Физические опыты, которые можно провести на уроке физики без специального оборудования, имеют неоспоримую методическую ценность. Их воспроизводимость позволяет организовать самостоятельную экспериментальную деятельность учеников в классе и дома, тем самым повышая интерес к изучению физики.
Броуновское движение маленьких частиц или кристаллизацию гипосульфита методические пособия неизменно предлагают наблюдать с помощью микроскопа. Однако наш опыт показывает, что при специальном освещении “предметного столика”, все это легко наблюдать даже без лупы.
Для работы нам понадобится обычное плоское зеркало размером в ладонь. Если поместить его под осветителем (им может служить обычная настольная лампа), то все, что на зеркале происходит, будет отчетливо видно. Известно, что в микроскопе световой зайчик освещает предметное стекло с препаратом. Мы совместим предметное стекло с зеркалом, а микроскоп нам не понадобится. Световой поток от лампы попадает в глаза наблюдателя и выполняет роль подсветки для процессов, происходящих на поверхности зеркала.
Cхема наблюдения физических явлений на поверхности плоского зеркала.
Опыт первый
.
Броуновское
движение в жидкости обычно наблюдают с помощью
микроскопа. А на зеркале это удивительное
явление можно наблюдать невооруженным глазом.
Приготовим молоко, подкрашенное тушью, йодом,
чернилами или еще чем-нибудь (на чайную ложку
молока – две-три капли подкрашивающего
вещества). Получившуюся смесь наносим на зеркало
тонким слоем – например, с помощью боковой
поверхности спички. Световой зайчик должен
просвечивать сквозь этот слой и попадать нам в
глаза. Маленькие радужно окрашенные шарики
отчетливо колеблются на нашем волшебном зеркале.
Молоко - это взвесь жировых шариков в почти
прозрачной жидкости. Их радужная окраска –
результат интерференции световых волн. Жировые
шарики хаотично движутся под воздействием
толчков невидимых молекул жидкости. Аналогичный
результат можно получить, если использовать кофе
или какао с молоком.
Для последующих опытов столь яркого освещения
уже не нужно. К тому же и глаза лучше поберечь.
Поэтому прикроем лампу белым листом бумаги.
Наблюдать явления будем на фоне отражения этого
листа в зеркале. А можно вместо лампы
использовать яркое дневное небо - его отражение
(но не отражение солнца!) хорошо освещает то, что
происходит на зеркале.
Опыт второй . В пробирке расплавляем гипосульфит (фиксаж для фотографий), получившуюся жидкость нагреваем почти до кипения – для этого понадобится около одной минуты – и стеклянной палочкой наносим на зеркало каплю расплава. В эту каплю бросаем кристаллик гипосульфита и наблюдаем быстрый и красивый процесс роста кристаллов из расплава. Можно заранее поместить на зеркало несколько кристаллов и придвигать их к капле расплава спичкой.
Опыт третий . Приготовим концентрированный водный раствор марганцовокислого калия. Успех опыта зависит от чистоты раствора. Следим, чтобы в нем не было нерастворенных кристалликов. Нанесем этот раствор на зеркало так, чтобы образовалась большая лужа площадью около 10 кв.см и толщиной около миллиметра. Чуть-чуть приподнимем один край зеркала – здесь слой раствора станет тоньше, и начнется быстрый процесс испарения воды и выпадения кристаллов. Для усиления испарения можно немного подуть на поверхность зеркала. В течение нескольких минут образуется сеточка из игольчатых кристаллов марганцовокислого калия. Можно поэкспериментировать с размером лужицы раствора на зеркале и убедиться, что крупные кристаллы получаются только при достаточно большой площади.
Описанные здесь опыты, видимо, не исчерпывают всего интересного, что можно наблюдать на зеркале с подсветкой. Например, таким образом удобно рассматривать мелкие кристаллики поваренной соли, сахара и т.п. Можно наблюдать процесс диффузии, бросив в каплю воды на зеркале несколько крупинок марганцовокислого калия. А капнув рядом каплю чистой воды и каплю спиртового раствора зеленки, будем наблюдать процессы смачивания и несмачивания поверхности стекла жидкостями.
