XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Загадка лава-лампы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Сарандаев В.М. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №40 с углубленным изучением отдельных предметов» муниципального образования города Чебоксары – столицы Чувашской Республики

Попова С.А. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №40 с углубленным изучением отдельных предметов» муниципального образования города Чебоксары – столицы Чувашской Республики

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1.ВВЕДЕНИЕ.

Большую часть летних каникул я провел в деревне у бабушки. В один из дождливых дней бабушка решила перебрать старые вещи в чулане и обнаружила интересную вещицу. Это была лава-лампа «Радуга», которую когда-то им с дедушкой подарили (приложение №1, фото 1). Бабушка рассказала, что это светильник с очень красивым эффектом плавающих кусочков фольги в жидкости. Мне захотелось скорее включить лампу и увидеть эту красоту, но к сожалению она уже не работала. Я очень расстроился. Мы решили посмотреть, можно ли купить подобную лампу. В интернет магазинах предлагалось много подобных ламп, но они стоили дорого. Родители предложили сделать лавовую лампу самим.Актуальность данной работы: Лава-лампы чрезвычайно популярны – их можно встретить в квартирах, гостиницах, ресторанах, торговых центрах. Они классно вписываются в современный интерьер и притягивают своей уникальностью. Лава-лампа – это не просто светильник, который можно использовать в качестве ночника. Это светильник, который придает таинственность любой комнате. Сменяющиеся узоры внутри плафона, чем-то схожи с картинками калейдоскопа – они всегда неповторимы, очень притягательны, на них невозможно насмотреться. 

Основная цель данного проекта: Собрать модель лава-лампы из подручных средств и выяснить, сможем ли мы использовать ее в качестве светильника.

Поставленная цель предусматривает решение следующих задач:

1. Познакомиться с историей возникновения лампы, ее разновидностями.

2. Изучить само устройство, принцип действия.

3. Подобрать, изучить различные источники информации по данному вопросу.

4. Провести эксперименты по работе будущей модели лампы.

5. Собрать модель.

6. Сделать необходимые выводы.

Нами выдвинуты гипотезы:

1. Мы предполагаем, что, изучив устройство и принцип работы лампы, я смогу собрать ее модель.

2. Собрав модель лампы, мы сможем использовать ее в качестве ночника в нашей с братом комнате.

Предмет исследования: принцип работы лава-лампы.

Объект исследования: модельлава-лампы.

Методы исследования:

1. Изучение научной литературы.

2. Поиск информации в сети Интернет.

3. Эксперименты по сборке модели.

4. Измерение времени работы лампы.

5. Обобщение полученной информации.

Практическая значимость: изучив и собрав модель лампы, ее можно будет использовать в быту для украшения зоны отдыха. Если мои гипотезы подтвердятся, мы с братом будем использовать лава-лампу как ночник в нашей комнате. Эту модель светильника можно использовать на уроке физики и окружающего мира.

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. История создания лава-лампы.

Из интернета я узнал, что в 1963 году английский инженер Эдвард Крэйвен Уолкер проводил эксперименты в своей любительской лаборатории. Ученый смешивал вещества различной плотности для совершенно другого изобретения - таймера для варки яиц. Первой емкостью для перемешивания послужила обычная бутылка из-под апельсинового напитка. Смешав масло и парафин, Уолкер поразился полученным результатам. Необычный эффект плавного перемещения воска в маслянистой жидкости был обнаружен совершенно случайно, но именно этот эксперимент послужил отправной точкой в истории лавовых ламп.

Инженер назвал свое изобретение Астро-лампой и подал заявку на получение патента в 1965 году (приложение №1, фото 2, 3). Новинкой заинтересовались американские предприниматели Адольф Вертхеймер и Хай Спектор. Бизнесменов удивила необычная красота инсталляции – такого мир до сих пор не видел.Оригинальный рецепт Уолкера включал подкрашенную воду и смесь прозрачного масла с полупрозрачным парафином с добавлением тетрахлорметана. Корпус лампы представлял собой прозрачный сосуд с лампой накаливания на дне. В 1970 году тетрахлорметан признали токсичным и изменили рецепт, который запатентован и не раскрывается.

Предприимчивые предприниматели купили у автора права на использование устройства в Северной Америке и запустили производство чудо-лампы в Чикаго. Компания по изготовлению первых лавовых ламп называлась Lava Simplex International, а сам продукт получил новое имя Лава Лайт. Именно в этот период в названии светильника стало фигурировать определение «лавовый», а перемещения парафина стали сравнивать с образованием лавы. Это название активно используется и в наши дни. Завод в Пуле, на котором много лет назад были произведены первые лавовые лампы, успешно производит продукцию по сей день.

