Конкурсы для педагогов и детей

Исследовательская работа в начальной школе. Шпионские чернила

Проект для начальной школы. Шпионские (симпатические) чернила
Краткая аннотация исследовательской работы
Познание секретов тайнописи – увлекательный процесс. В данной работе автор описывает, что такое невидимые чернила, историю из возникновения; сделана попытка приготовить несколько видов симпатических чернил в домашних условиях и применить их с целью написания невидимого текста. Выдвинутая гипотеза о том, что если «шпионские» чернила делают в секретных лабораториях, разрабатывающих спецсредства для шпионов, то некоторые из них можно сделать и в домашних условиях, в ходе экспериментов полностью подтвердилась.
Данная работа будет интересна всем, кто любит различные тайны.
Оглавление
Введение 3
Глава 1. Теоретическое исследование проблемы 4
1.1. Что такое невидимые чернила 4
1.2. История возникновения невидимых чернил 4
1.3. Виды симпатических чернил: 5
1.4. Технология изготовления невидимых чернил в домашних условиях 6
Глава 2. Практическое исследование проблемы 7
2.1. Анкетирование одноклассников по теме исследования 7
2.2. Инструменты и приспособления для письма 7
2.3. Тестируем невидимые чернила 8
Заключение 9
Список источников информации 10
Приложение 11

