Досвід своїми руками

Думаєте, науковий експеримент можливий тільки в лабораторії? Помиляєтеся! Музей цікавих наук «Експеріментаніум» покаже кожному дію законів навколишнього світу.

- Відхилити маятник на довільні невеликі кути.
- Подивіться, який малюнок при цьому вийшов.

Цей пристрій складається з двох маятників. Маятники гойдаються в одній площині. До одного з маятників прикріплений аркуш паперу, а до іншого - олівець. Відстань між ними підібрано так, що при коливаннях олівець стосується паперу. Довжина намальованої лінії визначається різницею відхилень маятників від положень рівноваги. Поступово маятники будуть втрачати енергію через тертя, і амплітуда коливань буде зменшуватися.

- Спробуйте з'єднати два магніти разом.

Це зробити не так просто, так як між магнітами є електромагнітне взаємодія.

Магніти - це джерела магнітного поля. Всі магніти мають два полюси. У даній моделі однойменні полюси магнітів розташовуються одна напроти одної. Це означає, що між магнітами виникає сила відштовхування. Чим ближче магніти один до одного, тим більше величина цієї сили. Це пов'язано з тим, що напруженість магнітного поля близько магніту більше. Наочно це можна уявити собі таким чином. Силові лінії магнітного поля гущі близько магніту, ніж удалині від нього. Чим більше ми докладемо силу, тим ближче ми зрушимо магніти один до одного.

KINECT - це невеликий пристрій, який розпізнає зображення і об'єкти за допомогою двох камер, які відстежують руху. У ньому є чотири мікрофони, за допомогою яких воно здатне розуміти команди і визначати напрямки звуку.

Таким чином, використовуючи своє тіло, за допомогою KINECT можна малювати, вести прогноз погоди і навіть ... управляти планетою.

- За допомогою ручки приведіть маятник в рух.
- Поспостерігайте за його рухами.
- Розгойдайте маятник сильніше.
- Подивіться, як зміниться його рух.

Коливання даного маятника - наочний приклад хаотичних процесів, які не можна (або дуже складно і громіздко) точно описати математично. Для хаотичних процесів характерна велика кількість параметрів і початкових умов, від яких залежить динаміка процесу.

Оскільки даний маятник сам складається з пов'язаних маятників, то динаміка всього процесу складна і важко описувана математично. При цьому ми можемо з різною силою кожен раз розкручувати маятник, що унеможливлює прогноз розвитку подальшого процесу.

Незважаючи на всю складність процесу, необхідно пам'ятати, що сумарна енергія системи зберігається. Це означає, що постійно відбувається перехід енергії з однієї частини хаотичного маятника в іншу. Є ще, звичайно, тертя, яке зменшує енергію системи з часом. Внаслідок тертя коливання загасають.

В установці для створення торнадо використовується генератор пари і вентилятори. У центрі воронки повітря піднімається вгору і розкручується. Поза торнадо повітря опускається назад вниз.

У природі торнадо зазвичай виникають при контакті теплого і холодного повітря. Тепле повітря піднімається вгору, холодний опускається вниз. Для освіти природного торнадо потрібна значна різниця температур, яка зустрічається досить рідко.

- За допомогою металевого кільця отримаєте мильна бульбашка або циліндр!

Що ж таке мильна плівка?

Плівка являє собою шар води, укладений між двома дуже тонкими шарами мила. Шар мила складається з молекул, одна частина яких гидрофильная (добре взаємодіє з водою), а інша - гідрофобна (погано взаємодіє з водою).

Пузир, зроблений тільки з води, є нестабільним і швидко лопається. Мило потрібно для стабілізації. Крім того, мило ... зменшує поверхневий натяг води приблизно в три рази! Коли плівка розтягується, концентрація мильного розчину на поверхні зменшується, збільшуючи при цьому поверхневий натяг. Крім того, мило охороняє воду від випаровування.

- Доторкніться до скляного кулі, щоб «зловити» плазмовий промінь.
- Відчуйте проходить через шар струм. Тримаючись однією рукою за кулю, доторкніться іншою рукою до шкіри людини, який не стикається з кулею.

У центрі кулі розташований електрод, на який подається струм високої напруги (близько 10 000 В) і частоти (близько 35 000 Гц). Цей струм проходить через розташовану всередині кулі суміш інертних газів (зазвичай неону і аргону або ксенону), в результаті чого суміш газів в стан плазми (електрони відокремлюються від ядер атомів) і починає світитися.

Чому ми притягуємо плазмові промені?

Якщо два провідника розділити діелектриком, між ними починає накопичуватися електричний заряд. Чим більше провідність цих провідників, тим легше накопичується заряд. Зовнішня скляна сфера (діелектрик) відокремлює повітря (який є провідником) від плазми (вона теж проводить струм), відповідно, між ними теж накопичується заряд. Але людське тіло проводить струм краще повітря, тому, коли ми підносимо руку до кулі, току виявляється легше текти по нам.

- Підійдіть до дзеркала і ви побачите нескінченний коридор!

Чому ми бачимо нескінченно багато лампочок? Насправді, лампочок не безкінечна багато. Вони лише розташовуються по краю дзеркала! Весь фокус можливий завдяки тому, що дзеркало складається з двох частин. Передня частина - напівпрозора. За рахунок багаторазових відображень від передньої і задньої поверхні створюється багато уявних образів від лампочок. При кожному проходженні через передню поверхню промінь розділяється на відбитий і проходить (переломлений). Отже, чим "далі" образ лампочки, тим менше його яскравість.