среда, 9 сентября 2015 г.

ОБ ОСВЕЩЕНИИ В ЛИТЕРАТУРЕ. "Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей", А. Дмитриев

В учебниках пишут заумно. А как пишут об освещении в практических пособиях для ШКОЛЬНИКОВ? Обзор пособий, все о светильниках, освещении и свете, о методах и уходе в серии заметок "об освещении в литературе".
Сегодня читаем книгу Александра Дмитриева "Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей". (Издатель: Этерна  Город печати: Москва, Год печати: 2014 ISBN: 978-5-480-00197-6).
Предисловие автора: "Уважаемые родители! Делали ли вы когда-нибудь в детстве опыты? Наверное, мальчики что-нибудь поджигали, а девочки, скорее всего, практически ничего делать не пробовали.Но оказывается, что на самой обыкновенной кухне можно увидеть вместе с ребенком ТАКОЕ…" заставляет помечтать, что сейчас мне расскажут что то "здоровское"! Книга состоит из ста глав, в каждой отдельная история или опыты.
Мы с Вами вычитываем же про свет и освещение.
Ищем! Ищем и находим. И в книге описано, не то что это такое, а именно простые и понятные опыты, в которых становятся понятны законы физики. Я здесь приведу не только опыты, напрямую связанные со светом, но и опыты косвенные, например про" оптику".

ОПЫТ 1.
Очки без стекол, или Прицел из руки
Для опыта нам потребуется: кусочек фольги с проколотой дырочкой.
Вообще, знание законов физики иногда помогает создать прибор не просто голыми руками, а буквально из голых рук. Не верите? Хм, давайте попробуем. Помой чисто руки. Вытри их насухо. Для опыта это не нужно, но лучше всегда начинать думать с чистыми руками. Помогает, честное слово.
Знаешь, как американцы показывают знак «ОК», то есть «все в порядке»? Они делают колечко из большого и указательного пальцев. А если сложить указательный и большой пальцы в кольцо так, чтобы осталась очень маленькая, просто малюсенькая дырочка – с булавочную головку, то получится оптический прибор.
Поверишь ли, если смотреть через эту дырочку на ярко освещенный предмет, то человек с плохим зрением видит предмет более резко.
Вот вам и прибор из голых рук. Прибор называется диоптрическим прицелом. На некоторых винтовках вместо прицела ставят металлическую пластинку, в которой проделана очень маленькая дырочка. Эта дырочка позволяет резко видеть и мушку винтовки, и цель.
Поскольку дырочка пропускает очень мало света, надо, чтобы освещение во время опыта было достаточно ярким. Можно взять кусочек обычной фольги, в которую заворачивают продукты, проколоть в ней иголкой дырочку и рассматривать предметы через эту дырочку. Действительно, предметы становятся резкими и вблизи и далеко – одновременно! Так происходит из-за оптического явления, называемого дифракцией. Обычная дырочка работает как линза. Световые волны, проходящие через нее, изменяют свой путь и фокусируются. На заре фотографии этим пользовались, первые фотографические камеры представляли собой обычные ящики. В этом ящике в одной из стенок была проделана маленькая дырочка, а стеклянная пластинка с реагирующей на свет эмульсией ставилась у стенки напротив. Из-за того что дырочка пропускала мало света, приходилось долго ждать, пока свет подействует на пластинку, – иногда по полчаса. Но это было уже почти сто пятьдесят лет назад.
Вот такие очки без стекол.

