Nastalo léto, čas her s vodou a u vody. Proto přinášíme tip na experimenty, jež lze provádět přímo u bazénu. Nebo klidně doma s miskou vody.
Magické obrázky
Když na ně koukáte do vody, vidíte něco jiného než na souši.
Jak si vyrobit takový magický obrázek?
Potřebujete: uzavíratelný plastový sáček (= polyetylenový (LDPE) sáček); papír, fixa na papír + fixa permanentní té samé barvy (ideálně černá), nůžky.
Nejprve musíte vymyslet takový obrázek (nebo nápis), jehož součástí je něco jiného: např. mašle, které dokreslíte druhá křídla, hlavičku a tykadla, je vlastně motýl. Nebo v nápise OKURKA je schované slovo KUK. Zde je prostor pro fantazii a kreativitu!
Postup výroby samotného obrázku už je snadný: Nejdříve vystřihněte papír přesně takový, aby se akorát vešel do sáčku. Na tento papír nakreslete plný obrázek. Můžete ho vybarvit nebo nechat jen obrysy. Následně uzavřete hotový obrázek do sáčku. Je důležité, aby sáček přesně doléhal na papír a papír se v něm nijak nehýbal. Následně PERMANENTNÍM fixem obtáhněte jen ty čáry, které tvoří „skrytý“ obrázek. Pak už stačí jen vložit do vody a dívat se pod dostatečně velkým úhlem (myšleno dívat se přes hladinu vody, nikoliv kolmo vodou na obrázek) – původní obrázek zmizí a je vidět jen ten „skrytý“.
Za toto magické kouzlo může optický jev zvaný totální odraz. Plast, ze kterého jsou vyrobeny potravinové uzavíratelné sáčky, je vodoodpudivý, to znamená, že od sebe přirozeně odpuzuje molekuly vody.
Můžete to ověřit tím, že na sáček vylijete menší množství vody – voda se nerozlije po povrchu sáčku, ale shlukne se do kapiček či větších loužiček, které při sebemenším náklonu ihned stečou pryč. Naopak pokud takto nalijete trochu vody na látku, voda se ihned začne vpíjet do hadru a rozlévat po ploše.
Tedy díky plastovému materiálu, ze kterého je sáček vyroben, se na pytlíčku ve vodě vytvoří mikrovrstva vzduchu. Do našeho oka, když se díváme na sáček ve vodě, dopadají světelné paprsky vždy nějak lomené, protože musely projít přes několik optických rozhraní: voda – vzduch u sáčku, voda vzduch u oka. Díky průchodu z opticky hustšího prostředí (voda) do opticky řidšího (vzduch), dochází k lomu od kolmice – tedy paprsek se od svého původního směru odchýlí. Při dostatečně velkém úhlu dopadu se však paprsky odchýlí natolik, že do dalšího prostředí (vzduch u sáčku) už ani neprojdou, všechny paprsky se odrazí. Naše oko tak vidí jen odraz vnitřku „vody“ = bílo/stříbrné nic. Pokud ale na pytlíček něco nakreslíte permanentem, v tom místě se voda už neodpuzuje, totální odraz nenastává a tento obrázek vidíte.
Stříbrné vejce
Typickým podobným pokusem, který využívá stejného principu totálního odrazu, je experiment „stříbrné“ vejce. Doma si pomocí svíčky a vody můžete totiž nechat postříbřit vlastně cokoliv – nejenom vajíčko. Stačí danou věc (předem umytou = odmaštěnou, aby chytala saze) dostatečně očoudit sazemi nad plamenem svíčky. Následně vložit do vody a opět se dívat shora. Věc se nám zdá krásně stříbrná. Zde naopak využíváme toho, že saze jsou mastné, tedy vodoodpudivé. Tam, kde je předmět pokryt sazemi, vidíme stříbrný vodní totální odraz.
Výzkum přímo v terénu – tedy v bazénu
A protože nastává léto, můžete si tento jen vyzkoušet i v bazénu. Když se potopíte a budete se z vody dívat ven (třeba na břeh) kolmo nad sebe, vše vidíte. Ale jakmile se budete dívat pod velkým úhlem (vzhledem ke kolmici na plochu rozhraní), tedy dostatečně šikmo na břeh, vidíte opět jen stříbrný pás, stříbřité nic.
Ilustrační foto přímo z kroužku – je zde vidět efekt „zmizení“ části obrázku.