Автор: Кузнецов Владимир Романович Должность: преподаватель Учебное заведение: МОУ СОШ №86 Населённый пункт: г. Ростов-на-Дону Наименование материала: учебное пособие Тема: Физика - малышка Раздел: начальное образование
В. Р. КУЗНЕЦОВ
Физика – малышка
Ростов-на-Дону
2008
В книге популярно рассказывается об элементарных понятиях физики.
Изложение чередуется с иллюстрациями по каждой теме.
Текст адаптирован для усвоения его детьми в возрасте 6 – 8 лет (младший школь-
ный возраст и дети старшей группы детского сада).
В конце книги даны методические рекомендации для проведения занятий с детьми.
2
Мы с вами вступаем в удивительный мир физики. Что изучает физика? Она
изучает общие свойства физических
тел . Физические тела – это всё, что мы
видим вокруг: люди, животные, деревья, машины, дома, звёзды. Однако физика
занимается не всеми свойствами этих тел. Животных изучает зоология, жизнь
растений изучает ботаника, болезни человека изучает медицина. Если же из-
меряется длина, вес или скорость движения каких-либо тел, то мы получаем
их физические свойства. Эти свойства и изучает физика.
Таким образом, получается, что физика изучает самые общие свойства тел
окружающего мира. Именно поэтому открытыми физикой законами пользуются са-
мые различные отрасли науки и техники.
Тела состоят из веществ . Вещество – это однородное тело, тело с одина-
ковыми свойствами. Вещество может находиться в одном из трёх состояний :
твёрдом, жидком или газообразном. При обычной комнатной температуре в
твёрдом состоянии находятся, например, такие вещества как железо, медь,
олово, пластмасса; в жидком состоянии – вода, молоко, бензин; в газообраз-
ном – газ газовой плиты, пар из кипящего чайника, воздух, которым мы ды-
шим.
Автомобиль – это физическое тело. Он состоит из множества деталей. Каж-
дая деталь состоит из одного или нескольких веществ: стали, алюминия, ре-
зины, стекла. Веществом является и бензин. Из многих веществ состоит и
телевизор. Даже обычная книга состоит из нескольких веществ. Это – бумага,
типографские краски, клей, картон, ткани, нитки.
3
4
Свойства физических тел измеряются измерительными приборами. Какие же свой-
ства тел измеряют приборы? Приборы измеряют линейные размеры тел (длину, шири-
ну, высоту, глубину), их вес, твёрдость, температуру, время. Чем же измеряются
эти свойства?
Линейные размеры измеряются линейкой и специальными приборами. Вес измеря-
ется весами. Самые простые пружинные весы состоят из пружины и прикреплённой к
ней стрелочки. Чем тяжелее тело, тем больше оно растягивает пружину и стрелоч-
ка показывает больший вес. Твёрдость веществ измеряется специальным прибором –
твердомером. Часто мы сами можем оценить, что твёрже. Камень твёрдый, резина –
мягче, свежий пластилин – ещё мягче. Время измеряется часами. Самые разные по
размерам, форме и устройству часы есть в каждом доме.
Перечисленные физические свойства тел и веществ могут быть очень разными по
величине. Самое маленькое деление на линейке обычно равно одному миллиметру.
Есть тела, которые во много раз меньше миллиметра. Зато расстояния в космосе
очень большие. Если вы соберётесь лететь на Марс, то запаситесь не только про-
дуктами, водой и горючим. Вам надо запастись и терпением, а лучше всего – ин-
тересными книгами. Только в одну сторону вам придётся лететь больше трёх меся-
цев.
Вес тел тоже может быть очень разным. Одна чайная ложка воды весит всего
около 5 грамм. В стакане – 200 грамм воды. 1 литр воды весит 1000 грамм или 1
килограмм. Слон весит 4500 килограмм. Планеты и звёзды весят неизмеримо
больше, чем слон. Есть частицы вещества, которые весят намного меньше 1 грам-
ма.
То же можно сказать и о времени. Вы все знаете, что такое час, минута и се-
кунда. Есть процессы, которые протекают за тысячные и миллионные доли секунды.
5
Учёные научились измерять эти очень маленькие промежутки времени. Есть процес-
сы, которые длятся очень долго. Египетским пирамидам – пять тысяч лет. Есть
процессы, которые продолжаются миллиарды лет – столько длится жизнь звёзд и
планет.
6
7
Дальше мы расскажем вам об измерении температуры и изменении свойств тел
при нагревании. Температура измеряется термометрами. Термометры могут
иметь разное назначение. Есть термометры для измерения температуры воздуха
– комнатные и уличные. Есть термометры для измерения температуры воды.
Термометры специальной конструкции используются для измерения высоких тем-
ператур в печах. Термометр для измерения температуры больного чаще называ-
ют «градусником».
Как же термометр узнаёт, какое тело теплее, а какое холоднее? Для этого
используются различные свойства тел. Одно из этих свойств состоит в том,
что все тела при нагревании расширяются. Особенно сильно расширяются ме-
таллы – железо, медь, алюминий и другие.
В медицинских термометрах часто используется ртуть. Ртуть – это, при
комнатной температуре, жидкий металл. Чем выше температура у больного, тем
выше поднимается по стеклянной трубочке блестящий столбик ртути. Вместо
ртути в градуснике может быть окрашенная жидкость – спирт.
Температура измеряется в градусах . Что такое один градус? Мы знаем, что
вода, как и все вещества, может находиться в трёх разных состояниях –
твёрдом, жидком и газообразном. Жидкая при комнатной температуре вода при
охлаждении на морозе замерзает, а при кипении превращается в пар.
Измерим температуру таяния льда, когда лёд превращается в воду. Этот
опыт вы легко можете проделать сами.
1. Положите в чашечку немного снега или льда из холодильника.
2. Поместите в этот снег уличный термометр (но не медицинский!).
8
3. Посмотрите, где остановился столбик спирта. Он должен показывать 0
°
(читается: «Ноль градусов»).
Если опустить термометр в кипящую воду, он покажет 100
°
. Однако этот
опыт вам делать не надо. Вы можете обжечь руку. Да и не каждый термометр
рассчитан на такую температуру, он может просто лопнуть.
А что, если термометр не покажет 0
°
при таянии льда и 100
°
при кипении
воды? Это значит, что неисправен ваш термометр! Это можно сказать уверенно
потому, что шкала термометра сама рисуется или, правильнее говорить –
«градуируется», по воде. Как это делается? Достаточно просто.
То место, на котором останавливается столбик термометра при таянии льда,
обозначается как 0
°
, а при кипении воды – 100
°.