ОПЫТ 2.
Телевизор через дырочку (продолжение)
Если взять наш кусочек фольги с проколотой дырочкой, то можно проделать еще один опыт. Если мы попробуем поднести страницу книги прямо к глазу, то ничего прочитать не сможем. Все будет расплываться. Удобное расстояние для чтения при нормальном зрении – около 25 – 30 сантиметров.
Возьмем наш кусочек фольги и попробуем через дырочку прочитать текст, который мы поднесем очень близко, на пару сантиметров к глазам. Напоминаю, освещение должно быть достаточно ярким.
Мы заметим, что дырочка позволяет нам читать текст, буквы не расплываются! Мало того, буквы кажутся увеличенными, словно мы смотрим на них через увеличительное стекло.
Так работают наши забавные очки. Они помогут нам по-другому взглянуть на некоторые окружающие нас предметы. Подойдем к телевизору вплотную и посмотрим через дырочку на экран телевизора с расстояния один-два сантиметра. Что мы видим?
Экран телевизора, оказывается, состоит из целого ряда отдельных прямоугольничков, каждый из которых меняет свой цвет. Держа фольгу с дырочкой на расстоянии одного-двух сантиметров от экрана, начнем отодвигать глаз от фольги. Мы увидим, что прямоугольнички увеличиваются, наша дырочка работает как самая настоящая линза. Можно разглядеть, как изменяют цвета отдельные ячейки телевизора!
Конечно, когда мы смотрим с большого расстояния, все эти отдельные прямоугольнички сливаются, и мы видим только одно общее изображение. А вот с линзой из фольги мы сумели рассмотреть отдельные элементы экрана.

ОПЫТ 3.
Ловим лучи в мутной воде
Для опыта нам потребуются: увеличительное стекло (возможно, подойдут дедушкины или бабушкины очки), трехлитровая банка, свечка, пол чайной ложки муки.
Возьми совсем немного обычной муки, пол чайной ложки. Разведи в воде, чтобы она была замутненной, – лучше взять трехлитровую банку.
Если нет под рукой увеличительного стекла, сойдут дедушкины очки – они наверняка для дальнозорких, а в очках для дальнозорких стекла всегда увеличительные. Только не надо брать их без спроса – попроси вежливо для опыта, дедушка или бабушка обязательно дадут попользоваться на время.
Выключите в комнате свет, зажгите только одну свечку, поставьте перед ней увеличительное стекло, а дальше – банку с водой.
Вы увидите, как за стеклом лучи сходятся в банке, – мутная вода позволит увидеть вам сами лучи, как они сходятся в одну точку и потом снова расходятся! Должен сказать, что придется немного подвигать свечку, увеличительное стекло и подобрать воду нужной «мутности», чтобы увидеть лучи. Но результат заслуживает этой работы: ученые вычисляют ход лучей по формулам, а мы видим их собственными глазами!
Можно сделать и по-другому. Если на даче или в деревне будут ставить самовар или разжигать костер, то вместо мутной воды можно наловить дыму. Делается это так: берется банка с плотно закрывающейся крышкой, подносится к дыму вверх ногами – и крышка быстро закрывается, когда банка наполнится дымом. Теперь быстренько неси ее в комнату, где приготовлены свечка и увеличительное стекло, – и проводи этот опыт.