За всю историю своего существования лава-лампа существенно преобразилась. Светильники стали более совершенными как в эстетическом, так и в техническом плане. Источником нагрева в первых образцах служили обычные лампы накаливания, а в современных лампах используются энергоэффективные, безопасные и надежные нагреватели.

В производстве лавовых ламп применяются современные материалы и технологии. Инсталляции стали более привлекательными за счет применения насыщенной светодиодной подсветки. Особый эффект производит LED-освещение.

Управлять режимами работы светильника можно с помощью пульта или сенсорных датчиков. Для изготовления корпуса вместо стекла используется высококачественный акрил - прочный материал, обладающий высокой прозрачностью.

2.2. Разновидности современных лава-ламп (приложение №1, фото 4).

Современные лампы можно разделить по следующим критериям:

1. Цвет. Можно увидеть лава- лампы различных цветов.

2. Наполнение. Используется парафин или воск. Иногда используются блестки.

3. Дизайн. Выпускаются лампы как в современном стиле, так и ретро. Бывают различных форм: в виде ракеты, цилиндра, каплевидные, фигурные.

4. Технические характеристики: тип питания, мощность лампы накаливания, время непрерывной работы.

5. Размер. Светильники бывают настольные - 35-75 см в высоту и напольные – до 1 метра.

2.3. Устройство и принцип работы лава-лампы.

Лавовая лампа представляет собой декоративный светильник. Как правило, этот светильник выглядит, как стеклянный сосуд в форме цилиндра, в нижней части которого находится электрическая лампочка. Содержимое сосуда - маслянистая жидкость (глицерин) и воск (иногда парафин). Лампочка нагревает и подсвечивает содержимое цилиндра, при этом происходит «лавообразное» перемещение парафина в масле (приложение №2, фото 5). Основной принцип работы лава-лампы основан на том, что при обычной температуре парафин немного тяжелее масла и тонет в нём, а при небольшом нагреве парафин становится легче масла и всплывает. Жидкости в лампе разной плотности, поэтому они не смешиваются между собой.

2.4. Практический опыт.

Из учебника физики я узнал, что такое плотность вещества. Жидкость состоит из молекул. Молекулы разных жидкостей имеют разную массу. Расстояние между молекулами тоже разное (приложение №2, фото 6) Именно это объясняет то, что тела одинакового объема, изготовленные из различных веществ, имеют разную массу. Это различие определяется физической величиной, которую называют плотностью вещества.

Для того, чтоб наглядно увидеть, что такое плотность жидкостей, мы с мамой провели опыт: взяли высокий стакан, одинаковое количество жидкого мыла, подсолнечного масла, подкрашенной воды, медицинского спирта (приложение №3, фото 7). Я налил поочередно все это в стакан. И о чудо! Жидкости через некоторое время разместились в стакане, как будто этажерка. Сначала мыло, потом вода, затем масло, ну и спирт оказался легче всех(приложение №3, фото 8).

Вывод:Наши жидкости, состоящие из разных веществ, но одинаковые по массе, имеют разную плотность, поэтому с большей плотностью идут вниз, а с меньшей вверх.

2.5. Эксперименты.

Разобравшись с принципом работы лава-лампы, мы решили поэкспериментировать с содержимым сосуда. В разных источниках мы прочитали о различных способах изготовления лава - лампы и испробовали некоторые, чтобы понять какой из них нам подойдет.

Для экспериментов нам понадобилось:

Эксперимент №1

1. Наполнили 1стакан водой.

2. Добавили краситель.

3. Размешали до полного растворения красителя.

4. Влили растительное масло.

5. Медленно всыпали соль.

Из опыта мы узнали, что масло легче воды и располагается на поверхности, но соль тяжелее масла, поэтому масло вместе с солью начинает опускаться на дно. Когда соль растворяется, она отпускает частицы масла и те поднимаются на поверхность. Результат нас не впечатлил. Лава-эффекта мы не увидели. Все было медленно и скучно (приложение №3, фото 9). Этот эффект не постоянен. Когда соль полностью растворилась движение пузырьков и вовсе прекратилось.

Эксперимент № 2

1. Наполнили 2 стакан водой.

2. Добавили краситель.

3. Размешали до полного растворения красителя.

4. Влили растительное масло.

5. Бросили в стакан таблетку.

6. Измерили время продолжительности эффекта лавы.

Эффект конечно был намного красивее(приложение №3, фото 10). В этом эксперименте свою роль сыграли лимонная кислота и сода, которые входят в состав таблетки. Эти вещества вступая в реакцию с водой, выделяют углекислый газ. Он подхватывает окрашенные частицы воды и поднимает их на поверхность. Углекислый газ покидает стакан, а частицы воды падают вниз. Продолжительность эффекта занесли в таблицу (приложение №3, таблица №1).

Эксперимент №3

1. Насыпали в 3 стакан соды.

2. Влили растительное масло.