Потом расстояние между от-
метками 0
°
и 100
°
делится на 100 равных частей. Так мы получаем шкалу, каж-
дое деление которой равно 1
°
.
Температуры тел могут быть очень разными. Температура на Солнце равна
6000
°
. Есть температуры в миллионы градусов. Температуры выше 0
°
называются
«положительными». Перед ними ставят знак «+» («плюс») или ничего не ста-
вят. Температуры ниже 0
°
называются «отрицательными». Они пишутся со знаком
«–» («минус»). Самая большая отрицательная температура в природе –273
°
ниже
нуля.
При очень высоких и очень низких температурах меняются многие свойства
веществ. Так, например, газ гелий при низкой температуре превращается в
жидкость, а при температуре близкой к 273
°
ниже нуля жидкий гелий начинает
9
вдруг сам подниматься по стенкам сосуда и выливаться из него через край.
Это явление называется «сверхтекучестью».
10
11
Переход из твердого состояния в жидкое называется « плавлением ». Обратный
переход называется « затвердеванием ». Плавление разных веществ происходит при
разных температурах. Эта температура называется «температурой плавления». Для
перехода льда в воду и обратно эта температура, как мы уже говорили, равна
нулю градусов. Шоколад плавится при температуре около +40
°
. Олово плавится при
+232
°
, золото – при +1063
°
, железо – при +1530
°
.
Переход из жидкого состояния в газообразное называется « кипением ». Темпера-
тура кипения воды, как вы уже знаете, равна +100
°.
Температура кипения расти-
тельного масла несколько более +200
°
. Здесь можно заметить, что правильнее пи-
сать температуру так: 100
°
C, 200
°
C. Что означает буква «С» (она читается по-
латыни как «Це»)? Она означает, что температура измеряется «По Цельсию». Дело
в том, что существует несколько разных шкал температур. Учёный Цельсий предло-
жил ту шкалу, о которой мы вам говорили, в ней за 0
°
C принята температура тая-
ния льда, а за 100
°
C – температура кипения воды.
В связи с этим надо знать, что вода кипит при 100
°
C только в обычных, нор-
мальных условиях, при атмосферном
давлении на уровне моря. Дело в том, что мы
погружены в воздушный океан, подобно тому, как рыбы погружены в океан водный.
Атмосфера оказывает на нас давление. Над нами всегда находится столб воздуха
высотой в несколько километров. При подъёме в гору атмосферное давление на нас
уменьшается. При этом изменяется температура кипения воды. Воде становится
легче закипеть. На вершине самой высокой горы – Эвереста – вода кипит при тем-
пературе всего +70
°
C.
При кипении жидкое вещество превращается в газообразное. Однако это бывает
и при простом испарении . Например, при сушке мокрого белья на верёвке. Разница
в том, что при испарении самые быстрые частицы воды превращаются в пар и уле-
тают в атмосферу с поверхности воды. Это может происходить и при обычной,
например – комнатной, температуре. При кипении же вода превращается в пар по
12
всей толще воды, а не только с поверхности.
13
14
Процесс плавления широко используется в науке, технике и в быту. Из желез-
ной руды с помощью нагрева выплавляют сталь и чугун. Потом их разливают в раз-
личные формы и остужают. Так получают стальные и чугунные заготовки, из кото-
рых на заводах делают разные детали.
Олово и его сплавы довольно легко плавятся. Это используется при пайке раз-
личных соединений и радиодеталей паяльником. Олово расплавляется нагретым па-
яльником, а потом быстро застывает и скрепляет детали в нужном месте.
Расширение газов при нагревании используется в двигателях автомобилей, теп-
ловозов и теплоходов. В двигатель небольшими порциями впрыскивается горючее.
Там оно поджигается искрой и быстро расширяется, даже взрывается. Этот не-
большой взрыв не разрушает двигатель, а только сильно толкает поршень, похожий
на поршень велосипедного насоса. От поршня через систему передач крутятся
колёса автомобиля, винт теплохода или пропеллер винтомоторного самолёта.
Различные тела по-разному передают, проводят через себя, тепло. Одни тела
быстро нагреваются, другие медленно. Всем известно, что металлическая ручка
сковородки при нагревании быстро накаляется. Сковородку с деревянной ручкой
легко снять с плиты, даже если эта сковородка сильно раскалилась.
Способность тел проводить тепло называется « теплопроводностью ». Металлы
имеют большую теплопроводность. Термоизоляционные материалы – слюда, асбест,
стеклянная вата – очень малую. Они используются для того, чтобы тепло от силь-
но нагретых тел (например – от спирали паяльника) меньше передавалось наружу.
Теплопроводность этих материалов в тысячи раз меньше теплопроводности метал-
лов. Особенно высокая теплопроводность у таких металлов как серебро, медь и
золото.
Не случайно одежда, если не считать рыцарских доспехов, шьётся из тканей, а
не из металлов. При этом часто используются дополнительные изоляторы от холода
– паралон, вата и другие материалы. Получается, что Дед Мороз сам боится холо-
15
да, если он так тепло одевается.
16
17
В заключение разговора о тепле проведём небольшой опыт. Поставим на стол
три стакана, наполовину заполненные водой. В среднем стакане вода должна быть
тёплая. В правом – холоднее, а в левом – горячее, чем в среднем стакане (но
такая, чтобы её можно было попробовать рукой, не обжигаясь). Теперь разольём
тёплую воду из среднего стакана. Половину выльем в правый стакан, половину – в
левый. Какой станет вода в этих двух стаканах? В правом стакане вода станет
немного теплее. В стакане с горячей водой – холоднее. Почему так произошло?
Вода в среднем стакане нагрела холодную воду в правом стакане. А почему она не
могла дополнительно нагреть горячую воду в левом стакане, отдав ей своё тепло?
Из обычных наблюдений и научных исследований выведено правило: тепло пере-
даётся только от более нагретого тела к менее нагретому, т.е. более холодному,
а не наоборот.
Здесь можно заметить, что, охлаждаясь, нагретое тело может совершать какую-
нибудь работу. Например, пар из котла паровоза, охлаждаясь, может крутить
колёса. Сейчас паровозов осталось очень мало. Они заменены тепловозами. Тепло-
возы имеют не паровые двигатели, а двигатели на горючем, о которых мы уже го-
ворили.
Мы часто разбавляем горячий чай более холодной водой и не видим в этом ни-
чего удивительного. Однако мы никогда не видели, чтобы тёплый чай вдруг сам по
себе разделился обратно на горячий и холодный! Если бы так произошло, это было
бы чудом. Но таких чудес в жизни не бывает.
