Физика может показаться устрашающей темой, но есть способы развлечься. Это не только основа для других наук, таких как химия и метеорология, но также многое объясняет о мире, в котором мы живем. Физика исследует фундаментальные концепции материи, энергии, пространства и времени, а также взаимодействия между этими свойствами. Для старшеклассников, которым нужны простые эксперименты, отличным началом станут свет, статическое электричество и термодинамика.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Посветите фонариком сквозь воду и молоко, чтобы узнать, почему небо голубое, а закат красный; используйте расческу, чтобы согнуть воду статическим электричеством; и наблюдайте, как сваренное вкрутую яйцо всасывается в бутылку, чтобы увидеть термодинамику в действии.
Цвет света
Вы когда-нибудь задумывались, почему небо голубое, а закат красный? Используйте фонарик, прозрачный прямоугольный контейнер, воду и стакан молока, чтобы выяснить, почему.
Наполните емкость на три четверти водой и направьте фонарик в сторону емкости. Наблюдайте за светом с противоположной стороны и с торца емкости. В лучшем случае можно было увидеть несколько белых пылинок в том месте, где проходит луч.
Теперь добавьте в воду 1/4 стакана молока. Наблюдайте за светом с противоположной стороны и с торца емкости. С другой стороны свет может показаться синим, а с конца - желтым. Обратите внимание на ширину балки. Повторяйте, пока не будет добавлено все молоко. После каждого добавления вы заметите, что синий цвет темнеет, желтый становится оранжевым, а ширина луча увеличивается.
Итак, почему свет появляется двух разных цветов в зависимости от угла? Свет распространяется по прямой линии, если он не встречает частицы, которые вызывают рассеяние луча. Чем больше молока (которое содержит частицы жира и белка) вы добавите в воду, тем больше будет рассеиваться свет: синий изгиб, в то время как красный и оранжевый продолжаются более прямой линией. Что касается заката, из-за того, что солнце движется по пути, свет должен пройти дальше в это время и встречает больше частиц пыли в атмосфере.
Статическое электричество
Статическое электричество может шокировать ничего не подозревающего человека, а также перемещать предметы. Используйте нейлоновую расческу и кран, чтобы наблюдать, как статическое электричество искривляет воду.
Включите кран так, чтобы из крана текла вода диаметром 1/16 дюйма. Проведите расческой по волосам несколько раз. Удерживайте гребень на 3–4 дюйма ниже крана, чтобы зубцы гребня находились в дюйме от струи воды. Обратите внимание на то, что происходит. Пододвиньте гребень ближе и посмотрите, что произойдет. Снова проведите расческой по волосам и посмотрите, не изменится ли результат. Попробуйте отрегулировать поток воды, чтобы увидеть, имеет ли это значение. Наконец, попробуйте гребни разного размера и повторите.
Расчесывание волос создает статическое электричество. Один объект становится отрицательно заряженным, приобретая электроны, в то время как другой объект становится положительно заряженным, теряя электроны. Поток воды движется к гребенке, потому что электроны из воды притягиваются к заряженной гребенке. Причесанные волосы могут также отталкиваться друг от друга, поскольку каждая прядь несет один и тот же заряд, и одинаковые заряды отталкиваются.
Высокое и низкое давление
Что метеоролог имеет в виду под «высоким давлением» и «низким давлением»? Сваренное вкрутую яйцо, старинная стеклянная бутылка для молока и несколько спичек могут помочь вам узнать.
Очистите остывшее сваренное вкрутую яйцо. Одновременно зажгите три спички и бросьте их в пустую стеклянную бутылку. Быстро закройте отверстие яйцом. После того, как спички погаснут, наблюдайте, как яйцо всасывается в бутылку.
Тепло от спичек заставляет воздух, запечатанный в бутылке, расширяться. После того, как матчи погаснут, воздух охлаждается и сжимается. Давление внутри бутылки становится ниже, чем давление снаружи бутылки. Когда давление выравнивается, яйцо выдавливается в бутылку.
Завораживающая штука! Наслаждайтесь этими экспериментами, и, надеюсь, эти концепции физики станут немного легче усвоить.