Юный техник, 2011 № 04 - Журнал «Юный техник»

Пористая бумага быстро впитывает воду. Когда вода достигает цветной точки, она размывает ее и продолжает двигаться дальше. Точка превращается в цветную линию. Но цвета по-разному растворяются в воде, и линии будут разной длины. Большие точки окрашивают большую по размеру площадь, маленькие точки дают более изысканный рисунок.

Более того, некоторые цвета являются смесью нескольких других оттенков, например, зеленый получается при смешивании желтого и синего. Точки, нарисованные такими цветами, превратятся в полосы, в которых будут четко выделяться линии изначальных цветов. Такой метод разделения одного цвета на его составляющие называют хроматографией.

А теперь продолжите эксперимент, поставив на каждой полоске несколько разноцветных точек. Нарисуйте точки не фломастерами, а маркерами и посмотрите, что получится.

БЕЗ КОНТАКТА

Вам понадобятся: стол, стеариновая свеча, спички.

Поставьте свечу на стол и зажгите ее. Подождите, пока свеча прогорит не меньше 30 секунд. Затем задуйте ее, зажгите спичку и быстро пронесите ее над дымком фитиля. При этом свеча загорится снова.

Суть фокуса такова.

Дым, который образовался после задувания свечи, — легковоспламеняющийся газ. При контакте с горящей спичкой он загорится сам и вновь воспламенит фитиль свечи. Поскольку газ выделяется недолго, успех фокуса во многом зависит от вашей скорости движения. Кроме того, расстояние между фитилем свечи и спичкой должно быть не больше 4 сантиметров.

Чем длиннее фитиль, тем нагляднее фокус. И все же рекомендуем потренироваться прежде, чем показывать его при зрителях. Само собой разумеется, все эксперименты с огнем нужно вести только в присутствии взрослых.

ИЗМЕНЕНИЯ ЦВЕТА

Вам понадобятся: красная капуста или ягоды черники, уксус, сода, три стеклянные банки, ложка, вода и чайник.

Нашинкуйте капусту или разомните ягоды черники. Вскипятите воду в чайнике. Залейте нашинкованную капусту или черничное пюре кипятком и оставьте на полчаса.

В первую банку налейте 2 столовые ложки воды, во вторую — 2 столовые ложки уксуса. Далее разведите в небольшом количестве воды 2 столовые ложки соды и вылейте смесь в третью банку. Положите чайную ложку отвара капусты или черничного пюре в каждую из банок.

Если вы вдруг не найдете в доме свежую капусту или ягоды, можно использовать консервированную красную капусту или концентрат черничного киселя. Аналогичные эксперименты можно провести также с отваром из красной свеклы или морковным соком.

В банках же должно произойти вот что. Вода — нейтральная среда, уксус — кислая, а сода — противоположная кислому — щелочная. Красная капуста, черника, свекла и морковь содержат красящие вещества, которые в разных средах изменяют цвет. Поэтому в банке с водой цвет не изменится, хотя и посветлеет. В уксусе цвет отвара и пюре станет ярко-красным. В банке с содой цвет изменится на зелено-голубой.

Зная теперь секрет изменения цвета жидкости, можете придумать на этой основе пару нехитрых фокусов. Дескать, вы по своему усмотрению, словно волшебник, можете менять произвольно цвет жидкости.

ПЛАВАЮЩИЕ КАМЕШКИ

Для опыта вам понадобятся: мелкие камешки, сахарный песок, стеклянная банка.

Положите несколько камешков на дно банки. Насыпьте в банку сахар так, чтобы он полностью скрыл камешки. Медленно потрясите банку. Причем обратите особое внимание: банку необходимо трясти, перемещая вверх-вниз, а не из стороны в сторону.

При этом получится вот что. Камешки гораздо тяжелее крупинок сахара. А при движении тяжелым предметам требуется гораздо больше времени для остановки, чем легким. То есть камешки продолжат по инерции свое движение вверх, когда банка начнет опускаться вниз. Это приведет к тому, что под камешками образуется пустое пространство, которое тут же заполняют сахарные крупинки. Когда банка пойдет вверх, камешки продолжат путь вниз, однако там уже все будет занято сахаром. Таким способом камешки как бы всплывут в сахарном песке, сами пробьют себе дорогу на свободу и окажутся сверху сахарного песка.