Учитывая описанное здесь правило, некоторые учёные считают, что со временем
все горячие тела остынут. Тогда прекратились бы очень многие процессы, в том
числе – жизнь на Земле. Но это – неверно. То, что правильно для отдельных про-
цессов, неправильно для мира в целом. Поэтому за миллиарды лет все тела не
18
остыли, а жизнь не прекратилась.
19
20
Есть ещё одна величина, которую измеряют физики. Это – скорость . Что же это
за величина? Вы хорошо знаете, что есть движения медленные и быстрые. Черепаха
ползёт медленно, машина едет быстро, а искусственный спутник облетает вокруг
Земли всего за полтора часа.
Быстроту движения тел физики называют « скоростью движения ». Как измерить
скорость движения? Для этого надо просто измерить путь, который проходит тело
в единицу времени (например, за одну секунду, за одну минуту или за один час).
Получается, что для измерения скорости движения достаточно иметь линейку и
часы.
Можно провести такой опыт. Отмерим на пустом столе расстояние в один метр.
Покатим по столу шарик. Посмотрим на часах с секундной стрелкой, за сколько
времени шарик прокатился на один метр. Если время равно одной секунде, значит,
скорость движения шарика равна одному метру в секунду (пишется – 1 м/с). Ско-
рость движения измеряют и другими величинами. Например, троллейбус проехал за
час 36 километров. Это значит, что скорость его движения равна 36 километров в
час (36 км/ч). Искусственный спутник Земли летит со скоростью около 8 километ-
ров в секунду или 28 000 километров в час. Человек идёт со скоростью около 5
км/ч. Когда вы куда-нибудь спешите, у вас скорость движения больше, чем при
спокойной прогулке.
Самая большая скорость у света. Он двигается со скоростью около 300 000
км/с. Расстояние от Солнца до Земли свет пролетает всего за 8 минут. Ничто в
мире не может двигаться скорее света.
Если автомобиль едет по прямому, ровному шоссе с одинаковой скоростью, то
говорят, что он двигается равномерно и прямолинейно .
Ракета может лететь в начале пути прямолинейно, но быстро увеличивая ско-
рость. Тогда говорят, что она летит неравномерно, ускоренно . Карусель может
21
крутиться равномерно. Однако, катаясь на карусели, вы двигаетесь не прямоли-
нейно, а по кругу. Такое же движение может совершать тяжёлый волчок. Это дви-
жение – криволинейное .
22
23
Движение тел изучает раздел физики, который называется « механикой ». Великий
английский учёный Ньютон более 300 лет назад открыл основные законы механики.
Прежде чем перейти к этим законам, скажем несколько слов о трении. Вы, ко-
нечно, замечали, что разогнанные санки останавливаются тем скорее, чем сильнее
они трутся о дорогу, по которой едут. По гладкому льду санки скользят дольше,
чем по снегу. Выезжая на асфальт, они почти сразу же останавливаются. В этом
случае говорят, что сила трения санок об асфальт больше, чем сила трения их о
снег и лёд. Трение друг о друга плоских предметов называется « трением скольже-
ния ». Такое трение преодолевает, например, лошадь, которая везёт сани по сне-
гу, или утюг, которым гладят бельё.
Катящийся велосипед тоже испытывает трение об асфальт и поэтому надо время
от времени крутить педали, чтобы он не остановился. Однако трение об асфальт
велосипеда гораздо меньше, чем трение санок. Это происходит потому, что колёса
велосипеда крутятся. Такое трение называется « трением качения ». А теперь воз-
вратимся к законам Ньютона.
Изучать эти законы вы будете несколько необычным способом. Мы предлагаем
вам не искать их в учебниках и не выучивать наизусть, а... открыть их самим!
Думаем, что это у вас получится ничуть не хуже, чем у Ньютона. Не верите? Что
ж – попробуем. Что для этого надо? Прежде всего – возьмите санки, если сейчас
зима, или велосипед, если сейчас лето, и выйдите на улицу.
Однако – перед тем как закрыть эту книжку и отправиться на улицу, запомните
(или запишите), на какие вопросы вы должны ответить на улице и какие условия
соблюдать. Мы будем писать все вопросы для санок. Хотя они же могут относиться
и к велосипеду.
Итак, выйдя на улицу, не ходите на горку, а найдите ровный участок улицы
24
или двора. Этот участок должен быть покрыт льдом или плотным снегом, по кото-
рому легко катятся санки. Сядьте на санки. А теперь ответьте на первый вопрос.
1. «Покатятся ли санки сами собой?» (Там, где стоят санки, не должно быть
наклона ни в какую сторону.)
Если вы никуда не покатитесь, то ответьте на второй вопрос:
2. «До каких пор санки будут стоять неподвижно?» Если вы оттолкнулись или
кто-то толкнул санки, и они покатились, то ответьте на третий вопрос:
3.«До каких пор вы будете катиться, не отталкиваясь от дороги? Или, может
быть, вы сразу остановитесь?»
Теперь проверьте, что у вас получилось, как вы ответили на поставленные во-
просы. Вот ответы одного из ребят:
«Санки стояли неподвижно до тех пор, пока я не оттолкнулся от дороги. В
другой раз санки стояли неподвижно до тех пор, пока Петька не толкнул их со
всей силы.
После разгона я сидел на санках, не толкаясь, но они продолжали ехать прямо
и почти равномерно.
Постепенно санки замедляли движение из-за трения о дорогу. Один раз они
остановились потому, что столкнулись с Петькиными санками, которые стояли по-
перёк дороги».
Если вы ответили на вопросы так же (конечно, вместо Петьки у вас может быть
кто-то другой), то это значит, что вы открыли первый закон Ньютона ! Каким об-
разом? А очень просто: замените слово «санки» (или «велосипед») словами «вся-
кое тело» и закон готов. Вот как он звучит:
«Всякое тело покоится или движется равномерно и прямолинейно до тех пор,
25
пока приложенные к нему силы не изменят это состояние».
26
27
Здесь можно заметить, что если бы не было трения, санки двигались бы до тех
пор пока не натолкнулись бы на какое-нибудь препятствие. Так и путешествуют в
космосе различные небесные тела – астероиды, планеты и звёзды. Они летают там
многие миллионы и миллиарды лет до тех пор, пока не разрушатся или столкнутся
с другим небесным телом.
Теперь попробуйте открыть второй закон Ньютона .
Для этого возьмите санки за верёвочку и покатайте кого-нибудь. Первый ваш
пассажир должен быть поменьше и полегче. Вы видите, что санки бегут легко и
весело. Достаточно небольшого усилия, чтобы их разогнать.