3. Налили в стакан уксус, подкрашенный красителем.

4. Измерили время продолжительности эффекта лавы.

В этом эксперименте эффект лавы был ярким и впечатляющим (приложение № 3, фото 11). Здесь так же свою роль сыграла сода. Она соединяясь с уксусом, выделяет углекислый газ. Продолжительность эффекта внесли в таблицу.

2.6. Сборка лампы.

Для своего макета лава-лампы решили воспользоваться шипучей таблеткой, так как она безопасней чем уксус.

Мы подготовили все необходимое (приложение №4, фото 12):

Взяли прозрачную цилиндрическую вазу. У мамы был подсвечник. Мы решили использовать его как подставку. Приклеили фонарик на двухсторонний скотч к подсвечнику. Затем так же на скотч закрепили к фонарику вазу. В стакан налили воду, добавили краситель, размешали, чтобы краситель растворился. Подкрашенную воду перелили в вазу, добавили растительное масло (приложение №4-5, фото 13-17). Мы решили придать нашей лампе немного изюминки и добавили блестки. Включили фонарик, опустили таблетку. От фонарика блестки засверкали, а таблетка создала красивый лава-эффект (приложение №5-6, фото 18-20).

Наша первая гипотеза подтвердилась: мы собрали модель лава-лампы в домашних условиях.

Но, к сожалению, лава-эффект был не продолжителен. Посмотрев на таблицу, можно увидеть, что визуальный эффект лампы временный при использовании любого реактива. Чтобы наша лампа работала, нужно постоянно добавлять таблетки. Это трудоемко. Но все же нашу лампу можно использовать как светильник, только без удивительного лава-эффекта.

Таким образом, наша вторая гипотеза подтвердилась: использовать этот макет как ночник можно.

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Во время проведенной работы я познакомился с историей, разновидностями и принципом работы лава-лампы. Проводя свое исследование, я узнал, что: лавовая лампа представляет собой прозрачную емкость, содержащую глицерин (в моем эксперименте, это обычная вода, подкрашенная зеленкой) и парафин (у нас масло), подсвечиваемую электрической лампочкой (у нас фонарик). При нагреве (в нашем случае выделение углекислого газа) возникает движение причудливых форм капель, на которое можно смотреть бесконечно.

Было проведено 3 эксперимента. В ходе эксперимента, я определил, что некоторые жидкости смешиваются хорошо (это вода с красителем), а некоторые не смешиваются совсем (вода и масло).

Таким образом, цель нами достигнута: мы смогли собрать модель лава-лампы из подручных средств.

Первая гипотеза о том, что, изучив теорию об устройстве и принципе работы лампы, я смогу собрать модель лава-лампы, подтвердилась. Наша вторая гипотеза о том, что модель лава-лампы можно использовать как светильник, тоже подтвердилась.

Моя лава-лампа очень проста и незатейлива в изготовлении, но зато способна украсить зону отдыха в доме, разнообразить любой праздник. Мы с младшим братом решили показать чудо-лампу нашим близким на семейном ужине. А в дальнейшем мы сможем ее использовать как учебное пособие на уроках окружающего мира или физики.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:

1.Бажева А., Обоскалова Е., Головкова А., Сачкова Е. Опыты - Е: Буква-ленд, 2017- 20 c.

2.Перышкин И.М., Иванов А.И. Физика, 7 класс, уч. изд. - М.: Просвещение, 2022-240 с.

3. Фунтова Л. В. Мои первые эксперименты - М.: РОСМЭН, 2022. - 96 с.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Лавовая_лампа

5. https://lampoff.ru/pro_lustry_i_svetilniki/6.html

6. https://www.youtube.com/watch?v=X3kDNcfRPIc

Приложение № 1

Фото 1

Советский вариант лава-лампы «Радуга 1-80»

Фото 2 Фото 3

Автор идеи лава-лампы Э. Уолкер Первоначальный вариант лампы

Фото 4.

Разнообразие лава-ламп

П риложение 2

Фото 5

Схема лава-лампы

Фото 6. Расстояние между молекулами различных жидкостей

П риложение 3

Фото 7 Фото 8

Стаканы с жидкостями Этажерка жидкостей

Фото 9 Фото 10 Фото 11

Эксперимент 1 Эксперимент 2 Эксперимент 3

Таблица № 1

Продолжительность эффекта

Приложение 4

Фото 12 Фото 13

Все необходимое Клеим фонарик к подсвечнику

Фото 14 Фото 15

Вазу клеим на скотч к фонарику Подкрасили воду

Приложение 5

Фото 16. Наливаем воду Фото 17. Добавляем масло

Фото 18. Добавляем блёстки Фото 19. Включаем фонарь,

добавляем шипучую таблетку

Приложение 6

Фото 20. Лава-лампа в работе