РАССЕЯНИЕ СВЕТА
Частицы вещества, пропускающего свет, ведут себя подобно крохотным антеннам. Эти «антенны» принимают световые электромагнитные волны, и передают их в новых направлениях. Этот процесс называется рэлеевским рассеянием по имени английского физика лорда Рэлея (Джон Уильям Стретт, 1842- 1919).
Опыт 1
Положите лист белой бумаги на стол, а рядом с ним фонарик таким образом, чтобы источник света располагался посередине длинной стороны листа бумаги.
Наполните два бесцветных прозрачных пластиковых стакана водой. С помощью маркера обозначьте стаканы буквами А и В.
Добавьте каплю молока в стакан В и размешайте
Сложите лист белого картона размером 15х30 см вместе короткими концами и согните его пополам в виде шалашика. Он будет служить вам экраном. Установите экран напротив фонарика, с противоположной стороны листа бумаги.
Затемните комнату, включите фонарик и заметьте цвет светового пятна, образованного фонариком на экране.
Поставьте стакан А в центре листа бумаги, перед фонариком, и сделайте следующее: заметьте цвет светового пятна на экране, которое образовалось в результате прохождения света от фонаря через воду; внимательно посмотрите на воду и отметьте, как изменился цвет воды.
Повторите действия, заменив стакан А на стакан В.
В результате цвет светового пятна, образованного на экране лучом света фонаря, на пути которого нет ничего, кроме воздуха, может быть белым или слегка желтоватым. Когда луч света проходит через чистую воду, цвет пятна на экране не меняется. Не меняется также и цвет воды.
Но после прохождения луча через воду, в которую добавлено молоко, световое пятно на экране кажется желтым или даже оранжевым, а вода становится голубоватого оттенка.
Почему?
Свет, как и электромагнитное излучение вообще, обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Распространение света имеет волнообразный характер, а его взаимодействие с веществом происходит так, как будто световое излучение состоит из отдельных частиц. Световые частицы – кванты (иначе фотоны), представляют собой сгустки энергии с различными частотами.
Фотоны имеют свойства как частицы, так и волны. Поскольку фотоны испытывают волновые колебания, за размер фотона принимается длина волны света соответствующей частоты.
Фонарь является источником белого света. Это видимый свет, состоящий из всевозможных оттенков цветов, т.е. излучения разных длин волн - от красного, с наибольшей длиной волны, до голубого и фиолетового, с наиболее короткими длинами волн в видимом диапазоне Когда световые колебания разных длин волн смешиваются, глаз воспринимает их и мозг интерпретирует эту комбинацию как белый цвет, т.е. отсутствие цвета. Свет проходит через чистую воду, не приобретая никакого цвета.
Но при прохождении света через воду, подкрашенную молоком, мы замечаем, что вода стала голубоватой, а световое пятно на экране - желто-оранжевым. Это произошло в результате рассеяния (отклонения) части световых волн. Рассеяние может быть упругим (отражение), при котором фотоны сталкиваются с частицами и отскакивают от них, совершенно так же, как два бильярдных шара отскакивают друг от друга. Наибольшему рассеянию подвергается фотон, когда он сталкивается с частицей примерно такого же, как он сам, размера.
Маленькие частицы молока в воде лучше всего рассеивают излучение коротких длин волн - синее и фиолетовое. Таким образом, при прохождении белого света через воду, подкрашенную молоком, ощущение бледно-голубого цвета возникает из-за рассеяния коротких длин волн. После рассеяния на частицах молока коротких длин волн из светового пучка в нем остаются в основном длины волн желтого и оранжевого цвета. Они и проходят дальше, к экрану.
Если размер частицы больше, чем максимальная длина волны видимого света, рассеянный свет будет состоять из всех длин волн; такой свет будет белым.
Опыт 2
Как зависит рассеяние от концентрации частиц?
Повторите опыт, используя разные концентрации молока в воде, от 0 до 10 капель. Понаблюдайте изменения оттенков цветов воды и света, пропущенного водой.
Опыт 3
Зависит ли рассеяние света в среде от скорости света в этой среде?
Скорость света зависит от плотности вещества, в котором распространяется свет. Чем больше плотность среды, тем медленнее распространяется в ней свет
Помните, что рассеяние света в разных веществах можно сравнить, наблюдая за яркостью этих веществ. Зная, что скорость света в воздухе составляет 3 х 108 м/с, а скорость света в воде 2,23 х 108 м/с, можно сравнить, например, яркость мокрого речного песка с яркостью сухого песка. При этом надо иметь в виду тот факт, что свет, падающий на сухой песок, проходит через воздух, а свет, падающий на мокрый песок, - через воду.