Введение
Впервые о «шпионских чернилах» я узнал из мультфильма «Фиксики» и мне стало интересно: что такое «шпионские чернила» и можно ли их изготовить в домашних условиях без специальной техники и устройств? Разные шпионские штучки всегда интересуют мальчишек. Вот было бы здорово узнать секреты настоящих разведчиков, и научиться ими пользоваться!
Чтобы во всем этом разобраться, мы решили провести исследование «Шпионские чернила».
Целью работы является приготовление некоторых видов невидимых и исчезающих чернил в домашних условиях и написание ими невидимого текста.
В соответствии с поставленной целью, нами были сформулированные следующие задачи:
1.Изучить литературный материал о симпатических чернилах и способах их проявления.
2.Приготовить образцы различных видов невидимых чернил в домашних условиях.
3.Опробовать невидимые чернила для записи текста и рисунков.
Таким образом, объект исследования – процесс создания «шпионских чернил», а предмет исследования – симпатические чернила.
Мы предполагаем, что если «шпионские» чернила делают в секретных лабораториях, разрабатывающих спецсредства для шпионов, то некоторые из них можно сделать и в домашних условиях.
При работе над проектом применялись следующие методы:
1. Анализ источников информации.
2. Экспериментальное исследование (опыты).
Практическая значимость работы определяется возможностью использовать полученные знания для организации увлекательного досуга.
Продуктом работы является создание сборника рецептов «шпионских чернил».
Глава 1. Теоретическое исследование проблемы
1.1. Что такое невидимые чернила
Как только человечество научилось писать, сразу же появилась необходимость скрывать написанное от того, кому оно не предназначалось. Текст, написанный такими чернилами, невозможно увидеть, не зная специальной технологии их проявления. Невидимые - симпатические чернила – это чернила, записи которыми являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при определенных условиях (нагрев, химический проявитель, ультрафиолетовые или инфракрасные лучи и др.).
Все симпатические чернила можно разделить на проявляющиеся и исчезающие. Проявляющиеся чернила не оставляют следа на бумаге после их высыхания. Надписи или изображения, сделанные такими чернилами, становятся видимыми (проявляются) только при создании специальных условий. Но существуют вещества, которые первоначально имеют цвет, во время письма хорошо видны, а под воздействием времени или веществ в воздухе обесцвечиваются. В этом случае документ теряет свою силу, превращаясь в обычный чистый лист бумаги.
Существует целая наука, занимающаяся невидимыми письмами -стеганография.
1.2. История возникновения невидимых чернил
Сам термин «симпатические» впервые был введен французским химиком Лемери в 1675 году.
Однако история невидимых чернил уходит корнями в глубокую древность. С давних времён невидимые чернила использовались для сохранения тайны переписки.
Первый рецепт симпатических чернил предложил древнеримский поэт Овидий в 43 году до нашей эры. Он советовал вести переписку молоком. Высыхая, оно не оставляет на пергаменте никаких следов, а проявить надпись можно, нагрев письмо над огнем.
Тайные агенты Ивана Грозного в средние века использовали для написания своих доносов луковый сок. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги.
В XV веке швейцарский врач и учёный Парацельс сделал рисунок пейзажа, который при нагревании из «зимнего» превращался в «летний»: голые ветки деревьев покрывались зелёной листвой.
Во время Второй мировой войны военные использовали различные вещества для скрытой передачи военных донесений.
Сегодня существуют особые чернила, которые проявляются только при освещении ультрафиолетом, что используется при изготовлении бумажных денег.
В ходе работы мы узнали, что невидимые чернила были известны людям ещё в древности и применялись для тайной переписки.
1.3. Виды симпатических чернил:
В зависимости от характера взаимодействия веществ, все невидимые чернила можно условно разделить на такие виды: химические, фоточувствительные, люминесцентные, термочувствительные, влагочувствительные.
Химические чернила. В состав химических чернил входят бесцветные или слабо окрашенные вещества, которые способны реагировать с другими веществами, образуя ярко окрашенные продукты.
Фоточувствительные чернила. Фоточувствительными называются чернила, способные проявляться или исчезать под действием света. Фоточувствительные чернила наносят на бумагу и высушивают на воздухе. Надпись проявляют или удаляют, освещая ее ярким солнечным светом.
Люминесцентные чернила. Эта группа чернил содержит бесцветные либо слабо окрашенные вещества, способные к люминесценции под действием ультрафиолетового излучения.
Влагочувствительные чернила. Невидимые надписи или изображения, сделанные влагочувствительными чернилами, проявляются водой или водяным паром.
Термочувствительные чернила. Чернила наносятся на бумагу и высушиваются при комнатной температуре. Сделанные ими надписи и рисунки незаметны. Они проявляются при нагревании до 120–180°С, например, если бумагу прогладить горячим утюгом, подержать ее над пламенем или сильно нагретой электроплиткой.
Проще всего в домашних условиях изготовить и использовать термочувствительные чернила. Ведь сок, лук, лимон, яблоко – найдутся в каждом доме.
1.4. Технология изготовления невидимых чернил в домашних условиях
Проанализировав литературу, мы выяснили, что для приготовления невидимых и исчезающих чернил есть несколько доступных способов, которые легко можно применить дома.
Чернила Проявитель Обоснование
