Презентация, доклад проекта Как стать невидимым (физика 11 класс)

проблемная методики, использование информационных технологий)

Задачи:

Привлечение учащихся к проектной деятельности
Формирование навыков использования учащимися компьютерных технологий
Активизация познавательной деятельности учащихся
Развитие коммуникативных способностей учащихся
Расширение кругозора учащихся

невидимым»

Темы исследования

Невидимки в природе

Технические устройства и достижение невидимости

Оптические свойства материалов

Исследование способов маскировки живых организмов

Цель

Задачи:

Изучение видов маскировочной окраски
Изучение возможностей применения маскировочной окраски для достижения невидимости человеком

Исследование оптических свойств различных материалов

Цель

Задачи:

Знакомство с физикой метаматериалов
Изучение возможностей применения метаматериалов для достижения невидимости человеком

Изучение технических устройств, разработанных для достижения невидимости

Цель

Задачи:

Изучение видов маскировочной окраски
Изучение возможностей применения маскировочной окраски для достижения невидимости человеком

физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

обитающие в траве или среди листвы деревьев, обычно имеют зелёную окраску (кузнечики, клопы, гусеницы бабочек и пилильщиков), животные полярных областей — белую (белая куропатка, белый медведь, песец), обитатели пустынь — жёлтую или бурую (ушастая круглоголовка, варан, пустынная саранча). Некоторые животные (каракатицы, осьминоги, некоторые рыбы, хамелеоны и др.) способны изменять свою окраску соответственно фону.

Маскировка — окраска и форма, благодаря которым животное становится незаметным на фоне окружающей обстановки, что позволяет ему успешнее скрываться от врагов. Почти для всех таких животных характерна способность затаиваться. Маскировочная окраска может быть криптической, скрадывающей и расчленяющей.

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

под влиянием импульсов из центральной нервной системы растягиваться или сжиматься в зависимости от восприятия органов чувств, главным образом органов зрения. Скрадывающая окраска основана на эффекте противотени: наиболее ярко освещаемые участки тела окрашены темнее менее освещенных, имеющих светлую окраску; при этом окраска кажется монотонной, а очертания животного сливаются с фоном.

Достаточно мимикрии, чтобы подобно хамелеону слиться с ландшафтом и стать невидимым. Этот классический пример достижения невидимости человеком.

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

1998 году, рассказывалось, как при определенных условиях тонкая серебряная пленка с микроотверстиями начинает пропускать стократно большее количество света, чем следовало из простых геометрических соображений.

Метаматериалы - так решили называть структуры с решеткой из "квазиатомов" или отверстий, на которых рассеиваются фотоны.

Речь идёт о создании современными средствами специальных структур, способных за счёт оптических свойств применяемого материала укрыть нужный объект и сделать его невидимым в лучах видимого света, инфракрасном и даже миллиметровом-сантиметровом диапазонах волн, по некоторым сообщениям - чуть ли не вплоть до длин волн звукового диапазона.

Физика метаматериалов

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

- президента Virtual Reality Society of Japan, пресса заговорила ещё весной 2003 года, когда он со своим студентом Кадзутоши Обана (Kazutoshi Obana) впервые продемонстрировал миру свой плащ-невидимку.

Изобретение профессора Тачи, по сути, представляет собой обычную накидку из зелёного пластика, служащую одновременно плащом от дождя и полупрозрачным экраном для спрятанного под ним проектора.

Дальше всё просто как дважды два: на спине "плащеносца" расположена видеокамера, картинка с которой хитроумным способом проецируется изнутри на переднюю часть накидки

Плащ-невидимка

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

него не попадало в глаза человека. Например, если покрыть тело слоем микроскопических коллоидных золотых частиц, то человек увидит этот предмет чёрным, а если то же самое сделать и с поверхностью, на которой он находится, предмет станет невидимым. Подобного эффекта можно добиться и с помощью фотонных кристаллов. Последние обладают способностью не пропускать свет определённых частот, поэтому невидимым можно будет сделать предметы только определённого цвета. Но для того, чтобы создать иллюзию невидимости человека, эти технологии вряд ли подойдут, разве что ночью: ведь такого "невидимку", свет от которого не попадает в глаза наблюдателю, легко будет обнаружить на фоне окружающей среды.

А это – я –невидимка!

Метаматериалы

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

просто обтекал объект. Можно использовать различные линзы или призмы. Правда, тут возникают проблемы с рассеянием света, в результате чего не весь свет попадёт в глаза наблюдателю. Наконец, такая система будет действовать не для всех углов наблюдения.
В последнее время интенсивно развивается физика метаматериалов, что открывает новые перспективы для достижения невидимости. Например, вместо призм можно использовать волноводы, представляющие собой фотонные кристаллы с линейным дефектом. В этом случае свет не будет теряться в результате рассеяния.
Сделать предмет невидимым с любой стороны тоже возможно. Учёными уже получен метаматериал, который заставляет свет обтекать себя. Покрыв объект таким материалом, можно сделать его невидимым в определённом диапазоне волн. Учитывая размеры человека, сделать его невидимкой будет непросто, но разработки в этом направлении могут привести к действительной невидимости человека!

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

на десантниках и разведчиках появится маскхалаты, способные перекрашиваться, подобно шкуре хамелеона. Одно дело – знать, и совсем другое – перенять опыт хамелеона, научиться воспроизводить подобные эффекты.
Точно так же теоретически исследователи знают, как может быть устроена, скажем, шапка-неведимка. Московские изобретатели И.А. Наумов, В.А. Каплум и В.П. Литвинов разработали некое оптическое устройство, позволяющее сделать невидимым практически любой объект

Технические устройства

Шапка-невидимка

Схема шапки-неведимки:
1) система линз объективов
) окружающий ландшафт
) маскируемый объект
) световоды
) система линз-окуляров
) изображение окружающего ландшафта
) наблюдатель

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»

для самолетов, бронемашин и кораблей. В ее поверхность вмонтировано множество датчиков, реагирующих, скажем, на освещенность окружающей среды. И в зависимость от полученной информации, температура обшивки несколько меняется, одновременно меняется и ее цвет, поскольку окрашена специальной термокраской, имеющей различные оттенки при изменении температуры.

Суть изобретения заключается в том, что поверхность маскирующей накидки состоит из множества линз-объективов и линз-окуляров, которые воспринимают изображение окружающего ландшафта и транслируют его по световодам на другую сторону накидки. Наблюдатель, таким образом, видит все, что находится по другую сторону замаскированного объекта, смотрит как бы сквозь него, а потому приходит к выводу, что такого объекта вовсе не существует.

Проект по физике для учащихся старших классов «Как стать невидимым»