Насыпьте песок в разовую бумажную тарелку. Налейте с края тарелки немного воды. Отметив яркость разных участков песка в тарелке, сделайте вывод, в каком песке рассеяние больше: в сухом (в котором песчинки окружены воздухом) или в мокром (песчинки окружены водой). Можно попробовать испытать и другие жидкости, например, растительное масло.
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
Есть очень простые опыты, которые дети запоминают на всю жизнь. Ребята могут не понять до конца, почему это все происходит, но, когда пройдет время и они окажутся на уроке по физике или химии, в памяти обязательно всплывет вполне наглядный пример.
сайт собрал 7 интересных экспериментов, которые запомнятся детям. Все, что нужно для этих опытов, - у вас под рукой.
Огнеупорный шарик
Понадобится : 2 шарика, свечка, спички, вода.
Опыт : Надуйте шарик и подержите его над зажженной свечкой, чтобы продемонстрировать детям, что от огня шарик лопнет. Затем во второй шарик налейте простой воды из-под крана, завяжите и снова поднесите к свечке. Окажется, что с водой шарик спокойно выдерживает пламя свечи.
Объяснение : Вода, находящаяся в шарике, поглощает тепло, выделяемое свечой. Поэтому сам шарик гореть не будет и, следовательно, не лопнет.
Карандаши
Понадобится: полиэтиленовый пакет, простые карандаши, вода.
Опыт: Наливаем воду в полиэтиленовый пакет наполовину. Карандашом протыкаем пакет насквозь в том месте, где он заполнен водой.
Объяснение: Если полиэтиленовый пакет проткнуть и потом залить в него воду, она будет выливаться через отверстия. Но если пакет сначала наполнить водой наполовину и затем проткнуть его острым предметом так, что бы предмет остался воткнутым в пакет, то вода вытекать через эти отверстия почти не будет. Это связано с тем, что при разрыве полиэтилена его молекулы притягиваются ближе друг к другу. В нашем случае, полиэтилен затягивается вокруг карандашей.
Нелопающийся шарик
Понадобится: воздушный шар, деревянная шпажка и немного жидкости для мытья посуды.
Опыт: Смажьте верхушку и нижнюю часть средством и проткните шар, начиная снизу.
Объяснение: Секрет этого трюка прост. Для того, чтобы сохранить шарик, нужно проткнуть его в точках наименьшего натяжения, а они расположены в нижней и в верхней части шарика.
Цветная капуста
Понадобится : 4 стакана с водой, пищевые красители, листья капусты или белые цветы.
Опыт : Добавьте в каждый стакан пищевой краситель любого цвета и поставьте в воду по одному листу или цветку. Оставьте их на ночь. Утром вы увидите, что они окрасились в разные цвета.
Объяснение : Растения всасывают воду и за счет этого питают свои цветы и листья. Получается это благодаря капиллярному эффекту, при котором вода сама стремится заполнить тоненькие трубочки внутри растений. Так питаются и цветы, и трава, и большие деревья. Всасывая подкрашенную воду, они меняют свой цвет.
Плавающее яйцо
Понадобится : 2 яйца, 2 стакана с водой, соль.
Опыт : Аккуратно поместите яйцо в стакан с простой чистой водой. Как и ожидалось, оно опустится на дно (если нет, возможно, яйцо протухло и не стоит возвращать его в холодильник). Во второй стакан налейте теплой воды и размешайте в ней 4-5 столовых ложек соли. Для чистоты эксперимента можно подождать, пока вода остынет. Потом опустите в воду второе яйцо. Оно будет плавать у поверхности.
Объяснение : Тут все дело в плотности. Средняя плотность яйца гораздо больше, чем у простой воды, поэтому яйцо опускается вниз. А плотность соляного раствора выше, и поэтому яйцо поднимается вверх.
Кристаллические леденцы
Как нужно поставить плоское
зеркало на нарисованный прямоугольник, чтобы получилось
изображение: треугольника, четырехугольника, пятиугольника.
Оборудование:
плоское зеркало, лист бумаги с
нарисованными на нем квадратом.
