«Занимательная наука для школьников» — это проект, в рамках которого осуществляется бесплатный курс выездных лекций по физике и химии, который организовала Анна Нартова со своими коллегами в средние школы сёл Владимировка и Чемское Тогучинского района. Мне предложили съездить как журналисту. Недолго думая, я согласилась.
Начало
Половина седьмого утра. Я стою у главного входа НГУ и жду, когда подъедет машина.
—Здравствуйте, я — Юля, — говорю.
—Здравствуйте, а я — Андрей, — отвечают мне.
Андрей будет читать лекцию по физике. По дороге мы забираем еще одного человека. Это — Илья. Он будет проводить опыты вместе с Андреем. Часа полтора едем по Ленинск-Кузнецкой трассе. Я смотрю в окно. Туман, дождь, снег и ветер сменяют или дополняют друг друга. Пейзаж это отнюдь не портит. Вспоминаю, что вместе с нашей едет другая машина: там Анна — главный организатор, фотограф Гарик и Сергей — тоже лектор, он будет показывать эксперименты по химии.
Тогучин
— Так, где тут въезд? — спрашивает Андрей.
— А, вон, смотри, здесь поворот, — отвечает Илья.
Школа двухэтажная. Из красного кирпича. На ее фоне четко видно густой, но легкий, падающий снег. Реквизита два ящика и несколько пакетов. Заходим, поднимаемся на второй этаж в актовый зал. Там уже расставлены стулья. Предполагаю, что будет человек пятьдесят, может, чуть больше. На стенах плакаты, напоминалки у кого когда дни рождения, в общем, все по стандарту.
Илья и Андрей вешают на противоположную от двери стену баннер, на котором почти во всю высоту надпись «Занимательная наука для школьников».
— Криво висит, левый угол низко,— говорю я.
А так? — спрашивает Андрей, поднимая свою половину немного выше.
— Так нормально.
Заходят Аня, Сергей и Гарик. За дверью толкутся школьники. Одна, две, три минуты — врывается целый поток, который быстро рассаживается по местам. На ряд ко мне почему-то из детей никто не сел. Здесь восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый классы.
— Ребята, у нас сегодня в гостях Новосибирский государственный университет, — говорит директор.— Они приехали с очень интересными опытами. Напоминается о том, как следует себя вести и все в том же духе. После небольшой паузы Илья начинает: «Доброе утро. Мы приехали из Академгородка. Хотим показать, что наука все время рядом. Вы, может быть, этого и не замечаете, но она всегда окружает вас. Сегодня мы покажем несколько экспериментов и объясним, почему так происходит».
— Действительно, как сказал наш коллега, удивительное рядом, — подхватывает Андрей. — И начнем мы с самого простого. Вот это что такое?
Хором раздается: «Лампочка!».
— Да. Это обычная лампочка, и, если ее уронить, она разобьется. Но, оказывается, такая хрупкая вещь способна выдержать достаточно большую нагрузку. Вот, смотрите — встает на лампочку правой ногой. В аудитории поднимается гул с примесью удивления и какого-то неверия, мол, да как же так!
— Да, этот опыт, конечно, немножко страшно проводить. Сейчас мы разъясним, в чем его хитрость. На самом деле, здесь чистая физика, — говорит Илья.— Нагрузка, которая давит сверху на лампочку, распределяется равномерно по своду, и стекло может выдержать большую нагрузку.
«Восьмидесяти килограммовую, в данном случае», — добавляет Андрей. Кто-то из девчонок позади меня хихикает.
«Если бы мы приложили точечное воздействие, то лампочка обязательно бы разбилась, но если распределить по большей площади, то стекло способно выдержать очень высокое давление. Такая сводчатая форма используется и в строительстве, потому что позволяет равномерно распределить нагрузку».
— Кто-нибудь плаванием занимался? — спрашивает Илья.
— Даааа!
— Те, кто нырял глубоко, чувствовали на ушах атмосферное давление. Обычно мы его не замечаем, так как за миллионы лет эволюции привыкли к нему. Сейчас мы попытаемся наглядно продемонстрировать его силу. Нам понадобятся двое самых крепких молодых людей.
В зале захихикали. После недолгих споров выходят два добровольца: мальчик в полосатой рубашке и еще один — в темно-синей.
— Берем две металлические полусферы и резиновую прокладку. Соединяем, откачиваем воздух с помощью компрессора. Вы все слышали этот звук — так холодильник тарахтит. Мальчики пытаются рассоединить полушария. После нескольких секунд у них получается. Все опять смеются и аплодируют добровольцам.
