Александр Дмитриев - Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей
А мы можем понаблюдать сверхтонкие пленки на обычных мыльных пузырях. Проделаем простой опыт.
Возьми блюдечко, сделай мыльный раствор (или просто добавь в воду моющего средства и размешай) и выдуй мыльный пузырь через трубочку. Отлично подходит средство для мытья посуды типа «Фейри». Если ты приглядишься, то увидишь, что пузырь переливается всеми цветами радуги. Происходит то же отражение света, что и в пленке бензина, потому что толщина мыльного пузыря просто ничтожна. Если наблюдать за спокойно сидящим на блюдце пузырем (блюдце должно быть смочено мыльным раствором, тогда пузырь не сразу лопнет), то мы заметим следующие явления.
На фотографии пузыри на тарелке. Видно, что в отражениях блестит радуга.
Сначала пузырь будет не очень «разноцветным», потом с него будут как бы «стекать» цветовые пятна. Если на пузырь аккуратно подуть, то эти пятна будут завихряться, как вода в бурунах.
Это происходит потому, что изменяется толщина стенок пузыря. Мыльный раствор под действием притяжения Земли стекает вниз, пузырь становится тоньше сверху, и, соответственно, «стекают» цвета. Когда же мы дуем на пузырь, мы «гоним волну» по жидкости, а вместе с волной бегут и цветовые пятна. А почему радуга зависит от толщины пленки, мы еще узнаем, если будем читать книгу дальше. Кстати, чтобы пузыри подольше не лопались, можно добавить в раствор глицерина. Его свободно продают в аптеках, и стоит он недорого.
Вот как много красивого и увлекательного могут показать нам обычные тонкие пленки.
Практический совет: если у тебя есть младший брат или сестренка, поиграй с ним в мыльные пузыри. Это очень увлекательно и безопасно. И удовольствие получите оба!
23
Вызывающие дождь
Думаю, пора снова немного отвлечься и заняться чем-нибудь менее напряженным для мозгов. Давайте посмотрим, как древние мексиканские индейцы использовали сразу несколько физических явлений для того, чтобы сделать магический прибор – посох, вызывающий дождь.
Если вам доведется побывать в далекой Мексике и посетить деревню, где живут настоящие горбоносые и гордые индейцы, то вы можете увидеть интересные посохи из толстых бамбуковых трубок, украшенные с концов разноцветными перьями. Посохи эти ничем не отличаются от простых разукрашенных палок – пока их не возьмешь в руки и не перевернешь кверху ногами. Тогда неожиданно внутри посоха раздается шум льющегося тропического ливня, неожиданно громкий и отчетливый. И шум этот длится очень долго, многие минуты – пока вдруг не затихнет, совсем как настоящий тропический ливень. С помощью таких приборов древние индейцы вызывали во время религиозных обрядов дождь во времена великой засухи. Современные же индейцы продают эти посохи на сувениры туристам, да еще дают послушать детям, чтобы те крепче спали в своих гамаках.
Как же устроен такой посох? Оказывается, очень просто. Ствол бамбука внутри разделен перегородками и имеет отдельные камеры. Как на рисунке.
А вот на фотографии виден обычный бамбук, как его используют индейцы для своих шаманских изделий.
В бамбуковых рощах всегда водится много скорпионов, которые заползают в эти камеры через щели в старом бамбуке и живут в них. Кстати, бамбуковая беседка по-мексикански называется смешно и просто – «лапа-лапа». А любая бамбуковая роща, даже очень большая, на самом деле – это одно растение, которое умирает все сразу в один день.
Так вот, индейцы пробивают в перегородках небольшие дырочки и насыпают в бамбуковый ствол небольшие камушки, такие, чтобы проскакивали в дырочку. Концы ствола закрывают чем-нибудь. Если поставить такой ствол вертикально, то все камушки постепенно окажутся в нижней камере. Если теперь перевернуть посох, то камушки начнут постепенно пересыпаться из камеры в камеру, но не все сразу, а по очереди – ведь дырочка маленькая. И получится как бы ряд песочных часов, расположенных одни над другими. Шум падающих камушков усиливается за счет самих камер и очень напоминает шум дождя.
Какое же физическое явление использовали индейцы в этом магическом жезле-посохе? Оказывается, такое явление, как запаздывание. Это очень важное явление, которое вмешивается в работу многих приборов вокруг нас, в работу живых организмов, работу нашего зрения, слуха, – просто мы не обращаем на него достаточного внимания.