Ответ
ФРАГМЕНТ ФИЛЬМА
Ватсон, у меня есть для Вас маленькое поручение, - пожимая руку друга, скороговоркой сообщил Шерлок Холмс. - Помните убийство ювелира, полицейские утверждают, что водитель автомобиля ехал с очень маленькой скоростью, и ювелир сам бросился под колёса автомобиля, поэтому водитель не успел затормозить. А мне кажется, всё было не так, автомобиль ехал с большой скоростью и убийство н а м е р е н н о е. Определить истину сейчас трудно, но мне стало известно, что этот эпизод случайно попал на пленку, так как в это время снимали фильм. Вот и прошу Вас, Ватсон, дост аньте этот эпизод, буквально несколько метров киноплёнки.
Но что это вам даст? - спросил Ватсон.
Пока не знаю, - был ответ.
Спустя некоторое время друзья сидели в зале кинотеатра и по просьбе Шерлока Холмса просматривали маленький эпизод.
Автомобиль уже отъехал на некоторое расстояние, ювелир лежал на дороге почти неподвижно. Около лежащего ювелира проезжает велосипедист на спортивном гоночном велосипеде.
Обратите внимание, Ватсон, велосипедист имеет такую же скорость, что и автомобиль. Расстояние между велосипедистом и автомобилем за всё время эпизода не меняется.
И что из этого следует? - недоумевал Ватсон.
Минуточку, давайте ещё раз просмотрим эпизод, - невозмутимо шепнул Холмс.
Эпизод повторили. Шерлок Холмс был задумчив.
Ватсон, вы обратили внимание на велосипедиста? - снова спросил сыщик.
Да, скорости у них были одинаковы, - подтвердил доктор Ватсон.
А обратили ли вы внимание на колёса велосипедиста? - допытывался Холмс.
Колёса, как колёса, состоят из трех спиц, расположенных под углом 120°, - обычный гоночный велосипед, - рассуждал доктор.
Но, как вы сосчитали число спиц? – спросил знаменитый сыщик.
Очень просто, просматривая эпизод, у меня создалось впечатление, что... велосипедист стоит на месте, так как колёса не вращаются.
Но велосипедист двигался, - уточнил Шерлок Холмс.
Двигался, но колёса не вращались, - подтвердил Ватсон.
Русский свет
В 1876 г. в Лондоне на выставке точных физических прибо
ров русский изобретатель Павел Николаевич Я блочков демонстрировал перед посетителями необыкновенную электриче скую свечу. Похожая по своей форме на обычную стеариновую, э та свеча горела ослепительно ярким светом. В том же году «свечи Яблочкова» появились на улицах Парижа. Помещенные в белые матовые шары, они давали яркий приятный свет. В короткое время чудесная свеча русского изобретатели за воевала всеобщее признание. «Свечами Яблочкова» освещалась лучшие гостиницы, улицы и парки крупнейших городов Европы, Привыкшие к тусклому свету свечей и керосиновых ламы, люди прошлого века восхищались «свечами Яблочкова». Новый свет называли «русским светом», «северным светом». Газеты за падноевропейских стран писали: «Свет приходит к нам с севера - из России», «Россия - родина света».Сломанный карандаш
Эксперимент со стрелками
Это удивит не только детей, но и взрослых!
С детьми еще можно провести пару опытов Пиаже. Например, взять одинаковое количество воды и налить в разные стаканы (например широкий и низкий, а второй – узкий и высокий.) А затем спросить в каком воды больше?
А еще можно положить одинаковое количество монеток (или пуговиц) в два ряда (один под другим). Спросить одинаковое ли количество в двух рядах. Потом, убирая одну монетку из одного ряда, остальные раздвигать, чтобы по длине этот ряд был таким же, как и верхний. И снова спросить одинаково ли сейчас и т.д. Попробуйте – ответы вас наверняка удивят!
Иллюзия Эббингауза (Эббингхауза) или круги Титченера - оптическая иллюзия восприятия относительных размеров. Самая известная версия этой иллюзии состоит в том, что два круга, идентичные по размерам, помещаются рядом, причём вокруг одного из них находятся круги большого размера, тогда как другой окружён мелкими кружками; при этом первый круг кажется меньше второго.
Два оранжевых круга имеют совершенно одинаковые размеры; тем не менее, левый круг кажется меньше
Иллюзия Мюллера-Лайера
Иллюзия состоит в том, что отрезок, обрамленный «остриями», кажется короче отрезка, обрамленного «хвостовыми» стрелками. Иллюзия была впервые описана немецким психиатром Францем Мюллером-Лайером в 1889 году
Или еще вот, например, оптический обман- вначале видишь черное, затем белое
Еще больше оптических иллюзий
И в завершении игрушка-иллюзия – Тауматроп.
