Кто сказал, что физика и химия начинаются только в старшей школе? Оценить красоту этих наук способны даже совсем маленькие дети. Если ваш юный химик или физик ещё не умеет говорить, он может участвовать в увлекательных экспериментах. А дальше – больше: с каждым годом опыты становятся всё увлекательнее и сложнее, так что начинать можно в любом возрасте. Но перед тем как открывать свою домашнюю лабораторию, стоит запомнить несколько простых правил: в лаборатории всегда должен быть порядок и до, и во время, и после эксперимента; будьте осторожны при обращении с реактивами, огнеопасными жидкостями и колюще-режущими предметами; все опыты должны проводиться в присутствии взрослых, в проветриваемом помещении и строго по инструкции. Сейчас продаётся довольно много пособий по доморощенной физике и химии, но на поверку опыты из таких изданий или не получаются, или требуют серьёзных реактивов. Мы подобрали научные опыты, которые безопасны, доступны детям по возрасту, а от взрослых не требуют каких-то особых закупок реактивов.

2 года. Живая спираль

Что нужно: бумага, ножницы, источник тепла.

Этот опыт всегда удивляет малышей, но для того чтобы он был более интересен двухлеткам, можно совместить его с творчеством. Из бумаги нужно вырезать спираль, вместе с ребёнком раскрасить её, чтоб она была похожа на змейку, а затем приступать к «оживлению» бумажной змейки. Делается это очень просто: внизу нужно разместить источник тепла, это может быть горящая свеча, электрическая плитка (или варочная поверхность), утюг вверх подошвой, лампа накаливания, разогретая сухая сковорода. Над источником тепла на верёвочке или проволоке поместите спираль-змейку. Через несколько секунд она «оживёт»: начнет вращаться под воздействием теплого воздуха.

3 года. Дождик в банке

Что нужно: трёхлитровая банка, горячая вода, тарелка, лед.

С помощью этого опыта легко можно объяснить трёхлетнему «учёному» простейшие явления природы.  В банку примерно на 1/3 нужно налить горячую воду, лучше погорячее. На горлышко банки поставить тарелку со льдом. И дальше – всё как в природе – вода испаряется, поднимается вверх в виде пара, наверху вода охлаждается и образуется облако, из которого идёт самый настоящий дождь. В трёхлитровой банке дождь будет идти полторы-две минуты, затем вода остынет. И будьте осторожны с горячей водой!

4 года. Шары и кольца

Что нужно: спирт, вода, растительное масло, шприц.

Четырёхлетние дети уже задумываются о том, как всё устроено в природе. Можно показать им красивый и увлекательный эксперимент о невесомости. На подготовительном этапе нужно смешать спирт с водой, не стоит привлекать к этому ребёнка, достаточно объяснить, что эта жидкость похожа по весу на масло. Ведь именно масло будет заливаться в подготовленную смесь. Можно взять любое растительное масло, но заливать его очень аккуратно из шприца. В результате масло оказывается как бы в невесомости и принимает свою естественную форму – форму шара. Ребёнок с удивлением будет наблюдать круглый прозрачный шар в воде. С четырёхлетним малышом уже можно поговорить и о силе тяжести, которая заставляет жидкости проливаться и растекаться, и о невесомости, ведь именно в виде шариков выглядят все жидкости в космосе. В качестве бонуса можно показать ребёнку ещё один трюк: если в шар воткнуть стержень и быстро вращать, то можно наблюдать, как от шара отделится масляное колечко.

5 лет. Невидимые чернила

Что нужно: молоко или лимонный сок. Кисточка или перо. Горячий утюг.

