Fyzika sa môže javiť ako zastrašujúci predmet, ale existujú spôsoby, ako ju urobiť zábavnou. Nielen, že je základom pre ďalšie vedy, ako je chémia a meteorológia, ale tiež toľko vysvetľuje svet, v ktorom žijeme. Fyzika skúma základné pojmy hmoty, energie, priestoru a času a interakcie medzi týmito vlastnosťami. Pre študentov stredných škôl, ktorí hľadajú jednoduché experimenty, je svetlo, statická elektrina a termodynamika skvelým východiskovým miestom.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Posvieťte si baterkou na vodu a mlieko, aby ste zistili, prečo je obloha modrá, ale západ slnka červený; pomocou hrebeňa ohýbajte vodu statickou elektrinou; a sleduj, ako sa vajce uvarené natvrdo nasáva do fľaše, aby si mohla pozrieť termodynamiku v akcii.
Farba svetla
Zaujímalo vás niekedy, prečo je obloha modrá, ale západ slnka červený? Pomocou baterky, priehľadnej obdĺžnikovej nádoby, vody a šálky mlieka zistíte prečo.
Naplňte nádobu do troch štvrtín vodou a sviette baterkou do bočnej strany nádoby. Pozorujte svetlo z opačnej strany a z konca nádoby. V mieste, kde lúč prechádza, je vidieť najviac niekoľko častíc bieleho prachu.
Teraz do vody vmiešajte 1/4 šálky mlieka. Pozorujte svetlo z opačnej strany a z konca nádoby. Z druhej strany sa môže svetlo javiť ako modré a od konca sa môže svetlo javiť ako žlté. Všimnite si šírku lúča. Opakujte, kým sa nepridá všetko mlieko. Po každom pridaní si všimnete, že modrá stmavne, žltá sa zmení na oranžovú a šírka lúča sa zvýši.
Prečo teda svetlo vyzerá v dvoch rôznych farbách, v závislosti od uhla? Svetlo sa pohybuje po priamke, pokiaľ nenarazí na častice, ktoré spôsobujú rozptýlenie lúča. Čím viac mlieka (ktoré obsahuje tukové a bielkovinové častice), ktoré pridáte do vody, tým viac sa svetlo rozptyľuje, pričom modrá sa ohýba, zatiaľ čo červená a oranžová pokračujú viac po priamke. Pokiaľ ide o západ slnka, v dôsledku slnečnej cesty má svetlo v tom čase ďalej cestu a v atmosfére naráža na viac prachových častíc.
Statická elektrina
Statická elektrina môže nič netušiaceho človeka šokovať a môže tiež pohybovať predmetmi. Pomocou nylonového hrebeňa a faucetu sledujte, ako voda ohýba statickou elektrinou.
Zapnite faucet tak, aby z kohútika vytekala voda s priemerom 1/16 palca. Hrebeň párkrát prevlečte cez vlasy. Držte hrebeň 3 až 4 palce pod kohútikom so zubami hrebeňa jeden palec od prúdu vody. Všimnite si, čo sa stane. Posuňte hrebeň bližšie a sledujte, čo sa stane. Prečešte hrebeň vlasmi znova a uvidíte, či to zmení výsledky. Skúste upraviť prúd vody, aby ste zistili, či má rozdiel. Nakoniec vyskúšajte hrebene rôznych veľkostí a opakujte postup.
Česanie vlasov vytvára statickú elektrinu. Jeden objekt sa stane negatívne nabitým získavaním elektrónov, zatiaľ čo druhý objekt sa pozitívne nabije stratou elektrónov. Prúd vody sa pohybuje smerom k hrebeňu, pretože elektróny z vody sú priťahované k nabitému hrebeňu. Česané vlasy sa tiež môžu navzájom odpudzovať, pretože každý prameň má rovnaký náboj a podobné náboje odpudzuje.
Vysoký a nízky tlak
Čo znamená meteorológ pod „vysokým tlakom“ a „nízkym tlakom“? To vám môže pomôcť zistiť vajce natvrdo, staromódna sklenená fľaša na mlieko a nejaké zápalky.
Vychladnuté vajce uvarené na tvrdo ošúpte. Súčasne zapaľte tri zápalky a vložte ich do prázdnej sklenenej fľaše. Otvor rýchlo zakryte vajíčkom. Po uhasení zápaliek sledujte, ako sa vajíčko nasáva do fľaše.
Teplo zo zápaliek spôsobuje expanziu vzduchu uzavretého vo fľaši. Po zhasnutí zápasov sa vzduch ochladzuje a sťahuje. Tlak vo vnútri fľaše sa zníži ako tlak mimo fľaše. Keď sa tlak vyrovná, vajíčko sa vtlačí do fľaše.
Fascinujúce veci! Vychutnajte si tieto experimenty a dúfajme, že sa tieto fyzikálne koncepty stanú o niečo ľahšie stráviteľnými.