-Изобретение огносится к области учебных пособий и предназлачено для демонстрации и изучения периодического закона Д. И. Менделеева. Целью изобретения является наглядность представления ,и упрощение процесса обучения. Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет блоки демонст.рационяого табло строения атомй и периодической системы химических элементов, блок привода шагового искателя, шаговый искатель с контактными полями, диодные дешифраторы, блок источника питания, блок включения отрицательной валентности, переключатель, реле времени, блок |цифр01вых индикаторов, реле, мульт ивиб1ратор, преобразователь .позиционного кода в позиционный десятичный код и кнопки, при этом блок демонстрационного табло строения атома через первый диодный дешифратор соединен с первым и -.вторым контактными полями шагового искателя, которые соединены друг с другом через контакты реле, причем второе контактное поле шагового искателя через преобразователь позиционного кода в позиционный десятичный код электрически связано € блоком цифровых индикаторов, а также через блок периодической системы химических элементов и второй диодлый дешифратор - с третьим контактным полем шагового искателя, .которое через переключатель соединено с реле времени, при этом реле времени соединено с блоком при1вода шагового искателя, а через первую кнопку - с блоком источника питания, который связан с -блоком привода шагового искателя, а реле времени соединено через кнопку с блоком ;включвния отрицательной валентности, а также с мульт1ИЕ,ибратором, который электрически соединен с реле, причем один из контактов реле через переключатель подключен к реле времени. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлолсенного устройства; на фиг. 2 - та.бло строения атома; на :фиг. 3 - схема соединений ла-мп первых двух орбит табло строения атома с диодным дбшифраторо.м и контактами декадного шагового искателя; на фиг. 4 - схема соединений ламп третьей орбиты табло строения атома с диод.ным дешифратором, контактами шагового искателя и контактами реле включения отрицательной валентности; на фиг. 5 - схема соединения диодного дешифратора с лампами табло периодической системы Д. И. Менделеева (показала частично). Конструктивно устройство содержит демонстрационное табло / периодической системы химических элементов Д. И. Менделесва (ПС), демонстрационное табло 2 строения атома (СА), выносной пульт управления и блок автоматики, о которых будет сказано ниже. Демонстрационное табло периодической системы химических элементов представляет собой витрину из прозрачного материала с изображением периодической системы, каждая клетка которой с О|бр:атной стороны имеет индивидуальную ламиу подсветки («а фиг. 5 лампы обозначены иаименованием соот1ветствующих элементов лор и одической системы). Так как индивидуальными л ампами снабжены также клетки .номеров периодов, рядов и групп элементов, табло содержит 104 + 31 135 ламп. Демо.нстрациогшое табло (строения атома (фиг. 2) представляет собой витрину из нбпроЗрачнсто материала, на которой изображена схема строения атома с максимально возможным числом электронных орбит 3 (всего семь орбит). На каждой электронной орбите расположены лампочки 4 красного цвета, символизирующие собой электроны (на чертеже показаны в виде светлых окружностей). Число этих ламн на каждой орбите (равно максимально возможному числу электронов для данной орбиты. Таким образом, на иарвой орбите - 2 красных ла|Мпочки, на второй - 8, на третьей- 18, на четвертой - 32, на пятой - 32, на шестой - 10, на седьмой - 2. На орбитах от второй до шестой расположены также лампочки 5 синего цвета, символизирующие собой спосо-бность атомов элемеитов иринять на свою орбиту дополнительные электроны, т. е. отрицательную валентность элементов (на чертеже показаны в виде темных окружностей). Таким образом, на второй орбите - две синих лампочкки (отрицательная валентность кислорода), на третьей - две (серы и хлора), на четвертой- три (мышьяк, селен, бром), на пятой - две (теллур, йод), на шестой - одна (астат) . В центре электронных орбит 3 на табло изображен яркий круг 6, символизирующий собой ядро атома. В центре этого круга - ядра установлено три цифровых