Возможность необычного применения клейкой ленты

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Малая академия наук «Искатель»

Отделение: человек и природа (физика) Секция: человек и природа (физика)

Работу выполнил: Зарихин Богдан, ученик 7 класса муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Научненская средняя общеобразовательная школа» Бахчисарайского района Научный руководитель: Крыжко Валерия Борисовна, учитель физики          муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Научненская »  средняя общеобразовательная школа» Бахчисарайского района

Возможность необычного применения клейкой ленты

г. Научный  – 2017

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЛЕЙКОЙ ЛЕНТЫ 1.1.          Явление триболюминисценции. 1.2.          Способность к адгезии. 1.3.          Закон преломления света. 1.4.          Изучение понятия «давление» и закон Паскаля. РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕЙКОЙ ЛЕНТЫ 2.1.          Испытание клейкой ленты на способность к триболюминисценции. 2.2              Испытание клейкой ленты на способность к адгезии. 2.3            Испытание клейкой ленты в опытах по оптике. 2.4            Испытание клейкой ленты на способность снижать силу давления при малой площади воздействия. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА

СТР. 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

ВВЕДЕНИЕ

Недавно, в очередной раз, просматривая научные видеоролики через интернет, мне стал известен тот факт, что, оказывается клейкую ленту (или в народе скотч) можно применять не только для склеивания различных поверхностей, но и для производства рентгеновских лучей, а также для получения очень прочного материала, такого как графен. Кроме того, с помощью скотча возможно превратить матовое стекло в прозрачное.  А еще…

В общем, мною было принято решение подробно разобраться, как объяснить явления, происходящие с клейкой лентой.  Мною проведен ряд экспериментов, изучены литературные источники и интернет-ресурсы. Информацию, которую я получил, проанализировал и систематизировал в виде исследовательской работы под названием «Возможность необычного применения клейкой ленты».

Итак, объект моих испытаний – это клейкая лента, а предмет моего изучения – физические свойства клейкой ленты.

Цель моего исследования: изучить такие физические явления как «адгезия», «триболюминисценция», физическое понятие «давление» и «закон Паскаля», вопрос о строении вещества и о его оптических свойствах на примере клейкой ленты.

Задачи:

проанализировать и систематизировать различные источники информации по интересующей меня тематике;

провести опыты с клейкой лентой и доказать возможности ее применения, которые указаны выше;

углубить знания в области физики, применить их на практике;

популяризировать школьный предмет физика и науку вообще.

Новизна моей работы заключается в том, что не существует границ применения, казалось бы, такой на первый взгляд простой вещи как клейкая лента.

В чем актуальность выбранной мной темы? Во-первых, изучение физических явлений помогло мне глубже познать науку физику. Полученные знания пригодятся для того, чтобы получать по данной дисциплине в школе хорошие отметки. Во-вторых, я знаю, как применить эти знания не только в теории, но и в обычной жизни и дать практичные советы другим. В-третьих, по моему мнению, человечеству выгодно использовать такие недорогие материалы, как клейкая лента, в технологиях высокого уровня [7-11].

РАЗДЕЛ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЛЕЙКОЙ ЛЕНТЫ

В данном разделе мною рассмотрены следующие физические понятия, явления, свойства, законы и теории как:

триболюминисценция;

адгезия;

теория строения вещества;

давление;

закон Паскаля и закон прямолинейного распространения света.

Давайте разберёмся по порядку.

1.1.          Явление триболюминисценции.

В 1953 году советские учёные под руководством академика Бориса Владимировича Дерягина обнаружили, что если разматывать скотч в вакууме, возникает триболюминесценция (свечение, возникающие при разрушении кристаллических тел) – фактически скотч излучает рентгеновские лучи. В 2008 году американские учёные провели эксперимент и подтвердили, что в некоторых случаях мощности излучения достаточно для того, чтобы оставлять на фотобумаге рентгеновское изображение – например, пальца. Но не стоит пугаться липкой ленты: такой мощности электроны могут достигать лишь в открытом космосе, а земная атмосфера не позволяет им разогнаться до опасных значений.

1.2.          Способность к адгезии.

Клейкая лента, или скотч — применяемая в быту и на производстве плёночная лента с клеевым покрытием, технологически использующая физическое явление адгезии. 

