Александр Дмитриев - Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей
Выключите в комнате свет, зажгите только одну свечку, поставьте перед ней увеличительное стекло, а дальше – банку с водой.
Вы увидите, как за стеклом лучи сходятся в банке, – мутная вода позволит увидеть вам сами лучи, как они сходятся в одну точку и потом снова расходятся! Должен сказать, что придется немного подвигать свечку, увеличительное стекло и подобрать воду нужной «мутности», чтобы увидеть лучи. Но результат заслуживает этой работы: ученые вычисляют ход лучей по формулам, а мы видим их собственными глазами!
Можно сделать и по-другому. Если на даче или в деревне будут ставить самовар или разжигать костер, то вместо мутной воды можно наловить дыму. Делается это так: берется банка с плотно закрывающейся крышкой, подносится к дыму вверх ногами – и крышка быстро закрывается, когда банка наполнится дымом. Теперь быстренько неси ее в комнату, где приготовлены свечка и увеличительное стекло, – и проводи этот опыт.
37
Как мы видим цвета
Для опыта нам потребуются: осколки цветных стеклышек от бутылок (можно нарисовать на прозрачной пластмассовой линейке фломастером цветные квадратики), чистый белый лист бумаги, цветные фломастеры, цветная лампочка или обычная настольная лампа.
Оптика, или наука о световых лучах, очень интересна. Ведь человек получает почти все сведения об окружающем мире через глаза. И наши глаза устроены очень сложно и забавно. Мы можем легко в этом убедиться.
Набери цветных стеклышек – красных, синих, зеленых. Подойдут осколки от бутылок или цветные пленки. Можно, если совсем неоткуда взять стеклышки, нарисовать на пластмассовой прозрачной линейке фломастером цветные квадратики (хотя это, конечно, похуже).
Теперь посмотри на мир вокруг себя через цветное стеклышко. Ты увидишь, что все цвета изменяются! Через зеленое стекло, например, красный цветок кажется черным.
Можно провести этот опыт по-другому. На чистом белом листе бумаге нарисуй широкие полоски разных цветов – зеленую, красную, синюю, желтую и другие. Подпиши под каждой ее цвет.
Возьми теперь цветную лампочку – в магазине можно купить синюю или красную. Если же нет такой возможности, будем пользоваться обычной настольной лампой, но поднесем к ней цветное стекло, чтобы наш белый лист с рисунком освещался одним цветом.
Посмотри, как изменяются цвета, если их освещать одним цветом. Ты с трудом поверишь своим глазам – все полоски поменяют цвет, и твои надписи окажутся все неправильными!
Почему так происходит, объяснить очень сложно. Ученые сами до конца в этом не разобрались, здесь есть еще много неизученного и непонятного. Мы же можем сделать полезный вывод из нашего опыта: выбирая себе лампу, абажур, надо учитывать, как освещение будет изменять вид нашего жилища. Оказывается, не все равно, чем освещать предметы!
Между тем смешение цветов и их взаимодействие подчиняется довольно строгим законам. Художники их знают хорошо, потому что им приходится каждый день иметь дело со смешиванием красок. Кстати, смешивание красок и смешивание цветов (световых волн) – это не одно и то же. Ведь в одном случае, со светом, у нас участвуют «чистые» цвета. А краски делаются из веществ, химических или природных материалов, которые при взаимодействии с другими веществами могут повести себя неожиданно. Поэтому мы будем говорить о смешивании «чистых» цветов, как цвета радуги.
Цвета радуги запомнить легко. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. По первым буквам этих цветов составлена присказка «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Каждый – красный, начинается с буквы «к». Охотник – оранжевый, начинается с буквы «о». И так далее. Есть еще одна присказка: «Как Однажды Жадный Звонарь Головой Сломал Фонарь».
Как ни странно, физики любят шутить и у них много подобных забавных расшифровок. Например, кажется почти невозможно запомнить последовательность типов звезд «О, Б, А, Ф, Ж, К, М». Иногда в конце добавляют «Р, Н». Или в английском варианте – «O, B, A, F, G, K, M, R, N».
Но фразу «Один Бритый Англичанин Физику Жует Как Морковь» вы запомните легко, а вместе с ней и звездную классификацию. А в английском фраза звучит как «O, Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now» («О, будь милой девушкой, поцелуй меня прямо сейчас»). Как же такую фразу не выучить! Теперь нарисуй цвета радуги по кругу. Сначала нарисуй круг, затем раздели его на шесть частей, как режут пирог. Покрась каждый кусок «пирога» в свой цвет радуги. Только вместо синего и голубого оставь один лишь синий. (Потому что голубой – это синий, только светлый, и для наших целей он пока не нужен.)