ннди-катора 7 (например, лампы НН-12), предназначенных для высвечивания порядкового номера демонстрируемого элемента (ааряд ядра). Выносной пульт управления предназначен для дистанционного управления устройством и включает в себя телефонный номеронабиратель, предназначенный для выбора демонстрационного элемента и задания работы устройства, а также -переключатель 3 (фи1Г. 1) «Включение металлов, неметаллов и амфотерных соединений, кноику 9 - «Включение отрицательной ва лентности и кнопку 10 «Сброс. Бло,к автоматики конструктивно вылолиен в в,иде отдельного узла и соединен с демонстрационным табло и нультом управления с помощью кабелей. Блок а.втоматики включает в себя следующие узлы (фиг. 1): источник питания 11, шаговый искатель 12, устройство 13 привода шагового искателя, диодные дешифраторы 14 и 15, преобразователь 16 позиционного кода в позиционный десятичный «од, реле времени 17 и реле 18 включения отрнцательной валентности. В предложенном устройстве целесообразно использовать декадный шаговый мскатель (например, типа ДШИ-ОО), имеющий трехсекционное контактное иоле (а, Ь, с. Секция а и b (фиг. 1) через общий диодный дешифратор 14 соединены с табло 2 СА (электрическая схема соединения показана на фиг. 3, 4). Одновременно .контакты секции Ь контактного ноля ДШИ соединены непосредственно с лампами табло / ПС и с входами преобразователя 16 ПОЗ.ИЦИОННОГО кода в позиционный десятичный код, выходы которого, в свою очередь, соединены с катодами цифровых индикаторов 7 табло 2 С А. Секция а контактного поля ДШИ соединена с источником питания // через контакты 19 реле 20, переключатель 8 пзльта управления и контакт реле времени 17. Секция b соединена с источником иитания // через переключатель 8 пульта управления и контакты реле времени 17. Контакты секции с контактного поля ДШИ через диодный дешифратор 15 (электрическая схема соединения показана на -фиг. 5) соединены с ламиами табло 1 ПС. Источник питания 11 соединен с секцией с ДШИ через переключатель 8 пульта управления и контакт реле времени 17. Кроме TOiro, с источником питания соединен мультивибратор 21, работающий в автоколебательном режиме, на выходе которого включено реле 20. Устройство привода 13 ДШИ соединено с источником питания // через кноику 10 «Сброс пульта управления. К входу схемы устройства привода 13 ДШИ подключен импульсный контакт 22 номеронабирателя. Шунтирующий контакт 23 номеронабирателя подключен к реле времени 17 и управляет его запуском. Через кнопку 9 пульта управления к источнику питания подключено десять реле /8, управляющие включением ламп сииего цвета, символизирующих отрицательиую валентность элементов. Для включения каждой из этих ламп используется индивидуальное реле, схема включения контактов KOTopoiro показана ,на фиг. 4. Преподаватель имеет возможность, держа в руках небольшой по раз.меру пульт управления, передвигаться по всему классу и демонстрировать ученикам структуру периодической систедмы Д. И. Менделеева и строение атомов различных элементов. Для этого с помощью телефонного номеронабирателя пульта управления и клавиш Следует набирать различные коды. Устройство позволяет демо,н€триро,вать следующее.
1.Металлы, неметаллы и амфотерные соединения.
Для этого вначале необходимо иа пульте управления ВКЛЮЧИТЬ переключатель 8 «Включение металлов, неметаллов и амфотерных соединений, а затем набрать .«оды.
При наборе «11 загораются лампы всех ocHOiBHHx элементов пер|ВОЙ группы и на табло ПС высвечиваются указ авные элементы (Li, Na...). «00 - лампочки побочных элементов первой группы (лампочки основных элементов гаснут), «12 - высвечиваются основные элементы второй группы, «21 - побочные элементы второй группы н т. д. «18 - инертные газы.
Для высвечивания .неметаллов необходимо набрать «од «22, металлов - «25, элементов, образующих амфотерные соединения - «30.
2.Периоды и ряды элементов.
Панример, при наборе кода «04 высвечивается четвертый ряд элементов, «05 - пятый ряд, «45 - четвертый период и т. д.
При демонстрации элементов по группам соответственно .каждой группе .высвечивается квадрат высшей валентности по кислороду (высшего окисла) и по водороду (летучие водородные соединения).
3.Отдельные элементы и строение их атома.