На протяжении веков люди подозрительно относились к зеркалам. Они говорили, что со своим отражением нужно быть очень осторожным.
1.Рука на зеркале
Подойдите к любому зеркалу в вашем доме и положите руку на стекло. Подождите, пока вы не почувствуете это. Иногда это занимает много времени, иногда всё происходит достаточно быстро. Когда вы почувствуете это, вы всё поймёте. Вы в ужасе отдёрнете руку. Что-то с обратной стороны стекла начнёт тереться о вашу ладонь. Это не причинит вам вреда. Но теперь вы знаете, что оно там есть…
2.Зеркальное отражение
Попробуйте тихо подобраться к зеркалу в темноте и заглянуть в зеркало с краю. Если вы были достаточно осторожным и делали всё тихо, вы можете заметить, что отражение появилось чуть опоздав за вами.
В следующий раз, когда останетесь одни в комнате с зеркалом, возьмите линейку и выключите свет. Встаньте перед зеркалом и быстро схватите свою прядь волос. Измерьте её. Потом посмотрите, какую прядь волос держит ваше отражение. Измерьте её. Длина будет другой.
Вы только что перехитрили своё отражение. Больше никогда не поворачивайтесь спиной к своему отражению. Теперь оно знает, что ты знаешь. Неизвестно, что оно может с тобой сделать.
3.Зеркальная теория
Что если у каждого зеркала есть две стороны. Что если ваше отражение хочет удержать вас на вашей стороне? Что, если вы можете пройти сквозь зеркало, но ваше отражение становится напротив вас, преграждая вам путь? Попробуйте коснуться зеркала так, чтобы отражение не успело за вами. Может быть зеркальная поверхность это совсем не зеркало, но лишь холодная плоть вашего собственного отражения, толкающего вас назад, держа с той стороны. Подумайте об этом. Может быть вы отражение.
4.Дыхание
Каждый раз, когда вы выдыхаете, частичка души покидает вас. Вы почти сразу вдыхаете её обратно, до того, как кто-то другой поймает её. Почти… Вы когда-нибудь дышали на зеркало так, чтобы оно запотевало? Никогда не делайте это.
5.Они притворяются
Вы когда-нибудь рассматривали себя в зеркале действительно внимательно? Вы когда-нибудь смотрели в глаза своему отражению и пытались понять, о чём оно думает? Это может прозвучать абсурдно и нелепо. Это лишь ваше отражение, не так ли? Тогда почему вам жутко от этой мысли? почему, когда вы смотрите в зеркало, у вас возникает чувство, что кто-то наблюдает за вами? Вы доверяете своему отражению, потому что оно выглядит, как вы. Кажется, что оно не может причинить вам никакого вреда. Но оно пользуется вашей беспечностью, чтобы обезоружить вас. Присмотритесь поближе. Если сделаете неожиданное движение, вы заметите, что ваше отражение всегда на долю секунды опаздывает. У него отличная реакция, и оно предвидит каждый ваш шаг, но оно всё равно недостаточно быстрое. Когда вы станете замечать это, никогда не давайте ему понять, что вы всё поняли. Это большая ошибка. Просто отойдите и ведите себя так, словно ничего не произошло. Теперь преимущество на вашей стороне.
6.Ваше отражение
Действительно ли ваше отражение копирует вас, или это вы копируете своё отражение? Каждое утро, когда вы просыпаетесь, вы идёте в ванну и смотрите на себя в зеркало. Неважно, что вы делаете, ваше отражение вынуждено имитировать каждое ваше движение. Оно делает это каждый день, снова и снова. Задумывались ли вы о том, сколько ненависти накопилось у вашего отражения к вам? Однажды утром вы проснетесь, как обычно, и, когда вы зайдёте в ванную, ваше отражение поднимет ножницы. На этот раз, вы будете вынуждены повторять его действия. Оно крепко сожмёт ножницы в руках, и вы сделаете то же самое. В это утро, совершенно против своей воли, ваше отражение заставит вас воткнуть ножницы прямо себе в глаза. Вы будете кричать и ваше отражение будет кричать тоже. Но помните, ваше отражение может имитировать ваши движения, но оно не может чувствовать вашу боль.