Теперь посадите на санки кого-нибудь потяжелее и покрупнее. Ответьте на во-
прос: «Труднее ли стало тянуть санки?» Попробуйте разогнать санки посильнее.
Ответьте на вопрос: «Потребовались вам для этого дополнительные усилия?»
Если вы правильно ответили на эти вопросы, то знайте – вы открыли и второй
закон Ньютона. Немного упрощённо его можно записать так:
«Чем тяжелее тело и чем скорее мы его разгоняем, тем большие усилия нам
требуются».
Третий закон Ньютона тоже не очень сложный.
Возьмите в руки ручные пружинные весы. Подвесьте к ним груз, вес которого
вам заранее известен. Например, гирю в 1 килограмм. Теперь ответьте на вопро-
сы:
«Что показывает стрелка весов?»
«Куда тянет пружину весов груз?»
«Куда тянет пружина?»
28
Проверьте себя – правильно ли вы ответили на вопросы (ответы – после рисун-
ка).
29
30
Ответы достаточно просты:
«Весы покажут 1 килограмм. Это значит, что их пружина растянулась на 1 ки-
лограмм».
«Груз тянет вниз, к Земле».
«Пружина тянет вверх, от Земли, т.е. – в обратную сторону».
Третий закон Ньютона о том и говорит:
«Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по величине и
направлены в противоположные стороны».
Так, например, два одинаковых биллиардных шара разлетаются в разные стороны
на одинаковое расстояние. Это происходит потому, что на них действуют одина-
ковые по величине силы. Если один из шаров будет меньше и легче, то при столк-
новении он отлетит дальше. Поэтому мы не советуем вам, бегая по коридору во
время перемены в школе, сталкиваться со старшеклассниками.
Ньютон открыл ещё один интересный закон – закон всемирного тяготения . Люди
всегда видели, что все тела, если им не мешать, падают вниз, на Землю. Ньютон
тоже не раз задумывался о том, почему, например, яблоки в саду тянутся вниз и
часто падают на Землю. Ньютон первым понял, что дело здесь не только в Земле. Он
доказал, что все тела в мире притягиваются друг к другу и назвал этот закон –
«законом всемирного тяготения». Просто мы легко замечаем, что, например, яблоко
притягивается к Земле, но не замечаем, что Земля тоже притягивается к яблоку.
Это происходит потому, что Земля большая, а яблоко маленькое. Ньютон проверил
много астрономических наблюдений и нашел – с какой силой все тела притягиваются
друг к другу. Оказалось, что сила притяжения тел тем больше, чем тяжелее, мас-
сивнее тела и чем ближе они находятся друг к другу. Так Ньютон объяснил форму
того пути, по которому планеты вращаются вокруг Солнца и многое другое, что
31
происходит и на Земле, и в космосе.
32
33
Вы можете спросить: «Если все тела притягиваются друг к другу, то почему
Луна не падает на Землю, а Земля и другие планеты – на Солнце?» Ответ про-
стой: из-за их вращения. Вам случалось крутить на верёвочке какой-нибудь
груз или кататься на карусели без ограждения? Вы, конечно, замечали, что
карусель стремится сбросить вас, а груз оторваться и улететь в сторону.
Так же соскакивает бумажка или лёгкий грузик, если их положить на край бы-
стро вращающейся пластинки радиолы. Спортсмены, метатели молота, сначала
раскручивают молот, держа его за ручку, а потом – отпускают и он летит на
несколько десятков метров вперёд. Красивое зрелище представляют собой ис-
кры, раскаленные частички металла, которые увлекаются с ножа точильным
камнем. Все эти предметы стремятся как бы убежать от того центра, вокруг
которого они вращаются и лететь прямолинейно, по первому закону Ньютона.
Сила, которая натягивает верёвку с вращающимся камнем, так и называется –
« центробежная
сила ». То же происходит и с Луной. По закону всемирного тя-
готения Луна стремится упасть на Землю, но центробежная сила отталкивает
её обратно, не даёт ей упасть. Так Луна остаётся на своей орбите, как ка-
мень на верёвочке. То же самое происходит и с планетами. Они притягиваются
к Солнцу, но центробежные силы удерживают их на их орбитах. Учёные подсчи-
тали, что случилось бы с Луной, если бы она перестала вращаться вокруг
Земли. Она начала бы сначала постепенно, а потом всё быстрее и быстрее
приближаться к Земле и упала бы на неё примерно через пять дней. Однако
Луна вращается и на Землю не падает.
34
35
На этом мы закончим разговор о законах механики и перейдём к магнитам и
их свойствам. Сначала мы напомним вам историю, в которой магнит сыграл
очень важную, хотя и достаточно зловещую роль.
Пятнадцатилетний капитан Дик Сэнд, сам не зная об этом, сбился с курса.
Вместо направления на восток его корабль плыл к юго-востоку. А случилось
вот что...
«Около трёх часов ночи старый Том, утомлённый долгой вахтой, задремал
стоя. Он не заметил, как по палубе скользнула какая-то тень. Это был Него-
ро.»
Дальше события развивались так.
Негоро подкрался к компасу и положил под него железный брусок. Железо
притянуло к себе стрелку компаса. Так корабль «Пилигрим» сбился с курса.
Вместо Южной Америки он направился к берегам Африки. Почему это произошло?
Вы все, наверное, держали в руках магнит. Вы знаете, что он может притя-
гивать к себе железные предметы – гвозди, ключи, булавки. Магнит – это
сплав железа с разными добавками. Основные добавки – кобальт, никель и
алюминий. Магнит может быть бесформенным куском, а может быть сделан в
виде бруска, кольца или подковы. Однако в любом случае магнит имеет с двух
разных сторон разные свойства. Оба конца магнита притягивают стальные
предметы, но они образуют разные полюсы. Один конец магнита называется
« северным полюсом », а другой – « южным полюсом ». Северный полюс обозначает-
ся буквой «N», южный – «S». Северный полюс магнита обычно окрашивают в си-
ний цвет, а южный – в красный.
36
Проделайте такой опыт. Поднесите друг к другу два магнита. Если сблизить
их одинаковыми полюсами, они оттолкнутся и соединить их будет трудно. Если
сблизятся разные полюсы, то магниты притянутся.
37
38
На этом свойстве магнитов основано устройство компаса. Земля – это большой
магнит. Северный магнитный полюс Земли находится недалеко от её географиче-
ского Северного полюса. Южный магнитный полюс находится в Антарктиде, неда-
леко от Южного географического полюса Земли. Стрелка компаса намагничена.
Если ей дать свободно вращаться, она всегда устанавливается по линии «север –
юг». Один конец стрелки компаса всегда показывает на север, другой – на юг.
