Странная задача
Что бы ты сказал, если бы в задачнике по арифметике тебе попалась такая задача:
«Ученик купил лист синей бумаги и перемешал его с листом желтой бумаги. Какого цвета получилась смесь?»
Наверное, ты бы подумал, что автор задачника шутит. Как можно перемешать синюю бумагу с желтой? Но на самом деле это все-таки возможно. И хотя в задачнике по арифметике такой задачи нет, мы с тобой сейчас ее решим. Сделай волчок, такой, как на нашей картинке.
Ножка волчка — из спички, кружок — из белого картона. Нет белого, возьми любой, только придется сверху наклеить белую бумагу. Раздели кружок на четыре части. Каждая такая часть называется сектором. Красками или цветными карандашами окрась два сектора в синий цвет, а другие два— в желтый. Это у тебя будет синяя и желтая бумага из задачи.
Чтобы смешать синюю бумагу с желтой, запусти волчок. Синий и желтый цвета перемешаются и сольются у тебя в глазах. Какой цвет получился? Зеленый! Вот мы и решили эту странную задачу, и ответ получился тоже немного странный. Но нет, все верно! Сколько ни пускай твой волчок, всегда он будет при вращении казаться зеленым. Ну, а если перемешать красную бумагу с желтой? Красную с синей? Сделай такие волчки и проверь, что получается при их вращении.
Но самый интересный волчок получится, если смешать все семь цветов радуги. Для этого раздели кружок волчка на восемь частей и семь из них окрась в основные цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Восьмой сектор пока оставь белым.
Запусти волчок. Ты увидишь, что он стал почти белым! Чтобы точнее подогнать цвет волчка к белому, воспользуйся запасным, восьмым сектором. Он служит для настройки. Если, скажем, волчок при вращении кажется розоватым, слегка покрась настроечный сектор в зеленый цвет. Пробуя и постепенно усиливая окраску, ты можешь получить почти чистый белый цвет.
Если волчок кажется зеленоватым, крась настроечный сектор в розовый цвет, если голубоватым, — в оранжевый, если желтым, — в сиреневый.
Между прочим, пользуясь таким же настроечным сектором, ты сможешь получать белый цвет и не из всех цветов радуги, а только из пар так называемых дополнительных цветов: голубой + оранжевый, зеленый + красный, фиолетовый + желтый. Тут с настройкой придется повозиться подольше, зато как интересно будет, когда белый волчок, перестав крутиться, окажется желто-фиолетовым или оранжево-голубым!
Аквариум во мраке
Если у тебя есть аквариум, ты не раз любовался его молчаливыми обитателями. Но тебе, конечно, не приходило при этом в голову закрыть окно листом картона. А между тем самое интересное зрелище аквариум дает именно в хорошо затемненной комнате!
Подобрать картонку во все окно трудно. Да это и не нужно. Возьми такой кусок картона, какой сможешь достать, а остальное завесь одеялом. В картоне прорежь щель шириной 2 см и высотой 10 см и приколи его кнопками к раме окна. Лучи солнца пройдут через щель широкой лентой. На их пути установи аквариум так, как показано на рисунке.
Лучи должны пройти через две стенки аквариума, сходящиеся под углом. На том месте, куда они упадут, поставь лист белой бумаги. На этой бумаге ты получишь чудесную цветную ленту! Порядок цветов в ней будет точно такой, как в радуге: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
Этот опыт лучше всего получается, когда солнце стоит невысоко. Для него удобны окна, выходящие на восток или на запад. В окно, выходящее на юг, лучи солнца будут падать слишком отвесно. Придется пристроить за окном зеркало так, чтобы оно отражало лучи солнца в горизонтальном направлении.
Если аквариума у тебя нет, не горюй. Прекрасную радугу можно получить с помощью миски с водой.
Только в этом случае понадобится еще зеркало шириной 12 см и высотой 20 см.
Луч солнца пройдет сквозь щель в листе картона, которым закрыто окно, и попадет в миску. Там он нырнет в воду, отразится от зеркала, снова выйдет на поверхность и попадет на лист бумаги, приколотый ниже щели. Получится радуга с красным цветом наверху и голубым внизу!
Значит, он вовсе не белый?
В «Странной задаче» ты получил белый цвет сложением разноцветных секторов.
В «Аквариуме во мраке» из белого цвета получились все цвета радуги. Но раз все это так, то белый цвет вовсе и не белый? Или, вернее, он не простой, а составной? Может быть, поэтому и получается радуга в пелене дождя и в брызгах фонтана, радужные разводы в пленке керосина или бензина на поверхности лужи?
Да, это так. Солнце посылает нам свет, в котором смешаны все лучи: и красные, и зеленые, и фиолетовые. Этот свет нам кажется белым. Но посмотри: вот он упал на лист бумаги и на лист дерева. Почему же один лист оказался белым, а другой зеленым? Потому, что бумага отражает все лучи, и к нам в глаз попадает все та же смесь всех красок. А зелень растений лучше всего отражает зеленые лучи. Остальные поглощаются. Если тебе попадется красное стекло, хотя бы от фотографического фонаря или от автомобильного стоп-сигнала, посмотри сквозь него на траву и деревья. Они кажутся очень темными, почти черными!