— Теперь мы с вами проделаем другой классический опыт, который доказывает, что атмосферное давление существует, — говорит Андрей. — Мы живем в океане. В океане атмосферы. На дне. Сейчас мы возьмем стакан и перевернем… Отпускаем… Видно, что листок удерживает воду. Почему это происходит?
— А здесь тоже область пониженного давления возникает, а сверху — атмосферное.
Девчонки позади меня постоянно шепчутся. Класс восьмой, наверное. Прислушиваюсь и пытаюсь разобрать. Не получается. Слишком громко гудят все остальные. По кое-как выхваченным через некоторое время словам понимаю, что они обсуждают увиденные опыты.
За окном до сих пор валит снег, но тут же тает. В помещении стало прохладно. Я как раз сижу возле открытого окна. Дети встают со стульев и подходят к столу, где сами опыты и проводились. Им раздают растровые пленки и картинку с собачкой. Понимаю, что звонок уже прозвенел. Значит, скоро начнется химия.
— Меня зовут Сергей Владимирович. Я представляю, как и мои коллеги, Новосибирский государственный университет, но только факультет естественных наук. Химию часто называют волшебницей. Вы, наверное, в волшебников уже не верите.
— Верииим!
Оборачиваюсь и вижу, что детей стало больше. Пришли еще пятый, шестой и седьмой классы. Некоторые уселись прямо в проходе — всем места не хватает. Тем не менее, ко мне опять никто не сел.
— А кто знает, как огонь добывают? — спрашивает Сергей.
— Ну, из камней можно.
— Вообще, первые варианты были с палочкой. Я честно пытался, но у меня ничего не получилось. А потом, да, человек научился добывать огонь с помощью камней. И вплоть до XVIII века они ходили с двумя булыжниками в кармане — кремнем и огнивом. Если бы я сейчас попробовал поджечь что-то с их помощью, у меня бы не получилось. Но химия развивалась, и люди создали спиртовку. Знаете же, что это такое? В самых первых опытах использовалась серная кислота и марганцовка. Этот метод хорошо тем, что с ним справится любой ребенок: нужно взять стеклянную палочку, сунуть сюда, сунуть сюда, сунуть сюда и все. Дети смеются.
— Это были первые химические спички, но не самые удачные. Таскать с собой марганцовку — еще ладно, но серная кислота в кармане… Соответственно, их заменили другими. Открыли фосфор. Сегодня мы будем пользоваться красным, потому что белый очень ядовитый, и бертолетову соль. Эти два вещества могут вместе лежать — годами ничего не произойдет. Чтобы реакция прошла, нужно по этой штуке аккуратно ударить… Ой промазал. Ну, еще раз делаем… Так… Будем делать пока не получится
— Оооооооооооо — хором доносится до меня. На столе полыхает будто небольшой костерок…
— Для чего нужен был огонь?
— Печку топить.
— Действительно. Для нагревания и освещения. Из чего состоит свечка?
— Фитиль!
— И воск!
— Правильно. На самом деле, это очень хитрое изобретение. Если я попробую поджечь отдельно кусочек воска — он просто расплавится. А вот фитиль горит, но проблема в том, что два сантиметра у меня сгорело секунд за пять. В свечке все наоборот. Вы можете это дома проверить. — Илья откладывает все это в сторону и берет в руки пробирку. — В одних химических реакциях происходит выделение тепла, в других — поглощение. У меня есть термометр. Сейчас он показывает, что в комнате 24,2 градуса. Добавим реактива и… Ай, холодная. Видите, она начинает падать: 15, 14, 10… Илья подходит, берет пробирку в руки и идет по рядам. Каждый ребенок убеждается, что она действительно холодная.
— Так, с огнем мы разобрались, — продолжает Сергей — Но у химии есть еще одно применение. Когда кабеля нет, а электричество нужно, мы используем батарейку. Тестер показывает, что эта уже подсела. Она должна была быть полтора вольта, а сейчас уже 1,2. И сейчас мы попробуем сделать батарейку сами. — Сергей ставит на стол стакан с водой. Достает две монетки из разного металла. Мочит бумагу и лепит из всего этого «торт». — Наша батарейка работает. Получается почти полвольта. Но сейчас мы проведем ток по-другому, более надежными вещами, чем монетками — добровольцами. Мне нужны четверо. Ну, давайте еще один. Встаем сюда. Держи раз, держи два… Это всего лишь ложки. Ваша же задача коснуться ложкой соседа. Цепь не разрываем… — Сергей замеряет разность потенциалов — Уууу, да у нас тут 2,3 вольта. Теперь часы идут.