Так компас помогает путешествовать по суше и находить правильный курс кораб-
лям и самолётам.
Учёные считают, что некоторые перелётные птицы чувствуют направление
«север – юг». Это помогает им совершать длительные перелёты и точно нахо-
дить нужные места. Они умеют это делать даже тогда, когда из-за пасмурной
погоды не могут видеть местность или Солнце.
Магниты могут быть естественными и искусственными. Естественные магниты
находят в природе, в особой магнитной руде. Искусственно можно намагнитить
и обычный железный гвоздь или иголку, если потереть их о магнит или поме-
стить в специальную установку для намагничивания.
Теперь подумайте и ответьте на вопрос – могли бы вы помочь капитану Дику
39
Сэнду, если бы находились на одном корабле с ним? Думаем, что могли бы. Не-
горо сначала разбил запасной компас, а потом подложил кусок железа под
единственный оставшийся компас. Магнитная стрелка компаса притянулась к же-
лезу. Так корабль сбился с курса. Дик Сэнд сомневался в правильности курса
корабля, но не мог проверить компас. Что ему надо было сделать? Предположим,
что у него не было шлюпочных компасов, которые обычно бывают на кораблях.
Теперь проверьте своё решение.
Решение пятнадцатилетнего капитана могло быть простым. Он должен был сде-
лать простейший компас, какие делали мореплаватели больше тысячи лет назад.
Они клали магнитную стрелку на кусочек пробки и опускали пробку в банку с
водой. Такой стрелкой мог служить намагниченный гвоздь или иголка. Для этого
можно было использовать стрелку разбитого компаса или намагнитить об неё
иголку. Глядя на такой самодельный компас, даже при небольшой качке, Дик
Сэнд должен был догадаться, что его основной компас неисправен. Осматривая
его, он легко мог найти кусок железа, подложенный Негоро.
А теперь – сделайте сами описанный здесь простейший компас. Не забудьте
только, что баночка, в которой будет плавать на воде пробка со стрелкой,
40
не должна быть железной. Поднесите к вашему компасу любой железный пред-
мет, и вы увидите, как отклонится его стрелка.
41
42
В следующей нашей беседе мы расскажем об электричестве . Проделайте не-
большой опыт.
1. Возьмите кусочек не очень плотной бумаги.
2. Нарвите его помельче и положите на стол.
3. Возьмите пластмассовую расчёску и расчешите свои волосы. Вместо этого
можно потереть расчёску (или кусочек пластмассы) о суконную или шерстяную тря-
почку.
4. Быстро поднесите расчёску к бумажкам на столе.
Часть бумажек потянется к расчёске и прилипнет к ней. Почему это произошло?
Ведь расчёска не магнит, а бумажки не железные. Что за сила притянула бумажки
к расчёске? Эта сила – электричество ! Правда, это ещё не то электричество, ко-
торое бежит по электрическим проводам, когда мы включаем лампочку. Это элек-
тричество неподвижное или, как говорят учёные, – статическое электричество . А
про расчёску можно сказать, что с помощью трения о волосы или тряпочку она
электризовалась. Это то же самое, что – зарядилась статическим электричеством.
Ещё в древности люди заметили, что хорошо электризуется жёлтый драгоценный
камень – янтарь. По-гречески янтарь называется «электрон». Отсюда и появилось
слово «электричество». Электризуются и многие другие тела. Это – некоторые
виды тканей во время ношения одежды из них, баки автомобилей, перевозящих жид-
кости и даже экраны телевизоров во время передачи и сразу после выключения. К
бакам автомобилей иногда прикрепляют цепочки, которые касаются земли. Это де-
лается для того, чтобы заряд статического электричества уходил в землю. Иначе
он может вызвать искру, от которой загорится перевозимое горючее вещество,
например, – бензин.
Электричество бывает двух видов – положительное и отрицательное. Они
обозначаются соответственно: «+» и «–». Заряды одинакового знака (два плю-
са или два минуса) – отталкиваются, а разные заряды (плюс и минус) – при-
43
тягиваются друг к другу. Если соединить «+» и «–» проводником, например,
металлическим проводком, то по нему потечёт электрический ток.
44
45
Знаки «+» и «–» вы видите на батарейках для карманного фонарика или для
электрических игрушек. Электрический ток нагревает провод, по которому он
течёт. Так работают электронагреватели, электроутюги, электрочайники. В
электрической лампочке скрученный проводок (спираль) нагревается так, что
светится ярким светом. Ток рождает и магнитное поле . Что это такое? Вы уже
заметили, что магниты действуют на железо и другие магниты на расстоянии.
Это получается потому, что вокруг магнита всегда есть невидимое глазом не-
прерывное магнитное поле. Через него и передаётся действие магнита. Осо-
бенно сильно магнитное поле действует возле полюсов. На магнитную стрелку
компаса постоянно действует огромное по размерам, хотя и не очень сильное,
магнитное поле Земли.
Мы уже говорили, что ток рождает магнитное поле. Попробуем сделать сами
простой электрический магнит. Проведите такой несложный опыт.
1. Возьмите обычный железный стержень толщиной примерно с карандаш.
2. Обмотайте стержень тонким изолированным проводом так, чтобы получи-
лось 15–20 витков.
3. Концы провода зачистите от изоляции и присоедините к «+» и «–» бата-
рейки или элемента. У вас получился электромагнит .
4. Поднесите конец стержня к мелким металлическим предметам (скрепкам,
кнопкам). Электромагнит притянет их к себе.
5. Поднесите ваш электромагнит к компасу. Его стрелка сильно отклонится.
На заводах применяют большие электромагниты для подъёма тяжёлых железных
46
предметов и для уборки металлической стружки и других металлических отхо-
дов.
47
48
Рассмотрим, как работает электромотор. Поместим рамку с током в магнит-
ное поле подковообразного магнита. Мы уже знаем, что ток создаст в рамке
магнитное поле. Рамка превратится в магнит. Два магнита или отталкиваются
или притягиваются. Мы говорили раньше, что это зависит от расположения по-
люсов магнитов. Расположение полюсов магнитного поля рамки с током зави-
сит, в свою очередь, от направления движения тока в рамке. В верхней и
нижней проволочках рамки ток течёт в разных направлениях. Это значит, что
подковообразный магнит будет толкать рамку вверху и внизу в разных направ-
лениях. Рамка, таким образом, повернётся! Если намотать рядом друг с дру-
гом много таких рамок и закрепить их на одной оси, они все вместе закру-
тятся. Так и работает электромотор . Магнит в этом моторе может быть или
постоянным или электрическим. Таким образом, мотор крутится от электриче-
ского тока.
