Издательство "Детская литература" выпустило замечательную книгу для начинающих исследователей - "Простые опыты. Забавная физика для детей". Ее автор Флорентий Владимирович Рабиза много лет проработал в журнале "Наука и жизнь" и опубликовал на его страницах массу интересных статей с описанием физических опытов. Многие из них и целый ряд совершенно новых опытов вошли в книгу. Все они очень просты: любой опыт можно поставить, не выходя из дома. Деталями "научных приборов" служат шариковые ручки, скрепки, пуговицы, ложки, вязальные спицы и прочие предметы домашнего обихода. Несмотря на это, опыты весьма наглядны и поучительны. Ф. В. Рабиза умеет найти далекие аналогии в поведении совершенно не похожих друг на друга объектов. Ну что, казалось бы, общего между кастрюлей с водой и куриным яйцом? И тем не менее несложный опыт с игрушечной кастрюлькой позволяет понять, почему раскрученное вареное яйцо вертится долго, а сырое сразу же останавливается. Чтобы воочию "увидеть" невесомость, оказывается, достаточно иметь под рукой две консервные банки или пружинные весы-безмен.
В книге содержится около двухсот опытов, многие из которых похожи на фокусы. Подобно фокусам, они удивляют, интригуют, захватывают и, кроме того, пробуждают у совсем юных читателей интерес к интереснейшей науке - физике.
Появление этой книги именно сейчас особенно актуально. Во всем мире растет интерес к знаниям, к творчеству. И не случайно через месяц в Москве на ВВЦ откроется Всемирный интеллектуальный фестиваль "Научно-технический досуг - поколению XXI века".
Книга "Простые опыты. Забавная физика для детей" получила целый ряд высоких наград на Московской международной книжной ярмарке. В сентябре прошлого года она была удостоена серебряной медали и диплома II степени в номинации "Научно-популярная литература для детей", а в январе нынешнего - диплома I степени в номинации "Книги, способствующие обучению".
Предлагаем два интересных и занимательных опыта из новой книги Ф. В. Рабизы.
ФИЗПРАКТИКУМ
ДВУХЭТАЖНАЯ ЛИНЗА
Разные прозрачные вещества и преломляют световые лучи по-разному. <...> На поверхность воды в стакане налейте слой касторового масла (если его нет - чистое постное масло) толщиной 1 см. Хорошо осветите стакан.
Возьмите иголку и проткните слой масла в центре стакана. Пройдя масло, иголка должна войти в воду - примерно на 1 см. Если посмотреть сбоку, то видно одну сплошную иголку, состояшую из частей разной толщины: нижняя часть иголки - та, что в воде, - стала несколько толще верхней, которую вы держите пальцами, в средняя, находящаяся в масле, - толще всего.
Сдвиньте немного иголку - влево или вправо к стенке стакана, и она неожиданно "разрежется" на три части: верхняя зажата в ваших пальцах, нижняя часть иголки, находящаяся в воде, немного сдвинулась относительно верхней к краю стакана, а вот средняя совсем "уехала" к его краю...
Продолжайте двигать иголку. Видно, что быстрее всех движется средняя часть, затем - нижняя и, наконец, медленнее всех - верхняя часть иголки, находящаяся в воздухе. Иголка "распалась" на три части. (Конечно, только в оптическом смысле.) Если ее вернуть обратно в центральную часть стакана или вынуть из него, она опять станет целой.
Дело в том, что в воздухе преломление лучей, идущих от иголки, не происходит; в масле же и в воде, благодаря преломлению света в этих веществах, мы видим отдельные части иголки как бы не там, где они на самом деле находятся. В воде это смещение меньше, чем в масле, ведь преломляющее свойство воды меньше.
ОПЫТЫ С МАГНИТНЫМИ ИГОЛКАМИ
Смажьте намагниченную иголку тончайшим слоем жира и положите ее на поверхность воды. Плавая, иголка повернется одним концом на юг, другим - на север. Получится компас.
Другой опыт проделайте с несколькими, тоже намагниченными иголками. Возьмите пять иголок и проткните ими пять маленьких - диаметром 1,3 см - кружков, вырезанных из непромокаемого картона от молочных пакетов. Кружки должны быть совершенно одинаковые, и иголки надо воткнуть точно в центр, выпустив концы на одинаковое расстояние от кружков.