Мальчики рассаживаются по своим местам.
— Я могу вам показать еще один опыт. Это «фэри» и раствор перекиси водорода. А здесь у меня уже знакомая марганцовка. Она — катализатор, без нее ничего не произойдет.
— Оооооо!!!
Из колбы поднимается пенная лава, прямо как при извержении вулкана.
— Видите, дым идет? Вода вскипела, а «фэри» был добавлен для того, чтоб пена была. Когда мы перекисью обрабатываем ранки, происходит примерно такая же реакция.
Теперь Сергей достает бутылку газировки.
— Хороший реактив — это пепси-кола. С ней можно сделать один интересный опыт. Он смешной, но очень сильно заинтересовал ученых: даже проводились конференции, посвященные этому вопросу — почему это происходит именно так. Но нужна еще одна вещь — это ментос. Что будет если кинуть его туда?
— Она взорвется.
— Пена пойдет
— Происходит резкая реакция, — комментирует Сергей.
Видя такой взрыв, кто смеется, кто сидит с удивленным лицом, а кто даже и с немного испуганным.
— Шутки шутками, а в мире один человек в год гибнет от того, что берет и эту штуку засовывает в рот, а потом запивает колой, пепси или спрайтом. Так можно захлебнуться. Однако не будем о грустном. Есть еще одно направление — взрывчатка, но ее мы здесь показывать не будем…
Аня, Сергей, Андрей и Илья стоят у главного входа в школу. Их фотографирует Гарик. На память. Я стою и не могу понять: дождь идет или все-таки это такой мелкий снег. Время — уже обед, но туман до сих пор густой. Рассаживаемся обратно по машинам.
Чемская
От одной деревни до другой ехать минут пятнадцать. Школа здесь тоже двухэтажная, деревянная. Напоминает мне купеческий дом. Илья и Андрей опять выгружают реквизит. Все вместе поднимаемся на второй этаж.
Сначала физику и химию хотят развести по разным кабинетам — в одном все не уместятся, но эту проблему решают быстро: заносят еще стулья и скамейки. Я захожу в класс и сажусь в самый конец — на камчатку. Левее меня сидит женщина. Я спрашиваю у неё:
— Здрасьте. А Вас как зовут?
— Меня — Марина Борисовна. Я английский веду. А лекторы, наверное, все с научными степенями?
— Ну да, — отвечаю я.
— У нас тут просто в первый раз такое.
Началась химия. Сергей уже демонстрирует опыт со светящейся пробиркой. Так как в кабинете слишком светло, дети пытаются поместить ее в «купол» ладоней.
Началась физика. Лекторы демонстрируют опыт с гвоздями и шариком. Все, наверное, знают, что он не лопнет. Смотрю на детей и думаю: нет, этот блеск ожидания в глазах не перебьет даже предсказуемость опыта.
Илья уже держит в руках стеклянную бутылку.
— А сейчас мы покажем, как ее можно на самом деле легко разбить. Наливаем воды. Так, ну что — попробуем? И тут Андрей берет достаточно увесистый ботинок и бьет им по горлышку. После нескольких попыток получается. Осколки бухаются прямо в таз на столе. Замечаю я его только из-за огромных брызг, которые падают либо обратно, либо на парту. Дети, конечно, в восторге.
— Кто-нибудь знает, почему так произошло?
— Гидравлический удар! — голос откуда-то слева.
— Можешь объяснить подробнее?
— Давление.
На третьем ряду сидит мальчик в белой рубашке в мелкую то ли синюю, то ли черную полоску.
— Что? — спрашивает Андрей.
— Давление пониженное, — уточняют.
— Да. Все верно. Около донышка возникает разряженное давление, после того, как бутылка останавливается, и, поскольку жидкость несжимаема, она очень сильно по этому донышку и бьет. И происходит действительно гидравлический удар.
— У этого удара большая сила и донышко вылетает, — добавляет Илья.— Возьмем теперь другую бутылку и попробуем еще раз… Так, кто знает, почему у меня не получается?
— Бутылка крепкая, — из зала.
Да, эта действительно покрепче — говорит Андрей. — Но дело не только в этом. Видите, донышко вогнутое. Когда идет удар, то сила распределяется по своду, и поэтому дно выдерживает. Мы говорили с вами, что вода устремляется вниз, но она устремляется не только потому, что там пониженное давление, а еще и потому, что сверху у нас обычное атмосферное.
