მარტივი საშუალო სკოლის ფიზიკის ექსპერიმენტები

ფიზიკა შეიძლება ჩანდეს როგორც საშიში საგანი, მაგრამ არსებობს სახალისო გზები. ეს არა მხოლოდ სხვა მეცნიერებათა საფუძველია, როგორიცაა ქიმია და მეტეოროლოგია, არამედ ამდენი რამეა განმარტებული იმ სამყაროს შესახებ, რომელშიც ვცხოვრობთ. ფიზიკა იკვლევს მატერიის, ენერგიის, სივრცისა და დროის ფუნდამენტურ ცნებებს და ამ თვისებებს შორის ურთიერთქმედებას. საშუალო სკოლის მოსწავლეებისთვის, რომლებიც ეძებენ მარტივ ექსპერიმენტებს, მსუბუქი, სტატიკური ელექტროენერგია და თერმოდინამიკა შესანიშნავი ადგილებია დასაწყებად.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ანათეთ ფანარი წყლისა და რძის საშუალებით, რომ აღმოაჩინოთ, რატომ არის ცა ცისფერი, მაგრამ მზის ჩასვლა წითელი; გამოიყენეთ სავარცხელი წყლის სტატიკური ელექტროობით მოსახვევში; და უყურეთ მყარი მოხარშული კვერცხის შეწოვას ბოთლში, რომ ნახოთ თერმოდინამიკა მოქმედებაში.

ოდესმე გაინტერესებთ, რატომ არის ცა ცისფერი, მაგრამ მზის ჩასვლა წითელია? გამოიყენეთ ფანარი, გამჭვირვალე მართკუთხა ჭურჭელი, წყალი და ჭიქა რძე, რომ გაარკვიოთ რატომ.

შეავსეთ კონტეინერი წყლით სავსე სამი მეოთხედით და ანათეთ ფანარი კონტეინერის გვერდზე. დააკვირდით შუქს მოპირდაპირე მხრიდან და კონტეინერის ბოლოს. მაქსიმუმ, რამდენიმე თეთრი მტვრის ნაწილაკი შეიძლება ჩანდეს იქ, სადაც სხივი გადის.

ახლა 1/4 ჭიქა რძე აურიეთ წყალში. დააკვირდით შუქს მოპირდაპირე მხრიდან და კონტეინერის ბოლოს. მეორე მხრიდან, შუქი შეიძლება ჩანდეს ლურჯი, ხოლო ბოლოდან, ყვითელი. გაითვალისწინეთ სხივის სიგანე. გაიმეორეთ, სანამ ყველა რძე არ დაემატება. ყოველი დამატების შემდეგ შეამჩნევთ, რომ ლურჯი მუქდება, ყვითელი ფორთოხლისფერი ხდება და სხივის სიგანე იზრდება.

ასე რომ, რატომ ჩანს სინათლე ორი განსხვავებული ფერით, კუთხის მიხედვით? სინათლე მოძრაობს სწორი ხაზით, თუ მას არ შეექმნება ნაწილაკები, რომლებიც იწვევს სხივის გაფანტვას. რაც უფრო მეტ რძეს (რომელიც შეიცავს ცხიმსა და ცილის ნაწილაკებს) წყალს დაამატებთ, მით უფრო მეტ სიბრტყეს იფანტავს, ლურჯი ეხვევა, ხოლო წითელი და ნარინჯისფერი უფრო მეტ ხაზს აგრძელებს. რაც შეეხება მზის ჩასვლას, მზის გზის გამო, ამ დროს შუქს უფრო შორს აქვს გადაადგილება და ატმოსფეროში მტვრის მეტ ნაწილაკებს ხვდება.

სტატიკურმა ელექტროენერგიამ შეიძლება შეუგნებელი ადამიანი შეძრწუნოს და ასევე შეუძლია საგნების გადაადგილება. გამოიყენეთ ნეილონის სავარცხელი და ონკანი, რომ უყუროთ სტატიკური ელექტროენერგია წყალს.

ონკანი ჩართეთ ისე, რომ ონკანიდან წყალი 1/16 დიუმიანი დიამეტრით გადმოვიდეს. რამდენჯერმე გაიარეთ სავარცხელი თმაზე. გამართავს სავარცხელი ონკანს 3 – დან 4 სანტიმეტრის ქვემოთ წყლის ნაკადის დაშორებით სავარცხლის კბილებით. გაითვალისწინეთ რა ხდება. სავარცხელი უფრო ახლოს მიიტანეთ და დააკვირდით რა ხდება. კვლავ გაიარეთ სავარცხელი თმაზე და ნახეთ, შეცვლის თუ არა ის შედეგებს. სცადეთ წყლის ნაკადის მოწესრიგება, რომ ნახოთ თუ რამე განსხვავებაა. დაბოლოს, სცადეთ სხვადასხვა ზომის სავარცხლები და გაიმეორეთ.

თმის კომბინაცია ქმნის სტატიკური ელექტროენერგიას. ერთი ობიექტი ხდება უარყოფითად დამუხტული ელექტრონების მოპოვებით, ხოლო მეორე ობიექტი ხდება დადებითად დამუხტული ელექტრონების დაკარგვით. წყლის ნაკადი სავარცხლისკენ მოძრაობს, რადგან წყალს ელექტრონები იზიდავს დამუხტულ სავარცხელს. კომბინირებულმა თმებმა შესაძლოა ერთმანეთიც მოიგერიონ, რადგან თითოეულ ძაფს აქვს იგივე მუხტი და მსგავსი მუხტები მოგერიდება.

რას გულისხმობს ამინდი "მაღალი წნევა" და "დაბალი წნევა"? ამის გარკვევაში დაგეხმარებათ მაგრად მოხარშული კვერცხი, ძველმოდური მინის რძის ბოთლი და რამდენიმე ასანთი.

გაცივებული, მაგრად მოხარშული კვერცხი გააცალეთ კანით. ერთდროულად აანთეთ სამი ასანთი და ჩაუშვით ცარიელ მინის ბოთლში. სწრაფად დაფარეთ ღიობი კვერცხით. მატჩების ჩაქრობის შემდეგ დააკვირდით კვერცხის შეწოვას ბოთლში.

ასანთის სითბო იწვევს ბოთლში დალუქული ჰაერის გაფართოებას. მატჩების გასვლის შემდეგ, ჰაერი ცივდება და იკუმშება. ბოთლის შიგნით წნევა უფრო დაბალი ხდება, ვიდრე ბოთლის გარეთ. წნევის გათანაბრებისთანავე, კვერცხი იჭრება ბოთლში.

მომხიბლავი რამ! ისიამოვნეთ ამ ექსპერიმენტებით და იმედია, ამ ფიზიკის ცნებები მონელდება ოდნავ.