Значит, действительно от них отражается очень мало красных лучей!
А цветные стекла, почему они кажутся цветными? Потому, что из всей пестрой солнечной смеси «выбирают», пропускают не все лучи. Если у тебя есть пластинки цветного стекла размером хотя бы 6x6 см, можешь сделать забавный опыт с пестрыми звездами.
Возьми лист картона, слегка надрежь его и согни углом. На каждой створке начерти круг радиусом 3 см так, чтобы при складывании листа пополам центры кругов совпали. В каждом круге начерти по четырехконечной звезде. Только у одной звезды должны быть два луча вертикальных и два горизонтальных, а у другой все лучи должны быть повернуты на 45°. Это хорошо видно на нашем рисунке.
Тщательно вырежь звезды по контуру и поставь картон на стол между экраном — листом белой бумаги — и двумя свечами или двумя настольными лампами. Эти свечи или лампы должны быть непременно одной высоты.
Угол между створками картона отрегулируй так, чтобы светлые звезды на экране легли одна на другую и получилась одна восьмиконечная звезда. А теперь заслони одну из ламп цветным стеклом. Если уж никакого цветного стекла не найдешь, можешь взять простое и смазать его вазелином, слегка подкрашенным цветными чернилами.
Смотри, звезда на экране стала трехцветной! Середина белая, одни лучи окрасились в цвет стекла, а другие — в дополнительный к нему! Если, скажем, стекло красное, зубцы будут красные и зеленые, если голубое — голубые и оранжевые, если фиолетовое — сиреневые и желтые!
Туманные ореолы
Знаешь ли ты, что такое ликоподий? Это споры папоротника, очень мелкий порошок, который можно иногда купить в аптеке. С его помощью мы сделаем очень красивый опыт.
Небольшой обрезок оконного стекла или «смытую» фотографическую пластинку смажь тонким слоем вазелина. Прижми стекло жирной стороной к ликоподию, рассыпанному ровным слоем на газете. Подняв стекло, стряхни излишек ликоподия легким щелчком по ребру. Должен остаться очень тонкий, полупрозрачный слой.
Теперь, приблизив стекло к глазу, посмотри сквозь него на горящую свечу. Ты увидишь вокруг пламени туманные ореолы. Один… Два… Целых три! И каждый окрашен, словно радуга: снаружи красный, потом оранжевый, желтый, зеленый и внутри синий! Отойди подальше от свечи — ореолы расплывутся шире. Такие ореолы удается увидеть вокруг уличных фонарей во время тумана. Ликоподий тоже сделал наше стекло туманным.
Если достанешь лоскуток так называемого газа — очень тонкой, почти совершенно прозрачной ткани, — можешь сделать другой опыт с ореолами. Приклей лоскуток к картонной рамке и посмотри сквозь него на пламя свечи. Рамку нужно держать в вытянутой руке. Пламя покажется тебе светящимся крестом с радужной бахромой по концам.
Барон Мюнхаузен вертится
Ты, конечно, читал про удивительные приключения барона Мюнхаузена. Чего только не случалось с этим знаменитым вралем! Но барон всегда находил выход из положения.
Однажды он ворвался во вражескую крепость, но его конь был разрезан пополам опустившимися воротами. Заметив потерю, барон поспешил на поиски задней половины своего скакуна. Оказалось, что она мирно паслась на лужайке. Находчивый барон и тут не растерялся. Он мигом сшил обе половинки и поскакал дальше на совершенно целом коне!
Разумеется, это сказка, как и все истории барона Мюнхаузена. Но сшить коня все-таки можно, хотя и не на самом деле, а на картинке. Для этого мы с тобой сейчас сделаем игрушку. У нее очень ученое название: тауматроп. Но сама игрушка совсем простая. У тауматропа всего три части: картонка и две веревочки. Только тауматроп с легкой картонкой работает плохо. Картонка должна быть как можно толще, тяжелее. Можно даже взять фанерку и оклеить ее с обеих сторон белой бумагой.
Сделать хороший рисунок барона на коне нелегко. Да и отверстия для веревочки нужно проколоть очень точно. Поэтому расчерти обе стороны картонки клеточками.
Сначала начерти их на одной стороне, а потом, продолжив концы линий через края, проведи и на другой. Тогда клеточки с обеих сторон будут совпадать. В отмеченных местах, проколи отверстия, продень в них веревочки и завяжи. Растянув веревочки, покрути их между пальцами взад-вперед. Туаматроп должен хорошо вертеться. Теперь аккуратно перенеси по клеточкам рисунок передней половины коня с бароном, а на другую сторону — рисунок задней половины коня. Сначала нужно только наметить рисунки карандашом и проверить, правильно ли «срастается» конь при вращении картонки. И только хорошо подогнав рисунки, густо зачерни их. Снова закрути тауматроп. Разрезанный конь барона срастается на глазах!