7.Зеркальные люди
Люди в зеркале всегда наблюдают за вами, изучая каждое ваше движение. Они знают о вас все… Ваше любимое блюдо, как вы причёсываетесь, вашу любимую одежду, даже то, что вы любите есть на завтрак. Они никогда не забывают ни одной детали. Они не могут позволить себе совершить ошибку. Они завидуют вам. Они хотят быть вами. Они ждут день, когда смогут поменяться с вами местами. Они выйдут наружу и займут вашу жизнь, в то время как вы окажетесь с другой стороны зеркала, и прижавшись носом к стеклу будете наблюдать, как они проживают вашу жизнь. Никогда не доверяйте своему собственному отражению. Это единственное в мире, что может легко заменить вас.
Буквы в зеркале.
Чтобы определить симметрию буквы, проведите мысленно ось через середину буквы. Сначала проведем горизонтальную ось. Оказывается, что горизонтальную ось симметрии имеют буквы: В, Е, Ж, 3, К, Н, О, С, Ф, X, Э Ю.
Для дальнейшей работы составим несколько слов из этих букв: НОС, ВЕК, ЭХО.
Теперь проведем вертикальную ось и получим буквы, обладающие вертикальной симметрией: А, Д, Ж, Л, М, Н, О, П, Т, Ф, Х, Ш.
Слова: МОДА, ПОТ, ЛАМПА.
Интересно, что есть буквы, обладающие одновременно и вертикальной, и горизонтальнойсимметрией: Ж, Н, О, Ф, Х. Например, слово ФОН.
Напишите на листочке печатными буквами рядом в столбик три слова МОДА, ГРИБ и ФОН, прижмите этот листок к своей груди и встаньте перед зеркалом. Попробуйте прочитать в зеркале эти слова. Два слова МОДА и ФОН вы прочтете сразу, а третье станет непонятным. У тех букв, которые обладают вертикальной симметрией, зеркальное отражение совпадает с оригиналом, хотя они тоже переворачиваются в зеркале. Буквы необладающие вертикальной симметрией в данном случае "нечитабельны".
А теперь напишите на листке бумаги (опять же аккуратно и печатными буквами) три слова: ВЕК, ГИРЯ и ФОН. Положите перед зеркалом листочек с этими словами и посмотрите на их отражения в вертикально стоящем зеркале.
Два слова в зеркале ВЕК и ФОН вы прочитаете без труда, а третье прочитать будет невозможно.
Если вы поместите листок перед зеркалом, расположив его параллельно строке, то заметите, что те из них, у которых ось симметрии проходит горизонтально, можно прочесть, глядя в зеркало. Какое?
В нашем алфавите есть буквы,несимметричные по написанию, например, в слове ГИРЯ. А есть буквы, которые обладают горизонтальной симметрией. Например, в слове ВЕК. Зеркало переворачивает все буквы, но изображения букв с горизонтальной симметрией остаются неискаженными.
Вы уже наверно заметили, что отображение в зеркале слова ФОН читалось в двух опытах без малейшего труда. Ведь буквы в этом слове обладают одновременно как горизонтальной, так и вертикальной симметрией. Можете проверить ещё раз!
Напишите на листочке одно под другим три слова: РАМА, КОМОК и СОН. Поставьте этот листочек перпендикулярно зеркалу и попытайтесь прочесть отражения этих слов в зеркале.
Ну, и как впечатление?
Слово РАМА не читается, КОМОК каким был, таким и остался, а СОН превратился в НОС!
