Модель строения атома

 

Изобретение относится к учебно-наглядным пособиям и предназначено для изучения строения атома, физических процессов, происходящих в атоме при внешних воздействиях. Цель изобретения - расширение диапазона демонстрируемых явлений и повышение наглядности модели. Устройство содержит световое табло 1 с лампами 2, расположенными в центре и по орбитам 3, и приемником излучения 7, установленным в центре светового табло, блок управления 4, блок питания 5, переключатель 6, блок излучения. Работа устройства заключается в управлении на расстоянии с помощью блока излучения движением света типа "бегущая волна", имитирующим движение электрона в стационарном и возбужденном состояниях по орбитам, а также перескоки "электрона" из одного энергетического уровня (орбиты) на другой в зависимости от частоты падающего на атом света, идущего от излучателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) щр С 09 Б 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР ° (21) 4618123/31-12 (22) 05.07.88 (46) 15.08.90. Бюл, № 30 (71) Среднее профессионально-техническое училище ¹ 11 г.Баку (72) Е.Г.Агашкова и А.H.×åðôàñ (53) 075(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 792277, кл. G 09 Б 5/00, 1978. (54) МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ АТОМА (57) Изобретение относится к учебнонаглядным пособиям и предназначено для изучения строения атома, физических процессов, происходящих в атоме при внешних воздействиях. Цель изобретения — расширение диапазона демонстрируемых явлений и повышение

2 наглядности модели. Устройство содержит световое табло 1 с лампами 2, расположенными в центре и по орбитам

3, и приемником 7 излучения, установленным в центре светового табло, блок 4 управления, блок 5 питания, переключатель 6, блок излучения. Работа устройства заключается в управлении на расстоянии с помощью блока излучения движением света типа "бе,гущая волна", имитирующим движение электрона в стационарном и возбужденном состояниях по орбитам, а также перескоки "электрона" из одного энер. гетического уровня (орбиты) на другой в зависимости от частоты падамси. щего на атом света, идущего от из,лучателя. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил. с

3 1585817 4

Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям и предназначено для изучения строения атомов химических элементов и физических процессов, происходящих в них при внешних воздействиях.

Цель изобретения — расширение диапазона демонстрируемых явлений и повышение наглядности.

I }

На фиг.1 представлена структурная схема гредлагаемого устройста; на фиг.2 — блок-схема излучения.

Устройство состоит иэ двух отдельных частей. Первая часть содержит f5 световое табло 1, на котором расположены две группы ламп:первая 2 — в центре и вторая 3 по круговым орбитам, причем радиусы орбит о гяосятся как квадраты натуральных чисел. Устройcтво также содержит бло.< 4 управления светового табло, блок 5 питания, переключатель 6, приемник 7 излучения.

Блок 4 управления сотоит из.усилителя

8, дешифратора 9, таймера 10, генера- 25 ратора 11 и распределителя 12 импульсов. Приемник излучения, конструктивно расположенный в центре светового табло 1, соединен через управляющий вход блока 4 управления с входом первого усилителл 8. выход которо.. го соединен с информационньп входом дешифратора 9 и управляющим входом таймера 10. Пять выходов дешифратора 9 поступают через первые выходы блока 4 управления на. первые выводы соответствующих ламп 3 второй группы, Выход генератора 11 cîåäèíåí с входом распределителя 12 импульсов и информационным входом таймера 10, Выходы распределителя 12 импульсов являются выходами блока 4 управления и соединены с сответстьующими вторыми выводами всех ламп первой 2 и второй

3 групп светового табло 1. Один иэ выходов блока 5 питания соединен с входом питания блока 4 управления, а другой выход блока 5 питания через переключатель 6 поступает íа первые выводы ламп 2 первой группы.

S0

Вторая часть модели представляег собой блок 13 излучения, содержащий и- ифратор 14, второй усилитель 15, излучатель 16, сдвоенный перекгпочатель 17 и четыре индикационные лампы 18, Выход шифратора 14 усилитель

15 и излучатель 16 соединены последовательно. Ыифратор 14 имеет четыре входа, которые через первый подвижный контакт сдвоенного переключателя Т7 могут подсоединяться к общему проводу блока. К общему проводу блока через второй подвижной контакт могут также подсоединяться первые выводы. индикационных ламп 18, вторые выводы которых соединены с клеммой питания блока.

Конструктивно первая группа Ламп

2 находится под одним прозрачным колпачком. Лампы второй группы 3 окрашены в порядке удаления от центра в белый, красный, зеленый, голубой и синий цвета, что символизирует орбиты возбуждения электрона в соответствии с серией Бальмера (видимая часть спектра водороды).

Блок 13 излучения может быть выполнен в форме пистолета. Он имеет на конце четыре индикационные лампы

18 красного, зеленого, голубого и синего цвета, которые зажигаются одновременно с работой излучателя 16, имитируя излучение красного, зеленого, голубого и синего света. Кроме того, на рукоятке пистолета может быть расположен сдвоенный переключатель 17 для угравления шифратором

14 и управления переключением ламп.

Устройство работает следующим образом.