При быстром вращении небольшого куска бумаги с двумя рисунками, нанесенными с разных сторон, они воспринимаются как один. Такую игрушку можно сделать самим, нарисовав или наклеив соответствующие изображения (несколько распространенных тауматропов - цветы и ваза, птица и клетка, жук и банка) на достаточно плотную бумагу и по бокам приделать веревочки для закручивания. Или еще проще - прикрепить к палочке, как леденец, и быстро вращать ее между ладонями.
И еще парочку картинок. Что Вы на них видите?
Кстати, в нашем магазине можно купить уже готовые наборы для проведения опытов в области оптических иллюзий!
Большинство людей, вспоминая свои школьные годы, уверены, что физика - это весьма скучный предмет. Курс включает множество задач и формул, которые никому в последующей жизни не пригодятся. С одной стороны, эти утверждения правдивы, но, как и любой предмет, физика имеет и другую сторону медали. Только ее не каждый открывает для себя.
Очень многое зависит от учителя
Возможно, в этом виновата наша система образования, а может быть, все дело в учителе, который думает только о том, что нужно отчитать утвержденный свыше материал, и не стремится заинтересовать своих учеников. Чаще всего виноват именно он. Однако если детям повезет, и урок у них будет вести преподаватель, который сам любит свой предмет, то он сможет не только заинтересовать учеников, но и поможет им открыть для себя что-то новое. Что в результате приведет к тому, что дети начнут с удовольствием посещать такие занятия. Конечно, формулы являются неотъемлемой частью этого учебного предмета, от этого никуда не деться. Но есть и положительные моменты. Особый интерес у школьников вызывают опыты. Вот об этом мы и поговорим более детально. Мы рассмотрим некоторые занимательные опыты по физике, которые вы сможете провести вместе со своим ребенком. Это должно быть интересно не только ему, но и вам. Вполне вероятно, что при помощи таких занятий вы привьете своему чаду неподдельный интерес к учебе, а любимым предметом для него станет "скучная" физика. проводить совсем несложно, для этого потребуется совсем немного атрибутов, главное, чтобы было желание. И, возможно, тогда вы сможете заменить своему ребенку школьного учителя.
Рассмотрим некоторые интересные опыты по физике для маленьких, ведь начинать нужно с малого.
Бумажная рыбка
Чтобы провести данный эксперимент, нам необходимо вырезать из плотной бумаги (можно картона) маленькую рыбку, длина которой должна составить 30-50 мм. Делаем в середине круглое отверстие диаметром примерно 10-15 мм. Далее со стороны хвоста прорезаем узкий канал (ширина 3-4 мм) до круглого отверстия. После чего наливаем воду в таз и аккуратно помещаем туда нашу рыбку таким образом, чтобы одна плоскость лежала на воде, а вторая - оставалась сухой. Теперь необходимо в круглое отверстие капнуть масла (можно воспользоваться масленкой от швейной машинки или велосипеда). Масло, стремясь разлиться по поверхности воды, потечет по прорезанному каналу, а рыбка под действием вытекающего назад масла поплывет вперед.
Слон и Моська
Продолжим проводить занимательные опыты по физике со своим ребенком. Предлагаем вам познакомить малыша с понятием рычага и с тем, как он помогает облегчать работу человека. Например, расскажите, что при помощи него легко можно приподнять тяжелый шкаф или диван. А для наглядности показать элементарный опыт по физике с применением рычага. Для этого нам понадобятся линейка, карандаш и пара маленьких игрушек, но обязательно разного веса (вот почему мы и назвали этот опыт «Слон и Моська»). Крепим нашего Слона и Моську на разные концы линейки при помощи пластилина, или обычной нитки (просто привязываем игрушки). Теперь, если положить линейку средней частью на карандаш, то перетянет, конечно же, слон, ведь он тяжелее. А вот если сместить карандаш в сторону слона, то Моська запросто перевесит его. Вот в этом и заключается принцип рычага. Линейка (рычаг) опирается на карандаш - это место является точкой опоры. Далее ребенку следует рассказать, что этот принцип используется повсеместно, он заложен в основу работы крана, качелей и даже ножниц.
