Физика малышам.

«Радуга» — претерпевшее изменение слово «райдуга», или Божья дуга.

(По словарю В.Даля)

Радуга — явление, которое вызывает в нас беспричинную радость.
Детей она радует своим многоцветьем. А педагог воспользуется случаем, чтобы сообщить детям удивительную вещь: радуга — это производная солнечного света. Света, который расслоился. Оказывается, свет «внутри» — разноцветный!

Опыт первый

Цель опыта: показать детям, что солнечный свет состоит из спектра, закрепить представление о семи цветах радуги.

Оборудование: таз, до краев наполненный водой; зеркальце, установленное в воде под углом 25°; источник света (солнце или настольная лампа).

В солнечный день поставьте около окна таз с водой и опустите в него зеркало. Зеркало нуждается в подставке, так как угол между ним и поверхностью воды должен составлять 25°. Если зеркальце «поймает» луч света, то в результате преломления луча в воде и его отражения от зеркала на стене или на потолке возникнет радуга.
Этот опыт можно провести и вечером: тогда источником света выступит настольная лампа. Спектр получится в затемненном помещении.

Опыт второй

Оборудование: лист бумаги, хрустальный бокал.

Поставьте хрустальный бокал на белый лист бумаги. Попробуйте поймать бокалом солнечный свет. На листе бумаги появятся цветные полосы радуги.

Опыт третий

Оборудование: тарелка с водой, лак для ногтей, «удочка» для пленки.

Капните в воду каплю лака. На поверхности воды образуется тонкая пленка. Ее нужно аккуратно снять при помощи специального приспособления — «удочки». Пленка лака будет играть всеми цветами, напоминая крылья стрекозы. Луч белого света, попадая на тонкую пленку, частично отражается от нее, а частично проходит вглубь, отражаясь от ее внутренней поверхности.

Опыт четвертый

Оборудование: трехгранная прозрачная призма.

Если рассматривать сквозь призму предметы белого цвета, они будут выглядеть цветными. С помощью призмы можно получить изображение радуги на стене.

По материалам Валентины ДВОРНИКОВОЙ,
педагога детского сада № 5,
п. Умба Мурманской области

Из книги "Увлекательный мир физики"

Вода - замечательное вещество. Она покрывает более двух третей земной поверхности, и жизнь на земном шаре без нее была бы невозможна. В большинстве опытов ты будешь исследовать поразительные свойства воды-жидкости. Ты сможешь рассмотреть натянутую на поверхность воды эластичную «кожу», понять, почему тяжелые корабли плавают, и увидеть, как некоторые вещества исчезают, когда их смешивают с водой. Ты также узнаешь, как вода вращает машины, которые производят электрическую энергию на гидроэлектростанциях.

Но жидкость - это только одна из трех форм, в которых может существовать вода. Если воду охладить до 0 °C, она замерзнет и станет твердым телом, которое называют льдом. Если ее нагреть до +100 °C, она закипит и исчезнет в воздухе, превратившись в газ, называемый водяным паром. Когда ты начнешь понимать различные свойства воды, ты сможешь ответить на вопросы, которые выписаны ниже и объяснить, какова роль воды в том, что происходит вокруг нас.

Почему некоторые вещества исчезают, когда их смешивают с водой?

Почему кубик льда плавает в воде?


Почему одни предметы плавают, а другие тонут?

Как образуются облака в небе? Почему облака бывают разной формы?

Почему поверхность спокойной воды всегда горизонтальна?


Как используется вода для создания электричества?

Откуда берутся снег и лед?

Почему корабли плавают по воде? Какой груз они могут выдержать?

Почему мыло делает грязные тарелки чистыми?
Как быстро может течь вода?



ИСЧЕЗАЮЩАЯ ВОДА

Когда идет дождь, вода падает с неба и собирается в лужах на земле. Когда же дождь кончается и выглядывает солнце, лужи высыхают, и вода исчезает. Куда же она девается? Солнечное тепло превращает воду в крошечные капельки, которые поднимаются в воздух. Этот процесс называется испарением, а крошечные капельки - водяным паром.

В жарких странах фрукты раскладывают сохнуть на солнце. Вода из них испаряется, т. е. медленно превращается в водяной пар и исчезает в воздухе. Это помогает сохранять фрукты, чтобы употребить их зимой.

