Fyzika se může zdát jako zastrašující předmět, ale existují způsoby, jak si ji užít. Je to nejen základ pro další vědy, jako je chemie a meteorologie, ale také to vysvětluje tolik o světě, ve kterém žijeme. Fyzika zkoumá základní pojmy hmoty, energie, prostoru a času a interakce mezi těmito vlastnostmi. Pro studenty středních škol, kteří hledají jednoduché experimenty, je skvělé místo pro začátek světlo, statická elektřina a termodynamika.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Svítí baterkou vodou a mlékem, abyste zjistili, proč je obloha modrá, ale západ slunce červený; pomocí hřebenu ohýbejte vodu statickou elektřinou; a sledujte, jak se vařené vejce nasává do lahve, abyste viděli termodynamiku v akci.
Barva světla
Přemýšleli jste někdy, proč je obloha modrá, ale západ slunce je červený? Použijte baterku, průhlednou obdélníkovou nádobu, vodu a šálek mléka, abyste zjistili proč.
Naplňte nádobu do tří čtvrtin vodou a zářte baterkou do boku nádoby. Sledujte světlo z opačné strany a na konci nádoby. V místě, kde paprsek prochází, bylo vidět maximálně několik částic bílého prachu.
Nyní do vody vmíchejte 1/4 šálku mléka. Sledujte světlo z opačné strany a na konci nádoby. Z druhé strany se může světlo zdát modré a od konce se může světlo zdát žluté. Všimněte si šířky paprsku. Opakujte, dokud nebude přidáno celé mléko. Po každém přidání si všimnete, že modrá ztmavne, žlutá se změní na oranžovou a šířka paprsku se zvětší.
Proč tedy světlo vypadá v závislosti na úhlu dvou různých barev? Světlo se pohybuje po přímce, pokud nenarazí na částice, které způsobí rozptýlení paprsku. Čím více mléka (které obsahuje částice tuku a bílkovin) přidáte do vody, tím více se světlo rozptýlí a modrá se ohýbá, zatímco červená a oranžová pokračují ve více přímkách. Pokud jde o západ slunce, v důsledku sluneční cesty se světlo v té době muselo dále pohybovat a v atmosféře naráží na více prachových částic.
Statická elektřina
Statická elektřina může šokovat nic netušící osobu a může také pohybovat předměty. Pomocí nylonového hřebenu a faucetu sledujte, jak voda ohýbá statickou elektřinou.
Zapněte faucet tak, aby z kohoutku vytékala voda o průměru 1/16 palce. Několikrát projeďte hřebenem vlasy. Držte hřeben 3 až 4 palce pod kohoutkem se zuby hřebenu jeden palec od proudu vody. Všimněte si, co se stane. Přesuňte hřeben blíže a sledujte, co se stane. Hřebenem znovu projeďte vlasy a zkontrolujte, zda to změní výsledky. Zkuste upravit proud vody, abyste zjistili, zda to má vliv. Nakonec zkuste hřebeny různých velikostí a opakujte.
Česání vlasů vytváří statickou elektřinu. Jeden objekt se stane záporně nabitým získáním elektronů, zatímco druhý objekt se stane kladně nabitým ztrátou elektronů. Proud vody se pohybuje směrem k hřebenu, protože elektrony z vody jsou přitahovány k nabitému hřebenu. Česané vlasy se mohou také navzájem odpuzovat, protože každý pramen má stejný náboj a podobné náboje odpuzují.
Vysoký a nízký tlak
Co znamená meteorolog pod „vysokým tlakem“ a „nízkým tlakem“? Zjistit vám to může vajíčko natvrdo, staromódní skleněná láhev mléka a nějaké zápalky.
Oloupejte vychlazené vejce na tvrdo. Současně zapalte tři zápalky a vložte je do prázdné skleněné láhve. Otvor rychle zakryjte vejcem. Po uhasení zápasů sledujte, jak se vajíčko nasává do láhve.
Teplo ze zápalek způsobí expanzi vzduchu uzavřeného v lahvi. Po zhasnutí zápasů se vzduch ochladí a smrští. Tlak uvnitř lahve se sníží než tlak mimo láhev. Když se tlak vyrovná, vejce se vtlačí do láhve.
Fascinující věci! Užijte si tyto experimenty a doufejme, že se tyto pojmy z fyziky stanou o něco snazší.