Чтение онлайн

ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА

Для опытов вам понадобятся: карманный фонарик, старое пластмассовое ведро, тарелка, сверло, вода.

Проделайте сверлом дырку в ведре. Положите рядом с ведром включенный карманный фонарик, направив его луч в отверстие. Поставьте под отверстие в ведре перевернутую вверх дном тарелку. Погасите в комнате свет. Налейте воду в ведро так, чтобы она вытекала из отверстия. При этом постарайтесь, чтобы отверстие в ведре имело ровные края, тогда и струя воды будет ровной. А чем ровнее струя воды, тем нагляднее опыт.

Вы увидите, что, когда струйка воды из отверстия в ведре встречается с дном перевернутой тарелки, кажется, что свет тоже «льется». Эффект движения света вместе с движением воды возникает потому, что свет отражается в слоях и воды, и воздуха. Вода вытекает из ведра по дуге, свет следует по той же дуге и «встречается» с дном тарелки в том же самом месте, что и струйка воды. Этот феномен используют в волоконной оптике, на основе которой, например, создаются медицинские приборы, а также линии связи для Интернета и других целей.

БУТЫЛОЧНЫЙ КОЛЛАПС

Вам понадобятся: пластиковая бутылка с крышкой и жестяная банка из-под кофе.

Открутите крышку с бутылки. Подержите бутылку под горячей водой из-под крана в течение 3 минут. Быстро закрутите крышку на бутылке. Ополосните бутылку в холодной воде. Посмотрите, что при этом происходит.

Когда бутылка находится под горячей водой, воздух в ней увеличивается в объеме и выходит из бутылки. Если закрутить крышку, воздух окажется запертым. При охлаждении его объем опять уменьшится, а так как стенки пластиковой бутылки эластичные, они деформируются.

Продолжим эксперимент. Поместите бутылку опять под горячую воду и посмотрите, как она теперь выглядит. Повторите опыт с жестяной банкой с плотно закрытой крышкой.

В итоге вы убедитесь, что, если поместить бутылку опять под горячую воду, она приобретет нормальный вид.

То же самое произойдет и с жестяной банкой, только банка будет деформироваться более резко, с щелчком. Попробуйте сами понять и объяснить, почему так происходит.

НАДУВАЕМ ШАРИК

Для опыта вам нужны: холодильник, воздушный шарик, пластиковая бутылка, водопроводный кран, нитки.

Положите пустую бутылку объемом 0,5 литра в морозильную камеру на 5 минут. Затем достаньте бутылку и быстро наденьте на ее горлышко воздушный шарик, прочно закрепив его нитью. Поставьте бутылку на несколько минут под горячую воду.

Охлажденный воздух в бутылке при нагревании расширяется в объеме. Ему не хватает места, и он заполняет воздушный шарик, тем самым надувая его. Если положить бутылку с надутым шариком вновь в холодильник, произойдет обратный процесс: объем воздуха уменьшится и шарик сдуется.

Продолжим эксперимент. Поместите бутылку с надутым шариком обратно в морозильную камеру. Проведите опыт с различными по объему бутылками. Обратите внимание, как меняется объем воздуха в шарике в зависимости от величины бутылки.

БЕСПОКОЙНАЯ МОНЕТА

Для эксперимента вам понадобятся: домашний холодильник, стеклянная бутылка, монеты в 1 или 2 рубля, вода.

Положите пустую бутылку на несколько минут в морозильную камеру. Когда она немного остынет, достаньте бутылку и смочите водой ее горлышко. Прижмите к горлышку бутылки монету, взятую по величине с таким расчетом, чтобы она не провалилась внутрь. Поставьте бутылку на стол, затем обхватите ее руками, чтобы согреть. И вы увидите, как монета начнет подпрыгивать на горлышке бутылки.

Дело в том, что воздух в холодной бутылке холодный. При нагревании он увеличивается в объеме. Так как монетка выполняет роль крышки, она мешает воздуху выйти из бутылки. Он подталкивает монетку, и она подпрыгивает.

Если продолжать нагревать бутылку, монетка будет подпрыгивать до тех пор, пока не выровняется давление воздуха внутри и снаружи бутылки.

АПЕЛЬСИНОВЫЙ ФАКЕЛ

В опыте участвуют: кухонная мойка, апельсин, свеча, спички.

Очистите апельсин. Поставьте на кухонную мойку свечу и зажгите ее. Поднесите апельсиновую корку на небольшое расстояние к горящей свече. При этом действуйте осторожно, чтобы не обжечься. Сожмите корку пальцами, так чтобы на огонь брызнул сок, и вы увидите, как пламя ярко вспыхнет.

Объяснение этому «фокусу» такое. Апельсиновая корка содержит эфирные масла. Эти летучие масла с сильным запахом, содержащиеся во многих растениях, содержат горючие вещества с низкой температурой воспламенения. Когда вы сжимаете апельсиновую корку, то выдавливаете масло, которое попадает на горящий фитиль и сразу вспыхивает.

Продолжить эксперимент можно, используя кожуру других цитрусовых — лимона, мандарина или грейпфрута. Посмотрите, что получается при этом.

Интерференция наблюдается на любых волнах: акустических, гравитационных и т. д. На фотографии (рис. 1) показан участок водной поверхности, где интерферируют две системы водяных волн, приходящих с двух разных направлений.

Рис. 1. Интерференция ветровых волн на воде.

Волны на воде распространяются медленно, и невооруженным глазом видно, где в каждый данный момент находятся максимумы и минимумы колебаний. Их положение непрерывно меняется, поскольку частоты (периоды и длины волн) разные.

У электромагнитных волн природа другая. Распространяются они со скоростью света. Поэтому максимумы и минимумы можно наблюдать (в случае света — глазами, а в случае радиоволн — с помощью радиоприемника) только в том случае, если частоты интерферирующих волн строго одинаковы. Такие волны называют когерентными.