Експеримент Марсільї
Завідувач відділу створення навчально-тематичних систем знань НЦ «Мала академія наук України», кандидат педагогічних наук, голова Всеукраїнської громадської організації «Асоціація учителів фізики “Шлях освіти – ХХІ”». Наукові інтереси: моделювання освітніх та навчальних середовищ загальноосвітніх і позашкільних навчальних закладів з урахуванням трендів розвитку сучасних засобів навчання.
| Рівень складності | Середній |  |
| Рівень небезпеки | Безпечно |  |
| Доступність використовуваних матеріалів | На рівні наукового обладнання |  |
| Орієнтовний час на виконання роботи | До 1 години |  |
Блок 1. Резюме
Метою досліду є відтворення експерименту Марсільї для розуміння течії в протоках.
Блок 2. Попередня інформація
Те, що рідина в океанах та морях має шарувату структуру, було продемонстровано італійським ученим Луїджі-Фернандо Марсільї (1658-1730). Він зробив спробу вимірювання температури води на різних глибинах та визначення густини, хімічного складу і властивостей морської води.
Рис. 1.1. Малюнки з трактату Марсільї
До цих вимірювань Марсільї спонукала таємниця, пов’язана з протокою Босфор, що з’єднує Чорне та Мармурове моря. Рибалки стверджували, що існує подвійна течія: на поверхні вода йде з Чорного моря в Мармурове, а на глибині – у протилежному напрямку. І коли Марсільї перебував у Константинополі у 1697 році, він вирішив усе перевірити власноруч. Він виконав дослід за допомогою відерця, що було занурено в Босфор на глибину із човна. У результаті це відерце почало дивовижним чином буксувати човен проти потужної поверхневої течії. Марсільї дійшов висновку, що буксування човна проти поверхневої течії було спричинено різницею в густинах у верхньому та нижньому шарах. Він порахував, що вода з Чорного моря на 29.25 грана (0.0648 г) легша за воду з Середземного, а різниця між верхнім та нижнім шарами у Босфорі має різницю у 10 гран. Щоб остаточно впевнитися у своїй гіпотезі, Марсільї провів лабораторний експеримент. Він використовував резервуар, у якому за допомогою вертикальної перегородки було виділено дві частини. Ці резервуари заповнювалися фарбованими рідинами з різною густиною. В одному з резервуарів густина рідини була більша завдяки доданій у нього солі. Оскільки рідини мали різну густину, після усунення перегородки рух більш густої рідини відбувався в нижньому шарі, а більш легкої – в поверхневому шарі.
Відтворимо цей дослід Марсільї для кращого розуміння того, що ж відбувається як у протоках, так і в місцях, де стикаються водні маси з різною густиною: наприклад, у гирлах річок, де прісна річкова вода стикається із солоною морською водою.
Блок 3. Обладнання
Плаский вертикальний резервуар зі вставкою, харчовий барвник, два однакових ареометри, сіль.
Блок 4. Експериментальна процедура
- Закрийте отвори на вставці за допомогою скотчу.
- Наповніть вставку солоною фарбованою водою.
- Наповніть до половини великий резервуар.
- Розмістіть вставку з фарбованою водою у великому резервуарі.
- Розташуйте у вставці та зовнішньому резервуарі однакові ареометри.
- Обережно відкрийте отвори, що були закриті скотчем.
- Спостерігайте, як рідина циркулюватиме між цими двома ємностями та як буде змінюватися рівень занурення ареометрів.
- Якщо немає можливості провести дослід, завантажте відео з ресурсу.
Блок 5. Аналіз отриманих даних
Рис. 1.2. Хід та результат експерименту
Проаналізуйте, від чого залежить швидкість перетікання рідини в посудинах.
Блок 6. Напрями розвитку
Проведіть кілька експериментів за умови, що вода у вставці матиме температуру, відмінну від температури в резервуарі.