Ю.А.БОРИСОВ,
школа № 6, г. Волжск, Республика Марий Эл
volgabor@rambler.ru

Магические демонстрации

1. «Телекинез». При изучении темы «Плавание тел» в 7-м классе рекомендуется использовать демонстрацию игрушки «картезианский водолаз». Наш «водолаз» – стеклянная пробирка, частично заполненная водой и закрытая резиновой пробкой-конусом, в которой сбоку ножом прорезана сквозная щель (по образующей конуса). Пробирку пробкой вниз помещают в прозрачную пластиковую бутылку с водой, которую закрывают завинчивающейся крышкой. Для улучшения видимости и лучшего хранения в воду добавляют немного медного купороса.

Несколько раз плавно опуская кисть правой руки, учитель как бы заставляет «водолаза» тонуть, а в это время левой рукой незаметно легонько сжимает нижнюю часть бутылки, и, конечно, «водолаз» опускается. Класс замирает. Учитель на шаг отходит в сторону – «водолаз» поднимается вверх.

Кто-нибудь обязательно попросит: «Дайте я попробую». Получив разрешение и подойдя к демонстрационному столу, ученик правой рукой начинает выполнять пассы: медленно – вниз, быстро – вверх, но «водолаз» не тонет. Тогда учитель предлагает классу «силой мысли» помочь «экстрасенсу». Все напрягаются, но «водолаз» опять не тонет! Наступает время раскрыть принцип погружения, проводя аналогию между «водолазом» и подводной лодкой. При объяснении учитель сначала, легко сжав бутылку, опускает «водолаза» вниз, затем, когда он остановится, сжимает бутылку посильнее, демонстрируя утяжеление «водолаза» за счёт втекания в него воды из бутылки. Отмечает при этом уменьшение объёма воздуха в пробирке.

2. Магические константы. Две важные мировые константы – гравитационная постоянная и электрическая постоянная вакуума – «магически» связаны с годами открытия соответственно закона всемирного тяготения и закона Кулона. При объяснении этих законов делается запись на доске:

Интересно также обратить внимание на «зеркальное отражение» числовых значений постоянной Больцмана и универсальной газовой постоянной:

Понятно, что отмеченные связи вовсе не являются волшебными, но запоминание констант облегчают.

3. Исчезновение текста. В оформлении кабинета физики целесообразно предусмотреть демонстрацию оптического явления: исчезновение красных букв текста на белом стенде (к которому учащиеся давно привыкли) при их наблюдении через красный светофильтр. Для наблюдения эффекта учащимся раздают 6–8 светофильтров и дают рекомендации. Эффект известен, но всегда поражает. Фон стенда должен быть немного сероватым. Очень белая и толстая бумага (ватман) для этой цели не подходит, так что имеет смысл поэкспериментировать. Второй способ – освещение стенда с текстом интенсивным источником света через красный светофильтр при хорошем затемнении кабинета. При этом угол, под которым освещают текст, должен быть равен углу, под которым его наблюдают.

4. Возникновение текста. С этим опытом автор познакомился в далёком 1956 г., когда учился в
3-м классе. Однажды учительница, разбирая с классом домашнее задание по русскому языку, открыла тетрадь одного ученика... и изменилась в лице. Она удивлённо сообщила, что два дня назад, когда она проверяла тетради, всё было в порядке, а сейчас… И она стала показывать нам листы: один, второй... На них всех проявился текст домашнего упражнения! Странным казался и цвет чернил. (Тогда ученики писали перьевыми ручками, макая их в чернильницы-непроливайки.) Будучи в возрасте и глубоко верующей женщиной, она, по-видимому, посчитала это за проделки нечистой силы. От самого ученика она ничего не смогла узнать. А на перемене он признался нам, что его сестра, студентка химико-технологического института, принесла из лаборатории какой-то порошок и, решив подшутить, добавила его в чернила брату. Цвет необычных чернил автор запомнил и через 30 лет увидел его в одной из химических лабораторий – он проступал на бумаге, в которую был завёрнут порошок меламин.

Ещё через несколько лет пришла идея использовать меламин для демонстрации диффузии в средней школе. Этот опыт был опубликован в «Физике» № 1/05. Однако редакция, вероятно, чтобы вызвать дискуссию, представила опыт как капиллярные явления. На самом деле капиллярные явления имеют место только тогда, когда имеется свободная жидкость, т.е. при влажности бумаги более 60%. В приводимом опыте такой влажности не было.

Чтобы исследовать явление, автор вместе с учащимися провёл опыты с чернилами, содержащими различное количество меламина, аммиачной воды и гидроперита, и при различной влажности бумаги. Во всех случаях эффект перехода надписи на следующие страницы наблюдался, в том числе и после предельного высушивания феном бумаги с надписью, т.е. при её минимальной её влажности. Результаты опыта приведены на фото – на с. 7 и 8 видна надпись, проникшая со с. 1 вследствие диффузии. Процесс окрашивания объясняется сублимацией меламина, его последующей диффузией в газовой фазе в поры целлюлозных волокон и осаждением на них. Меланин химически взаимодействует с макромолекулами целлюлозы и фиксируется на них, что используется для повышения нагревостойкости целлюлозных материалов. Процесс дальнейшего проступания надписи после 8-й страницы значительно ослабляется, а затем и совсем прекращается.

5. Магические изречения. В кабинете физики целесообразно наряду с изречениями известных людей вывешивать и высказывания выпускников. При длительном восприятии они надолго запоминаются и играют немалую воспитательную роль.

______________________________________

В подготовке демонстраций принимали участие учащиеся Альберт Юсупов, Александр Казаков и Максим Чапуль.