Глава «Некоторые научные опыты со льдом и снегом». «Что и как делать изо льда и снега на зимней площадке». Подъяпольская А., Подъяпольский Н. Наркомпрос РСФСР, Главсоцвос, Государственное издательство. Москва-Ленинград. 1930

В настоящей главе мы имеем в виду дать лишь некоторое дополнение к тем материалам по образовательной работе на зимней площадке, которые имеются в литературе и очень полно собраны в руководстве Булатова, Львова и Родина „Зимняя площадка для детей и подростков“.

На опыте со снегом можно показать фирнообразовательный процесс с постепенным превращением снега в лед. Для этого, после каждого снегопада, в определенном месте нужно слегка посыпать снег каким-нибудь цветным порошком, или мусором, только не тяжелым (мякина, сенная труха). После того, как слой снега сделается достаточно толстым, через место посыпаний прокапывается канава до земли. Слои снега, отмеченные темными переслойками, измеряются, и измерения эти сравниваются с записями толщины снежного покрова, отмеченными во время выпадения этих слоев (понятно, что записи толщины выпадения снега ведутся с начала зимы с помощью рейки, описанной у многих авторов) Далее на-ощупь или на вес, с помощью вырезания кубиков условленной величины, напр., в дециметр, из различных слоев и их взвешивания, определяется постепенное уплотнение снега и обращение его в мелкозернистый фирн, потом в фирн крупнозернистый и, наконец, у поверхности земли, в лед. Наблюдение это дает возможность на практике понять ледниковый процесс. Движение льда, основанное на его пластичности, можно демонстрировать на таком опыте: устанавливаются две дожи под некоторым углом друг к другу, а между ними закладывается пластина льда, на которую помещается какой-нибудь груз; под влиянием груза лед постепенно изгибается и продвигается вниз между доскачи, несмотря на то, что путь этого продвижения становится все уже и уже. Таким образом и доказывается пластичность льда, его способность как бы к „сухой“ текучести. Оба эти опыта следует ставить в тени, с северной стороны дома.

Не мало интересной работы молено проделать со льдом в связи с оптикой. Ледяные призмы, вогнутые и выпуклые ледяные линзы действуют так же, как и сделанные из стекла, только коэффициент преломления во льду светового луча несколько иной, чем в стеклянной среде. Призмы для подвесков и для физических опытов можно сделать очень просто, воспользовавшись для этого любой металлической посудой с прямоугольными формами. Так, напр., если взять железный противень, в котором обычно приготовляются пироги, всевозможные запеканки и проч., и поставить его наклонно, то вода в нижней ею части замерзнет в виде трехгранной призмы. Величина наклона противня к горизонтали будет соответствовать одному из углов призмы; таким образом, призму можно изготовить сочень точным углом, требующимся для опыта по свету, чего невозможно достигнуть в условиях обычною физического кабинета со стеклянной призмой, перешлифовать углы которой возможно только на оптической фабрике. Для получения увеличительных стекол лучше всего заказать жестяннику выдавить из жести полушарие, в котором и можно замораживать воду. Если заказать полушарие не удастся, то можно, воспользовавшись мячом, сначала сделать гипсовую форму с полумяча, хорошенько просушить ее, пропитать жиром, смазать внутри вазелином и после этого наливать воду и замораживать линзы нужных сегментальных размеров. Чтобы получить ледяные шары для украшении или двояковыпуклые ледяные стекла, можно воспользоваться смораживанием двух ледяных полушарий ил! двух плоско-выпуклых линз.

