i klassrummet
denna aktivitet bör endast utföras av en person som har erfarenhet av att arbeta med el.Vetenskap disciplin (s)Physical ScienceTopics
- fysikaliska egenskaper
- ljustransmission
- Energiövergångar
aktivitet Titlepenna bly glödlampa Material
- mekanisk blyertspenna bly (0,5 mm och 0.7mm grafit)
- 8 D-cellsbatterier
- elektrisk tejp
- isolerad metalltråd (batteri till blyertsledning, längd efter behov)
- alligatorklämmor (4x)
- Alligatorklämstativ (tillval)
- värme/elektriska isoleringshandskar
- 1 klar glasburk
procedur
- fäst 1 alligatorklämma i varje ände av en trådlängd. (Upprepa 2x)
- fäst 0.5 mm blyertspenna leder till alligatorklämmorna på ett sådant sätt att det är robust och inte kommer att röra sig under experimentet, använd helst ett stativ, men de kan också tejpas till kanten av ett bord så att grafiten inte bränner något när det blir varmt.
- Don skyddshandskar, och fäst en av de 2 trådarna till batteriet/elektrisk källa.
- efter att se till att grafiten är i en säker position, och publiken är medveten om att det snart kommer att bli mycket varmt, och vara en exponerad nakna tråd, bifoga den andra ledningen till batteriet/elektrisk källa.
- blyertsledningen ska tändas. Beroende på ledningens diameter kan det ta en kort tid så börja glöda, vänta 5-10 sekunder innan du återställer experimentet.
- när du är klar, koppla ur batteriet och ta sedan bort blyertsledningen med termiskt skyddande Handskar. Det är varmt och bör behandlas som sådant.
Frågor
- varför glödde ledningen?
- Hur kan du testa effekten av spänning och ström (t. ex. antalet batterier) på hur starkt ledningen glödde?
- vilka typer av energiöverföring sker (det finns mer än 1)?
- Varför var den tjockare bly dimmer?
Förklaringmedan grafit kan leda elektricitet är det en dålig ledare. När elen flyter från en batteriterminal till den andra möter den mycket motstånd i grafitfilamentet. Det motståndet får tråden att värmas upp. Ju tunnare diameter, desto mer motstånd, och ju snabbare det kommer att värma och desto ljusare kommer det att lysa upp. Fler batterier skulle också öka ljusstyrkan eftersom mer el skulle strömma genom ledningen. När grafiten värms upp tillräckligt kommer den att börja glöda när elektronerna är upphetsade till högre energitillstånd.Nästa generations Vetenskapsstandarderdetta experiment skulle bäst genomföras i en 4: e klassinställning, eftersom eleverna bara börjar lära sig om inte bara energiöverföring utan också elektriskt flöde. Detta experiment hjälper inte bara till att visa hur elektrisk energi kan överföras till värme, och värmeenergi kan sedan överföras till ljus, men också hur olika diametermätningar av samma material har olika motstånd.1-PS4-2. Gör observationer för att konstruera en evidensbaserad redogörelse för att objekt i mörker endast kan ses när de är upplysta. PS4.B: elektromagnetisk Strålning4-PS3-2. Gör observationer för att bevisa att energi kan överföras från plats till plats genom ljud, ljus, värme och elektriska strömmar. 4-PS3-4. Tillämpa vetenskapliga ideer för att designa, testa och förfina en enhet som omvandlar energi från en form till en annan.* 5-PS1-3. Gör observationer och mätningar för att identifiera material baserat på deras egenskaper. MS-PS4-2. Utveckla och använda en modell för att beskriva att vågor reflekteras, absorberas eller överförs genom olika material. Referenceshttps://www.youtube.com/watch?v=wLBZdYDks10http://yale.edu/demos/files/Week3PencilLeadLightBulb.pdf