Домашний опыт по физике с инерцией
Нам понадобятся банка с водой и хозяйственная сетка. Ни для кого не будет секретом, что если открытую банку перевернуть, то вода выльется из нее. Давайте попробуем? Конечно, для этого лучше выйти на улицу. Ставим банку в сетку и начинаем плавно раскачивать ее, постепенно наращивая амплитуду, и в результате делаем полный оборот - один, второй, третий и так далее. Вода не выливается. Интересно? А теперь заставим воду выливаться вверх. Для этого возьмем жестяную банку и сделаем в донышке отверстие. Ставим в сетку, наполняем водой и начинаем вращать. Из отверстия бьет струя. Когда банка в нижнем положении, это не удивляет никого, а вот когда она взлетает вверх, то и фонтан продолжает бить в том же направлении, а из горловины - ни капли. Вот так-то. Все это может объяснить принцип инерции. При вращении банка стремится улететь прямо, а сетка не пускает ее и заставляет описывать окружности. Вода также стремится лететь по инерции, а в том случае, когда мы в донышке сделали отверстие, ей уже ничего не мешает вырваться и двигаться прямолинейно.
Коробок с сюрпризом
Теперь рассмотрим опыты по физике со смещением Нужно положить спичечный коробок на край стола и медленно двигать его. В тот момент, когда он пройдет свою среднюю отметку, произойдет падение. То есть масса выдвинутой за край столешницы части превысит вес оставшейся, и коробок опрокинется. Теперь сместим центр массы, например, положим внутрь (как можно ближе к краю) металлическую гайку. Осталось поместить коробок таким образом, чтобы малая ее часть оставалась на столе, а большая висела в воздухе. Падения не произойдет. Суть этого эксперимента заключатся в том, что вся масса находится выше точки опоры. Этот принцип также используется повсюду. Именно благодаря ему в устойчивом положении находятся мебель, памятники, транспорт, и многое другое. Кстати, детская игрушка Ванька-встанька тоже построена на принципе смещения центра массы.
Итак, продолжим рассматривать интересные опыты по физике, но перейдем к следующему этапу - для школьников шестых классов.
Водяная карусель
Нам потребуются пустая консервная банка, молоток, гвоздь, веревка. Пробиваем при помощи гвоздя и молотка в боковой стенке у самого дна отверстие. Далее, не вытягивая гвоздь из дырки, отгибаем его в сторону. Необходимо, чтобы отверстие получилось косое. Повторяем процедуру со второй стороны банки - сделать нужно так, чтобы дырки получились друг напротив друга, однако гвозди были загнуты в разные стороны. В верхней части сосуда пробиваем еще два отверстия, в них продеваем концы каната или толстой нити. Подвешиваем емкость и наполняем ее водой. Из нижних отверстий начнут бить два косых фонтана, а банка начнет вращаться в противоположную сторону. На этом принципе работаю космические ракеты - пламя из сопел двигателя бьет в одну сторону, а ракета летит в другую.
Опыты по физике - 7 класс
Проведем эксперимент с плотностью масс и узнаем, как можно заставить яйцо плавать. Опыты по физике с различными плотностями лучше всего проводить на примере пресной и соленой воды. Возьмем банку, заполненную горячей водой. Опустим в нее яйцо, и оно сразу утонет. Далее насыпаем в воду поваренную соль и размешиваем. Яйцо начинает всплывать, причем, чем больше соли, тем выше оно поднимется. Это объясняется тем, что соленая вода имеет более высокую плотность, чем пресная. Так, всем известно, что в Мертвом море (его вода самая соленая) практически невозможно утонуть. Как видите, опыты по физике могут существенно увеличить кругозор вашего ребенка.
и пластиковая бутылка
Школьники седьмых классов начинают изучать атмосферное давление и его воздействие на окружающие нас предметы. Чтобы раскрыть эту тему глубже, лучше провести соответствующие опыты по физике. Атмосферное давление оказывает влияние на нас, хоть и остается невидимым. Приведем пример с воздушным шаром. Каждый из нас может его надуть. Затем мы поместим его в пластиковую бутылку, края оденем на горлышко и зафиксируем. Таким образом, воздух сможет поступать только в шар, а бутылка станет герметичным сосудом. Теперь попробуем надуть шар. У нас ничего не получится, так как атмосферное давление в бутылке не позволит нам этого сделать. Когда мы дуем, шар начинает вытеснять воздух в сосуде. А так как бутылка у нас герметична, то ему деваться некуда, и он начинает сжиматься, тем самым становится гораздо плотнее воздуха в шаре. Соответственно, система выравнивается, и шар надуть невозможно. Теперь сделаем отверстие в донышке и пробуем надуть шар. В таком случае никакого сопротивления нет, вытесняемый воздух покидает бутылку - атмосферное давление выравнивается.
Заключение
Как видите, опыты по физике совсем не сложные и довольно интересные. Попробуйте заинтересовать своего ребенка - и учеба для него будет проходить совсем по-другому, он начнет с удовольствием посещать занятия, что в конце концов скажется и на его успеваемости.