Ледяные призмы молено использовать для разложения света, для получения радуги, для грубых работ по спектральному анализу. Увеличительными стеклами изо льда можно пользоваться так же, как обычными, напр., как лупами. Можно попытаться сконструировать простейшую подзорную трубку или простейший микроскоп по схемам, какие имеются в любом учебнике физики. Можно воспользоваться ими и для зажигания, напр., для прожигания бумаги при конденсации солнечного луча. На одном из карпатских курортов, для сигнализации полдня, были построены солнечные часы-пушка, которые в ясные дни сигнализировали выстрелом прохождение солнца через меридиан. Пушка, так же как и собирательное стекло, была отлита изо льда. Стекло было установлено так, что ровно в 12 часов дня конденсированный им луч солнца падал на запальное отверстие пушки с насыпанным на нем порохом; происходила вспышка, и пушка стреляла. Ежедневно зажигательное стекло передвигалось по дую соответственно азимутам кульминации солнца через меридиан. Само собой разумеется, что на зимней площадке подобное сооружение может оказаться очень занимательным для детей, но при этом надо помнить, что зарядку пушки и вообще возню с порохом можно поручить только взрослым. Нормальный ружейный заряд под нс слишком сильным пыжом, может дать достаточный эффект в смысле звука, и его будет выдерживать пушка, отлитая в банке из-под монпансье 4-х кг вместимости, с диаметром дула в 4—5 см (см. рис. 15).

К числу научных экспериментов, связанных с ледо-снеговыми работами на площадке, можно отнести еще и подсобные работы по применению красок для снега и льда. Здесь прежде всего придется столкнуться с вопросом о вредности красок. На площадках, где работают дети дошкольного возраста или младшие школьники, в качестве красителей могут употребляться только те краски, которые разрешены у нас для употребления в пищу. Никогда нельзя поручиться, что ребенок, перепачкавши руки в краске, не сунет их потом в рот, или, соблазнившись красивой окраской ледышки, не попробует ее пососать, как конфекту. Лучшими безвредными красителями, употребляемыми в пищевой промышленности, считаются три основные краски: красная — кармин, синяя — растительное индиго и желтая — куркума. Комбинация куркумы с индиго дает зеленую краску, с кармином — оранжевую. Комбинации кармина с индиго дают фиолетовую и лиловую краски. К сожалению, применение этих красок для окраски снега и льда в современных условиях затрудняется, во-первых, их дороговизной, во-вторых, неразработанностью методов приготовления водных растворов этих красок (кармин растворяется в нашатырном спирту и, следовательно, становится опасным для употребления малышами; куркума растворяется в винном спирту, что слишком дорого). Для малышей можно рекомендовать, правда, тоже не дешевые, но безвредные и вполне доступные растительные краски, приготовленные домашним способом.

Ниже приводится перечень таких красок, разрешенных к употреблению для окрашивания пищевых продуктов и напитков Наркомздравом и, следовательно, совершенно безопасных для всякого рода работ но раскрашиванию — хотя бы даже в руках детей дошкольного возраста.

Красную краску можно получить из сока египетской столовой свеклы, клюквы, черники и брусники. Заготовку сока свеклы следует производить так. — Свекла очищается и натирается на терке. Натертая мязга смешивается с двойным количеством воды и прожимается в плотной тряпке или мешке. Так как свекольный сок при продолжительном стоянии на воздухе буреет, заготовлять его в прок не следует. Как только сок отжат, сейчас же нужно разлить его в те посудины, в которых он будет замораживаться, и выставить на мороз. Предпочтительно выбирать для заготовки цветных стекол время с низкой температурой, градусов в 15—20 мороза. На ветру замораживание происходит, конечно, быстрее, чем в затишье; под открытым небом — приблизительно вдвое скорее, чем под крышей, напр., где-нибудь на открытой терассе.

Пурпурная краска превосходно получается из клюквы и брусники. Окрашенный клеточный сок этих ягод сам по себе кислый и под влиянием кислорода воздуха долго не изменяется. Краски эти можно готовить заблаговременно. Отстоявшись, сок этих ягод дает совершенно прозрачную середину. Разбавлять сок брусники можно раза в три, четыре, клюквы — раз в шесть.