Сок лимона Нагрев Некоторые вещества, содержащиеся в молоке, соке лука или в картофельном соке, разрушаются быстрее под действием тепла, чем загорается сама бумага, и выделяются продукты горения. Поэтому мы можем видеть коричневые надписи на листе бумаги.
Сок лука
Молоко
Раствор соды
Крахмал, рисовый отвар Йодная настойка При взаимодействии йода и крахмала происходит окрашивание в фиолетовый цвет
В наши дни писать можно исчезающими чернилами обычной ручкой.
Вот одна из ручек со стирающимися чернилами. Капиллярная ручка no Problem. Её чернила обесцвечиваются под воздействием увеличения температуры до +65 градусов. На конце ручки – обычная резиночка. При трении температура бумаги повышается, и надпись исчезает. Если нужно стереть большой текст - можно просто взять фен и обдуть горячим воздухом всю страницу. Если стереть написанное, а потом в течение суток положить листок в морозилку, написанное проявится снова. Так можно обмениваться "секретными записками" по схеме: написал - стёр - отдал - получил - заморозил – прочитал.
Исчезающие чернила можно приготовить, если смешать 50 мл настойки йода с чайной ложкой обработанного при высокой температуре крахмала. Такие синие чернила полностью теряют цвет через 1—2 дня из-за улетучивания йода.
Можно взять веточку ивы, сжечь, истолочь с водой. Такие «чернила» исчезнут через 6 дней.
Глава 2. Практическое исследование проблемы
2.1. Анкетирование одноклассников по теме исследования
По теме исследования было проведено анкетирование одноклассников. Результаты отражены в диаграммах (Приложение).
На вопрос «Смотрели ли вы фильмы про шпионов?» 15 человек ответили положительно.
На вопрос «Знаете ли вы про невидимые чернила?» 12 человек ответили отрицательно.
На вопрос «Из чего можно приготовить невидимые чернила?» 4 человека ответили «из лимонного сока», 7 человек - «из молока», 14 человек - «не знают».
На вопрос «Хотели бы Вы научиться готовить невидимые и исчезающие чернила все одноклассники дали положительный ответ.
Результаты анкетирования показали, что одноклассники мало знакомы с секретными чернилами, однако данная тема их заинтересовала.
2.2. Инструменты и приспособления для письма
Изучив литературу по данному вопросу, мы приступили к проведению экспериментов. Однако писать секретными чернилами оказалось не так просто, как предполагалось.
Мы протестировали различные инструменты, которые можно использовать для письма:
Инструмент Результат
Пипетка Писать неудобно, лучше рисовать символы.
Кисточка Писать неудобно, лучше выполнять рисунки
Заострённая палочка (палочка для суши, зубочистка, шпажка) Удобно писать буквы
Ватная палочка Удобно писать буквы и выполнять рисунки
Затем мы протестировали несколько образцов бумаги:
Бумага Результат
Цветная Плохо видны надписи
Белая офисная Рвётся от воды, зубочистка оставляет царапины
Белый тонкий картон Удобно писать буквы и выполнять рисунки
Наш опыт показал, что лучший инструмент для письма – это ватная палочка. Однако можно приловчиться и аккуратно писать тонкой кисточкой. Бумагу лучше взять плотную белую или картон.
2.3. Тестируем невидимые чернила
Вид чернил Способ проявления Цвет Запах Результат
Чернила из лимона Тепло Жёлто-коричневый Приятно пахнет Имеют запах, долго сохнут
Ультрафиолетовый свет Свечение
Чернила из рисового отвара Йод Серовато-синий нет Трудно готовить и проявлять
Чернила из соды Тепло Тёмно-коричневый нет Легко готовятся, долго хранятся, высыхают быстрее, цвет более яркий
Чернила из молока Тепло Светло-коричневый нет Не остаётся ни следа, ни запаха
Раствор стирального порошка Ультрафиолетовый свет Свечение Зависит от порошка Легко готовятся
Таким образом, мы доказали, что в домашних условиях можно получить теплочувствительные невидимые чернила из легкодоступных в домашнем обиходе веществ. Проявлять невидимые записи в домашних условиях можно с помощью, свечи, лампы, но наиболее удобный и безопасный способ - это с помощью утюга. Самыми лучшими самодельными невидимыми чернилами можно считать чернила из соды. Они легко готовятся, долго храниться, не имеют запаха, высыхают быстрее других чернил, незаметны на бумаге и проявляются ярче.
А если на том же листе обычной ручкой или карандашом написать еще и какой-нибудь текст, то никто не догадается, что под ним есть еще и тайное послание. Текст, написанный обычной ручкой, отвлечёт внимание того, кто не знает о секрете.
Заключение
Познание секретов тайнописи – увлекательный процесс.
Мы решили все поставленные перед нами задачи: узнали, что такое невидимые чернила, изучили историю возникновения невидимых чернил, узнали о видах невидимых чернил и способах их получения, выяснили, что проще всего в домашних условиях изготовить термочувствительные чернила нейтральной группы, создали «волшебные» симпатические чернила из легкодоступных в домашнем обиходе веществ. Итак, мы добились той цели, которую ставили перед собой в начале исследования.
Мы полностью подтвердили выдвинутую нами гипотезу о том, что изготовить невидимые чернила можно самостоятельно в домашних условиях.
В ходе эксперимента установлено, что самыми подходящими самодельными невидимыми чернилами можно считать чернила из соды или крахмала. Их можно даже заправлять в авторучку, так как они не портятся. И эти чернила проявляются ярче и однороднее других невидимых чернил, которые я получил и исследовал. Таким образом, невидимые чернила из соды и крахмала - самые лучшие в нашем эксперименте.
Проводить эксперимент – это очень интересно и увлекательно.
Своими знаниями о невидимых чернилах планирую поделиться с друзьями и вести с ними тайную переписку. Ведь это будет так интересно для нас и непонятно для окружающих!
Теперь всё больше используется компьютерная стеганография. Возможно, именно эта тема станет предметом будущего исследования.

