Для опыта с радугой приготовьте фонарик с белым светом, целый компакт-диск и лист белой бумаги. Посветите на блестящую сторону диска и направьте отражённый свет на лист. Если менять наклон диска, на бумаге можно увидеть цветные полосы. Этот способ описан в опыте научного музея «Эксплораториум».
Результат здесь один и вполне конкретный: на белом листе появляются цвета из света фонарика. Вода, красители и солнечный свет не нужны. Подготовка занимает несколько минут, а самое интересное начинается после появления полос: ребёнок может менять положение предметов и сравнивать, что произошло.
Подготовьте место, где видно отражение
Выберите стол, за которым удобно двигать диск и лист. Уберите с него лишние блестящие предметы: отражения от упаковки, зеркала или экрана будут мешать искать изображение на бумаге. Лист положите ровно. Подойдёт обычная белая бумага для принтера или светлая матовая поверхность без рисунка.
Нужны три предмета:
- целый компакт-диск без сколов и трещин;
- фонарик с устойчивым белым светом;
- белый лист бумаги.
Если у диска одна сторона с рисунком, используйте другую — блестящую. Сам диск оставьте целым: разрезать его для опыта не требуется. Фонарик держите так, чтобы свет попадал на диск, а отражение уходило к бумаге. Не направляйте яркий луч или отражённый свет в глаза. Лазерную указку для этого опыта не берите.
Перед началом покажите ребёнку, где искать результат: не на поверхности диска, а на листе. Это избавит от путаницы, когда на диске уже заметны переливы, а на бумаге ещё ничего нет. Если в комнате слишком светло и слабые цвета теряются, можно приглушить общее освещение. Полная темнота не обязательна: важно видеть и лист, и предметы, которые вы двигаете.
Поймайте цветные полосы на листе
Поставьте фонарик перед диском и осветите его блестящую сторону. Лист разместите там, куда уходит отражённый от диска свет. Сначала ищите светлое пятно. Когда оно окажется на бумаге, медленно поворачивайте диск: цветные участки могут появиться сбоку от самого яркого места.
Двигайтесь по одному изменению за раз. Сначала оставьте лист на месте и чуть меняйте наклон диска. Потом удерживайте положение диска и приблизьте или отодвиньте лист. Так ребёнку легче заметить связь между действием и результатом. Если одновременно перемещать всё сразу, непонятно, какое движение помогло.
Достаточно поймать один хорошо видимый участок с несколькими цветами. Не нужно добиваться идеальной полукруглой дуги, как на фотографии радуги в небе. Изображение от диска чаще выглядит как полосы или пятна; его форма зависит от того, куда направлен свет и под каким углом вы смотрите на лист. Успех опыта — различимые цвета на бумаге и возможность изменить их положение движением диска.
Можно предложить ребёнку простую задачу: «Найди положение, при котором цвета видны лучше всего, а затем сдвинь их к краю листа». У задачи есть начало, действие и проверяемый конец. Она также удерживает внимание на отражении, а не на попытке рассмотреть яркую поверхность диска вблизи.
Что сравнить после первого результата
Оставьте фонарик на прежнем месте. Поверните диск совсем немного и попросите ребёнка отметить, в какую сторону ушли полосы. Затем верните диск примерно в исходное положение. Получилось ли снова увидеть цвета на том же участке листа? Здесь важна не точность до миллиметра, а наблюдение: световой рисунок меняется вместе с положением диска.
Следующее сравнение — расстояние до бумаги. Придвиньте лист ближе к диску, затем отодвиньте. Спросите, где цвета проще различить. Не называйте один вариант «правильным» заранее: результат зависит и от фонарика, и от расположения всех предметов. Лучше оставить на столе две небольшие метки для положений листа и возвращаться к ним по очереди.
Третий вариант — сравнить светлую и тёмную поверхность. После наблюдения на белом листе подложите под отражение тёмную бумагу или ткань. На какой поверхности ребёнку проще назвать цвета? Для первого поиска удобнее белый лист: на нём легче заметить, куда попал отражённый свет. Тёмная поверхность нужна лишь для сравнения уже найденного изображения.