Чем ближе к зеркалу буква, тем ближе к зеркалу кажется и её отражение. Зеркало меняет последовательность букв на обратную, и читать отражение слов в зеркале следут не слева направо, как мы привыкли, а наоборот. Но мы-то читаем, следуя своей многолетней привычке! А слова КОМОК и СОН сами по себе очень интересны. КОМОК читается однозначно как слева направо, так и наоборот! А слово СОН в обратном прочтении обращается в НОС! Вот вам и доказательство того, как работает зеркало!
После этих опытов легко понять тайный шифр Леонардо да Винчи. Его записи можно было прочесть лишь с помощью зеркала! Но ведь для того, чтобы было легко читать текст, написать-то его надо было все-таки шиворот-навыворот! Может попробуем?
Человек в зеркале.
Давайте разберемся, кто же там в зеркале виднеется? Моё отражение или не моё?
Просто внимательно смотрим на себя в зеркале!
Рука, сжимающая карандащ, почему-то в левой руке!
Вы левша?
Положим руку на сердце.
О ужас, у того, который за зеркалом, оно справа!
Вы инвалид?
Да и родинка перепрыгнула с одной щеки на другую!
В зеркале явно не вы, а ваш антипод! И не думайте, что именно таким вас видят прохожие на улице. Вы смотритесь совсем не так!
Как же сделать так, чтобы видеть именно свое необращенное изображение в зеркале?
Если два плоских зеркала поставить вертикально под прямым углом друг к другу, то вы увидете "прямое", необращенное изображение предмета. Например, обычное зеркало дает изображение человека, у которого сердце находится справа. В угловом зеркале у изображения сердце будет находиться, как и положено, с левой стороны! Только встать надо перед зеркалом правильно!
Вертикальная ось симметрии вашего лица должна лежать в плоскости, делящей пополам угол между зеркалами. Составив зеркала, пошевеливайте ими: если угол раствора прямой, вы должны видеть полное отражение своего лица.
Но ведь обе половины вашего лица отражены дважды - каждым из двух зеркал. Возможно, собственное лицо покажется вам незнакомым. Глядя в обычное зеркало, вы всегда видите отражение своего лица, у которого правая и левая половины переставлены. Хотя лицо обладает вертикальной осью симметрии, правая и левая половины редко бывают полностью зеркально симметричными. Когда вы видите свое необращенное лицо, небольшие различия между его правой и левой половинами делают его непривычным, хотя указать, что именно кажется странным бывает довольно трудно. И все же именно так вы выглядите в глазах всего мира! Более того, привычное вам зеркальное отражение вашего лица кажется странным для тех, кто видит вас без зеркала.
А что вы увидите, взглянув в два зеркала, составленные под прямым углом так, чтобы ребро образуемого ими двугранного угла было бы горизонтально?
Двукратное отражение 8 таком зеркале окажется перевернутым! Является ли перевернутое изображение вашего лица еще и обращенным? Нет, перевернутое отражение, как и прямое, не обращено. Стоит вам подмигнуть левым глазом, как вы увидите, что лицо в зеркале подмигнет вам глазом, расположенным против вашего правого глаза.
Представьте себя стоящим на зеркальном полу, ваша вертикальная ось перпендикулярна плоскости зеркала (голова сверху, ноги снизу) Зеркало опять переворачивает! У отражения голова оказывается обращенной вниз, а ноги - вверх.
Взгляд в бесконечность.
Сядьте спиной к большому зеркалу и возьмите в руки маленькое карманное зеркало. Если поставить перед собой маленькое зеркало так, чтобы, глядя в него, можно было заглянуть в большое зеркало (при этом плоскости зеркал должны быть параллельны), то можно увидеть в большом зеркале бесконечное число отражений, уходящих вдаль!
____
Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту
красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook
и ВКонтакте
У нас на кухне хранится много вещей, с которыми можно ставить интереснейшие эксперименты для детей. Ну и для себя, честно говоря, сделать парочку открытий из разряда «как я этого раньше не замечал».
сайт выбрал 9 экспериментов, которые порадуют детей и вызовут у них много новых вопросов.