Электромотор может работать и «наоборот» – его можно заставить давать
электрический ток. Если вращать рамки в магнитном поле, то в них появится
электрический ток. Так работают электростанции; на одном валу с ротором
крепится гидротурбина. Когда на лопатки турбины с высоты плотины падает
вода, турбина крутится. С ней крутится и ротор, в котором возникает элек-
трический ток. Такое устройство называется генератором электрического
тока. От электростанции по линиям электропередач на высоких опорах с изо-
ляторами ток подаётся на многие километры – к населённым пунктам и пред-
49
приятиям.
50
51
Следующий раздел физики, с которым мы хотим вас познакомить – это радио
и телевидение. Здесь не будет говориться о том радио, где сигналы идут по
проводам с помощью электричества. Мы расскажем о тех сигналах, которые без
проводов ловят радиоприёмники и телевизоры. Как же эти сигналы передаются
на большие расстояния? Ответ на этот вопрос простой – они передаются с по-
мощью радиоволн .
Что же такое – радиоволна? Можно сделать такую рамку с током (без магни-
та), в которой ток будет очень быстро менять направление своего движения.
От такой рамки, как от камня, брошенного в воду, в пространство побегут
быстрые невидимые радиоволны. Этими волнами можно записывать звук и кар-
тинки – как карандашом на бумаге записывают слова.
На радиостанции так записывают речь или музыку и посылают их слушателям
в разные концы страны или в другие страны. У слушателей антенны ра-
диоприёмников ловят сигналы от радиостанции. Радиоприёмники усиливают эти
слабые сигналы и преобразуют их снова в речь или музыку, которые мы и слы-
шим.
В телевизионных центрах телекамеры и микрофоны записывают не только
звук, но изображение и движение. Затем эти записи преобразуют в радиосиг-
налы, усиливают их и посылают к нашим телевизорам. Когда радиоволны летят,
их не видно. На них как бы одета шапка-невидимка. Телевизионные антенны
ловят эти волны. Телевизор усиливает их и снимает с них шапку-невидимку. И
52
тогда мы видим и слышим разные телепередачи.
53
54
Радиоволны летят с огромной скоростью, близкой к скорости света. Большая
скорость радиоволн и возможность передавать с их помощью разные сигналы и
команды используется для космических исследований.
Так, с помощью дальней космической связи наш космический корабль первым
облетел вокруг Луны. Он сфотографировал её обратную сторону, которую рань-
ше никто не видел, потому что Луна всегда повёрнута к Земле одной сторо-
ной. Эти снимки с помощью телевизионной системы были переданы на Землю.
Через спутники ведутся передачи телевизионных программ. Радиосигналы
управляют космическими аппаратами, которые исследуют соседние с Землёй
планеты – Марс и Венеру. Они подают команды на изменение направления
полёта, на включение тормозных двигателей, на открытие парашютов для мяг-
кой посадки. С помощью радиосвязи были переданы снимки колец далёкой от
нас планеты Сатурн. На снимках, сделанных космическим аппаратом с близкого
расстояния, колец оказалось намного больше, чем считали астрономы, наблю-
дая Сатурн с Земли.
С помощью радиокоманд операторы на Земле управляли движением Луноходов.
Луноходы – это специальные тележки с приборами, которые ездили по Луне и
изучали её. Полученные сведения по радиосвязи передавались на Землю. На
Луноходах были установлены телевизионные камеры. Это позволяло оператору
на Земле видеть всю дорогу перед Луноходом, как обычному водителю. Луноход
послушно выполнял все команды оператора с запаздыванием всего на 1 секун-
55
ду.
56
57
Теперь мы вам расскажем о свете. Раздел физики, который изучает свет,
его излучение, распространение и взаимодействие с веществом, называется
« оптикой ».
Мы уже говорили о скорости света. К свойствам света относится и то, что
он в обычных условиях распространяется прямолинейно. Только очень большое
и тяжёлое тело, например – Солнце, может немного искривить путь луча све-
та. Свет, как и радиоволна, является электромагнитной волной.
Вспомните, как выглядит волна на воде. Она появляется, когда подует
сильный ветер, пройдёт катер, или мы бросим в воду камень. На море большие
волны бывают во время шторма. Во всех случаях волна на воде имеет гребни и
впадины между ними. Расстояние между вершинами двух соседних гребней или
между соседними впадинами называется « длиной волны ». На воде волна – это
чередование сгущений и разрежений воды. Звук – это воздушная волна, чере-
дование сгущений и разрежений воздуха. Электромагнитная волна – это чере-
дование сгущений и разрежений электрических и магнитных полей.
Свет отличается от радиоволн только длиной волны. Световые волны намного
короче, чем радиоволны. Но и сами световые волны бывают различной длины.
От длины волны света зависит его цвет. Самые короткие световые волны – фи-
олетовые. Самые длинные световые волны – красные. От красного к фиолетово-
му цвета по длине волны располагаются так: красный, оранжевый, жёлтый,
зелёный, голубой, синий, фиолетовый. В таком порядке эти цвета располага-
ются во многих оптических явлениях, например, в радуге. Все вместе они
сливаются в белый цвет. И наоборот – белый цвет можно разложить на эти
цвета специальной стеклянной призмой. Запомнить порядок цветов в радуге
помогает такая фраза: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Пер-
58
вые, заглавные, буквы этой фразы соответствуют первым буквам цветов раду-
ги, перечисленных раньше.
59
60
Через ровное и чистое оконное стекло свет проходит без искажений. Мы видим
всё, что на улице, таким, какое оно есть на самом деле. Если поверхность стек-
ла сделать неровной, то ход лучей от предметов изменится, и все предметы через
это стекло будут казаться не такими, какие они есть. Выпуклое с обеих сторон
стекло собирает лучи в точку. Такое стекло называется «увеличительным». Вам,
наверное, приходилось выжигать что-нибудь на деревянной дощечке, направив на
неё лучи от Солнца через такое стекло. Вблизи оно увеличивает изображение,
например, буквы книги. На некотором расстоянии увеличительное стекло перевёр-
тывает изображение.
Вогнутое с обеих сторон стекло рассеивает лучи и уменьшает изображение
предметов. Соединяя различные выпуклые и вогнутые стёкла в одной трубке, мож-
но сделать различные интересные оптические приборы. Это может быть микроскоп
– через него видны очень мелкие предметы и их части. Бинокль и подзорная тру-
ба используются для того, чтобы хорошо рассмотреть удалённые предметы.
Для изучения планет и звёзд используется огромная труба с огромными стёкла-
ми – линзами. Это – телескоп . Самые главные линзы для телескопа могут изготав-
ливаться по нескольку месяцев и весить больше, чем десяток больших слонов.