Записывать длинный отчёт не требуется. Достаточно трёх коротких строк: «Что двигали? Что увидели? Удалось ли повторить?» Например: «Повернули диск — полосы сдвинулись к правому краю. Вернули диск — полосы снова оказались ближе к центру». Такая запись описывает именно наблюдение, без догадок о том, что происходило внутри фонарика.
Как объяснить увиденное ребёнку
Белый свет фонарика содержит разные цвета. На рабочей поверхности компакт-диска есть очень мелкие, тесно расположенные дорожки. Из-за них отражённый свет разделяется на цвета: поэтому на бумаге видны полосы. Это объяснение относится к свету и поверхности диска; подробности явления также приведены у «Эксплораториума».
Можно сказать проще: «Диск помогает увидеть цвета, которые были в свете фонарика». После этого попросите ребёнка показать путь света пальцем, не глядя в луч: фонарик → диск → лист. Если он показывает только диск, вернитесь к бумаге и ещё раз найдите на ней полосы. Так объяснение будет связано с тем, что ребёнок действительно наблюдает.
Радуга после дождя появляется в других условиях. Здесь нет капель воды, а диск не изображает облако или дождь. Сходство двух явлений для этого разговора — видимые цвета света. Не стоит добавлять в опыт стакан с водой «для настоящей радуги»: это уже другая установка, и ребёнку будет сложнее понять, от какого предмета получился увиденный рисунок.
Если ребёнок спрашивает, почему отдельные цвета то появляются, то исчезают, вернитесь к наклону диска. При другом положении отражение проходит мимо листа или выглядит иначе. Для первого опыта этого ответа достаточно. Термины можно добавить позже, если ребёнку интересно разбирать устройство диска подробнее.
Если цветов не видно
На листе совсем нет светлого пятна. Сначала найдите обычное отражение. Чуть поверните диск или переместите бумагу в сторону, куда уходит свет. Пока свет не попал на лист, искать на нём цветные полосы бессмысленно.
Пятно есть, но кажется белым. Медленно изменяйте наклон диска и следите за краями освещённого участка. Цвет может оказаться не в центре яркого пятна. Попробуйте немного изменить расстояние до листа и приглушить верхний свет в комнате.
Цвета видны на диске, но не на бумаге. Проверьте направление отражения. Ребёнок может видеть перелив на самой поверхности, а лист при этом лежит в стороне от отражённого луча. Переместите лист, сохраняя положение фонарика и диска, пока на бумаге не появится свет.
Рисунок всё время уходит из поля зрения. Уприте локти в стол или положите диск на устойчивую подставку под небольшим углом. Подставка здесь служит только опорой; крепить к ней диск не нужно. Попросите ребёнка двигать один предмет, пока взрослый держит остальные. Затем поменяйтесь ролями.
Если хочется продолжить наблюдения со светом и цветом, в статье «Опыты для детей дома: 9 экспериментов» можно выбрать отдельное занятие для следующего раза. А если удобнее пользоваться готовыми материалами, обзор наборов для опытов поможет понять, что входит в разные комплекты. Для радуги с диском специальный набор не нужен.
Частые вопросы
Можно ли взять DVD вместо CD?
У DVD тоже блестящая поверхность с мелкими дорожками, но видимый рисунок может отличаться. Если задача — повторить описанный опыт без дополнительных настроек, начните с обычного целого CD. При замене диска снова ищите отражение на листе, а уже потом цвета.
Получится ли сфотографировать полосы?
Да, если на снимке различимы цвета и лист не засвечен ярким пятном. Положите телефон на неподвижную опору и снимайте бумагу, не направляя камеру прямо на фонарик. Фотография полезна для сравнения двух положений диска, но сам опыт можно провести и без неё.
Нужно ли называть все цвета по порядку?
Нет. Для начала достаточно заметить, что рядом видны разные цвета, и показать, как их положение меняется при повороте диска. Если ребёнок хочет сравнивать оттенки, предложите выбрать два хорошо различимых и найти их на листе повторно.