Адгезия (от лат. adhaesio —прилипание) в физике — сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел. Адгезия обусловлена межмолекулярными взаимодействиями (Ван-дер-Ваальсовыми, полярными, иногда — взаимной диффузией) в поверхностном слое и характеризуется удельной работой, необходимой для разделения поверхностей.

Графен — это сверхтонкий слой углерода толщиной в один атом, и на данный момент являющийся самым прочным из всех известных человечеству материалов. Но наиболее интересен способ, которым материал впервые был получен. Для создания графена его первооткрывателям Андрею Гейму и Константину Новосёлову потребовался скотч.

Описание опыта представлено в разделе 2 под названием «Исследование физических свойств клейкой ленты».

1.3.          Закон преломления света.

Из учебника физики за 8 класс:  «…свет в оптически однородной среде распространяется прямолинейно… Доказательством этого закона является наличие тени с резкими границами от непрозрачных предметов при освещении их источниками малых размеров».

Описание опыта представлено в разделе 2 под названием «Исследование физических свойств клейкой ленты».

1.4.          Изучение понятия «давление» и закон Паскаля.

Из учебника физики за 7 класс: «Давление — это физическая величина, равная отношению силы, действующей на поверхность тела, к площади поверхности этого тела». В этом же учебнике говорится о законе Паскаля следующее: «Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях». Из всего этого следует, что чем меньше площадь воздействия, тем большее давление оказывается на тело. Чем меньше сила воздействия, тем меньше давление. А вот как уменьшить силу воздействия на тело (а значит, и уменьшить давление) при меньшей площади воздействия поговорим в разделе 2 под названием «Исследование физических свойств клейкой ленты» [1-7].

РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕЙКОЙ ЛЕНТЫ

В данном разделе проведены следующие испытания:

1.     Испытание клейкой ленты на способность к триболюминисценции.

2.     Испытание клейкой ленты на способность к адгезии.

3.     Испытание клейкой ленты в опытах по оптике.

4.     Испытание клейкой ленты на способность снижать силу давления при малой площади воздействия.

2.1. Испытание клейкой ленты на способность к триболюминисценции.

Оборудование и материалы:

синтетическая одежда, клейкая лента, видеотехника.

Опыт проводился следующим образом:

1.     Надеть одежду из синтетического материала.

2.     Нужно выключить свет (очевидно, что наблюдения должны проводиться в вечернее время суток).

3.     Подождать пока глаза привыкнут к темноте.

4.     Включить видеонаблюдение.

5.     Резким движением размотать клейкую ленту.

Наблюдения: искрящееся свечение.

Недавно узнал, что если в полной темноте толочь сахар в прозрачной рюмке, то можно увидеть такое же забавное свечение.

К сожалению фото и видео получились низкого качества из-за невысоких возможностей моей видеотехники [8].

2.2. Испытание клейкой ленты на способность к адгезии.

Оборудование и материалы: клейкая лента, графит (кусочки стержня из простого карандаша), раствор этилового спирта в качестве растворителя.

Порядок проведения опыта:

1.     Отмотать клейкую ленту длиной не более 3-4 см. Отрезать ее.

2.     Поместить на ее клеющуюся поверхность кусочки графита.

3.     Придавить их к поверхности скотча.

4.     Поместить скотч с полученным материалом в сосуд.

5.     Прилить немного растворителя.

Таким образом, был получен графен – новая модификация графита. Достоинство метода – получается графен высокого качества. Недостаток способа – невозможность внедрения в массовое производство [9].

2.3. Испытание клейкой ленты в опытах по оптике.

Оборудование и материалы: скотч и матовое стекло.

 Если наклеить скотч на матовое стекло, то через него можно будет видеть почти так же хорошо, как и через прозрачное. Дело в том, что свет, попадая на поверхность матового стекла, рассеивается, а клеевой слой на скотче заполняет неровности в матовом стекле, и в результате лучам света гораздо легче проходить через него[3, 4, 5].

2.4. Испытание клейкой ленты на способность снижать силу давления при малой площади воздействия.

Оборудование и материалы: скотч, воздушный шар, нить, иголка, спица.

Порядок выполнения опыта:

1.     Надуть воздушный шар и завязать его ниткой.

2.     Отрезать 2 маленьких кусочка скотча.

3.     Приклеить их с противоположных сторон шара на одной линии.

4.     Взять иглу и проткнуть шар в том месте, где приклеен скотч.

5.     Повторить четвертое действие с помощью спицы, которую нужно аккуратно вытянуть с другой стороны в том месте, где приклеен другой кусочек скотча.