Свет имеет свойство отражаться от предметов. Хорошо отражается свет от
гладких и светлых поверхностей и плохо – от тёмных и шероховатых. Особенно
сильно отражают свет зеркала. Вы, наверное, не раз пускали «солнечные зайчики»
с помощью зеркальца, т.е. светили светом, отражённым от Солнца.
Если мы смотрим на себя в зеркало, то видим своё отражение. Однако это не
точная наша копия. Поднимите вверх правую руку. Ваше отражение поднимет... ле-
вую руку! Потрогайте свой левый карман. Ваше отражение дотронется до своего
правого кармана. Получается, что в зеркале не ваша копия, а ваше «зеркальное
отражение». Если вы пишете правой рукой, то ваше зеркальное отражение – левша.
Не случайно в «Королевстве кривых зеркал» отражение девочки Оли в зеркале зва-
61
ли не Оля, а Яло, т.е. – наоборот.
62
63
Мы уже говорили о телах и веществах. А как же устроено вещество? Поговорим
об этом подробнее.
Люди давно заметили, что все вещества можно разделить на части. Камень мож-
но разбить молотком. Сахар можно и разбить и растворить в воде. Металлы можно
расплавить и разделить на капли. Тут возникает интересный вопрос: а до каких
пор можно делить вещество? Этим вопросом задавались ещё древние учёные. Они
предположили, что вещества не могут делиться сколь угодно долго, бесконечно. В
конце концов должны получиться крошечные частички вещества, которые дальше не
смогут разделиться. Они назвали эти частички « атомами ». «А» по-гречески озна-
чает «не», «том» означает – «делить». Таким образом, слово «атом» в переводе с
греческого языка означает «неделимый». Прошло больше двух тысяч лет, прежде
чем учёные обнаружили эти частицы и тем самым подтвердили догадку древних. По-
сле длительных и сложных исследований учёные поняли, как устроен атом.
Основная, самая тяжёлая, часть атома находится в его центре – « ядре ». Во-
круг ядра летает маленькая частичка – « электрон ». Получается, что атом по
устройству похож на нашу солнечную систему, где вокруг Солнца летают планеты.
Оказалось, что атом содержит в себе положительный и отрицательный заряды
электричества – совсем как батарейка карманного фонарика. Положительным заря-
дом заряжено ядро атома . Отрицательным – электрон.
Самый простой атом – это атом водорода. Водород – это лёгкий горючий газ.
Он состоит из « молекул » водорода. Что такое молекула? Молекула – это сцеплен-
ные между собой два или больше атомов.
Все атомы и молекулы имеют свои обозначения. Атом водорода обозначается ла-
тинской буквой – «H» (читается: «аш»). В молекуле водорода два атома водорода.
Поэтому молекула водорода обозначается – «H
2
» (читается: «аш два»). Двойка
означает, что в этой молекуле два атома водорода.
Ядро атома водорода состоит из одного протона . Протон – это частичка, имею-
щая положительный заряд, равный одной единице заряда. Вес протона равен одной
атомной единице веса. Вокруг протона в атоме водорода летает один электрон. Он
тоже имеет заряд, равный единице, только этот заряд не положительный, а отри-
64
цательный.
65
66
Существует больше ста различных видов атомов, кроме атома водорода. Все они
сложнее, чем атом водорода, и тяжелее его. Так, например, атом кислорода имеет
в ядре 8 протонов. Его заряд равен «+8» («плюс 8»). Вокруг ядра летает 8 элек-
тронов, их общий заряд равен «–8». Знаки «+» и «–» означают, что заряд положи-
тельный или отрицательный.
Атом кислорода весит в 16 раз больше, чем атом водорода. Почему так получает-
ся? Электроны очень лёгкие, они почти ничего не весят. 8 протонов атома кислоро-
да весят в 8 раз больше, чем ядро атома водорода, состоящее всего из одного про-
тона. Почему же атом кислорода весит не в 8 раз больше, чем атом водорода, а в
16 раз? Дело в том, что в ядрах атомов кроме протонов есть ещё другие частицы –
нейтроны . Нейтрон весит 1 атомную единицу веса, как и протон. Однако он не имеет
ни положительного, ни отрицательного заряда. В отличие от протона и электрона
нейтрон – «нейтральный». Отсюда произошло его название. В ядре атома кислорода 8
нейтронов. Они не добавляют этому ядру заряд, но добавляют 8 единиц веса. Так и
получается, что атом кислорода не в 8, а в 16 раз тяжелее атома водорода.
Атом гелия имеет 2 протона и 2 нейтрона в ядре и 2 электрона, летающих во-
круг ядра. Он в 4 раза тяжелее атома водорода.
Атомы кислорода могут соединяться в молекулы по два, как и атомы водорода.
Такая молекула пишется – «O
2
». «O» – это обозначение атома кислорода. Почему
пишется цифра «2» – вы уже знаете: потому что в молекуле два атома кислорода.
Кислород – это горючий газ, который входит в состав воздуха. Это та часть
воздуха, которая необходима для дыхания всего живого на Земле. Кислород под-
держивает горение. Если взять небольшую горящую свечку и закрыть её кружкой,
то она быстро погаснет, потому что выгорит весь кислород под кружкой. Этим
приёмом пользуются при тушении пожаров. Только там закрывают огонь не кружкой,
а мокрым одеялом, а если площадь огня большая, то его поливают пеной из огне-
тушителя. Такая пена сама не горит, но закрывает к огню доступ кислорода из
воздуха и огонь быстро гаснет.
Если соединить два атома водорода и один атом кислорода, то получится молекула
обычной воды. Она обозначается: «Н
2
О». Отсюда и произошло название «водород»,
67
т.е. – «рождающий воду».
68
69
Вы можете спросить – почему атом считается неделимым, если он состоит из
частиц, которые меньше его? Да, это верно – протоны, нейтроны и, тем более, –
электроны, намного меньше целого атома. Однако дело в том, что эти частицы уже
не имеют свойств, которые имеет атом какого-нибудь вещества. Это уже не кисло-
род или водород или какое-либо другое вещество. Это – « элементарные частицы ».
Это частицы, из которых состоят все атомы самых разных веществ.
«Элементарные частицы» постоянно изучаются учёными. Знания о них имеют очень
большое значение для науки и техники, а также – для понимания общей картины
природы. Электроны, например, являются переносчиками электричества. Особенно
много лишних, свободных электронов в металлах. Они не входят в состав отдельных
атомов и поэтому могут легко переносить электричество. Поток электронов в ме-
таллах и других веществах, проводящих электричество, это и есть – «электриче-
ский ток».
