1. ábra. A kísérleti berendezés vázlata.
Vermes Miklós
Evang. gimn., Budapest.
A szabadesés tanításánál szükség van az úttörvény kísérleti észlelésére. Erre a célra használható az esés fényképezés által történő megfigyelése.
Kis, kb. 5 amperes ívlámpát váltóárammal táplálunk. Ezért a lámpa fénye másodpercenként 100-szor kialszik, vagyis a lámpa 0,01 másodperces fényjeleket ad. Az eszköz 40 cm magas. fémfalra van szerelve. A fal közepén egy becsavarható betétben 0,1 milliméter széles vízszintes rés van, ezen át világít be a váltóáramos ívlámpa fénye, tehát a résen át másodpercenként 100-szor jön be fényjel. A rés elé, a lámpa felé kis bádoglemezt lehet húzni a fény útjának elzárására. A fémfalnak az ívlámpával ellentétes oldalán fényképezőlemezt ejtünk le. A lemez egy vasból készült tartóban van, amelyet ejtés előtt egy elektromágnes tart lebegve.
1. ábra. A kísérleti berendezés vázlata.
A leeső lemez esését egy rugalmas bádogpánt fogja fel. A kísérlet elvégzésekor az egész berendezésre védő takarót borítunk, egy bádogdobozt.
A kísérlet elvégzése gyors és a következő lépésekből áll. Eloltjuk a teremvilágítást és meggyujtjuk a piros fotolámpát (többet is). Egy közönséges 6 x 9 cm méretű fotolemezt a vastartóba teszünk, érzékeny rétegével a rés felé és a bekapcsolt elektromágnesre függesztjük; az eszközre ráakasztjuk a védő bádogtokot. Bekapcsoljuk az ívlámpát. Elhúzzuk a rés védőernyőjét és azonnal kikapcsoljuk az elektromágnes áramát, rögtön utána az ívlámpát. A lemezt előhívóba tesszük. (Ha lezárt fadobozban van az előhívótál, közben meggyujthatjuk a teremvilágítást.) Néhány perc mulva fixálóoldatba tesszük a lemezt és végleg meggyujtjuk a teremvilágítást. Párperces vizes öblítés után a lemezt diapozitívvetítőn kivetítjük. A vetítésnél ügyelünk arra, hogy lineárisan tízszeres nagyítást adjon és a vetítőernyőre centiméteres skálát rajzolunk. Fehér alapon látjuk a 0,01 másodpercenként bevilágító fényjelek nyomait, mindinkább hosszabbodó sávokat. (Képünk pozitív másolatot tüntet fel.) Azonnal leolvassuk és táblázatban foglaljuk össze, hogy 0,03, 0,04 . . . 0,10 másodperc alatt mekkora utat tesz meg a szabadon eső test. Ez a táblázat szolgál azután alapul a négyzetes úttörvény stb. megállapítására. A tanulók másnap pozitív másolatot kapnak a lemezről és ezt füzetükbe beragasztják.
2. ábra. A nyert fénykép.
Talán egyetlen hátránya kísérletünknek, hogy az elejtést és lámpakigyulladást fázisban nem lehet egymáshoz kapcsolni. Ezért úgy kell eljárnunk, hogy először is megnézzük a lemezen, 5 centiméter távolságban az indulástól világos vagy sötét jelet látunk-e és aszerint, hogy itt világos vagy sötét rész van, számítjuk visszafelé a fényjeleket. (5 cm tartozik 0,10 másodperces eséshez.) Ezeket a részletekre vonatkozó meggondolásokat csak egy későbbi órán, az esés törvényeinek ismerete után tárgyaljuk meg a tanulókkal.
Külön berendezés nélkül, egyszerűbb módon is kielégítő eredményt kapunk, ha vastag, függőleges kartonlapon készítünk 0,1 milliméteres rést, erre jobbról úgy ejtjük az ívlámpa fényét, hogy csak a rés közvetlen környezetére essen, a többi fény árnyékolva legyen, a lemezt pedig a kartonlap baloldalán egyszerűen kézből leejtjük.
A váltóáramos ívlámpa fényében egyéb mozgások is tanulmányozhatók. Fehér labda hajítása, fehér rúd körforgása szépen megfigyelhető.