Экспериментариум на ISR-2013

Первая заметка, которой хочу поделиться с вами, посвящена впечатлениям и событиям прошедшей недавно международной выставки Integrated Systems Russia 2013 (ISR). Сразу обмолвлюсь, что это очень важное мероприятие, и необходимо было подойти к его организации с максимальной ответственностью-приготовления шли задолго до самого мероприятия-подготавливалось оборудование, предстоящие мастер-классы и пр. Одной из задач моих коллег и моей, в частности, была демонстрация возможностей лабораторного оборудования нашего партнера Pasco, причем, так как основную аудиторию составляли партнеры из регионов, демонстрация должна была носить не только научный, но и увлекательный характер. Так как выставка намечалась особенная, значит и подход должен быть явно нестандартным-и мы решили обратиться за помощью к организации с весьма оригинальным названием "Сумасшедшая наука" (в дальнейшем, СН). В СН после недолгого чаепития с встретившими нас девушками мы приступили к делу: изначально было запланировало, что из наук будет демонстрироваться физика и химия, решили начать с химии.

В списке возможных экспериментов половина носила непонятный, но интригующий характер: Третья рука, Коля Яичкин и т.п. Конечно же, в нас проснулись дети, и мы незамедлительно решили все эксперименты провести. Девушка-демонстратор принесла колбы и химические ингредиенты, а я подготовил к работе оборудование и датчики (температуры, pH и давления, для начала). Первую толику нашего любопытства было решено утолить проведением Третьей руки. Демонстратор сразу же предупредил, что эксперимент будет проходить с выделением теплоты (во избежание троллинга химиками, обмолвлюсь, что это была экзотермическая реакция), поэтому я взял на вооружение датчик температуры, попросту засунув его в колбу с реагентом. В чем оказалась суть эксперимента-смешиваются два реагента и из колбы выстреливает фонтан горячей пены , которая, как оказалось позже, быстро затвердевает (я еле успел вытащить датчик из колбы), если же на колбу надеть перчатку, то застывшая монтажная пена в ней образует ту самую третью руку.


Отскоблив от датчика прилипшую пену, мы продолжили экспериментировать. Демонстратор смешала несколько ингредиентов и накрыла колбу воздушным шариком(в нее мы заранее поместили тот же датчик температуры), который по мере шипения добавленного алюминия в колбе начал равномерно надуваться. Сразу же последовало пояснение, что в нем водород, и скоро будет произведен взрыв. Взрыва мы никак не ожидали и сразу же передвинули стулья к дальней стене комнаты. Реакция в колбе прекратилась как раз когда шарик был надут до отказа, и демонстратор поднес к нему свечу... Зрелище просто потрясающее! На месте шарика вырос яркий огненный шар, все остальное погрузилось во мрак (а ведь еще секунду назад мы были в ярко освещенной комнате!). Миг спустя шар исчез, и привычная комната снова окружила нас, но мы, завороженные, еще несколько мгновений смотрели вслед исчезнувшему “солнцу”. Датчик остался невредим (напрасно я за него переживал) и зафиксировал скачок температуры при взрыве.

Проведя еще серию экспериментов (о них я расскажу позже), мы приступили к физическим исследованиям. Так как для физических экспериментов для выставки у нас было и свое оборудование, решили ограничиться несколькими экспериментами - в частности, экспериментом с плазменным шаром-измерить его частоту тока и магнитное поле вокруг. Датчик магнитного поля действительно регистрировал ожидаемые изменения, а вот с током ничего не получалось - датчик тока показывал постоянное значение, хотя, по идее, ток должен был быть переменным. Только позже я узнал, что заданная частота съема данных датчика составляла 1000 Гц, а частота тока в шаре - 3000 Гц, поэтому мы всегда ловили точно одно значение. Кстати, наверняка вы задаетесь вопросом: кто же такой Коля Яичкин, и почему я о нем еще ничего не сказал? Честно говоря, я сам с нетерпением ждал этого опыта, но ожидания не сильно оправдались - опыт оказался довольно простым: на дно колбы бросается зажженная бумага и сверху на колбу кладется очищенное вареное яйцо (большее по размеру, чем горлышко). Так как в ходе опыта происходит понижение давления в колбе, яйцо втягивается в нее. В общем, выбрав необходимое оборудование, мы распрощались.

Теперь перенесемся на несколько дней вперед на ISR. На демонстрацию приехал другой сотрудник СН - Миша - очень веселый молодой человек, сразу же привлекавший внимание публики во время выступления.



С водородом решили временно повременить, поэтому мы с Мишей начали демонстрацию с изучения дыхания - датчик углекислого газа сразу регистрировал на выдохе увеличение концентрации CO2 в восемь раз, а эксперимент смешивания воды и сухого льда давал ошеломляющий результат – концентрация возрастала в 400 раз!



А как вы полагаете, какие напитки более кислые: соки, кофе, чай, молоко, кола? И существуют ли съедобные щелочи? С помощью датчика pH мы удовлетворили любопытство всех гостей, подспудно доказав, что зубы чистить необходимо. Завершали химические опыты эксперименты с повышением и понижением температуры реагентов - датчики температуры безошибочно выводили на экран зависимости графиков температуры. С помощью полученных данных гости заодно определили, как работают реагенты на дороге и сухой лед в аптечке.


Настала очередь физических опытов. Они состояли из двух тематик: механики и оптики. Датчик освещенности наглядно продемонстрировал публике, что глаз-не такая уж совершенная система - казалось бы, обычная лампочка светит с одинаковой яркостью, а датчик зафиксировал колебания яркости, причем зарегистрировал 100 колебаний в секунду, наши 24 кадра, обрабатываемые мозгом, не в силах их всех распознать. Оптический стол с дифрактометром продемонстрировал волновую природу света: луч проходил через круглую щель, и на задней стенке образовывал кольца. Датчик освещенности помог зарегистрировать полученную картину в виде графика.



Вопрос из зала - а есть что-нибудь попроще? Конечно! Переходим к механике. На столе находится два маятника в виде пружины с грузом и двух кареток, связанных пружинами. А как у нас зависит натяжение пружины от ее растяжения? Проверим. Запускаем маятники и оба фиксируют линейную зависимость-спасибо датчику силы и датчику положения за доказанный закон Гука!



В последний день ISR мы все-таки решились на опыт с водородом, правда, Миша предусмотрительно добавил меньше реактивов в колбу, и в итоге огненный шарик получился маленьким, но все равно зрелищным. После взрыва на эксперименты прибежали все, кто был в округе, и долго еще не хотели расходиться после окончания демонстрации. В итоге спасибо "Сумасшедшему" Мише за отличную команду, спасибо Pasco за технологичное оборудование, до встречи, ISR!