Молодежь и наука - третье тысячелетие 2018

7 А. С. Александрова Факультет математики, физики и информатики, V курс (очная форма обучения) Научный руководитель – Р. В. Романов ДЕМОНСТРАЦИЯ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОВОДНИКА С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Физика – экспериментальная наука, поэтому при её изучении невозмож- но ограничиваться только теоретическим материалом и решением задач. Для иллюстрации теории абсолютно необходим демонстрационный эксперимент. Однако его подготовка требует больших затрат времени, что в современных условиях практически невозможно из-за сокращения аудиторных часов. На наш взгляд одним из выходов в сложившейся ситуации является запись де- монстраций на видео. Можно один раз качественно сделать опыт, записать его на цифровое устройство, а затем многократно использовать для разных аудиторий [1]. В качестве примера рассмотрим подготовленный автором демонстраци- онный эксперимент «Вынужденные колебания проводника с током в магнит- ном поле». Как известно, на проводник с током в магнитном поле действует сила Ам- пера. Так как ток переменен, а поле постоянно, то сила Ампера играет роль внешней переменной вынуждающей силы для возбуждения колебаний. Стоит отметить, что проводник должен быть из немагнитного материала, иначе он бу- дет притянут к одному из полюсов магнита и колебания будут нарушены. Так- же для эффектности демонстрации была выбрана нихромовая проволока малого диаметра, так как она хорошо нагревается и начинает светиться. Для того чтобы возбудить различные моды колебаний, необходимо из- менять частоту вынуждающей силы. Однако в нашем случае это невозможно из-за свойств источника тока (РНШ), поэтому мы меняли собственную час- тоту, изменяя силу натяжения и длину проводника. Для регулирования силы натяжения было использовано два метода. В первом случае проволока кре- пилась к динамометру, и сила натяжения подбиралась с помощью изменения положения стойки, в которой был закреплён один из концов проводника. Во втором случае проволока перебрасывалась через блок и силу натяжения из- меняли с помощью грузов. Поместив магнит в середине проводника и меняя силу натяжения, удалось возбудить первую (рис. 1), третью и пятую моды колебаний.