Переключатель 8 необходимо вернуть в исходное состояние, а с помощью номеронабирателя набрать порядковый номер инте|ресующего элемента.
Папример, «16 - сера. Па табло ПС высвечивается этот элемент, а на табло СА происходит следующее. На первой орбите загораются две красные лампочии 4, на второй - восемь, и горят постоянно, а на третьей - загораются н начинают мигать шесть красных лампочек, символизирующих высшую положительную валентность этаго элемента.
При нажатии на кнопку 9 «Включении отрицательной валентности на третьей орбите шесть красных ламп перестают мигать и горят постоянно, но (включаются и начинают мигать две синие лампочки, символизирующие отрицательнз ю валентность серы. Одновременно IB :центре круга -6 на цифровых индикаторах 7 высвечивается заряд ядра, т. е. количество протонов данного элемента.
При наборе «57 на табло СА демонстрируется строение атома лантана, а на табло ПС -высвечивается клетка «57 и весь ряд лантанидов.
При наборе «89 картина аналогичным образом повторяется и высвечиваются актиниды, и т. д.
Указанные операции в устройстве осуществляются следующим образом.
Для демонстрации металлов, неметаллов и амфотерных соединений на пульте
управления 1вклк чают переключатель 8 к набирают нужный код. При этом ДШИ устанавливается в положение, соответствующее выбранному коду. Папрнмер, набирают код «И, на табло ПС загораются
0 лампы основных элементов первой группы. Питание к этим лампам поступает по следующей цепи: «-f источника питания // (фиг. 1) - контакты реле времени 17 - переключатель .5 - секция с .контактного
поля ДШИ /2 - диодный дешифратор /5- Ш|Ина «11 диодного дешифратора (фиг. 5) и через соответствующие диоды - лампы П (водород), Li, Na, К - «земля - источника питания. Шина // на фиг. 5 соответствует выбранному коду и ламели шагового искателя, также соответствующей этому коду. Па фиг. 5 показаны также щины, соответствующие кодам «25, «12, «22. Шины «01, «02, «03, «45 соответствуют
5 первому - четвертому периодам табло ПС и соединены с соответствующими ламелями контактных -полей ДШП.
Для включения табло СА переключатель 8 возвращают в -исходное состояние и
0 номеронабирателем набирают порядковый номер интересующего элемента периодической системы. Например, элемент «5 - бор. Питание на лампы табло СА поступает по следующей цепи (фиг. I): « + ,источнк5 ка питания - контакт реле времени 17 - переклю чатель 8 - контакт 19, - секция а контактного поля ДШИ; одновре-менно питание подается на секцию b но цепи: « + источника питания ,11 - перео «лючатель 8 - секция b контактного поля ДШИ (на фиг. 3, 4 общие щетки секций также обозначены аи Ь). Так как питание 1на секцию а поступает через контакт 19 реле 20, управляемое мультивибратором 21,
5 то лампы, питаемые от а (фиг. 3) будут мигать. При замыкании контактов ДШИ в секциях а и Ь, соответствующих пятому элементу таблицы (В-Бор), на та б-, ло СА зажгутся следующие лампы: на пер50 ВОЙ орбите - две красные лампы по цепи: общая шина секции b - контакт ДШИ В- диод 24 - лампа 25 - корпус и диод 26 - лампа 27 - корпус. На второй орбите загорятся три мигающие лампы по цепи: о-б55 щая шина секции а (она питается через
мультивибратор) - -контакт В - лампа
28 - корпус - диод 29 - лампа 30 -
корпус - диод 31 - лампа 32 - корпус.