В пять лет ваш малыш наверняка уже владеет кистью. Даже если он ещё не может самостоятельно написать секретное письмо, он может нарисовать его. Тогда послание получится еще и зашифрованным. Современные дети не читали в школе рассказ про Ленина и чернильницу с молоком, но наблюдать свойства молока и лимонного сока для них будет не менее интересно, чем для их родителей в детстве. Опыт очень прост. Нужно обмакнуть кисточку в молоко или сок лимона, (а лучше использовать обе жидкости, тогда качество «чернил» можно сравнить) и написать что-нибудь на листе бумаги. Затем письмена нужно просушить, чтобы бумага выглядела чистой, а затем просто нагреть лист. Можно использовать свечу, но тогда опыт становится пожароопасным, а секретное послание может перегреться и сгореть. Поэтому удобнее всего проявлять записи с помощью утюга. В качестве чернил можно также использовать сок лука или яблока.

6 лет. Радуга в стакане

Что нужно: сахар, пищевые красители, несколько прозрачных стаканов.

Возможно, опыт покажется слишком простым для шестилетки, но на самом деле – это стоящая кропотливая работа для терпеливого «учёного». Опыт этот хорош тем, что большинство манипуляций юный учёный может сделать сам. В четыре стакана наливается по три столовых ложки воды и красители: в разные стаканы – разные краски. Затем в первый стакан нужно добавить ложку сахара, во второй – две ложки, в третий – три, в четвёртый – четыре. Пятый стакан остается пустым. В стаканы, выставленные по порядку, наливается по 3 столовых ложки воды и тщательно перемешивается. Затем в каждый стакан добавляется несколько капель одной краски и перемешивается. В пятом стакане остаётся чистая вода без сахара и красителя. Аккуратно, по лезвию ножа нужно налить в стакан с чистой водой содержимое «цветных» стаканов по мере увеличения «сладкости», то есть, по-научному, насыщенности раствора. И если вы всё сделали правильно, то в стакане окажется маленькая сладкая радуга. Если хочется научных разговоров, можно рассказать ребёнку о разнице в плотности жидкостей, благодаря которой слои не смешиваются.

7 лет. Яйцо в бутылке

Что нужно: куриное яйцо, бутылка из-под гранатового сока, горячая вода или бумага со спичками.

Опыт практически безопасный и очень простой, но довольно эффектный. Ребёнок сможет провести большую его часть сам, взрослый должен только помочь с горячей водой или огнём.

Первым делом требуется сварить яйцо и очистить его от кожуры. А дальше есть два варианта опыта. Можно налить в бутылку горячей воды, сверху положить яйцо, затем поставить бутылку в холодную воду (в лёд) или просто подождать, пока вода остынет. Второй способ – бросить в бутылку горящую бумагу, а сверху положить яйцо. Результат не заставит себя долго ждать: как только воздух или вода внутри бутылки остынет, он начнёт сжиматься, и не успеет наш начинающий «физик» моргнуть, как яйцо окажется внутри бутылки.

Будьте осторожны и не доверяйте ребёнку самому наливать горячую воду или работать с огнём.

8 лет. «Фараонова змея»

Что нужно: глюконат кальция, сухое горючее, спички или зажигалка.

Способов получить «фараоновых змей» множество. Но мы расскажем о том, который под силу восьмилетнему ребёнку (естественно, в присутствии и под контролем взрослого). Самых маленьких и безопасных, но довольно эффектных «змеек» получают из обычных таблеток глюконата кальция, их продают в аптеке. Для того, чтобы они превратились в змей, нужно всего лишь поджечь таблетки. Самый простой и безопасный способ сделать это – положить несколько кружков глюконата кальция на таблетку «сухого горючего», которые продают в туристических магазинах. При горении таблетки начнут резко увеличиваться и двигаться, как живые рептилии, из-за выделения углекислого газа, так что с точки зрения науки опыт объясняется довольно просто.

Кстати, если «змеи» из глюконата показались вам не очень страшными, можно попробовать повторить эксперимент, используя сахар и соду. В этом варианте опыта горка просеянного речного песка пропитывается спиртом, а сахар и сода закладываются в углубление на её вершине, затем песок нужно поджечь.

Не лишним будет напомнить, что все манипуляции с огнём должны проводиться вдалеке от легковоспламеняющихся предметов, строго под контролем взрослого и очень внимательно.

9 лет. Неньютоновская жидкость

Что нужно: крахмал, вода.

