Объяснение ультрафиолетового излучения шестилетнему ребенку

Во-первых, попробуйте и посмотрите, сможете ли вы заставить 6-летнего ребенка подумать о том, «что, если есть цвета, которые мы не можем видеть»? Объясните ей, что цвет, который мы видим, — это цвет «света».

А теперь покажи ей пульт и нажми какую-нибудь кнопку. Спереди есть ИК-лампочка, спросите ее, мигает ли она при нажатии кнопки (не должна). Теперь используйте камеру телефона, чтобы посмотреть на ИК-лампу, большинство камер телефонов будут показывать белый свет при нажатии кнопки. Объясните ей, что свет, исходящий от пульта, «невидим», в том смысле, что его цвет невидим для нас. Однако камера может его видеть, потому что камера видит немного больше «цветов», чем мы, и когда она пытается отобразить их, она показывает их белыми.

Объясните ей, что это «инфракрасный» свет, свет, который «более красный, чем сам красный». Всякий раз, когда кто-то включает телевизор, на него подается световой сигнал. (Возможно, вы захотите объяснить, что у этого источника света есть некоторые возможности «сгибания», но это не обязательно).

Это должно помочь ей преодолеть ментальный блок, когда дело доходит до «света, который не является светом». Упоминание о том, что некоторые животные видят больше/меньше цветов, чем мы, помогает.

Теперь поговорим о спектре:

Объясните, что свет, который мы можем видеть, — это очень малая часть реально существующих видов света. Спектр — это то, что она видит, когда смотрит на радугу, но на самом деле он не «останавливается» на красном или фиолетовом; она просто этого не видит.

Если хотите, вы можете поговорить о радиоволнах и о том, что они представляют собой свет, который может легко «изгибаться» (т. е. преломляться). Расскажите о рентгеновских лучах, то есть о свете, который может проходить через кожу, но не через кости. На самом деле это может привести к интересному побочному пути, где вы объясните, что рентгеновский снимок — это не что иное, как фотография с другим видом света.

Как только вы дойдете до этого места, вам будет легко объяснить УФ. Упомяните, что, хотя солнце излучает много видимого света, оно не ограничивается видимым спектром и также излучает значительное количество (намного меньше, но не пренебрежимо мало) УФ и ИК.

На самом деле вы можете распространить это и на звук, расскажите о том, что есть звуки, которые мы не слышим. Если на то пошло, звуки, находящиеся за пределами диапазона вашего слуха, будут отчетливо слышны большинству шестилетних детей. Если вы можете генерировать увеличивающиеся частоты с помощью вашего компьютера (на самом деле наши голосовые связки могут работать в неслышимых диапазонах, но для этого требуется некоторая практика, поэтому использовать компьютер проще), вы оба можете показать здесь, что разные люди/возрасты имеют разные частотные диапазоны ¹, и что есть звуки, которые даже она не слышит. (чтобы сделать последнее, вы можете настроить микрофон и показать амплитуду на экране или что-то в этом роде). Точно так же вы можете перейти к более низким частотам (и показать переход от невидимых быстрых вибраций, но слышимых звуков к видимым вибрациям и неслышимым звукам струнного инструмента или, возможно, резиновой ленты). Это также хорошая возможность объяснить, как работает собачий свисток.

Идея о том, что существует свет, который мы не можем видеть, и звук, который мы не можем слышать, действительно удивительна, когда слышишь об этом впервые. Я, конечно, был заинтригован этим, когда я узнал об этом в детстве.

^{1. Это может быть не так просто и нежелательно, см . комментарий Клеониса ниже .}

Свет, солнце и цвета сочетаются в одной вещи, которую знают 6-летние дети: радуга. И это позволяет легко объяснить, что такое УФ. Почему у радуги два края, внутренний и внешний? Почему снаружи нет красного цвета, а внутри фиолетового? Ну, они есть, но их не видно. Они все цвета в солнечном свете, но не все цвета, которые может видеть ваш глаз.

Можно даже попросить ее нарисовать радугу, а потом — невидимым мелком, разумеется, — нарисовать невидимую дополнительную УФ-полосу на ее радуге :)

Прежде всего объясните, что означает радиация.

Можно было бы использовать фонарик и продемонстрировать, что свет проходит по воздуху без каких-либо переносов, это не похоже на катящийся мяч, это не похоже на морские волны, свет от фонарика — это излучение: он выходит весь в круг из центра света. Этот центр в фонарике представляет собой лампу, нагретую батарейками, чтобы она испускала излучение в виде света.