Наблюдения: шар не лопается, а медленно сдувается [4, 7, 8].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, исследования проведены и мы доказали факты о свойствах, которые проявляет клейкая лента.

Как и у многих исследователей, у меня возник вопрос, где применить свойства клейкой ленты?

Как мы уже сказали, для раскрытия сверх-способностей скотча необходим вакуум – который в изобилии окружает нашу планету. Поэтому инженер Центра космических полётов Максим Маркевич предложил использовать липкую ленту вместо дорогостоящих зеркал для поимки высокоэнергетического жёсткого рентгеновского излучения. Это позволит значительно увеличить их размеры и охватить больший сектор неба – а значит, астрономы смогут пополнить копилку знаний о рождении и эволюции Вселенной.

Это явление можно использовать, помещая кристаллы, которые светятся при разрушении, на обшивку космических кораблей. Тогда по вспышкам можно будет узнать о разрушении.

Способность скотча к адгезии привела к открытию сверхпрочного материала – графен.

Свойство скотча изменять матовое стекло на прозрачное, а также уменьшать силу давления на воздушный шарик при прокалывании даёт возможность провести забавные фокусы, которые можно показать, например в школе во время предметной недели наук естественно-математического цикла.

После изучения темы о возможности необычного применения клейкой ленты была достигнута намеченная цель и выполнены следующие задачи:

изучены такие физические явления как «адгезия», «триболюминисценция», физическое понятие «давление» и «закон Паскаля», вопрос о строении вещества и о его оптических свойствах на примере клейкой ленты;

проанализированы и систематизированы различные источники информации по интересующей меня тематике;

проведены опыты с клейкой лентой и доказаны возможности ее применения в области высоких  технологий;

повышены знания в области физики.

В целом, все опыты можно представить перед широкой публикой, а особенно перед школьниками разных возрастов с целью заинтересовать такой наукой как физика. Тогда это решает задачу – популяризовать школьный предмет физика и науку вообще.

ЛИТЕРАТУРА

1.      Большой толковый словарь

2.     Большой советской энциклопедии.

3.     Ландсберг Г. С. Оптика. — 6-е изд., стереот. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 647 с.

4.     О.Ф. Кабардин. Физика. 7 класс. М.: Просвещение, 2014.

5.     О.Ф. Кабардин. Физика. 8 класс. М.: Просвещение, 2014.

6.     Шпольский Е. В. Атомная физика (в 2-х тт.). — М.: Наука, 1984.

7.     Яков Исидорович Перельман. Знаете ли Вы физику? М.: Наука, 1992. 272 с. ISBN 5-02-014446-0; Тираж 51945 экз. Серия Библиотечка «Квант», выпуск 82

8.     Яков Исидорович Перельман. Занимательные задачи и опыты. М., Детгиз, 1959. 528 с.

9.     http://www.inv-pack.com/2016/08/27/neobychnoe-primenenie-skotcha/

10. https://takprosto.cc/kak-ispolzovat-skotch-neobychnym-sposobom/

11. http://novostynauki.com/rentgen-pri-pomoshhi-skotcha-tribolyuminestsentsiya/

Краткое описание документа:

Итак, объект моих испытаний – это клейкая лента, а предмет моего изучения – физические свойства клейкой ленты.

Цель моего исследования: изучить такие физические явления как «адгезия», «триболюминисценция», физическое понятие «давление» и «закон Паскаля», вопрос о строении вещества и о его оптических свойствах на примере клейкой ленты.

Задачи:

проанализировать и систематизировать различные источники информации по интересующей меня тематике;

провести опыты с клейкой лентой и доказать возможности ее применения, которые указаны выше;

углубить знания в области физики, применить их на практике;

популяризировать школьный предмет физика и науку вообще.

Новизна моей работы заключается в том, что не существует границ применения, казалось бы, такой на первый взгляд простой вещи как клейкая лента.

В чем актуальность выбранной мной темы? Во-первых, изучение физических явлений помогло мне глубже познать науку физику. Полученные знания пригодятся для того, чтобы получать по данной дисциплине в школе хорошие отметки. Во-вторых, я знаю, как применить эти знания не только в теории, но и в обычной жизни и дать практичные советы другим. В-третьих, по моему мнению, человечеству выгодно использовать такие недорогие материалы, как клейкая лента, в технологиях высокого уровня