Элемент «16 - сера. Па табло СА
60 должны гореть две красные лампы на первой орбите, 5 - на вто-рой, 6 - на третьей, которые доллшы мигать, символизируя положительную валентность. При нажатии на кнопку 9 шесть красных ламп третьей орбиты должны гореть постоянно и начать мигать две синие лампы, символизирующие отрицательную валсит.ность (), Зажигание ламп обеспечивается следующим образом (ф,иг. 4). Лампы первой и второй орбиты зааштываются постоялным .напряжением, поступающим иа секцию b через контакт ДШИ S (сера), диод 55 и далее (переход иа схему фиг. 3 показан через точку d) на лампы второй и первой орб.ит (фиг. 3). Шесть лам(п третьей орбиты зажигаются иульсирующим напряжение.м по цепи (фиг. 4) : щина секции а - контакт S ДШИ - нормально з.ам.кнутый контакт 34 реле 18 - лампа 35 - корпус - диод 3.6 - лампа 57 - корпус и т. д. все шесть ламп. Чтобы .показать иал.ичие отрицательной валентностл у серы, .наж,имают кноику 9. При этом Б цепи литания ламп первой и второй орбит измеиеиий не происходит, ийтакие же ламп третьей орбиты осуществляется по следующей цепи (флг. 4): шила секци.и b - контакт S - нормально разомкнутый конта.кт 38 реле /5 .и далее щесть красных ламп третьей орбиты иодключаются ка постоянное напряжение. В этом же время ло цепи: шина секции а - контакт S - нормально разомкнутый коитакт 39 реле 18 - диод 40 залитываются пульсирующим напряжением синие лампы 4l л 42 (отрицательная валентность S). Одновременно с демонстрацией строения атома на табло СА высвечивается клетка, соответст1вующая демо.нстрируемому эле.менту, на табло ПС (например, Mg) по -цегьи (ф.иг. 4): щина секции b - ко.нтакт Mg ДШИ - диод 43 и неиооредствен.но к лампе .Mg (фиг. 5). Потенциальные точки .ламп табло ПС подключены ко входам лреобразователя 16 позидиониого кода в позиционный десятичный код для уиравления циф:ровыМ|И индикаторами 7, символ.изирующими заряд я.дра атома, количество протонов 3 я.дре или порядковый номер демоистрируемого элемента. По окончании демо-нстрации выбранного элемента (или периода, ряда .и т. д.) .нажимают кнолку 10 «Сброс и щетки искателя .воз1вращаются в исходное положение. Реле времени 17, включенное в цепи питания контактного лоля ДШИ и цифровых индикаторов 7, отключает яитание ламл табло и цифровых .индикаторов на .время набора кода номеронабирателем и выхода ДШИ на заданную лозицию, а также в исходное лоложение. Включается реле времени щунтирующнм контактом 23 номеранабирателя и кнопкой 7( «Сброс. Выдержка реле времени .выбирается та.кой, чтобы ДШИ успел занять заданную позицию или вернуться в исходное положение. Это исклю-чает беспорядочное мигание ламл на обоих табло и цифровых индикаторах во время вывода ДШИ на заданную позицию .или в .исходное положение. Формула изобрете.ния Устройство .для демонстрации периодического закона Д. И. Менделеева, отличающееся тем, что, с целью наглядиости представления ,л уирощеигая процесса обучения, оно имеет блоки демонстрациоиного табло строения атома и иерио.д.ической системы химических элементов, блок лривода щагового .искателя, щаговый искатель с контактными нолями, диодные деш.ифраторы, блок источника питания, блок включения отрицательной валентности, переключате.ль, реле времени, блок цифровых индикаторов, реле, мультивибратор, преобразователь позиционного кода в позиционный десятичный .код и кнол.К)И, при этом блОК демонстраи,но.нного табло етроения атома через лервый диодиый дещ.ифратор соединен с первым и вторым ко.нтактными полям.н щагового искателя, которые соединены друг с другом через контакты реле, причем второе конта-ктное поле щагового искателя через преобразователь лози.цио,нно.го кода в позиционный десятичный .код электр.и-чески связано с блоком цифровых индикаторов, а также через блок лериодической системы химических элементов и второй диодный дещифратор - с третьим ко.нтактным полем щагового искателя, которое через переключатель соединеио с реле времени, лр,и этом реле .времени соединено с блоком привода щагового искателя, а через .первую кнопку с блоком источника литания, который связан с блоком лр.ивода щагового искателя, а реле времени соединено через кнопку с блоком включения отрицательной ва.лентно1сти, а таклсе с мультивибратором, который электрически соединен с реле, причем один .из контактов реле через переключатель подключен к реле времени.
W(риг.З
Hg)
N
Hmowsct сриг.З
Й
