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

Для опыта нам потребуются:два листочка плотной бумаги, пружинка.

Великий немецкий писатель Гете написал в свое время историю про ученого, который искал формулу счастья. Этого ученого звали Фауст. Он договорился с самим дьяволом, что когда почувствует абсолютное счастье, то скажет «остановись, мгновенье, ты прекрасно!» и тогда дьявол заберет его душу. Конечно, это только литературное произведение, выдумка. Но идея о возможности остановить время всегда занимала мысли людей.

На самом деле вопрос времени интересовал очень многих ученых и писателей очень давно. Например, Герберт Джордж Уэллс, который один из первых начал писать большие фантастические романы, придумал рассказ про возможность ускорять и замедлять время. Великий ученый Эйнштейн сумел доказать, что при движении со скоростью, близкой к скорости света (около 300 000 километров в секунду), время замедляется и может даже остановиться!

Мы же попробуем остановить мгновение совсем другим способом. Для этого природа снабдила нас глазами, которые умеют моргать.

На некоторых дискотеках используют лампочки, которые быстро-быстро вспыхивают и гаснут в темноте. От этого танцующие люди видят окружающий мир словно состоящим из кусочков: все движения прерываются, и кажется, что все вокруг внезапно «перескакивает» из одного положения в другое.

Эту идею взяли у ученых. Они придумали такой прибор для фотографирования быстро движущихся предметов или процессов. Например, капающую с высоты каплю, чтобы понять изменения ее формы, фотографируют при вот таком «рваном» освещении, и получаются фотографии как бы многих «застывших» капель.

А мы можем вместо вспыхивающей и гаснущей лампочки просто моргать – то чаще, то реже, но постоянно – и при этом смотреть на что-то движущееся. Например, на проезжающего велосипедиста, на идущего человека… Можно заметить, как его движения становятся «рваными». Немножко посмотреть на мир вот так, через моргающие быстро-быстро глаза, довольно занятно. Только лучше при этом прочно сесть на стул или скамейку, потому что ходить так довольно непривычно, можно упасть и набить шишку.

А можно сделать и по-другому. Возьмем два небольших (примерно с ладошку) листочка достаточно плотной бумаги и вырежем в каждом длинный прямоугольничек. Получатся два листочка с окошками. Будем держать их перед глазами, один за другим, и двигать туда-сюда друг относительно друга. Тогда окошки будут, проходя мимо друг друга, то пропускать свет, то нет. Если так быстро-быстро двигать их и смотреть на окружающий мир, то получается почти настоящий стробоскоп.

Настоящий стробоскоп – это на самом деле обычная лампочка, которая часто-часто вспыхивает и гаснет. От этого движущийся предмет как бы выхватывается из окружающего пространства в отдельных точках. Пока лампочка не горит, глаз в темноте не видит этого предмета. А когда она вспыхивает на короткое мгновение, предмет как бы оказывается уже в другом месте, «застывший» под вспышкой. В принципе, этот эффект хорошо виден во время ночной грозы: молния, вспыхивая, на мгновение освещает пейзаж как бы застывшим.

Надо только учесть, что освещение должно быть хорошим, потому что на самом деле количество света при наблюдении через стробоскоп резко уменьшается (ведь большую часть времени окошко закрыто и открывается только на короткий момент), и глаз видит «затемненное» изображение.

Можно сделать и другой стробоскоп, механический. Я пошел в ближайшую мастерскую по ремонту часов и попросил старую пружину от будильника – сгодится и сломанная. Мне часовщик отдал пружину просто так. Я выпрямил кусок пружины, примотал пластырем к карандашу, а сверху надел кусок бумажки. Если теперь качнуть пружину, она начинает колебаться и мелькать перед глазами. Уже не надо моргать, а можно смотреть на мир через вот такой простой, но забавный прибор!

Для опыта нам потребуются:обычная линейка, спица, нитки, карандаш.

Иногда нужно померить толщину какого-нибудь очень тонкого предмета. Например, человеческого волоса. Или листика бумаги. Как это сделать, если под рукой нет специального прибора – микрометра или штангенциркуля?

Оказывается, нам в этом поможет умение делить и обычная линейка.

Возьмем листик бумаги – он действительно очень тонкий. Но если взять стопку таких листиков – скажем, штук тридцать, – то стопочка получится уже вполне высокая. Сожмем эту стопочку пальцами, чтобы листочки плотно прилегали друг к другу, и померяем высоту стопочки обычной линейкой. Затем поделим получившийся результат на количество листочков в стопке и получим толщину одного листочка!