После включения блока 5 питания генератор 11 начинает генерировать импульсы с чатотой 1-2 Гц, Импульсы поступают на распределитель 12 импульсов и через вторые входы блока

4 управления поступают на соответствующие вторые выводы ламп первой 2

H Topo 3 cBpòoâîãо табло 1.

На первые выводы ламп первой группы

2 напряжение подается от блока 5 питания через переключатель 6, который находится в первом положении, что ведет к прерывистому включению (миганию) одной лампы группы 2, сНМВо лизируя 1 протон (ядро) водорода, т.е. протий. Для демонстрации изотопа водорода дейтерия переключатель 6 переводят во второе положение и напряжение с блока 5 питания подается на две лампы группы.2, символизируя

1 протон и 1 нейтрон в ядре атома водорода. Аналогично для демонстрации структуры трития — третьего изсртопа водорода, переключатель 6 переводят в третье положение, включая три лампы, что символизирует 1 протон и два нейтрона данного элемента.

158581

На первые выводы первой орбиты ламп группы 3 напряжение поступает с первого вывода дешифратора 9. Таким образом, на первой орбите лампы белого цвета последовательно зажигают-. ся по принципу "бегущая волна", что символизирует движение электрона по стационарной орбите (т.е ° в невозбужденном состоянии).

Для демонстрации процессов, происходящих при возбуждении атома, с помощью блока 13 излучения посылают сигнал (свет) на приемник 7 излучения.

В зависимости от положения сдвоенного 15 переключателя шифратор 14 вырабатывает сигнал определенной частоты.

После усиления вторым усилителем 15 сигнал поступает на излучатель 16 и возбуждает его, одновременно зажига- 20 ется одна из четырех ламп 18 блока

12 излучения, что в соответствии с положением переключателя 17 имитирует излучение света определенной длины волны. С излучателя 16 сигнал попа- 25 дает на приемник 7 излучения и, преобразуясь в электрический сигнал, на информационный вход блока 4 управления. После усиления и формирования усилителем 8 сигнал поступает на ЗО дешифратор, 9 и в зависимост:я от информации возникает сигнал на одном из его пяти выходов. Происходит имитация перехода электрона на орбиту, цвет которой совпадает с цветом заж35 женной лампы 18 на блоке 13 излучения. Одновременно происходит запуск таймера 10, время выдержки которого равно времени одного полного оборота

"электрона" по орбите. По сигналу

40 таймера 10 дешифратор 9 сбрасывается, сигнал вновь подается на первый выход и "бегущий электрон" возвращается на белую стационарную (невозбужденную) орбиту, что цитирует пере- 4 ход атома в,стационарное состояниЕ после излучения, 1

Процесс излучения и поглощения света атомом" можно повторить на другой частоте, предварительно переключив переключатель 17, т,е. продемонстрировать переходы электрона в атоме водорода на более высокие энергетические уровни и обратный переход после излучения на низшие энергетические уровни.

Устройство может быть выполнено на интегральных микросхемах. В качестве носителя информации от блока излуче7 б ния к приемнику излучения могут быть использованы радиоволны, световые волны и т.д. Наиболее простое техническое решение дает использование инфракрасного излучения. В качестве шифратора 14 используется генератор с перестраиваемой частотой, что реализуется переключением емкостей с помощью переключателя 17, В качестве излучателя

15 и приемника 7 соответственно жспользованы светодиод и фотодиод инфракрасного излучения. В качестве дешифратора 9 используется схема выделения частоты излучения с усилителем мощности на выходе. Распределением импульсов служит сдвиговый регистр.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества: расширение диапазопа на демонстрируемых явлений, что позволяет демонстрировать динамические процессы, происходящие в атоме; повьппение наглядности — при достаточной простоте устройство позволяет наглядно продемонстрировать большинство тем, изучаемых . по разделу строение атома. Устройство может применять» ся на уроках физики, химии, электротехники, в кружках технического творчества при изучении не только раздела строения атома, но и разделов, связанных с фотоэффектом, с излучением и видами спектров, с основами промышленной электроники. формула изобретения

Модель строения атома, содержащая световое табло с лампами, первая группа которых расположена в центре, а вторая — по орбитам, блок питания, соединенный с блоком управления светового табло и через переключатель с соответствующими первьми выводами первой группы ламп, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона демонстрируемых явлений и повьппения наглядности, она дополнительно содержит блок излучения и приемник излучения, который расположен в центре светового табло, блок управления содержит последовательно соединенные генератор импульсов, таймер и дешифратор с усилителем, а также распределитель импульсов, входом подключенный к выходу генератора импульсов, причем выходы дешифратора связаны с первы1585817

Составитель Л.Прохорова

Редактор С,Лисина Техред <,Êðàâ÷óê . Корректор М.Максимишинец

Заказ 2328 Тираж 381 Подписное

° ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР I13Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 ми выводами ламп соответствующих орбит второй группы, выходы распределителя импульсов связаны с соответствующими вторыми выводами всех ламп первой и второй групп светового табло, управляющим входом блока управления является вход усилителя, выход которого соединен с вторым входом таймера, а орбиты, на которых расположены лампы второй группы, выполнены круговыми.

2. Модель по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что блок излучения содержит последовательно соединенные шифратор с усилителем, излучатель и сдвоенный переключатель, связанный с шифратором и индикационными лампами.