Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей - Дмитриев Александр Сергеевич
Это означает, что там, где рыжая ржавчина, в состав монеты входит железо. Ученые записывают вместо слова «железо» специальный знак – Fe, от латинского слова «Ferrum», или «феррум», что означает как раз железо. А вот там, где мы увидим зеленый цвет, – в состав входит медь. Медь ученые обозначают как Cu (Cuprum). Читается как «купрум» – «медь». Если же монета не ржавеет, не окисляется, не дает осадка и не окрашивает воду – значит, в ее составе более благородные металлы. Например, никель.
Что же такое окисление (ржавение)? Очень просто – это медленное горение! Если мы разжигаем костер, то кислород из воздуха, подлетая к поверхности дерева, «выхватывает» из дерева куски углерода. Так из толпы полицейские хватают хулигана. Два кислородных полицейских (атомы кислорода) хватают один атом углерода и сразу превращаются в бесцветный и легкий газ, углекислый газ. При горении это происходит быстро, а вот при ржавении происходит то же самое, только очень медленно. Так что можно сказать про наш опыт, что монеты очень медленно «горят» в воде!
66
Звучащий шарик
Для опыта нам потребуется: воздушный шарик.
А вот простой и забавный опыт с воздушным шариком. Надуйте обычный воздушный шарик. Намочите в воде палец и начинайте им тереть шарик, держа его за «хвостик» другой рукой или просто прижав к себе.
Вы услышите, что шарик издает очень громкие звуки – скрип, дребезжание. Довольно противный скрип, если честно. Таким скрипом очень хорошо действовать на нервы или будить кого-нибудь. Лучше всякого будильника. Что происходит?
Мокрый палец, скользя по шарику, то останавливается на мгновение, как бы «прилипает», то вдруг срывается и совершает быстрое перемещение. Эти рывки очень быстрые, они возбуждают колебания поверхности шарика. Резина «дрожит» с высокой частотой и толкает воздух внутри шара, создает такие же звуковые волны, как издает барабан или наши голосовые связки, когда мы говорим.
Сам внутренний объем шарика, даже скорее сам шарик вместе с воздухом внутри, работает как огромный резонатор. Звуковые волны внутри усиливаются, и вся поверхность шара издает довольно громкие звуки.
Теперь мы уже можем посмотреть на знакомые нам предметы и увидеть тот же принцип. Например, обычная гитара или скрипка. Это, по сути, просто струна, жила, натянутая на деревянную палку. Если бы не было деревянного резонатора, приделанной к палке специальной деревянной коробки, звук от струны был бы очень тихим и слабым. Но в гитарной деке, коробке, происходят те же процессы, что и в нашем звучащем шарике, и звук усиливается! Попробуйте во время того, как водите мокрым пальцем по шару, приложить одновременно к его поверхности ухо. Звук будет просто громоподобным.
А возьмем, к примеру, лягушек. Чтобы весной их голоса были лучше слышны, они надувают на горле огромные кожаные шары (из собственной кожи, конечно)! И используя эти шары как резонаторы, квакают так – что любой концертный исполнитель позавидует.
Можно сделать немного по-другому. Взять шарик, надуть его, а потом растянуть его узкое горлышко двумя пальцами в разные стороны, оставив узкую щель. Воздух, выходя из шарика, будет заставлять шар колебаться и издавать очень громкий и противный писк. Сильнее или слабее растягивая горловину, можно делать звук выше или ниже. Несмотря на то что колебания шара (резонатора) мы вызываем другим способом, принцип работы этого нехитрого инструмента остается все тем же!
Если несколько человек надуют каждый по шару и начнут издавать звуки одновременно, получится настоящий «кошачий концерт». Очень забавно!
67
Пляшущая иголка
Для опыта нам потребуются: магнит, иголка, любая железная поверхность.
Этот опыт очень прост. Для него нужны магнит, иголка и любая железная пластинка или поверхность. Я взял железный диск из компьютера, все равно уже разобрал – так надо использовать.