Почему так получается? Наш глаз удерживает впечатление виденного. Голова коня исчезла, но ты продолжаешь «видеть» ее еще одну десятую часть секунды. За это время тауматроп успеет несколько раз показать тебе то хвост коня, то снова голову. Поэтому тебе и кажется, что ты видишь всего коня сразу. Это же свойство глаза использовано в кино и в телевидении. Там тоже показывают каждую секунду больше двадцати неподвижных картинок. Они сливаются в глазу, и мы видим как бы одно движущееся изображение.
С помощью тауматропа можно не только «сшить» коня. Можно посадить птичку в клетку, поставить в вазу букет цветов. Постарайся сам придумать еще какие-нибудь картинки для тауматропов и проверь, хорошо ли они получаются.
Глаз не успевает
В опыте с тауматропом обнаружилось несовершенство человеческого глаза. Он не успевает заметить, как одна картинка тауматропа сменяется другой. На этом же несовершенстве глаза основаны еще два забавных опыта: с вертящейся монетой и с утиной или куриной «вилкой».
Положи на стол пятачок. Подхвати его с двух сторон остриями иголок и подними. Дунь на верхнюю часть монеты, она начнет очень быстро вращаться между иглами, как на оси.
Можно раскрутить монету до такой скорости, что она будет казаться шаром, только немного не сплошным, просвечивающим.
Вилкой называют в быту забавную косточку в верхней части груди птиц. Она представляет собой две ключицы, сросшиеся концами. Когда будешь есть курицу или утку, сохрани эту косточку, хорошо ее очисть ст остатков мяса и хрящей и используй для опыта. Несколько раз оберни «ножки» вилки крепкой ниткой и концы нитки свяжи. Получилось растянутое нитяное кольцо. Вставь в него спичку до половины и закрути точно так, как закручивают веревку, чтобы натянуть полотно лучковой пилы. При этом упругие концы вилки сблизятся.
Теперь подтяни спичку на одну сторону так, чтобы только конец ее остался в нитяной петле, а другой конец лег на середину вилки. Прижми его к этой середине пальцем свободной руки. А ну-ка, отними палец. Щелк! Нитка мгновенно раскрутится, спичка опишет круг и стукнет концом по другой стороне косточки. Собственно, ты этого и ожидал. Но вот что удивительно: кажется, будто произошло совсем другое. Повторяй опыт хоть сто раз, тебе всегда будет казаться, что конец спички не обошел кругом, а прорезал кость, пройдя сквозь середину вилки!
Ведь рывок спички по круговому пути настолько стремителен, что глаз совершенно не успевает его заметить.
Еще один предок кинематографа
Тауматроп — один из «предков» кинематографа. А вот и более близкий предок: стробоскоп. В нем тоже происходит очень быстрая подмена картинок. Только в стробоскопе картинок больше, и они изображают разные моменты движения.
Вот, например, четыре изображения девочки, подбрасывающей мяч. Момент первый — мяч внизу, в руках у девочки. Момент второй — мяч на половине дороги вверх. Момент третий — мяч в верхней точке. Момент четвертый— мяч снова на половине дороги. Правда, уже не вверх, а вниз, но картинка все равно будет точно такая же, как и вторая. Переведи эти картинки по клеткам на четыре одинаковых листка чертежной бумаги. При этом увеличь их вдвое, то есть клетки сделай не по 5, а по 10 мм.
Прежде чем склеивать, подбери для стробоскопа ось (вязальную спицу) и подшипники — две стеклянные или фарфоровые бусины, которые должны надеваться на эту спицу совершенно свободно. Пусть даже болтаются на ней немножко! Теперь сверни из бумаги трубочку, равную по высоте картинкам стробоскопа, и склей ее, вложив внутрь (тоже с клеем), обе бусины. Во время склеивания в бусины должна быть продета спица, иначе отверстия могут встать косо! Нижняя бусина должна выглядывать из трубочки до половины, верхняя может быть утоплена внутрь.
Согни картинки с девочкой пополам, только без резкого перегиба (на круглом карандаше), и склей их крестом, «спина к спине». Нижние кромки не склеивай, а внутрь вдвинь трубочку, да не медли с этим, пока клей не засох. Из картона вырежь круг диаметром 10 см. В середине — отверстие, чтобы трубочка проходила. Посади крестовину с картинками на круг и приклей кромки картинок. Нижняя бусина должна выглядывать.
Ну, а теперь надень на спицу еще одну бусину, под нижней, и возьми спицу в левую руку, а правой погоняй картонный круг. Карусель с картинками завертится — быстрее, быстрее! И мячик в руках у девочки запрыгает: вверх — вниз, вверх — вниз!
Можешь сделать для стробоскопа и другие картинки. Скажем, собаку, проскакивающую сквозь обруч, или человечка, поднимающего и опускающего руки, или чертика, выскакивающего из коробочки.
Вот какой занятный был предок у кинематографа!