Темно-розовое окрашивание получается, если свекольный сок разбавить не в три раза, а раз в десять. Это окрашивание молено получить при вторичном промывании свекольной мязги теплой водой.

Оранжевая окраска получается при смешивании красного ягодного сока с одной из желтых окрасок.

Темно-желтое окрашивание воды можно получить, прокипятивши в ней перья лука, как это делают крестьяне для окрашивания пасхальных яиц. Луковая краска, отстоявшись, также дает чистую, прозрачную середину.

Для светло-желтого окрашивания можно использовать какой-нибудь дешевый сорт чая.

Синяя краска — ультрамарин. Хороший ультрамарин растворяется в теплой воде полностью, но в продаже имеются лишь дешевые сорта ультрамарина (2 р. 40 к. кило), которые не растворяются, а только взмучиваются в воде и при стоянии выпадают в виде осадка При замерзании также получается осадок краски. Поэтому приходится принимать меры для того, чтобы взмученная краска не оседала. Наиболее дешевый способ получения неоседающей краски из ультрамарина, это — подкрашивание им очень жидкого картофельного клейстера (клейстер должен быть сварен настолько жидким, чтобы он лился и в холодном виде при комнатной температуре).

Зеленая краска может быть получена только при обработке каких-нибудь ярко-зеленых листьев спиртом для извлечения хлорофила. Такая краска, однако, будет слишком дорога; поэтому придется попытаться сделать смесь окрашенного синькой клейстера с одной из желтых красок. Чистого зеленого тона при этом не получится, тон получится буроватый, но с этим можно примириться.

В качестве коричневой краски можно с успехом применить отстоенный отвар суррогатного кофе, или жженой пробки.

Наконец, как черную краску для окрашивания не прозрачных предметов, а уже только поверхностей, можно применить голландскую сажу, также в клейстерном растворе, как и синьку.

Для получения окрашенных стекол изо льда можно использовать те же противни, что и для получения призм, или полушария для получения линз. Когда замораживание закопчено достаточно на несколько секунд погрузить металлическую форму в теплую воду, чтобы льдина отстала от дна и стенок формы и ее можно было вынуть. Для спаивания ледяных полушарий или сегментов, а также и плоских стекол нужно их гладко выстрогать с тех сторон, какими они будут спаиваться, наложить друг на дружку и пустить в промежуток воды, которая и застынет на морозе, как совершенно незаметная спайка.

Для окрашивания поверхности льда и снега можно пульвелизировать их теми же красками, какие описаны выше. При этом, во избежание замерзания в пульвелизаторе, краски подогреваются до 35-40° Ц. При окраске больших поверхностей, напр., крупной снежной скульптуры, снежных домов, крепостей и т. п. , можно использовать малярные водяные краски, напр., безвредные и дешевые: сажу, мумию, охру, причем опрыскивать ими уже не из пульвелизатора, а из гидропульта или мелко о спрыса и не в один прием, а в несколько, давая замерзнуть первому слою краски, прежде чем будет наноситься второй.

Ребята старшего возраста с 15 лет могут под наблюдением педагога применять для окраски льда и снега и некоторые производные анилиновых красок, а именно фильтрации субстантивных красителей А ни л треста. Краски эти вполне растворяются в воде и дают чистый тон без всякой мути. Однако, нужно помнить, что большинство из них содержит мышьяк и, следовательно, при работе с ними нужно соблюдать осторожность, чтобы краски не попали в рот или вообще на слизистые оболочки.

Отнюдь не следует заменять какие-либо краски окрашиванием воды малышами с помощью линючей цветной бумаги. Поскольку бумага является материалом сухим, краски, примененные для ее окрашивания, не могут причинить вреда, но как только они попадают в раствор, они могут причинить вред, так же как и всякие другие растворимые в воде вредные краски. Можно быть почти уверенным, что при производстве цветной бумаги вредность пли безвредность применяемой для нее краски не принимается во внимание.