Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей - Дмитриев Александр Сергеевич

Есть еще один очень интересный способ обнаружить отпечатки пальцев, еще более близкий к тому, что используют сыщики. Дело в том, что уже довольно давно сыщики ловят преступников с помощью исследования отпечатков пальцев. Ведь если у каждого человека отпечатки пальцев уникальны, то есть единственные – больше таких нет ни у кого, можно использовать их как своеобразный «паспорт», метку. Подумайте только, на нашей планете уже более шести миллиардов (6 000 000 000) человек – и у каждого свои, отличающиеся от всех других, отпечатки пальцев! Представьте себе, что если сравнивать один отпечаток пальца в секунду с имеющимся образцом, то шесть миллиардов секунд – это сто девяносто лет! Облегчает дело то, что, конечно, не все люди «сдают» свои отпечатки, – обычно в картотеки попадают те, кто уже нарушил закон. Однако в последнее десятилетие все активнее разрабатываются системы автоматического распознавания отпечатков – они применяются в аэропортах, при получении паспорта, визы для поездки в другую страну и так далее. Мощные компьютеры успевают сравнить отпечаток с огромным количеством известных и выдать результат за сравнительно короткое время – секунды. Но чтобы получить отпечатки пальцев, нужно было разработать специальные методы. На самом деле эти методы не такие уж сложные, и мы можем прямо на кухне их освоить. Возьмем чистый, сухой, прозрачный стакан или бокал. Пальцами потыкаем в масло (обычное сливочное масло из холодильника) и потрем пальцами друг об друга, чтобы масло было не толстым слоем на коже, а почти незаметно. В общем, размажем его по ладошкам.

Теперь аккуратно и плотно отпечатаем свой палец на поверхности бокала. Мы увидим, что на стекле появился полупрозрачный отпечаток пальца. Возьмем теперь ватку и обычную муку или крахмал. Нам важно, что это очень тонкий порошок. Аккуратно ватку обмакнем в муку или крахмал, затем очень осторожно пошлепаем по поверхности стакана, стараясь не нажимать. Порошок прилипнет к жировым отпечаткам. Обмахнем очень нежно поверхность стекла ваткой, чтобы снять излишки порошка, – получится очень заметный отпечаток! Особенно если смотреть на свет. Такой отпечаток уже можно фотографировать – и потом использовать в работе настоящего следователя!

Это мои отпечатки указательного пальца – я прижимал его три раза.

На фото увеличенные отпечатки пальцев, которые я получил в этом опыте. Стрелками отмечены характерные места – порезы, раздвоения папиллярных линий.

69

Крахмал и йод – галактика

Знаете, что занимательно? Пока я придумывал опыты и писал эту книгу, я часто спрашивал у своих взрослых знакомых, знают ли они про то или про это, делали когда-нибудь в жизни опыты…

Выяснилось, что в детстве, кроме некоторых простейших стреляющих устройств (поджиг), почти никто ничего не делал. А девочки – те вообще практически ничего делать не пробовали. Но когда я делаю эти опыты, все с удовольствием участвуют. Одно дело где-то что-то слышать или прочитать и совсем другое – сделать своими руками.

Между прочим, даже на кухне можно сделать такие вещи, которые помогут, например, лучше понять, как устроена вселенная или наша галактика. Попробуем и мы сделать этот простой опыт.

Для него нам понадобится йод и обычный крахмал. Пакетики с крахмалом продаются почти в любом продовольственном магазине, причем недорого. Ну а йод вообще дома надо иметь, вдруг палец порежешь… Из школьной химии некоторые знают, что йод и крахмал в смеси дают реакцию и синий раствор.

Мы возьмем высокий стакан или банку, нальем обычной холодной воды (если теплой, крахмал может слипнуться комочками). Сыпанем крахмала – ну, скажем, чайную ложку на объем стакана, не больше. Размешаем ложечкой – вода станет мутноватой.

Возьмем, раскрутим воду с крахмалом – словно мы размешиваем сахар в чае. У нас получится небольшой водоворот в банке.

Теперь в самый центр водоворота капнем одну (всего одну!) каплю йода. В центре сначала «забурлит» на мгновение вода и образуется темное синее пятно, которое будет колебаться и вращаться, образуя постепенно довольно занятную спираль.

Эта спираль очень похожа на спираль нашей галактики. Представьте только, в далеком космическом пространстве вращаются колоссальные облака из космического вещества. Это газ, звезды, туманности, пылевые облака… Они словно раскручены какой-то невероятно гигантской чайной ложечкой – и от этого вращения образовался один из водоворотов, наша галактика. У нее есть такие же «рукава», которые получаются и у нас в опыте. Дело в том, что внутри водоворота в центре скорость вращения быстрее.

Это и понятно, ведь с краю надо частице пробежать по широкому кругу, а в центре – очень маленький кружок. Поэтому, если частица перемещается от центра к краям, она замедляет свой бег относительно центра и как бы отстает от центрального вращения. Поэтому «выбросы», «рукава» загибаются, и у вращающейся галактики (или нашей модели) появляются загнутые спиралью полосы.

Так в обычной чашке можно увидеть закономерности для целой галактики! Остается только один вопрос: кто же ее так раскрутил? Но об этом, наверное, я расскажу в другой книге.

Я долго ставил опыт с «галактикой», пока не удалось добиться только одного «рукава», – посмотрите, какая красивая белая спираль нарисовалась в центре банки (я фотографировал сверху).

70

Шутка со стаканом и водой

Это старинный опыт, не я его придумал, но, когда я спрашивал про него знакомых детей и их родителей, оказывается, его мало кто знает. Поэтому я решил тоже поместить его в этой книге. Опыт очень простой, но эффектный. Берем обычный стакан и наливаем его водой из-под крана до самых краев, чтобы не оставалось уже места, вода почти выливалась.

Теперь берем квадратный кусок плотной бумажки, только не газеты – лучше бумаги от принтера. Его размер должен быть таким, чтобы бумага полностью накрывала стакан и слегка торчала по краям.

Аккуратно накрываем стакан бумагой, слегка прижимаем к краям, накрыв сверху ладонью. Теперь берем и быстро переворачиваем стакан, полный воды, чтобы одна рука поддерживала ладонью лист бумаги, а другой мы держали перевернутый стакан за дно.

Если теперь убрать снизу ладонь, бумажка должна отвалиться под напором воды и вся вода вылиться?

Вот обычный стакан с водой, накрытый бумагой. Воды – до краев.

Как бы не так. Убираем ладонь – бумага словно прилипла к краям, вода в стакане не выливается! (Рекомендую, правда, для начала опыт делать над раковиной – иногда не получается, и тогда вода все-таки выливается прямо на пол.)

А вот я его перевернул – и вода не выливается!

Почему вода не выливается из стакана? Да потому, что воздух, наша атмосфера, давит с другой стороны на бумажку и не дает воде вылиться. Обычно мы не обращаем внимания на давление воздуха. А между прочим, с давлением связана работа огромного количества различных приборов.

71

Еще об атмосферном давлении, или Опыт в «Макдоналдсе»

Мы помним опыт с перевернутым стаканом, из которого не выливалась вода. А подобный опыт, только упрощенный, можно проделать для своих друзей во время посещения любого кафе, например «Макдоналдса», где подают напитки с соломинкой. Возьмите соломинку, опустите в жидкость и заткните сверху пальцем. Теперь, не отпуская пальца, поднимите соломинку, держа ее над стаканом.