Ты увидишь, что красный цвет окажется напротив зеленого, желтый напротив фиолетового, а оранжевый напротив синего.
Оказывается, цвета, стоящие в нашем кругу друг против друга, называются дополнительными. Если через стекло одного цвета смотреть на дополнительный цвет, то получается черный цвет! Так, если смотреть через красное стеклышко на зеленую траву, трава кажется черной.
Художники используют дополнительные цвета, чтобы сделать картину более насыщенной, более живой. Например, если ты рисуешь красное круглое яблоко, то в тень от яблока надо добавить зеленой краски.
А вот еще одно интересное правило. Цвета можно получить из смешивания двух соседних цветов. Например, какие соседи у зеленого цвета? Синий и желтый. Смешайте синюю и желтую краску – и вы получите зеленый цвет! Понятно, что фиолетовый получается из синего и красного, оранжевый – из желтого и красного, и так далее. Очень полезная диаграмма, не правда ли? Но что же все-таки с радугой на дому? Есть такая возможность. Для этого сгодится опять-таки старый CD-ROM диск, который не жалко.
Возьмите диск, выключите верхний свет в комнате и включите одну лампочку (настенную), причем отойдите от нее метра на три-четыре. Посмотрите в диск, повертите его в руках под разными углами. Вы увидите красивейшие радужные переливы.
38
Фонарики из зеленки
Для опыта нам потребуются: свечка, гвоздики, баночки с водой, зеленка, марганцовка, акварельные краски.
Отдохнем немного от размышлений и вспомним старую забаву: украшения из подкрашенной воды. Хочешь на Новый год или другой праздник украсить квартиру? Тогда давай сделаем следующее: возьми кусок свечки, не очень длинный. Можно разрезать длинную свечку на несколько частей, чтобы получилось несколько фонариков.
Если свечку бросить в банку с водой, она будет плавать. Стеарин легче воды. Но нам надо, чтобы она еще и горела. Возьми гвозди и воткни один или несколько внизу свечки так, чтобы свечка не утонула, а плавала вертикально. Немного помучившись, ты сможешь это сделать.
Теперь зажги свечку – она будет плавать в воде и гореть! Вот и безопасный фонарик. А как его сделать цветным? Очень просто. В одну банку накапай зеленки, в другую – кинь немного марганцовки, в третью можно добавить любой акварельной краски. Расставь фонарики по комнате и выключи свет.
Красиво? Надеюсь, эта старинная забава доставит тебе удовольствие.
39
Прыгающий палец
Для опыта нам потребуется: пустая бутылка с пробкой.
Да, мы совсем забыли! Мы смотрим на мир не одним, а двумя глазами. Зачем это нужно?
Проведем простой эксперимент. Поставь перед лицом указательный палец на расстоянии сантиметров 15 – 20. Теперь быстро зажмуривай то один, то другой глаз. Ты заметишь, что палец «прыгает» из стороны в сторону как живой.
Почему так происходит? Оказывается, каждый глаз посылает в мозг свою собственную картинку, которая отличается от картинки, видимой другим глазом. Мозг складывает эти картинки, и получается объемный мир.
Чтобы убедиться, что природа не зря добавила нам еще один глаз, проведи следующий опыт.
Поставь пустую бутылку на стол, на ее горлышко поставь пробку.
Теперь зажмурь один глаз, отойди на два шага, снова подойди и быстрым движением попробуй сбить щелчком пробку с бутылки. Почти наверняка, если ты не будешь подсматривать вторым глазом, промахнешься.
Мозгу очень нужна информация от двух глаз сразу, по ней он измеряет расстояние до предмета.
40
Поговорить с самим собой?
Для опыта нам потребуется: шланг или пластиковая трубка.
Ну, может быть, вспомним о свойствах звука? Проделаем смешной эксперимент – поговорим сами с собой.
Мы помним, что такое звуковая волна. Мы видели, как световая волна бежит внутри стекла. Оказывается, для звука тоже есть похожее явление. Им мы можем воспользоваться для того, чтобы устроить телефон на даче или в деревне.
Дело в том, что внутри обычной трубы звук распространяется на очень большое расстояние, почти не затухая.
Если ты найдешь в сарае или чулане длинный шланг (сойдет шланг для поливки огорода), то попроси товарища встать с одного конца шланга, а сам встань с другого конца. Теперь если говорить в шланг как в телефон, то ты услышишь очень хорошо своего друга, даже если расстояние между вами будет большим, а говорить ты будешь тихо!