Посмотрите, что происходит внутри бамбуковой палки: мы перевернули палку, и, казалось бы, камушки должны просто упасть на дно. Но их задерживает первая перегородка. Пока они начинают просыпаться через первую маленькую дырочку, идет время. Только через какое-то время все они проскочат в следующую камеру. Правда, к этому времени первые камушки могут проскочить уже несколько камер, но все равно движение потока будет как бы замедленным, запаздывающим по сравнению с обычным потоком камней, падающим внутри длинной трубки без всяких перегородок.
Где еще мы встречаем явление запаздывания? В самых разных процессах вокруг нас. Эхо, про которое мы говорили раньше, – это запаздывание. Или, например, в гололед машины плохо поддаются управлению. Что это означает? То, что водитель уже повернул руль, а машина все еще продолжает ехать вперед и начнет поворачивать только через какое-то время. В этом случае запаздывание может привести к катастрофе и его обязательно нужно учитывать. Еще примеры? Часто в душе начинаешь делать воду погорячее, а она не делается. Крутишь, крутишь кран – и вдруг как ошпарит! Кто с этим не сталкивался хотя бы раз в своей жизни… Здесь тоже срабатывает запаздывание.
С этим явлением надо бороться аккуратно: во-первых, уменьшить скорость любых своих действий (например, ехать в автомобиле помедленнее или крутить кран медленно), а во-вторых, не делать сразу очень больших изменений в системе, т. е. поворачивать руль автомобиля на небольшой угол и кран поворачивать небольшими порциями.
Практический совет: тише едешь – дальше будешь.
24
Шифры и тайнопись
Для опыта нам потребуются: блюдечко с молоком, картофелина, одна головка лука, спичка, два листа обычной писчей бумаги, зеркало.
Сделаем прыжок в наших исследованиях – внедримся в зону шпионов, тайнописи, зашифрованных посланий и невидимых надписей. Есть такие явления, которые мы можем использовать для составления шифра, буквально не выходя из собственной кухни.
Начнем с самого простого. Возьми обычное молоко, налей его в блюдечко. Это будет наша чернильница. Деревянным концом спички на листе бумаги напиши любое послание. Чтобы спичка лучше «держала» молоко, можно слегка расщепить ее конец ножиком. Мы уже знаем, что сделанная нами трещина – это большой капилляр, который «втягивает» жидкость.
Высуши этот листок. Надпись молоком не видна. Можешь даже написать сверху что-нибудь шариковой ручкой. Это будет маскировка.
Если теперь прогладить его очень горячим утюгом (гладить надо тщательно, проводя несколько раз по одному и тому же месту, чтобы листок отлично прогрелся), то ты заметишь желтоватую надпись, проступающую на листке! Это проявилась наша тайнопись.
Я пробовал то же самое с луковым соком и с соком от сырой картошки. Сок добыть легко: потри картофелину на терке и отожми сок через тонкую чистую тряпочку. Лук я продавил через давилку для чеснока (не хотелось тереть – пришлось бы плакать). Надписи получились даже еще лучше, особенно от лукового сока.
А что делать, если у тебя под рукой только чистая вода? Можно ли сделать тайнопись, зашифровать свое послание, не имея под рукой никаких составов, кроме чистой воды?
Оказывается, можно! Возьми два листа обычной писчей бумаги – сгодятся и листы из тетради. Положи на стол зеркало, на зеркало два листа бумаги один на другой. Намочи их теперь обычной водой хорошенько и оставь минут на пять, чтобы листы пропитались.
Теперь по верхнему листу, сильно нажимая, шариковой ручкой напиши свое тайное послание. Нажимать надо сильно, чтобы текст продавился на нижнем листе бумаги.
Сухой тряпочкой промокни аккуратно воду, сними верхний лист и оставь нижний на зеркале сохнуть (чтобы он остался ровным). Лучше этот опыт делать вечером – за ночь лист высохнет совершенно и не будет мятым.
Утром сними лист с зеркала. Ты не увидишь на нем никаких надписей. Это будет просто обычный лист бумаги, не вызывающий подозрений. Но если теперь его намочить водой, то ты увидишь, как проявится тайная надпись – более темными буквами, водяными знаками!
Почему так происходит? Когда ты продавливаешь в листе бумаги канавки шариковой ручкой, меняются свойства самой бумаги. Волокна, из которых делают бумагу, сжимаются, начинают по-другому впитывать воду. Эти различия и проявляются потом при повторном намачивании.
25
Прибор из зеркала