Это удивительный эксперимент, сделать который проще простого, особенно если экспериментатору уже 9. Исследование серьёзное. Цель опыта – получить и изучить неньютоновскую жидкость. Это вещество, которое при мягком воздействии ведёт себя как жидкость, а при сильном – проявляет свойства твёрдого тела. В природе подобным образом ведут себя зыбучие пески. А в домашних условиях – смесь воды и крахмала. В миске просто нужно соединить воду с кукурузным или картофельным крахмалом в соотношении 1:2 и хорошенько перемешать. Вы увидите, как при быстром перемешивании смесь будет сопротивляться, а при нежном перемешиваться. Попробуйте бросить в миску со смесью мячик, опустить в неё игрушку, а потом попробовать резко выдернуть, наберите смеси в руки и позвольте ей спокойно стекать обратно в миску. Вы и сами можете придумать немало игр с этим удивительным составом. И это отличный повод вместе с ребёнком разобраться, как связаны между собой молекулы в разных веществах.

10 лет. Опреснение воды

Что нужно: соль, вода, полиэтиленовая пленка, стаканчик, камушки, таз.

Этот опыт лучше всего подойдет для тех, кто любит путешествия и приключенческие книги и фильмы. Ведь в путешествии вполне может возникнуть ситуация, когда герой оказывается в открытом море без питьевой воды. Если путешественнику уже 10, и он научится проделывать этот опыт – он не пропадёт. Для опыта нужно сначала приготовить солёную воду, то есть просто налить в глубокий таз воды и посолить её «на глаз» (соль должна полностью раствориться). Теперь в наше «море» нужно поставить стакан, так, чтобы края стаканчика находились чуть выше поверхности солёной воды, но были ниже, чем края таза, а в стакан положить чистый камушек или стеклянный шарик, который не даст стакану всплыть.  Теперь нужно накрыть таз пищевой или парниковой пленкой и завязать её края вокруг таза. Натягивать её нужно не слишком сильно, чтобы была возможность сделать углубление (это углубление тоже фиксируется камнем или стеклянным шариком). Оно должно оказаться как раз над стаканчиком. Теперь осталось поставить таз на солнце. Вода испарится, осядет на пленке и стечет по наклону в стаканчик – это будет обычная питьевая вода, вся соль останется в тазу. Прелесть этого опыта в том, что ребёнок может сделать его совершенно самостоятельно.

11 лет. Лакмусовая капуста

Что нужно: краснокочанная капуста, фильтровальная бумага, уксус, лимон, сода, кока-кола, нашатырный спирт и т. д.

Ваш ребёнок ещё не начал изучать химию в школе, но в этом опыте ему представится возможность познакомиться с настоящими химическими терминами. Любой родитель помнит из курса химии такую штуку, как лакмусовая бумажка, и сможет объяснить ребёнку, что это индикатор, – вещество, которое по-разному реагирует на уровень кислотности в других веществах. После этого ребёнок может легко изготовить такие бумажки-индикаторы в домашних условиях и, конечно, испытать их, проверив кислотность в разных бытовых жидкостях.

Проще всего сделать индикатор из обычной краснокочанной капусты. Для этого нужно натереть капусту на тёрке и выжать сок, а затем пропитать им фильтровальную бумагу (её можно купить в аптеке или в магазине для виноделов). Капустный индикатор готов. Теперь нарежьте бумажки помельче и поместите в разные жидкости, которые вы сможете найти дома. Остаётся только запомнить, какой цвет соответствует какому уровню кислотности. Итак, в кислой среде бумажка покраснеет, в нейтральной – позеленеет, а в щелочной станет синей или фиолетовой. В качестве бонуса попробуйте приготовить «инопланетянскую» яичницу, для этого перед жаркой добавьте в яичный белок сок краснокочанной капусты. Заодно и узнаете, какой уровень кислотности в курином яйце.

Анастасия Макарова, журналист, автор детских сказок и стихов. Основатель и руководитель кукольного театра «Облачко в штанах», мама двоих детей