Устройство для демонстрации периодического закона д.и.менделеева Советский патент 1979 года по МПК G09B23/20 

Описание патента на изобретение SU694887A1

-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

Похожие патенты SU694887A1

название год авторы номер документа
Учебно-демонстрационное устройство периодического закона д.и.менделеева 1978
  • Баев Виктор Кузьмич
SU788146A2
Учебная модель атомов 1978
  • Зайцев Александр Семенович
SU792277A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ МУЗЫКАЛЬНОЙ ГРАМОТЕ 1966
  • Любинский Я.А.
SU225010A1
УСТРОЙСТВО для ПЕРЕДАЧИ С РАБОЧИХ МЕСТ И АВТОМАТИЧЕСКОГО УЧЕТА ИНФОРМАЦИИ О РАБОТЕ 1966
SU186872A1
Модель строения атома 1988
  • Агашкова Елизавета Геннадиевна
  • Черфас Александр Матвеевич
SU1585817A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ 1969
SU255665A1
Устройство для управления перемещением полок механизированного склада 1976
  • Яковлев Алексей Алексеевич
  • Лысманов Виталий Алексеевич
  • Мокрушин Александр Анатольевич
SU789353A1
Устройство автоматизации обслуживания абонентов секретного отдела 1968
  • Харитонов Николай Петрович
  • Худоминский Борис Ильич
SU1697093A1
Устройство для контроля знаний учащихся 1973
  • Данильченко Иван Михайлович
SU470851A1
Устройство проверки параметров электрических цепей 1973
  • Шараев Степан Иосифович
SU553552A1

Иллюстрации к изобретению SU 694 887 A1

Реферат патента 1979 года Устройство для демонстрации периодического закона д.и.менделеева

Формула изобретения SU 694 887 A1

SU 694 887 A1

Авторы

Баев Виктор Кузьмич

Даты

1979-10-30Публикация

1976-11-04Подача