Các thí nghiệm và quan sát có quá quen thuộc với bạn không?

…những khoa học đó trống rỗng và đầy sai sót không được tạo ra bởi kinh nghiệm - cha đẻ của mọi sự chắc chắn… Leonardo da Vinci

Thiên nhiên đã ban cho chúng ta đôi mắt để chúng ta có thể nhận ra những sáng tạo của bà. Nhưng cô ấy cũng ban tặng cho chúng ta một bộ não có khả năng hiểu được những sáng tạo này. Galileo Galilei

…trái ngược với một số thí nghiệm, người ta không nên ngẫu nhiên phát minh ra bất kỳ điều vô nghĩa nào. Isaac Newton

Thỉnh thoảng, những thí nghiệm điên rồ nhất nên được thực hiện. Họ hầu như không đạt được điều gì, nhưng nếu họ thành công thì kết quả thật đáng kinh ngạc. Erasmus Darwin

Tài liệu của trải nghiệm minh họa càng đơn giản và càng quen thuộc với học sinh thì anh ta sẽ càng hiểu sâu sắc hơn ý tưởng mà trải nghiệm này nhằm minh họa. James Clerk Maxwell Nếu bạn đặt liên tiếp một bàn tay chưa được huấn luyện vào hai bình nước, thì như chúng tôi đã tìm thấy bằng thực nghiệm, bạn có thể tìm thấy sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ hơn một phần tư độ C. William Thomson (Lord Kelvin) … kinh nghiệm là nguồn chân lý duy nhất, chỉ có kinh nghiệm mới có thể dạy chúng ta điều gì đó mới … Henri Poincaré

Không có người thực nghiệm, các nhà lý thuyết trở nên chua chát. Lev Landau

Bạn có thực sự quen thuộc với điều này?

THÍ NGHIỆM VÀ QUAN SÁT

Mùa hè đang ở phía trước. Tất nhiên, những ngày nghỉ là cơ hội tuyệt vời để thư giãn và vui chơi tại nhà nghỉ hoặc trong trại, ở nhà hoặc ngoài thiên nhiên. Nhưng ở đó, trong thực tế, “sống” hoàn toàn có thể bị thuyết phục về tác dụng và toàn năng của các định luật vật lý - xét cho cùng, chúng phát triển từ các thí nghiệm và quan sát. Và không nhất thiết phải có thiết bị phức tạp cho việc này; thường tất cả những gì cần thiết là sự quan sát cẩn thận, những công cụ đơn giản nhất hiện có, sự khéo léo và tính toán cơ bản. Chúng tôi hy vọng bạn sẽ không trải qua những tháng tháng nhàn rỗi mà sẽ thoải mái phát huy trí tò mò và sự khéo léo của mình, làm việc bằng cả hai tay và đầu, tìm ra đáp số câu trả lời cho những câu hỏi tích lũy và bối rối trước những câu hỏi mới khi đón đợi những năm học trong tương lai. Và tạp chí của chúng tôi sẽ giúp bạn. Chúng tôi cung cấp một số bài tập mùa hè để khởi động.

Câu hỏi và bài toán

1. Khi Trái đất chuyển động theo quỹ đạo hình elip, tốc độ của nó luôn thay đổi. Bạn có thể tìm thấy tương ứng

?

gia tốc hiện tại, chẳng hạn như có mức $жидкостью?^{2.}$ Đặt một chiếc khăn tay lên bàn và đặt một chai thủy tinh rỗng lên đó, cổ hướng xuống. Cách rút chiếc khăn tay từ dưới chai ra mà không cần chạm vào $ней?^{3.}$ Buổi tối bạn gặp hai anh chàng đang đi xe đạp với bánh xe có đường kính khác nhau với cùng tốc độ. Ai trong số họ có đèn pin sáng hơn, chạy bằng máy phát điện trên vành $колеса?^{4.}$ Cách ném một que diêm bằng bìa cứng (phẳng) xuống sàn từ độ cao, ví dụ 1 mét để nó rơi xuống $ребро?^{5.}$ Liệu bạn có thể đặt một quả trứng nguyên vẹn theo chiều dọc trên một bề mặt phẳng (tức là giải bài toán về Columbus $яйце)?^{6.}$ Lật ngược một cái chai đầy. Tại sao nước lại đổ ra từ đó? $бульканьем?^{7.}$ Đặt que diêm đang cháy lên bề mặt kim loại, đá và gỗ. Que nào sẽ cháy lâu hơn và que diêm nào sẽ tắt nhanh hơn?

