Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей - Александр Дмитриев

68

Криминалисты, или Как обнаружить отпечатки пальцев

Для опыта нам потребуются: свечка, зеленка, палочка с ваткой, стеклянный бокал, мука или крахмал.

Давайте отвлечемся от физики и просто сделаем забавный опыт.

Все мы уникальны, то есть единственные в своем роде – и вторых таких на свете нет. Даже близнецы немного отличаются. Люди вообще хотят отличаться друг от друга хоть чем-нибудь. Красят волосы, делают прически, носят украшения, шьют или покупают одежду…

Но у каждого при себе есть узор, какого нет больше ни у кого. Это – отпечаток пальца.

Есть несколько теорий, почему у человека есть на подушечках пальцев и ладошках особые линии, узоры, которые ученые называют папиллярными линиями. Может быть, эти узоры достались нам от далеких предков, которые жили на деревьях? Ведь «шероховатыми» пальцами можно лучше ухватиться за ветку, гребешки и выступы этих линий повышали силу трения и давали возможность не соскользнуть вниз, не разбиться при падении и не попасть в пасть кровожадным хищникам.

Как бы то ни было, а интересно посмотреть на собственные отпечатки и изучить их. Вот как мы это проделаем.

Возьмем обычную свечку и любой плоский предмет – блюдечко, кусочек кафельной плитки, наконец, просто деревяшку. Зажжем свечку и капнем несколько капель стеарина на поверхность. Расплавленный воск почти сразу начнет застывать, мутнеть. Когда он уже немножко помутнеет, но еще не окончательно остынет, надо просто прижать палец к его поверхности и подождать полминуты-минуту, не двигая палец.

Когда мы поднимем палец, в воске останется четкий отпечаток. Но чтобы его было лучше видно, я взял и накапал немного зеленки прямо на отпечаток. Потом палочкой с кусочком ваты аккуратно размазал зеленку, чтобы не попортить отпечаток, – и получился очень красивый узор!

Между прочим, отпечаток пальца использовался (и используется) во многих странах и культурах как официальная печать на документе. Если человек не умеет писать и не может подписаться, тем не менее он может удостоверить, что согласен с документом, приложив руку, намазанную чернилами.

Через множество веков современная цивилизация возвращается к той же идее, только на новом техническом уровне. Уже существует много приборов и охранных систем, которые определяют отпечаток пальца и по нему могут пропустить только этого и никакого другого человека!

Говорят, по таким узорам можно многое сказать о человеке. Недаром гадалки пытаются предсказывать судьбу по линиям на руке. Но нам просто интересно получить личный отпечаток пальца – четкий и красивый. Мы-то знаем, кто мы такие на самом деле. Зачем нам гадалки!

Есть еще один очень интересный способ обнаружить отпечатки пальцев, еще более близкий к тому, что используют сыщики. Дело в том, что уже довольно давно сыщики ловят преступников с помощью исследования отпечатков пальцев. Ведь если у каждого человека отпечатки пальцев уникальны, то есть единственные – больше таких нет ни у кого, можно использовать их как своеобразный «паспорт», метку. Подумайте только, на нашей планете уже более шести миллиардов (6 000 000 000) человек – и у каждого свои, отличающиеся от всех других, отпечатки пальцев! Представьте себе, что если сравнивать один отпечаток пальца в секунду с имеющимся образцом, то шесть миллиардов секунд – это сто девяносто лет! Облегчает дело то, что, конечно, не все люди «сдают» свои отпечатки, – обычно в картотеки попадают те, кто уже нарушил закон. Однако в последнее десятилетие все активнее разрабатываются системы автоматического распознавания отпечатков – они применяются в аэропортах, при получении паспорта, визы для поездки в другую страну и так далее. Мощные компьютеры успевают сравнить отпечаток с огромным количеством известных и выдать результат за сравнительно короткое время – секунды. Но чтобы получить отпечатки пальцев, нужно было разработать специальные методы. На самом деле эти методы не такие уж сложные, и мы можем прямо на кухне их освоить. Возьмем чистый, сухой, прозрачный стакан или бокал. Пальцами потыкаем в масло (обычное сливочное масло из холодильника) и потрем пальцами друг об друга, чтобы масло было не толстым слоем на коже, а почти незаметно. В общем, размажем его по ладошкам.