Исследование

Оборудование: два одинаковых стеклянных стакана, фольга, фломастер.

Заполни оба стакана наполовину водой. Проверь, чтобы уровень воды в них был одинаковым, и отметь фломастером.
Один стакан плотно накрой фольгой.
Оставь оба стакана в теплом месте на несколько дней. Снова проверь уровень воды. В каком из стаканов воды стало меньше?

Что происходит

Тепло заставляет воду испаряться в обоих стаканах, но крышка из фольги не дает водяному пару из одного стакана улетучиться в воздух, поэтому в нем уровень воды выше.

Из книги "Увлекательный мир физики"

Стирка и сушка
Как быстро высыхают мокрые вещи? Как быстро испаряется из них вода?

Проделай эти исследования и выясни, какие условия являются лучшими для сушки. Разрежь кусок ткани на 6 одинаковых лоскутов. Намочи их. Положи один из них на солнце, другой - в тени.
Повесь один на ветерке, а другой - в тихом месте. Оставь один сложенным в несколько слоев или скомканным, а другой расправь.
Какой из этих лоскутов высохнет первым?
Вода испаряется быстрее всего в теплом солнечном месте. Ветер уносит водяной пар с поверхности ткани, и это помогает сушке. Разложенные вещи сохнут быстрее, потому что вода испаряется одновременно со всей поверхности.

Таким образом, наилучшее время сушить белье - теплая ветреная погода. Оно высохнет быстрее, если его развернуть.

Что еще попробовать?
Сравни различные ткани, скажем, искусственные и натуральные. Помести лоскутки в одинаковые условия и посмотри, какой высохнет быстрее.

Охлаждение
Почему ты чувствуешь холод после теплой ванны?

Потому что вода испаряется с твоей кожи и уносит тепло. По этой же причине твой организм не перегревается, когда тебе очень жарко, например, после бега наперегонки. Поры на твоей коже выделяют пот, который испаряется, и тебе становится прохладнее.

Делаем свой холодильник
Один из способов сохранить предмет холодным - это накрыть его глиняным горшком, например, высоким цветочным горшком, который еще надо намочить в воде. По мере того, как вода испаряется, она уносит тепло, так что предмет под горшком будет оставаться холодным. Если ты поставишь горшок в миску с водой, он будет постоянно смачиваться, и твой холодильник проработает долго.

Вода из воздуха
Водяной пар не все время остается в воздухе. Часть его снова превращается в воду. Это называется конденсацией и происходит, когда воздух охлаждается. Холодный воздух не может содержать столько же водяного пара, сколько теплый воздух, поэтому какое-то количество водяного пара конденсируется в крошечные капли воды. Белый след в небе, тянущийся за высоко летящим самолетом, образуется в результате конденсации.


Заставляем воду появиться
Поставь стакан с водой в холодильник примерно на час, чтобы он хорошенько охладился. Когда ты его вынешь, то увидишь, как на стенках стакана начнут появляться капли воды. Холодный стакан охлаждает воздух вокруг себя, и водяной пар из воздуха, конденсируясь, образует капли воды на стенках стакана. По этой же причине ты видишь, как водяные капли стекают по внутренней поверхности запотевшего оконного стекла в холодные дни.


Что такое пар?
Кипящий чайник «выпускает» пар, когда образующийся внутри него из горячей воды водяной пар встречается с холодным воздухом снаружи и конденсируется. Крошечные капли жидкости сливаются вместе до тех пор, пока не станут достаточно большими, чтобы мы смогли их увидеть как облачко пара. Если ты подержишь холодную ложку в струе пара, с нее начнет капать вода. Внимание! Будь осторожен; пар очень горячий и может обжечь. Надень кухонную рукавицу.


Откуда берется дождь?
Солнечное тепло испаряет воду в океанах, реках и озерах, и водяной пар поднимается в воздух. На очень большой высоте воздух слишком холодный, чтобы весь водяной пар оставался в газообразном состоянии. Он конденсируется в холодном воздухе, образуются капли воды, из которых получается облако. Капли висят высоко в воздухе до тех пор, пока не станут слишком тяжелыми. Тогда они падают, идет дождь.


