О О о „о

0 о )< oоооо

OOO OQ OOOOOO

Составитель А. Зимин

Техред M.Moðråíòàë

Корректор Л. Пилипенко

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1938 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5