— Дальше мы вам покажем опыт, который впервые был сделан в Древней Греции. Называется он «ведерко Архимеда». Вот что будет, если его перевернуть? — спрашивает Андрей.
— Выльется.
— Да. Существует сила тяжести, которую мы все чувствуем, и атмосферное давление, — объясняет Илья.— Но тут появляется еще одна сила — центробежная. Получается, что движение происходит в поле тяготения, и вода не выливается. На самом деле эта сила зависит от массы вещества, и то, что я сейчас показываю, — это модель сепаратора. Я разделяю воду с воздухом.
— Это свойство используется очень широко — дополняет Андрей.— Например, космонавтов так тренируют, чтобы они могли выдерживать большие нагрузки. Я думаю, вы все сталкивались с подобным явлением, в том числе, когда на детской площадки крутились на каруселях.
Кто не слетит — тот и выиграл!
Дети смеются. Слышу, кто-то вспоминает даже отдельные случаи: где играли, кто упал…
— А сейчас мы перейдем к другим опытам, — говорит Андрей. — Источник света человечество придумало для того, чтобы можно было дольше работать и не только работать. Но свет — это не просто свет, на самом деле. Это энергия. И для того, чтобы это показать, мы вам продемонстрируем парочку экспериментов.
— Лазерные источники — источники высококонцентрированной энергии, — подхватывает Илья.— Но ей можно очень легко управлять.
Смотрю по сторонам. Кажется, что в этой школе на лекции пришло гораздо больше человек: заняты все парты, стоят дополнительные стулья и несколько массивных деревянных крашеных скамеек вдоль правой стены. Только сейчас понимаю, что находимся мы в кабинете физики и химии. Парты оборудованы раковинами, вытяжка, над доской, где стоят Андрей и Илья, висит таблица Менделеева, растворимости и несколько портретов ученых, каких именно, мне, конечно, с самого конца класса не разглядеть. На учительском столе висит точно такой же баннер «Занимательная наука для школьников».
— Это склеенные зеркала под углом в девяносто градусов, — говорит Илья, — склеивали мы их вручную и сейчас покажем наш результат. Вот, посмотрите на стреляющего.
Они демонстрируют опыты с лазерами.
— На нем отраженный луч.
Куда бы я не перемещался, луч все равно на мне. Подобные уголковые отражатели в свое время были доставлены на поверхность Луны. И потом с земли «стреляли» лазером и ловили отраженный сигнал. Таким образом, удалось точно определить расстояние от Земли до Луны. Но кроме экзотического применения, все сталкиваются и с бытовыми вещами. Вот что это? — спрашивает Андрей.
— Катафот, — отвечает кто-то.
— Да. Верно. Он светится в темноте. Если на него посветить, он отражает обратный свет, поэтому машина или велосипед в темноте хорошо видны издалека. Если присмотреться, то видно, что там похожая конструкция. Там много пластинок под правильным углом. Но теперь давайте чуть-чуть затронем тему преломления света. Оказывается, что любые вещества обладают энергетической плотностью. Видно вам, как «идет» луч? Он преломляется. А если по-другому… Происходит полное отражение. Вода начинает работать как зеркало.
— Интернет. Он устроен точно так же. Сейчас мы покажем, как устроен кабель для передачи данных, — говорит Илья. — Берется пластиковая бутылка, прорезаем в ней отверстие… Обычно у нас луч светил горизонтально, зато теперь даже вблизи видно, как он «наматывается» и «уходит» вместе со струей. Он много раз отражается и как бы затягивается в струю.
Вот ведь, а дети-то все счастливые сидят. Опять поворачиваюсь к Марине Борисовне и спрашиваю?
— А у вас здесь какие классы?
— Да все.
Тем временем началась химия. Сергей показывает те же опыты, что и в предыдущей школе.
Звонка я не услышала. Ребята встают и направляются к выходу. Понимаю, лекции закончились. Андрей, Сергей и Илья что-то обсуждают с учителями. Аня начинает собирать реквизит. Все те же две коробки и несколько пакетов.
— Ничего не забыли? — спрашивает она.
Выходим на улицу. Идут какие-то две женщины, я спрашиваю у них, что это за место такое — широкое поле напротив школы, с густой шапкой деревьев.
— Это Салаирский кряж, — отвечают они.
Рассаживаемся обратно по машинам. Прикидываю, что на все про все мы потратили часов восемь. Но оно того стоило: не каждый день есть возможность отмотать свою жизнь на несколько лет назад и снова почувствовать себя учеником, правда, в школе таких лекций обычно не бывает.
Автор: Юлия Сасевич
Фото: Гарик Дьяченко