Обрати внимание на три главные формы облаков. Пушистые массивные кучевые облака (cumulus) означают хорошую погоду, но могут вырасти в огромные серые грозовые тучи. Слоистые облака (stratus) приносят дождь или снег. Тонкие перистые облака (cirrus) расположены так высоко, что состоят из кристалликов льда.

Делаем измеритель уровня осадков
Все что тебе нужно, чтобы измерить уровень осадков, - это чистая пластмассовая бутылка и линейка.
Отрежь верх бутылки и вставь ее вниз горлышком в оставшуюся часть бутылки. Получилась воронка.
С помощью линейки нарисуй шкалу на боковой стороне бутылки.
Установи свой измерительный прибор в открытом месте, а не под деревьями, где может накапать с листьев.

Хорошо закрепи его в земле и защити от ветра, чтобы сосуд не опрокидывался, а капли, попавшие в воронку, не сдувались.
Проверяй количество собравшейся воды каждый день и сделай свою собственную таблицу выпадения осадков.
Не забывай каждый день освобождать бутылку после того, как ты снял показания и заполнил таблицу.

Из книги "Увлекательный мир физики"


Вода - это замечательное вещество, потому что она может существовать в трех различных формах: жидкой, газообразной (водяной пар) и твердой (лед). Сначала мы расскажем о воде в твердом состоянии и о том, как использовать ее специальные свойства в некоторых простых фокусах и опытах. Вода в твердом состоянии образуется двумя путями.

Первый - когда она охлаждается до 0 °С, ее точки замерзания. Так делают кубики льда в морозильнике.
Второй - когда замерзает водяной пар. Именно так образуется иней в холодильнике.

Какой бывает лед

В течение зимы понаблюдай, какие формы и узоры создает замерзшая вода. Снежинки образуются, когда замерзает водяной пар. Сосульки растут, когда вода капает в очень холодном воздухе. Ледяные кристаллы образуют узоры на холодном оконном стекле, когда водяной пар замерзает медленно. Корка льда образуется на поверхности воды в лужах, ведрах, кадках, прудах.

Поймай снежинки на кусок черной ткани или картона (предварительно охлади его в холодильнике, чтобы снежинки сразу не растаяли). С помощью увеличительного стекла рассмотри их.
Все они разной формы, но все - шестиконечные!

Плавающий лед

Когда вода превращается в лед, она занимает больше пространства, чем когда она была в жидком состоянии. Это делает лед легче воды, из которой он получился, поэтому лед плавает, хотя и сильно погружается. Поскольку вода, замерзнув, занимает только на одну девятую больше пространства, то всего лишь одна девятая часть айсберга видна над водой. А то, что под водой, в девять раз больше!




Лед требует пространства

Помести кусочек льда в бокал и налей туда до краев воды.

Как ты думаешь, что произойдет, когда лед растает?
Переполнится ли стакан?



Когда кубик льда растает, уровень воды останется практически прежним. Это происходит потому, что вода, образовавшаяся изо льда, занимает меньше пространства, чем лед.

Оборудование: маленькая аптечная бутылочка из стекла или толстого пластика.

1. Заполни бутылку до краев водой и сделай неплотную крышку из фольги. Поставь бутылку в холодильник и подожди, пока вода хорошенько замерзнет.
2. Посмотри, лед приподнял крышку.



Что происходит

Лед занимает больший объем, чем вода, из которой он получается. Именно по этой причине зимой могут лопаться водопроводные трубы. Вода внутри них расширяется при замерзании и разрывает места соединения или сами трубы.

Дома изо льда

Эскимосы в Канаде строили дома изо льда, чтобы жить в них во время дальних охотничьих путешествий. Эти дома, называемые иглу, строились из плотных снежных блоков, уложенных друг на друга и образующих куполообразную хижину. Щели между блоками заполнялись снегом, а наверху оставлялось отверстие, чтобы обеспечить доступ воздуха. От тепла печки стены начинали подтаивать. При открывании двери вода замерзала, образуя слой льда, который не давал теплу улетучиваться. Сейчас только очень немногие эскимосы отправляются на дальнюю охоту во льды и строят там традиционные иглу.


Как разрезать лед

Оборудование: тонкая прочная бечевка или тонкая проволока, бутылка с пробкой, кубик льда, две тяжелые вилки.