ОПЫТ 4.
Как мы видим цвета
Для опыта нам потребуются: осколки цветных стеклышек от бутылок (можно нарисовать на прозрачной пластмассовой линейке фломастером цветные квадратики), чистый белый лист бумаги, цветные фломастеры, цветная лампочка или обычная настольная лампа.
Оптика, или наука о световых лучах, очень интересна. Ведь человек получает почти все сведения об окружающем мире через глаза. И наши глаза устроены очень сложно и забавно. Мы можем легко в этом убедиться.
Набери цветных стеклышек – красных, синих, зеленых. Подойдут осколки от бутылок или цветные пленки. Можно, если совсем неоткуда взять стеклышки, нарисовать на пластмассовой прозрачной линейке фломастером цветные квадратики (хотя это, конечно, похуже).
Теперь посмотри на мир вокруг себя через цветное стеклышко. Ты увидишь, что все цвета изменяются! Через зеленое стекло, например, красный цветок кажется черным.
Можно провести этот опыт по-другому. На чистом белом листе бумаге нарисуй широкие полоски разных цветов – зеленую, красную, синюю, желтую и другие. Подпиши под каждой ее цвет.
Возьми теперь цветную лампочку – в магазине можно купить синюю или красную. Если же нет такой возможности, будем пользоваться обычной настольной лампой, но поднесем к ней цветное стекло, чтобы наш белый лист с рисунком освещался одним цветом.
Посмотри, как изменяются цвета, если их освещать одним цветом. Ты с трудом поверишь своим глазам – все полоски поменяют цвет, и твои надписи окажутся все неправильными!
Почему так происходит, объяснить очень сложно. Ученые сами до конца в этом не разобрались, здесь есть еще много неизученного и непонятного. Мы же можем сделать полезный вывод из нашего опыта: выбирая себе лампу, абажур, надо учитывать, как освещение будет изменять вид нашего жилища. Оказывается, не все равно, чем освещать предметы!
Между тем смешение цветов и их взаимодействие подчиняется довольно строгим законам. Художники их знают хорошо, потому что им приходится каждый день иметь дело со смешиванием красок. Кстати, смешивание красок и смешивание цветов (световых волн) – это не одно и то же. Ведь в одном случае, со светом, у нас участвуют «чистые» цвета. А краски делаются из веществ, химических или природных материалов, которые при взаимодействии с другими веществами могут повести себя неожиданно. Поэтому мы будем говорить о смешивании «чистых» цветов, как цвета радуги.
Цвета радуги запомнить легко. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. По первым буквам этих цветов составлена присказка «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Каждый – красный, начинается с буквы «к». Охотник – оранжевый, начинается с буквы «о». И так далее. Есть еще одна присказка: «Как Однажды Жадный Звонарь Головой Сломал Фонарь».
Как ни странно, физики любят шутить и у них много подобных забавных расшифровок. Например, кажется почти невозможно запомнить последовательность типов звезд «О, Б, А, Ф, Ж, К, М». Иногда в конце добавляют «Р, Н». Или в английском варианте – «O, B, A, F, G, K, M, R, N».
Но фразу «Один Бритый Англичанин Физику Жует Как Морковь» вы запомните легко, а вместе с ней и звездную классификацию. А в английском фраза звучит как «O, Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now» («О, будь милой девушкой, поцелуй меня прямо сейчас»). Как же такую фразу не выучить! Теперь нарисуй цвета радуги по кругу. Сначала нарисуй круг, затем раздели его на шесть частей, как режут пирог. Покрась каждый кусок «пирога» в свой цвет радуги. Только вместо синего и голубого оставь один лишь синий. (Потому что голубой – это синий, только светлый, и для наших целей он пока не нужен.)
Ты увидишь, что красный цвет окажется напротив зеленого, желтый напротив фиолетового, а оранжевый напротив синего.
Оказывается, цвета, стоящие в нашем кругу друг против друга, называются дополнительными. Если через стекло одного цвета смотреть на дополнительный цвет, то получается черный цвет! Так, если смотреть через красное стеклышко на зеленую траву, трава кажется черной.
Художники используют дополнительные цвета, чтобы сделать картину более насыщенной, более живой. Например, если ты рисуешь красное круглое яблоко, то в тень от яблока надо добавить зеленой краски.
А вот еще одно интересное правило. Цвета можно получить из смешивания двух соседних цветов. Например, какие соседи у зеленого цвета? Синий и желтый. Смешайте синюю и желтую краску – и вы получите зеленый цвет! Понятно, что фиолетовый получается из синего и красного, оранжевый – из желтого и красного, и так далее. Очень полезная диаграмма, не правда ли? Но что же все-таки с радугой на дому? Есть такая возможность. Для этого сгодится опять-таки старый CD-ROM диск, который не жалко.
Возьмите диск, выключите верхний свет в комнате и включите одну лампочку (настенную), причем отойдите от нее метра на три-четыре. Посмотрите в диск, повертите его в руках под разными углами. Вы увидите красивейшие радужные переливы.

ОПЫТ 5.
Фонарики из зеленки
Для опыта нам потребуются: свечка, гвоздики, баночки с водой, зеленка, марганцовка, акварельные краски.
Отдохнем немного от размышлений и вспомним старую забаву: украшения из подкрашенной воды. Хочешь на Новый год или другой праздник украсить квартиру? Тогда давай сделаем следующее: возьми кусок свечки, не очень длинный. Можно разрезать длинную свечку на несколько частей, чтобы получилось несколько фонариков.
Если свечку бросить в банку с водой, она будет плавать. Стеарин легче воды. Но нам надо, чтобы она еще и горела. Возьми гвозди и воткни один или несколько внизу свечки так, чтобы свечка не утонула, а плавала вертикально. Немного помучившись, ты сможешь это сделать.
Теперь зажги свечку – она будет плавать в воде и гореть! Вот и безопасный фонарик. А как его сделать цветным? Очень просто. В одну банку накапай зеленки, в другую – кинь немного марганцовки, в третью можно добавить любой акварельной краски. Расставь фонарики по комнате и выключи свет.
Красиво? Надеюсь, эта старинная забава доставит тебе удовольствие.