Список источников информации
1. Список литературы
1.1. Алексинский В. Н. Занимательные опыты по химии. – М.: Просвещение, 1995 – 96с.
1.2. Лаврова С.А. Загадки и тайны обычных вещей. – М.: Белый город, 2006 – 48с.
1.3. Лаврова С.А. Моя первая книга. Занимательная химия для малышей. – М.: Белый город, 2009 – 128с.
1.4. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов/ Пер. К.Мишиной, А.Зыковой. – М.: Эксмо, 2007 – 512с.
2. Другие источники информации
2.1. Невидимые чернила. Исчезающие чернила. [Электронный ресурс].
2.2. Сделай сам, своими руками. Невидимые чернила. [Электронный ресурс].
2.3. Симпатические (невидимые) чернила. [Электронный ресурс].
2.4. Как сделать невидимые чернила? [Электронный ресурс].
2.5. Кто изобрел чернила? [Электронный ресурс].
2.6. Для чего нужны симпатические чернила? [Электронный ресурс].
2.7. Детские уроки. Как сделать невидимые чернила. [Электронный ресурс].

Приложение
Приложение 1
Результаты анкетирования одноклассников
Смотрели ли вы фильмы про шпионов?
Знаете ли вы про невидимые чернила?
Из чего можно приготовить невидимые чернила?
Хотели бы Вы научиться готовить невидимые и исчезающие чернила?
Из чего можно приготовить невидимые чернила
Приложение 2
Рецепты симпатических чернил в домашних условиях
• Невидимые чернила из лимона – выдавить сок половины лимона и развести его таким же количеством воды, проявлять воздействием тепла;
• Невидимые чернила из лука – приготовить сок лука и использовать его в качестве чернил, проявлять воздействие тепла;
• Невидимые чернила из молока – взять молоко и использовать его в качестве чернил, высушить, проявлять над свечой или лампой;
• Невидимые чернила из соды – приготовить концентрированный раствор соды – 1 чайная ложка на 10 мл. – 2 – 3 чайные ложки воды, все перемещать, использовать в качестве чернил, которые долго сохраняются, проявлять воздействием тепла.
• Невидимые чернила из крахмала – приготовить раствор крахмала с водой, все перемещать и варить до образования однородной массы, использовать в качестве чернил, которые долго сохраняются, проявлять воздействием раствором йода (1:10).
Приложение 3
Эксперимент 1: Приготовление невидимых чернил из лимона
Для этого нам понадобятся: половинка лимона, стаканчик, кисточка, белый лист бумаги. Выдавим сок из лимона в стакан, добавим такое же количество воды. Обмакнем кисточку в раствор лимонного сока и воды и напишем что-нибудь на бумаге. После того, как надпись сделана, ей надо дать высохнуть. Чтобы проявить надпись, надо нагреть листок бумаги, например, прогладить горячим утюгом. Лимонная кислота темнеет при воздействии температуры и таким образом, мои чернила становятся видимыми.
Эксперимент 2: Приготовление невидимых чернил из лука
Для эксперимента нам понадобится то же самое, что и для предыдущего.
Возьмем половину луковицы, натрем ее на мелкой терке и выдавим через кусочек марли сок в стаканчик. Нанесем сок лука с помощью кисти на бумагу, подождем высыхания. При высыхании сок лука немного заметен на бумаге, и имеет не очень приятный запах, что делает эти чернила несовершенными. Будем проявлять тем же способом – нагреванием. Сок лука темнеет при воздействии тепла, и чернила становятся видимыми, приобретают коричневый оттенок.
Эксперимент 3: Приготовление невидимых чернил из молока
Налить в стаканчик молоко. Обмакнуть кисточку в молоко и написать ей на листке белой бумаги. Дать молоку высохнуть. От букв не останется ни следа, ни запаха. Будем проявлять тем же способом – нагреванием, так как молоко при нагревании изменит цвет. Молоко действительно изменило цвет.
Эксперимент 4: Приготовление невидимых чернил из соды
Необходимо приготовить насыщенный раствор обыкновенной питьевой соды в воде. Обмакнуть кисточку в раствор соды и написать ей на листке белой бумаги. Сразу же за кистью вода испаряется, и на листе бумаги вроде бы ничего нет. Проявляется тайное письмо тоже очень просто: воздействием тепла. При нагревании утюгом проступает темно-коричневый текст. Причем, этот текст оказался самым ярким и однородным из всех предыдущих.
Эксперимент 5: Приготовление невидимых чернил из крахмала
Из крахмала также можно сделать невидимые чернила. Необходимо приготовить насыщенный раствор крахмала в воде. Я воспользовался, как и в предыдущих рецептах кисточкой. Для прочтения надписи, бумагу следует обработать слабым раствором йода. Как известно, под воздействием йода крахмал становится синим.

Рекомендуем посмотреть:

Исследовательская работа, 3 класс: Моё имя Исследовательская работа, 4 класс Исследовательская работа в начальной школе. Мой любимый цветок Исследовательская работа учащихся начальных классов. Таинственное число 13
Нетрадиционные способы умножения многозначных чисел | Флаг и герб. Интеллектуальная игра для 3-4 класса
Опубликовано: 233 дня назад (14 апреля 2016)
Просмотров: 1273
+1
Голосов: 1
Хакимова Саида # 15 апреля 2016 в 15:03 0
Очень интересные эксперементы, напоминает Ленина в ссылках.
Ольга Владимировна Ульянова # 4 июня 2016 в 10:21 0
Анна Валерьевна, добрый день! Просмотрела Вашу разработку. Мне понравилось, тем более, что исследования такого образа очень нравятся детям. Увлекательно, познавательно и немного загадочно, то, что надо! Мой голос Вам!!!