Тогда нужен инфракрасный обогреватель: подойдет дровяная печь или электрическая кухонная плита. Зажгите одну из пластин/спиралей и поднесите ее руку ближе, чтобы почувствовать исходящий жар. Это также форма излучения, исходящего повсюду, но наши глаза не могут его видеть, потому что они не предназначены для того, чтобы видеть излучение в этом диапазоне. Это наша кожа может «видеть» это, чувствовать.

Тогда объясните, что солнце есть великий источник радиации, как огромная печь, в тысячи и тысячи раз мощнее любой печи на земле или любых батарей. Он излучается в тепловое излучение, в световое излучение и в ультрафиолетовое излучение, которое, как и тепловое излучение, наши глаза не видят. Когда он попадает на нашу кожу, он превращается в тепловое излучение плюс дополнительное разрушение клеток нашей кожи, потому что это очень сильное излучение, которое не только сжигает, как тепловое/инфракрасное излучение, но и разрушает клеточные структуры.

Затем можно было бы представить график , который показывает излучение, исходящее от солнца, и объяснить, как сила с точки зрения повреждения кожи связана с осью x, а ось y показывает нам, сколько каждого типа излучения попадает на нас, когда мы сидим. на солнце.

Дети знакомы с шарами, цветами и температурой, поэтому мы можем подойти к этому, используя модель частиц, используя аналогию.

Свет похож на поток шариков. Шары красного света холодные, шары синего света теплые, а шары ультрафиолетового света очень горячие. Мы можем видеть свет в радуге (видимый спектр), потому что нашим глазам нравится температура этих шаров. Некоторые шарики слишком холодные (ИК и т. д.), а некоторые слишком горячие (УФ и т. д.). Быть пораженным слишком большим количеством мячей (смотря на яркий свет) плохо, даже если мячи не очень горячие. При ловле очень горячего мяча руки обжигаются.

Вывод состоит в том, что за пределами радуги есть цвета, которые мы не видим. Каждый цвет имеет определенную фотонную энергию. А ультрафиолетовый свет содержит высокоэнергетические фотоны, которые могут причинить нам вред.

Заметьте, я только что привел аналогию, которую, как мне кажется, может понять шестилетний ребенок. PER рекомендует использовать демонстрации, эксперименты и методы вопросов, чтобы помочь ребенку построить модель для себя, а не просто рассказывать ему.

Лучше всего показать ей тепловизионное видео. Идея о том, что существуют тепловые волны и другие вещи, которые мы не можем видеть, очень ясна, когда вы показываете ребенку, как тепловизионная камера может видеть в темноте. Есть много видеороликов на YouTube, которые могут быть полезны для демонстрации концепции. Как только вы попытаетесь объяснить электромагнитные спектры или концепцию излучения, вы уже проиграли битву. Будьте проще и используйте визуал.

Если у вас есть запасная цифровая камера, вы можете снять ИК-фильтр и провести живую демонстрацию.

Хотя мне нравится идея использовать радугу в качестве визуального элемента или «других цветов, которые вы не можете видеть», большинство детей будут думать, что вы просто играете с ними в игру, как с воображаемым другом, окрашенным в ультрафиолетовый свет. Он не поймет, что эти вещи существуют, если вы не покажете им, что существует мир за пределами того, что мы можем видеть своими глазами.

Есть ли у вас какой-либо вид синего света, который находится на грани видимости, например, черный свет или некоторые светодиоды? Вы должны показать ей это и сказать ей, что причина, по которой это выглядит так, будто это трудно увидеть, заключается в том, что на самом деле это слишком синее для наших глаз. Скажи ей, что если бы он был более синим, мы бы его не увидели, но свет все равно был бы. Вы также можете указать, что оранжево-красный свет кажется более горячим (тепловые лампы), и это потому, что свет, который «слишком красный», чтобы мы могли видеть, также светится вместе с видимой частью оранжево-красного цвета. свет, и этот свет очень легко поглощается в виде тепла.

(Давайте дальше, но это только начало. Ей, вероятно, понравится соотносить понятия с вещами, которые она может наблюдать.)

Не объясняйте ей диаграммы, они могут сбить ее с толку. Попробуйте сделать УФ опасным пришельцем или чем-то, что вредит людям. Дети могут лучше относиться к вымышленным персонажам и историям, и это облегчает их понимание.