1. Лавовая лампа
Нужны : Соль, вода, стакан растительного масла, несколько пищевых красителей, большой прозрачный стакан или стеклянная банка.
Опыт : Стакан на 2/3 наполнить водой, вылить в воду растительное масло. Масло будет плавать по поверхности. Добавьте пищевой краситель к воде и маслу. Потом медленно всыпьте 1 чайную ложку соли.
Объяснение : Масло легче воды, поэтому плавает по поверхности, но соль тяжелее масла, поэтому, когда добавляете соль в стакан, масло вместе с солью начинает опускаться на дно. Когда соль распадается, она отпускает частицы масла и те поднимаются на поверхность. Пищевой краситель поможет сделать опыт более наглядным и зрелищным.
2. Личная радуга
Нужны : Емкость, наполненная водой (ванна, тазик), фонарик, зеркало, лист белой бумаги.
Опыт : В емкость наливаем воду и кладем на дно зеркало. Направляем на зеркало свет фонарика. Отраженный свет нужно поймать на бумагу, на которой должна появиться радуга.
Объяснение : Луч света состоит из нескольких цветов; когда он проходит сквозь воду, то раскладывается на составные части - в виде радуги.
3. Вулкан
Нужны : Поднос, песок, пластиковая бутылочка, пищевой краситель, сода, уксус.
Опыт : Вокруг небольшой пластиковой бутылочки из глины или песка следует слепить небольшой вулкан - для антуража. Чтобы вызвать извержение, следует в бутылочку засыпать две столовые ложки соды, влить четверть стакана теплой воды, добавить немного пищевого красителя, а в конце влить четверть стакана уксуса.
Объяснение : Когда сода и уксус соприкасаются, начинается бурная реакция с выделением воды, соли и углекислого газа. Пузырьки газа и выталкивают содержимое наружу.
4. Выращиваем кристаллы
Нужны : Соль, вода, проволока.
Опыт : Чтобы получить кристаллы, нужно приготовить перенасыщенный раствор соли - такой, в котором при добавлении новой порции соль не растворяется. При этом нужно поддерживать раствор теплым. Чтобы процесс шел лучше, желательно, чтобы вода была дистиллированная. Когда раствор будет готов, его надо перелить в новую емкость, чтобы избавиться от мусора, который всегда есть в соли. Далее в раствор можно опустить проволочку с маленькой петелькой на конце. Поставить банку в теплое место, чтобы жидкость остывала медленнее. Через несколько дней на проволочке вырастут красивые соляные кристаллы. Если наловчиться, можно выращивать довольно крупные кристаллы или узорные поделки на скрученной проволоке.
Объяснение : С остыванием воды растворимость соли понижается, и она начинает выпадать в осадок и оседать на стенках сосуда и на вашей проволочке.
5. Танцующая монетка
Нужны : Бутылка, монета, которой можно накрыть горлышко бутылки, вода.
Опыт : Пустую незакрытую бутылку нужно положить на несколько минут в морозилку. Смочить монетку водой и накрыть ею вынутую из морозилки бутылку. Через несколько секунд монетка начнет подскакивать и, ударяясь о горлышко бутылки, издавать звуки, похожие на щелчки.
Объяснение : Монетку поднимает воздух, который в морозилке сжался и занял меньший объем, а теперь нагрелся и начал расширяться.
6. Цветное молоко
Нужны : Цельное молоко, пищевые красители, жидкое моющее средство, ватные палочки, тарелка.
Опыт : Налить молоко в тарелку, добавить несколько капель красителей. Потом надо взять ватную палочку, окунуть в моющее средство и коснуться палочкой в самый центр тарелки с молоком. Молоко начнет двигаться, а цвета - перемешиваться.
Объяснение : Моющее средство вступает в реакцию с молекулами жира в молоке и приводит их в движение. Именно поэтому для опыта не подходит обезжиренное молоко.