Если положить иголку на стол и поднести к ней сверху магнит, иголка подскочит и притянется к магниту. Но мы попробуем сделать по-другому. Поставим иголку кончиком на кусок железа и будем придерживать легонько пальцами, чтобы она не падала. Затем начнем медленно подносить сверху магнит к иголке. Наступит момент, когда мы почувствуем, что иголка не нуждается в поддержке.
На фото иголка стоит вертикально, но не подскакивает к магниту, удерживаемая магнитным полем. При этом она дрожит и колеблется, «приплясывает».
Надо быть аккуратным: чуть сильнее приблизишь магнит к иголке, как она все-таки отлепляется от железа и прилипает к магниту. Тем не менее если быть аккуратным, опыт удается легко.
Почему же иголка не прыгает вверх, а остается стоять?
Дело в том, что магнитное поле, пронизывающее пространство, намагничивает и иголку, и кусок железа, лежащий под ней. Таким образом, кусок железа тоже становится магнитным и начинает притягивать нижний конец иголки. Конечно, верхний магнит обладает более сильным полем, но он и расположен дальше от конца иглы. Поэтому можно найти такое положение, в котором эти силы уравниваются и иголка начинает «плясать» вдоль магнитных линий. В старинном варианте этого опыта на иголку надевали вырезанный из бумаги силуэт балерины и показывали этот опыт детям.
68
Криминалисты, или Как обнаружить отпечатки пальцев
Для опыта нам потребуются: свечка, зеленка, палочка с ваткой, стеклянный бокал, мука или крахмал.
Давайте отвлечемся от физики и просто сделаем забавный опыт.
Все мы уникальны, то есть единственные в своем роде – и вторых таких на свете нет. Даже близнецы немного отличаются. Люди вообще хотят отличаться друг от друга хоть чем-нибудь. Красят волосы, делают прически, носят украшения, шьют или покупают одежду…
Но у каждого при себе есть узор, какого нет больше ни у кого. Это – отпечаток пальца.
Есть несколько теорий, почему у человека есть на подушечках пальцев и ладошках особые линии, узоры, которые ученые называют папиллярными линиями. Может быть, эти узоры достались нам от далеких предков, которые жили на деревьях? Ведь «шероховатыми» пальцами можно лучше ухватиться за ветку, гребешки и выступы этих линий повышали силу трения и давали возможность не соскользнуть вниз, не разбиться при падении и не попасть в пасть кровожадным хищникам.
Как бы то ни было, а интересно посмотреть на собственные отпечатки и изучить их. Вот как мы это проделаем.
Возьмем обычную свечку и любой плоский предмет – блюдечко, кусочек кафельной плитки, наконец, просто деревяшку. Зажжем свечку и капнем несколько капель стеарина на поверхность. Расплавленный воск почти сразу начнет застывать, мутнеть. Когда он уже немножко помутнеет, но еще не окончательно остынет, надо просто прижать палец к его поверхности и подождать полминуты-минуту, не двигая палец.
Когда мы поднимем палец, в воске останется четкий отпечаток. Но чтобы его было лучше видно, я взял и накапал немного зеленки прямо на отпечаток. Потом палочкой с кусочком ваты аккуратно размазал зеленку, чтобы не попортить отпечаток, – и получился очень красивый узор!
Между прочим, отпечаток пальца использовался (и используется) во многих странах и культурах как официальная печать на документе. Если человек не умеет писать и не может подписаться, тем не менее он может удостоверить, что согласен с документом, приложив руку, намазанную чернилами.
Через множество веков современная цивилизация возвращается к той же идее, только на новом техническом уровне. Уже существует много приборов и охранных систем, которые определяют отпечаток пальца и по нему могут пропустить только этого и никакого другого человека!
Говорят, по таким узорам можно многое сказать о человеке. Недаром гадалки пытаются предсказывать судьбу по линиям на руке. Но нам просто интересно получить личный отпечаток пальца – четкий и красивый. Мы-то знаем, кто мы такие на самом деле. Зачем нам гадалки!