ОПЫТ 6.
Уголковый отражатель, или Как наводят самолеты
Для опыта нам потребуются: три маленьких прямоугольных зеркальца.
Обычное зеркало поможет нам разобраться с тем, каким законам подчиняются лучи света. Вообще самый простой закон – лучи всегда идут по прямой и ищут самый короткий путь между точками начала путешествия и конца. Только очень сильные гравитационные поля могут отклонять луч света и заставлять его двигаться по искривленному пути. Например, когда луч света от звезды проходит мимо очень большой другой звезды, он движется по кривой. Но в обычной жизни лучи двигаются прямо. Второй закон тоже простой: под каким углом луч падает на поверхность, под таким и отражается.

Рис. 1
На рисунке 1 видно, что под каким углом (угол падения) свет падает на поверхность, под таким же (угол отражения) и отражается.
На этом законе основан интересный прибор, называемый трехуголковым отражателем. Чтобы сделать такой приборчик, надо купить три маленьких прямоугольных зеркала. И склеить их под прямым углом друг к другу, как на рисунке 2, чтобы получился как бы угол комнаты с двумя «стенками» и «полом».

Рис. 2
Если теперь посветить с любой стороны в этот «зеркальный уголок», то луч отразится три раза и вернется точно в ту же точку, откуда он пришел! С какой бы стороны мы ни светили, луч будет возвращаться обратно. Особенно хорошо видно, как движется луч в темноте. Можно посветить, например, лазерным указателем (такие иногда продают как брелки или игрушки). Свет лазера в темноте хорошо видно. Но можно обойтись и маленьким фонариком.
Мало того, посмотрите в этот уголок – и вы увидите свой глаз, откуда бы вы ни смотрели. Дело в том, что отражают свет не только зеркала, но и любые предметы. Световой поток от глаза идет к «уголку», или, как его называют в технике, уголковому отражателю, – и возвращается точно в глаз!
Как используют этот прибор инженеры? Для них это очень полезный прибор. Например, первый луноход, посетивший Луну, был оснащен несколькими такими уголковыми отражателями. Ученые посылали сигнал с Земли, луч долетал до лунохода и отражался точно в то же место, откуда был послан. Это позволило пользоваться достаточно слабым сигналом по сравнению с тем, какой был бы нужен без отражателя.
Такой отражатель, сделанный из металла (металл отражает радиоволны), может служить отличным указателем цели для самолета. Радиоволны подчиняются тем же законам, что и световые волны. Самолет, летящий в густом тумане, может сам посылать радиоволны, которые, отражаясь от уголковых металлических отражателей на земле, будут «высвечивать» на экране радара светлыми пятнами нужные точки. Так можно найти аэродром или затерявшуюся экспедицию… если у ее участников сломался радиопередатчик.
Между прочим, мой читатель, ты уже видел наверняка этот прибор в действии. Все задние отражатели машин и велосипедов сделаны следующим образом: из пластмассы, отражающей свет, делают много-много маленьких уголковых отражателей и помещают в одну «пачку». Свет от другой машины, попадая на такой отражатель, возвращается назад и водитель может избежать столкновения, увидев вспыхнувший в темноте отраженный сигнал. Если бы не было такого полезного прибора, ездить в темноте было бы гораздо сложнее!
Практический совет: если тебе приходится одному идти в школу или поход, передвигаться ночью по дороге, приобрети верхнюю одежду со специально вшитыми полосами, которые действуют по принципу уголкового отражателя и вспыхивают в темноте. Так ты сделаешь свой путь гораздо безопаснее. А можно на сумку или портфель пришить или приклеить обычный отражатель от велосипеда, они бывают красные и желтые. И стильно, и повышает безопасность!

Автору спасибо за такие простые опыты! А опытов в книге еще 94 штуки и все очень понятно описано с примерами. Единственное, я отметила для себя, что в век технологий очень необходимы фотографии, цветные фотографии.
А так очень хочется попробовать "сварганить" что-нибудь, "поопытничать" (читай "провести опыт").