7. Несгораемая купюра
Нужны : Десятирублевая купюра, щипцы, спички или зажигалка, соль, 50%-ный раствор спирта (1/2 часть спирта на 1/2 часть воды).
Опыт : В спиртовой раствор добавить щепотку соли, погрузить купюру в раствор, чтобы она полностью пропиталась. Достать щипцами купюру из раствора и дать стечь лишней жидкости. Поджечь купюру и наблюдать, как она горит, не сгорая.
Объяснение : В результате горения этилового спирта образуются вода, углекислый газ и тепло (энергия). Когда вы поджигаете купюру, то горит спирт. Температура, при которой он горит, недостаточна для того, чтобы испарить воду, которой пропитана бумажная купюра. В результате весь спирт прогорает, пламя гаснет, а слегка влажная десятка остается неповрежденной.
Каждый день мы смотримся в зеркало. Хотим узнать как выглядим. Не будь зеркала, мы никогда не узнали бы какого цвета у нас глаза, какие брови и уши. Зеркала нужны всем — начиная от стоматолога, заканчивая специалистами по космическим полетам.
Нам тоже зеркала пригодились, чтобы проводить опыты с ними.
Первые опыты с зеркалами — это опыты с солнечными зайчиками. Свет имеет свойство отражаться от преград. Луч света меняет направление встретившись с зеркалом. Используя несколько зеркал, 
можно перенаправлять солнечный зайчик по сложной схеме. Если есть лазерная указка, то опыты с лучом становятся очень интересными. Луч от лазерной указке хорошо виден, если его направить в облако пара или в воду.
Мы поигрались с лучом Наполняли полную ванну, клали на дно зеркальце и другим зеркальцем ловили преломленный луч, направляли луч в чашку с чаем, в стакан с простой водой. 
Пришли к выводу, что бы увидеть луч нужно, что бы в жидкости были мельчайшие частички чего-нибудь, каждая из которых отражала бы свет луча и он становился бы виден. Мы добавляли в воду совсем немного крахмала, пробовали сыпать муку, но с ней не получилось. Частицы крахмала отражали свет и луч очень красиво проявлялся в воде. На фотографии очень красиво видно, как луч отразился от зеркала, а еще можно заметить, что произошло преломление луча при вхождении из воздуха в воду. Играя и экспериментируя с лазерной указкой и зеркалами мы находим подтверждения основных свойств света
.
Много отражений в зеркалах
Используя два зеркала и маленький предмет можно провести такой простой опыт. Обычно когда мы смотримся в зеркало, то видим себя в единственном числе, если посмотримся вместе с мамой, то из зеркала будут смотреть малыш и мама, но никак не две или три мамы. Все верно?
А если использовать два зеркала, то можно увидеть два, три, пять и больше отраженных в зеркале предметов. Мы взяли два зеркальца и ракушку. Зеркала располагали под определенным углом друг к другу (120, 90, 72). Ели поставить зеркала друг на против друга,а между ними положить ракушку, то можно будет наблюдать бесконечную вереницу ракушек.
Интересно, сегодня все знают, что такое фары. А название это очень древнего происхождения. Оно напоминает нам о зеркальных отражателях маяка на острове Фарос. Этот маяк был построен в 280 году до н.э. и простоял более 1500 лет. Фаросский маяк — одно из семи чудес света.
Описанные выше простые опыты с зеркалами легко воспроизвести дома, а еще можно экспериментировать не только с плоскими зеркалами, но и с кривыми зеркалами .
Зеркала — это чудо-изобретение человечества. Эдакий подарок для всех нас. А свойства зеркал много где находят применение: в науке и повседневной жизни. Во время экспериментов, детки задавали много вопросов. А вопросы то очень интересные. Думаю, что ваши малыши тоже задают вам каверзные вопросы. Присылайте их нам. И в ближайших выпусках рубрики “ПочеМук ” мы дадим на них экспертный вопрос: доходчивый, объемный и на понятном языке. Давайте делать веселую науку вместе.
Удачных экспериментов! Наука – это весело!