1. Вставь пробку в бутылку так, чтобы около 2,5 см осталось снаружи. Установи кубик льда на пробке.

2. Отрежь кусок бечевки или проволоки длиной около 40 см и привяжи к ее концам по вилке. Перекинь бечевку через кубик льда. Помести бутылку в холодильник. Бечевка пройдет сквозь кубик льда, но при этом он не распадется.


Что происходит

Под давлением бечевки (или проволоки) лед тает. В образовавшейся воде бечевка опускается вниз. Лед снова замерзает над ней. То же происходит, когда люди катаются по льду. Они своим весом давят на лед, что заставляет его таять под лезвиями коньков. Слой воды улучшает скольжение. Потом вода снова замерзает.

Подними лед спичкой

Оборудование: стакан с водой, кубик льда, спичка, немного соли. На плавающий в воде кусочек льда аккуратно положи спичку. Теперь посыпь немного соли вокруг спички. Вскоре она вмерзнет в лед, и ты сможешь за эту спичку поднять кусочек льда.

Что происходит

Когда ты посыпаешь солью лед, он тает. Это происходит потому, что соленая вода замерзает при более низкой температуре, чем обычная. Другими словами, для того, чтобы соленая вода превратилась в лед, температура должна быть ниже 0° С. Но под спичку соль не попадает, и она оказывается вмерзшей в лед.

Зимой дороги посыпают солью: соленая вода не замерзает и при температуре ниже 0° C. Для этого же в охлаждающую жидкость, которую заливают в радиаторы автомобилей, добавляют антифриз. Такая смесь не замерзает до -30° С.

Об уровне воды
Вода, как и все остальное, притягивается к центру Земли невидимой силой, называемой гравитацией, или тяготением. Там, где горные породы не дают воде просачиваться, она образует реки, озера и океаны. Там, где состав пород другой, вода просачивается внутрь до тех пор, пока не устанавливается на самом низком уровне.

Ярким доказательством тому, что вода притягивается к Земле и стремится занять самый низкий уровень, являются водопады. На фотографии изображен Ниагарский водопад, расположенный на границе между США и Канадой.

Об уровне воды

Этот опыт покажет тебе, как заставить воду вопреки закону тяготения течь вверх!
Оборудование: два тазика и резиновая трубка.


Установи два пустых тазика так, чтобы один был ниже другого.
Заполни верхний тазик водой.
Зажми пальцем один конец трубки и заполни ее водой.
Опусти этот конец, не убирая пальца, в верхний тазик, а другой - в нижний тазик.
Когда ты уберешь палец, вода сначала поднимется ВВЕРХ по трубке, а потом потечет вниз, в пустой тазик.

Что происходит

Трубка образует сифон, который работает следующим образом: давление воздуха на поверхность воды в верхнем сосуде заставляет воду подниматься ВВЕРХ по трубке.


Поднимаем воду в стакане

А теперь посмотрим, как еще можно преодолеть гравитацию и заставить воду подниматься вверх. В одних опытах мы используем давление воздуха или тепло, в других - так называемые капиллярные силы.

Опусти стакан полностью в тазик с водой.
Переверни его вверх дном и медленно поднимай, но следи, чтобы край стакана не поднялся над поверхностью воды.
Посмотри, что произойдет. Теперь попробуй поднять стакан над водой. Что произошло?

Что происходит

Воздух давит на поверхность воды и вдавливает воду в стакан. Но когда край приподнимается над поверхностью, воздух уже не может удержать воду в стакане, и она выливается.

Окрашиваем цветок

Оборудование: свежесрезанный цветок (например, гвоздика или нарцисс), ваза с водой, пищевой краситель или чернила.

1. Обрежь цветок, оставив около 5 см стебля.
2. Добавь в цветочную вазу несколько капель красителя.
3. Поставь цветок в воду на несколько часов. Через некоторое время лепестки начнут окрашиваться под цвет воды в вазе.


Что происходит

Цветок «всасывает» окрашенную воду через узкие сосуды-трубочки в стебле. Этот опыт наглядно демонстрирует, что капиллярные силы могут преодолеть силу гравитации.

Что еще можно попробовать

Можно окрасить цветок в разные цвета, если расщепить стебель и каждую часть опустить в «свою» воду.