Другие элементарные частицы – нейтроны – используются в атомных реакторах,
которые производят электричество на атомных электростанциях. Мы рассказали вам
только о трёх элементарных частицах – протоне, нейтроне и электроне. Кроме
этих частиц, в природе существует ещё очень много других частиц. Некоторые ча-
стицы прилетают к нам из космоса. Их поток обычно называют « космическими
луча-
ми ».
Почему же люди так долго не могли обнаружить атомы? Да потому, что они
очень малы! Насколько малы атомы, представить нелегко. Однако можно привести
хотя бы один пример, говорящий о размере атомов. Сколько, например, атомов уг-
лерода на кончике простого карандаша? Представьте себе, что вы взяли всего 1
миллиметр грифеля карандаша. Затем вы раскрошили его на 6 миллиардов крошек.
Столько людей живёт на Земле. Вы раздали всем людям Земли по одной такой, уже
не видимой глазом, крошке. Но это ещё не атом! Насколько такая крошка больше
70
атома? Оказывается, её надо снова разделить на 6 миллиардов частей, и только
тогда мы получим частичку, равную одному атому углерода!
71
72
В заключение нашего знакомства с физикой поговорим об относительности
всякого движения и о тех приключениях, которые случаются с телами, когда
они летят с очень большими скоростями, близкими к скорости света.
Представьте себе рыбака, который сидит на берегу и ловит рыбу. Мимо него
вниз по течению реки проплывает теплоход. По палубе теплохода от кормы к
носу идёт пассажир. Какова скорость движения пассажира? Оказывается, на
этот вопрос ответить невозможно! Сначала надо обязательно уточнить, какая
скорость нас интересует – относительно чего . Относительно палубы пассажир
может идти, например, со скоростью 5 км/ч. Рыбаку видно, что пассажир дви-
жется значительно скорее.
Почему это происходит? Потому что к скорости движения пассажира по палу-
бе прибавляется скорость движения теплохода относительно реки, да ещё ско-
рость течения самой реки. Если бы мы смотрели на нашего пассажира из кос-
моса, то к этим трём скоростям прибавилась бы ещё скорость вращения Земли
вокруг своей оси. Относительно Солнца пассажир на теплоходе двигается с
огромной скоростью, потому что к его перечисленным раньше скоростям при-
бавляется скорость движения Земли вокруг Солнца. Таким образом, мы видим,
что всякая скорость относительна.
73
Интересно знать – происходят ли с телами какие-нибудь изменения при уве-
личении их скорости? При плавном движении теплохода и спокойной реке пас-
сажиры ощущают только свои движения по палубе. Мы, глядя на проплывающих
мимо пассажиров, тоже не видим в них никаких особенных изменений. Оказыва-
ется, так бывает только при небольших скоростях. При скоростях, близких к
скорости света, с вещами начинают происходить удивительные изменения. Они
изменяют свои размеры, вес; и даже время, в котором они находятся – изме-
няется.
Представим себе космический корабль, несущийся в космосе со скоростью,
близкой к скорости света. Сами космонавты не заметят в себе и вообще – на
корабле, ничего необычного. Так же как пассажиры теплохода, о котором мы
говорили. Однако если смотреть на этот космический корабль с Земли, то мы
увидим изменения, о которых говорили выше.
Сам корабль и всё в нём – приборы, оборудование и сами космонавты как бы
сожмутся, сплющатся в направлении движения! При этом их высота останется
прежней. Все они и сам корабль сильно потяжелеют, возможно – в несколько
раз. И во столько же раз на корабле замедлится ход времени! В то время как
на Земле пройдёт один час, на этом корабле может пройти всего 10 минут.
74
Если корабль будет лететь с такой же скоростью 1 год, то по земным часам
пройдёт 6 лет!
75
76
У больших скоростей есть ещё одна интересная особенность. Эти скорости не
складываются так, как привычные нам небольшие скорости, например, скорость
пассажира и теплохода. Сколько бы скорости мы ни добавляли телу, летящему
близко к скорости света, общая сумма скоростей будет всегда меньше скорости
света.
Все описанные здесь явления происходят и при обычных скоростях. Однако при
скоростях намного меньших скорости света эти явления очень малы, и их почти
невозможно заметить.
Всё, что говорилось в этом заключении о скоростях движения тел и связанных
с ними изменениях, было открыто великим немецким физиком Эйнштейном. Он назвал
открытые им законы – «теорией относительности». С чем связано это название?
Мы уже говорили об относительности всякого движения. Это означает, что эф-
фекты, о которых было рассказано, замечаются не всеми. Сами космонавты не за-
метят, как мы говорили, никаких изменений при движении со скоростью, близкой к
скорости света. Эти изменения заметят только те наблюдатели, относительно ко-
торых корабль летит с такой скоростью. Например, наблюдатели с Земли. Отсюда и
название теории Эйнштейна – теория относительности . Что такое « теория »? Объяс-
нение этого слова связано с проведением любых исследований.
Сначала учёный делает простые наблюдения, измерения, собирает « факты », то
есть выясняет, что происходит в природе. Потом он старается понять – почему
происходит то, что он наблюдал. Он пытается объяснить известные ему факты. Для
этого он делает разные предположения – «гипотезы». Если какая-нибудь гипотеза
не может объяснить некоторые из собранных фактов, она считается ошибочной и
отбрасывается или переделывается. Гипотезу, которая выдерживает все проверки и
объясняет все известные учёным факты, называют «теорией».
Со временем появляются новые наблюдения и факты, которые нельзя объяснить
существующей теорией. Тогда строятся новые гипотезы, и старые теории заменяют-
77
ся новыми.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
проводящим занятия по теме «Физика»:
1. Внимательно ознакомиться с текстом и рисунками.
2. Разбить текст на несколько занятий – по числу тем (тела, приборы, меха-
ника, тепло, магниты и т.д.).
3. По ходу занятий обстоятельно отвечать на вопросы детей.
4. Заранее подготовившись, проводить простые опыты. Обращать внимание де-
тей на технику безопасности.
5. По некоторым темам можно порисовать с детьми (рисунки могут быть реаль-
ные или фантастические).
6. Переходить к следующей теме только после полного усвоения предыдущего
материала.
7. Дополнять текст собственным опытом и знаниями. Однако – не давать новых
понятий, которых нет в тексте.
8. В конце каждого занятия (и по ходу его) беседовать с детьми по теме за-
нятия. Можно задавать вопросы, например: «Кто видел компас?», «Кто ви-
дел микроскоп?», «Что будет, если...»
9. Для демонстрации рисунков использовать, по возможности, эпископ.
78