8. Trời nóng nhưng dưa hấu của bạn lại ấm. Hóa ra là nếu bạn nhúng nó vào lưới ren trong nước rất nóng (nhưng không quá nửa phút!), thì khi cắt nó sau 5-10 phút, bạn sẽ thấy một lõi gần như đông cứng. Như thế này $объяснить?^{9.}$ Tại sao sương vào buổi tối lại ấm hơn $утром?^{10.}$ Bạn có nghĩ rằng nhiệt kế bạn có sẽ hoạt động nếu chất lỏng trong đó có cùng hệ số giãn nở nhiệt như $стекло?^{11.}$ Lưu ý rằng vào mùa hè, Trăng tròn xuất hiện trên bầu trời trong thời gian ngắn hơn so với mùa đông. Tại sao $так?^{12.}$ Công suất và độ sáng của đèn sợi đốt thay đổi như thế nào từ $временем?^{13.}$ Cùng một dòng điện chạy qua dây tóc đèn và qua dây nguồn. Tại sao sợi chỉ nóng lên nhưng khi chạm vào dây vẫn có cảm giác xúc giác $холодными?^{14.}$ Nếu bạn có những chiếc đinh nhỏ nằm rải rác trên sàn, cách dễ nhất để gom chúng lại với nhau và đổ (tức là đổ chúng!) vào hộp là gì?

Thật thú vị rằng…

… Định luật Archimedes dựa trên một thực tế thực nghiệm: khi một vật chìm trong nước, nó sẽ trở nên nhẹ hơn. Vì vậy, những quan sát của nhà khoa học trong bồn tắm đôi khi được gọi là thí nghiệm vật lý đầu tiên trong lịch sử, và định luật của ông đôi khi được gọi là định luật vật lý đầu tiên. … sau khi tiến hành thí nghiệm với các con lắc có chiều dài bằng nhau, Galileo đã đi đến kết luận đáng chú ý về vận tốc rơi tự do của các vật thể bằng nhau, bất kể loại chất nào. … hơn ba thế kỷ sau, một thành viên của đoàn thám hiểm Apollo 15, phi hành gia Dave Scott, khi đang ở trên bề mặt Mặt trăng, đã thả một chiếc búa và một chiếc lông vũ ra khỏi tay mình, và họ đáp xuống Mặt trăng cùng lúc - hoàn toàn phù hợp với định luật Galileo. …Đối thủ khoa học của Newton, Robert Hooke không biết mệt mỏi, đã tạo ra nhiều công cụ để tiến hành các thí nghiệm tại Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn. Bằng cách chế tạo một chiếc đồng hồ bấm giờ có lò xo xoắn ốc và nghiên cứu những biến dạng xảy ra trong đó, Hooke đã thiết lập định luật đàn hồi cho chất rắn. … trên thực tế, bằng chứng thực nghiệm đầu tiên về sự quay của Trái đất quanh trục của nó đã được nhà khoa học người Pháp Leon Foucault thu được vào năm 1851. Một quả bóng nhỏ nặng, treo trên một sợi dây dài, quay chậm so với người quan sát trên trái đất trong quá trình dao động. Vì mặt phẳng dao động của con lắc giữ nguyên vị trí trong không gian quán tính nên điều này chứng tỏ Trái đất đang quay. … thí nghiệm năm 1927 của các nhà vật lý người Mỹ Davisson và Germer trong việc bắn phá một tinh thể niken bằng các electron đã xác nhận một cách xuất sắc giả thuyết của de Broglie về mối liên hệ giữa sóng và hạt - lưỡng tính sóng-hạt. … nhà thí nghiệm trẻ người Đức Rudolf Mössbauer, nghiên cứu sự hấp thụ và tán xạ lượng tử gamma bằng máy hát có tay quay (!), đã phát hiện ra một hiệu ứng vào năm 1958 đã được trao giải Nobel. … những người đoạt giải Nobel trong tương lai, những sinh viên tốt nghiệp Phystech Andrei Geim và Konstantin Novoselov đã thu được graphene, một vật liệu hai chiều bao gồm cacbon có độ dày đơn nguyên tử, nghĩa đen là “trên đầu gối”, sử dụng công nghệ đơn giản nhất với băng dính thông thường.

Những gì cần đọc trong «Kvant» về thí nghiệm và quan sát

(xuất bản những năm gần đây)

1. “Napoleon the Diver và Feynman the Experimenter” – 2017, số 4, tr. 42; 2. “Ngắm dòng nước…” – 2017, số 8, tr. 30; 3. “Kinh nghiệm theo Galileo” – 2019, số 4, tr. 26; 4. “Quan sát về sương mù” – 2020, số 1, tr. 62; 5. “Bí ẩn của kính phẳng” – 2021, số 9, tr. 43; 6. “Ba câu chuyện về nước” – 2022, số 2, tr. 40; 7. “Quan sát hiện tượng lưỡng chiết trong tinh thể canxit” – 2022, số 3, tr. 33.

Tài liệu do A. Leonovich chuẩn bị