Теперь аккуратно и плотно отпечатаем свой палец на поверхности бокала. Мы увидим, что на стекле появился полупрозрачный отпечаток пальца. Возьмем теперь ватку и обычную муку или крахмал. Нам важно, что это очень тонкий порошок. Аккуратно ватку обмакнем в муку или крахмал, затем очень осторожно пошлепаем по поверхности стакана, стараясь не нажимать. Порошок прилипнет к жировым отпечаткам. Обмахнем очень нежно поверхность стекла ваткой, чтобы снять излишки порошка, – получится очень заметный отпечаток! Особенно если смотреть на свет. Такой отпечаток уже можно фотографировать – и потом использовать в работе настоящего следователя!

Это мои отпечатки указательного пальца – я прижимал его три раза.

На фото увеличенные отпечатки пальцев, которые я получил в этом опыте. Стрелками отмечены характерные места – порезы, раздвоения папиллярных линий.

69

Крахмал и йод – галактика

Для опыта нам потребуются: высокий стакан или банка, йод, крахмал.

Знаете, что занимательно? Пока я придумывал опыты и писал эту книгу, я часто спрашивал у своих взрослых знакомых, знают ли они про то или про это, делали когда-нибудь в жизни опыты…

Выяснилось, что в детстве, кроме некоторых простейших стреляющих устройств (поджиг), почти никто ничего не делал. А девочки – те вообще практически ничего делать не пробовали. Но когда я делаю эти опыты, все с удовольствием участвуют. Одно дело где-то что-то слышать или прочитать и совсем другое – сделать своими руками.

Между прочим, даже на кухне можно сделать такие вещи, которые помогут, например, лучше понять, как устроена вселенная или наша галактика. Попробуем и мы сделать этот простой опыт.

Для него нам понадобится йод и обычный крахмал. Пакетики с крахмалом продаются почти в любом продовольственном магазине, причем недорого. Ну а йод вообще дома надо иметь, вдруг палец порежешь… Из школьной химии некоторые знают, что йод и крахмал в смеси дают реакцию и синий раствор.

Мы возьмем высокий стакан или банку, нальем обычной холодной воды (если теплой, крахмал может слипнуться комочками). Сыпанем крахмала – ну, скажем, чайную ложку на объем стакана, не больше. Размешаем ложечкой – вода станет мутноватой.

Возьмем, раскрутим воду с крахмалом – словно мы размешиваем сахар в чае. У нас получится небольшой водоворот в банке.

Теперь в самый центр водоворота капнем одну (всего одну!) каплю йода. В центре сначала «забурлит» на мгновение вода и образуется темное синее пятно, которое будет колебаться и вращаться, образуя постепенно довольно занятную спираль.

Эта спираль очень похожа на спираль нашей галактики. Представьте только, в далеком космическом пространстве вращаются колоссальные облака из космического вещества. Это газ, звезды, туманности, пылевые облака… Они словно раскручены какой-то невероятно гигантской чайной ложечкой – и от этого вращения образовался один из водоворотов, наша галактика. У нее есть такие же «рукава», которые получаются и у нас в опыте. Дело в том, что внутри водоворота в центре скорость вращения быстрее.

Это и понятно, ведь с краю надо частице пробежать по широкому кругу, а в центре – очень маленький кружок. Поэтому, если частица перемещается от центра к краям, она замедляет свой бег относительно центра и как бы отстает от центрального вращения. Поэтому «выбросы», «рукава» загибаются, и у вращающейся галактики (или нашей модели) появляются загнутые спиралью полосы.

Так в обычной чашке можно увидеть закономерности для целой галактики! Остается только один вопрос: кто же ее так раскрутил? Но об этом, наверное, я расскажу в другой книге.

Я долго ставил опыт с «галактикой», пока не удалось добиться только одного «рукава», – посмотрите, какая красивая белая спираль нарисовалась в центре банки (я фотографировал сверху).

70

Шутка со стаканом и водой

Для опыта нам потребуются: обычный стакан с водой, квадратный кусок плотной бумаги.

Это старинный опыт, не я его придумал, но, когда я спрашивал про него знакомых детей и их родителей, оказывается, его мало кто знает. Поэтому я решил тоже поместить его в этой книге. Опыт очень простой, но эффектный. Берем обычный стакан и наливаем его водой из-под крана до самых краев, чтобы не оставалось уже места, вода почти выливалась.

Теперь берем квадратный кусок плотной бумажки, только не газеты – лучше бумаги от принтера. Его размер должен быть таким, чтобы бумага полностью накрывала стакан и слегка торчала по краям.