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Чудеса в капле

Чудеса можно найти даже в капле воды. Вот куда-то уверенно плывет инфузория-туфелька. Тело ее неподвижно, словно льдинка. Но за секунду туфелька проплывает расстояние, многократно превышающее ее собственную длину. Трудно поверить, что к нему может быть как-то причастно движение микроскопических ворсинок, покрывающих ее тело.

Подобные загадки встречаются не только в микромире. Вот молодая щука неподвижно зависла в зарослях водорослей. Вдруг появилось нечто съедобное — и хищница, не совершив ни единого движения ни хвостом, ни плавниками, бросается на нее. Не менее удивительна и форель, неподвижно стоящая в воде быстрого горного ручья, не шевеля плавниками. В чем же секрет?

Микроорганизм со всех сторон окружен молекулами воды. Их давление по всем направлениям одинаково, и микроорганизм неподвижен.

Микроорганизм с одной стороны своего тела начал выделять вещества, уменьшающие силу поверхностного натяжения. Равновесие молекулярных сил нарушено, и он пришел в движение.

Конкретного объяснения всех этих чудес наука пока не дала. Но нам ничто не мешает построить свои догадки. Если вырезать из картона лодочку с щелью посередине, вложить в эту щель кусочек камфары и опустить лодочку на воду, то она бойко двинется вперед. Объясняется это тем, что камфара, растворяясь, повышает поверхностное натяжение воды позади лодочки, и оно толкает ее вперед.

Твердая камфара бывает в аптеках не часто, поэтому можно поставить другой опыт. Наломайте 5–6 мелких кусочков пенопласта и уложите их на воде по кругу. Если в воду в центре круга окунуть кусочек мыла, то кусочки разбегутся. Чтобы собрать их, достаточно коснуться воды кусочком сахара.

В этих опытах, возможно, таится механизм движения инфузории, щучки и неподвижности форели в потоке. Движители обычного типа — плавники или пароходные винты, — отбрасывая воду, действуют на реактивном принципе. Когда же в нашем опыте кусочки пенопласта реагируют на сахар и мыло, то ими движет изменение силы поверхностного натяжения воды.

Поверхность воды можно сравнить с тончайшей резиновой пленкой. Под действием сахара ее натяжение возрастает, и кусочки пенопласта сближаются. Мыло же, наоборот, снижает поверхностное натяжение воды, и более сильное натяжение круга кусочки пенопласта растаскивает.

И инфузории, и крохотная щучка теоретически могут двигаться за счет изменения сил поверхностного натяжения воды. Для этого они должны уметь выделять вещества, управляющие этим напряжением.

Рассмотрим это на примере инфузории, имеющей форму шарика (есть и такие). В чистой воде на поверхности ее тела имеется примерно такая же равномерно натянутая пленка молекул воды. Все действующие в ней силы уравновешены, и инфузория неподвижна. Но вот она с одной стороны выпустила вещество, снижающее поверхностное натяжение. Равновесие тотчас нарушится, на противоположной стороне более упругая пленка начнет сжиматься, и инфузория придет в движение.

Если инфузория умудрится на одном из полушарий своего тела снизить силу поверхностного натяжения воды в три раза, то, как показывают расчеты, она сможет развить скорость 16 м/с. При такой скорости возможного запаса вещества ей хватит лишь на доли миллиметра пути, но при скорости в десятые доли миллиметра в секунду ей хватит ресурсов, чтобы бесконечно долго плавать по своему океану — капле воды.

На том же принципе могла бы двигаться и щучка. Если она может повысить силу поверхностного натяжения воды в 2 раза, то при длине тела в 10 см, те же 10 см она преодолеет всего за 0,03 секунды. От такого броска не ускользнет ни одна добыча!

Однако с увеличением размеров тела сопротивление возрастает быстрее, чем возникающее на его поверхности давление. Для существ большого размера и тем более подводных лодок такой способ передвижения, к сожалению, не пригоден.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Солнечная энергетика — своими руками

Поток солнечной энергии в средних широтах не так уж и мал — до 600 Вт на квадратный метр. Поэтому в местах, где много солнечных дней, всерьез думают о ее промышленном использовании. В Калифорнии, например, в пустынной местности, непригодной для сельского хозяйства, построен целый завод по производству электроэнергии, где люди кажутся букашками рядом с панелями солнечных батарей.