Налейте воду в глубокую стеклянную или алюминиевую (но не в железную!) миску и опустите на ее поверхность две иголки в кружках острием вверх. Иголки будут вертикально держаться на воде благодаря своим поплавкам. Расположите их рядом, но так, чтобы кружочки-поплавки не соприкасались и чтобы поверхностное натяжение не стягивало их. (Приблизительно в 1 см друг от друга.) Иголки сразу же отодвинутся одна от другой. И замрут. Когда уравновешиваются магнитные силы, это расстояние у иголок, очевидно, предельное.
Поднесите с большого расстояния к иголкам конец магнита. Если это будет тот же полюс, что и у концов иголок, они сразу разбегутся на еще большее расстояние. Если это будет противоположный полюс, иголки потянутся к нему и сблизятся. Но когда вы магнит уберете, иголки опять раздвинутся.
Теперь опустите на воду поплавок с третьей иголкой. Каждый поплавок займет место в одном из углов равностороннего треугольника. Поднесите к центру треугольника сердечник изготовленного магнита или один намагниченный стерженек, сделанный из выпрямленной скрепки. Иголки либо разбегутся в стороны, либо соберутся вместе. Уберите магнит - иголки опыть займут свои прежние места.
Проделайте этот опыт с четырьмя, пятью, шестью иголками. Каждый раз они будут занимать определенное положение по отношению друг к другу, пока между ними не наступит определенное магнитное равновесие. Три иголки образуют треугольник, четыре - квадрат, пять - либо пятиугольник, либо квадрат с одной иголкой в самом его центре.
Нужно заметить, что не всегда получается строгая геометрическая фигура расположения иголок: и степень намагниченности может быть разная, и размеры самих иголок и поплавков разные.
Проделайте этот опыт с большим количеством намагниченных иголок. Интересно, какие фигуры они образуют?
МГНОВЕННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ
Вода, как и другие жидкости, принимающие при затвердевании кристаллическую структуру, обладает интересным свойством - ее можно переохлаждать, то есть доводить до температуры значительно ниже нуля. При этом вода не должна подвергаться сотрясениям.
Поставим опыт с гипосульфитом - кристаллическим веществом, которое применяется в фотографии в качестве закрепителя. Когда будете покупать гипосульфит, обратите внимание, чтобы у него были крупные кристаллы и чтобы он был сухой.
Наполните стеклянный пузырек кристаллами гипосульфита. Затем поставьте его в кастрюлю с теплой водой и начните ее подогревать. Нужно добиться, чтобы весь гипосульфит расплавился, превратившись в прозрачную жидкость. Для этого наклоняйте пузырек из стороны в сторону, но так, чтобы вода не попала в него.
Сделайте из бумаги пробку и пропустите через нее стеклянную трубку от пипетки. Когда вы заткнете пузырек, узкий конец трубки должен входить в расплавленный гипосульфит. Наружный конец трубки заткните ваткой, чтобы в него ничего не попало. Пузырек поставьте в такое место, где он будет предохранен от сотрясений.
Через некоторое время, примерно через 2-3 часа, пузырек остынет до комнатной температуры.
Осторожно снимите ватку и бросьте в трубку кристаллик гипосульфита. Он должен быть такого размера, чтобы мог застрять в узком конце трубки.
На ваших глазах от конца трубки начнется стремительная кристаллизация всего содержимого пузырька. Гипосульфит мгновенно затвердеет - превратится в кристаллы.
Но самое любопытное, что пузырек, который несколько минут назад был холодным, стал горячим.
Вы знаете, что плавление и затвердевание кристаллических веществ всегда происходят при одинаковой температуре. Вот тепловая энергия и выделилась в результате быстрой перестройки молекул гипосульфита, переходящего из жидкого состояния в твердое.
***
Те, кто не сумеет достать книгу "Простые опыты...", могут прочитать статьи Ф. Рабизы в старых номерах журнала "Наука и жизнь": № 2, 1963 г., №№ 10, 12, 1964 г., №№ 1, 3, 1965 г., №№ 2, 8, 1966 г., №№ 1, 5, 1968 г., № 1, 1973 г., № 7, 1976 г., №№ 3, 5, 8, 1977 г., № 3, 1979 г., №№ 10, 12, 1986 г., 1986 г., № 4, 1992 г. А отыскать научно-популярную книгу на любую тему можно в рубрике "Занимательная библиография", "Наука и жизнь" №№ 3-12, 1997 г., №№ 1, 2, 3, 4, 6, 7, 1998 г.
