Fizikai Szemle honlap |
Tartalomjegyzék |
Jaloveczki József Szent László Általános Művelődési Központ, Baja
"A fizika összes elmélete ideiglenes, amennyiben mind hipotézis csupán:
sosem lehet bebizonyítani őket. Akárhány ízben egyeznek is a kísérletek
eredményei az elmélet jóslataival, sosem lehetünk biztosak benne,
hogy a következő eredmény is alátámasztja majd az elméletet."
Stephen Hawking
A bajai Szent László ÁMK 2010. április 13-án immár negyedik alkalommal mutatott be tömegeket megmozgató Fizikashowt. A rendezvényen 36 diák szerepelt, összesen mintegy 50 kísérletet mutattak be a mechanika, hőtan, elektromágnesség, atomfizika területéről. A bemutatóban szereplő kísérletek némelyike közismert, de helyet kaptak rendkívüli kísérletek is.
Az idei bemutató gondolata nem új, részben a diákok kérésére jött létre. Mindig igyekszünk új kísérletekkel előállni, erre kiváló lehetőség, hogy a katolikus iskolák Károly Iréneusz Országos Fizikaversenyére [1] amúgy is kell kísérleteket kitalálni és megvalósítani, ezért azokat is bemutatjuk. Persze van, akinek egy régi kísérlet is nagy meglepetést okoz. Az idén először került sor kémia-biológia jellegű kísérletek bemutatására (Farádyné Somoskövi Margit kolléganő segítségével), később ezt szeretnénk kibővíteni. A közönség egy része természetesen iskolánk tanulóiból állt, de szép számmal jöttek a város más középiskoláiból is. Mintegy 500- 600 fő nézte meg a bemutatót.
A kísérletek közül szeretnék néhányat részletesebben ismertetni: a mechanika tárgykörben kiemelkedő teljesítménynek számítanak Fehér Ádám 9. osztályos tanuló kísérletei a szárnyprofillal, Magnus-autóval [2] és szélgenerátor-modellel.[3]
Szárnyprofil
Egy adott célra megfelelő szárnyprofil kialakítása
az aerodinamika egyik alapvető feladata. Ezt sorozatos
próbálkozással szokás megkeresni, úgy, hogy felvesznek
egy szárnyprofilalakot, majd számításokkal
és szélcsatorna-kísérletekkel meghatározzák tulajdonságait.
A szélcsatornában mérik a felhajtóerőt és az
ellenállást különböző állásszögeknél, majd a mért
eredményeket diagramban ábrázolják. Mivel a profil
nem szimmetrikus, 0° állásszögnél is ébred felhajtóerő.
Az állásszög növelésével a felhajtóerő-tényező is
közel lineárisan nő egy bizonyos pontig, ahol hirtelen
leesik. Hasonló képet mutat a görbe negatív állásszögeknél
is, csak a felhajtóerő-tényező abszolút értéke
kisebb. Az ellenállás az állásszöggel csak kismértékben
nő, de annál a pontnál, ahol a felhajtóerő hirtelen
lecsökken, az ellenállás ugyanilyen gyorsan megnő.
Ádám digitális mérleggel mérte a szárnyprofilra ható
emelő erőt.
Magnus-effektus
A Magnus-effektus a folyadékok, gázok mechanikájába
sorolható jelenség, amely akkor lép fel, ha egy
forgó test halad valóságos közegben, ekkor haladási
irányára merőlegesen egy erő lép fel, amely abba az
irányba mutat, ahol a forgó test felületén a legnagyobb
a közeg helyi sebessége. Ádám kis elektromotorral
forgatott hengeres autót épített, amely merőleges
légáram esetén is vidáman gurult előre (1. ábra).
Szélgenerátor-modell
Az Ádám által szerkesztett szélgenerátor-modell
hajszárító fúvásra működik és 60 V-os effektív kapocsfeszültséget
mérhettünk rajta 200 mA áram mellett.
Modelljének titka a gondos kivitelezés, erős neodímium
mágnes és nagy menetszámú vasmagos tekercsek
az állórészen.
Ceruzahegy-lámpa
Vékony grafit ceruzabélbe egyenáramot vezetünk.
Az áram hőhatása miatt felizzik, majd vakító fénnyel
elég. Látványos kísérlet az áram hőhatására [6].
Gauss-puska - mágneses lineáris gyorsító
Ez a nagyon egyszerű játék egy mágneses láncreakció
segítségével, nagy sebességgel kilő egy acélgolyót
[8]. A játékot egyszerű megépíteni, néhány perc alatt
össze lehet állítani, emellett egyszerű elmagyarázni és
megérteni, mégis izgalmas a működtetés és a látvány.
Hogyan muködik? Ha az első (1. számmal jelölt) golyó nekiütközik a mágnesnek, leáll és a lendülete elhanyagolható veszteséggel átadódik a harmadik golyónak. Ez a folyamat n-szer megy végbe, ahol n = 4, ahogy azt a 2. ábra is mutatja. Feltételezhetjük, hogy az indukált mágneses mező a golyón kívül elhanyagolható az állandó mágneshez képest, és hogy a golyón belüli mágneses mezőt annak középpontjában összpontosíthatjuk. Az állandó mágnesek elég messze vannak ahhoz, hogy a másik acélgolyót ne zavarják. Az utolsó golyó mozgási energiája a rendszerben tárolt mágneses mező energiaváltozásával egyenlő. A rendszer minden elemének felépítése - az egy golyó távol a mágnestől és két golyó a mágnes egyik oldalán - állapottól az - egy golyó távol a mágnestől és egy-egy golyó a mágnes mindkét oldalán - állapotig változik. Elméleti megfontolások [7] alapján n = 4 és a = 0,6 cm mágnes méretnél m = 8 g tömegű acélgolyónál a sebességre körülbelül 50 cm/s adódik. A mi "Gauss-puskánk"-nál a (vízszintes hajításos) méréseink alapján 0,6 m/s sebességre gyorsult fel az utolsó golyó (3. ábra).
Névre szóló kitűzőket és plakátokat is készítettünk a bemutatóra. A plakátokat kiraktuk városszerte, meghívókat küldtünk a város általános és középiskoláinak. Vendégkönyvről is gondoskodtunk, a vélemények bejegyzéséhez. A bemutató napján reggel 9-től délután 4 óráig tartottak a kísérletek.
A bemutató során a helyi TV is megjelent, felvételeket és riportot készített nemcsak a bemutatót szervező tanárral, hanem a bemutatón résztvevő diákokkal is. A felvett riportok később a helyi híradóban több alkalommal adásba kerültek. A visszajelzések elismerőek, amint az a vendégkönyvi bejegyzésekből és a személyes beszélgetésekből is kitűnt. A bemutatón megjelent és a kísérleteket figyelmesen, érdeklődve végignézte Leibinger Jánosné, a Katolikus Pedagógiai Szervezési és Továbbképzési Intézet részéről. A későbbiekben nagyon jó véleménnyel volt a bemutatónkról: "A kísérletek bemutatásának megtervezése, a diákok magyarázatai bizonyították a tanulók tájékozottságát, felkészültségét és az alapos felkészítő munkát.
A kísérletek bemutatásában érződött a gyakorlat, a rutin, a kísérletezésben való jártasság. Nagyon ügyesen osztották meg egymás közt a feladatokat, ami a közös munka eredményességét és a jó közösségi szellemet bizonyítja. Öröm volt látni a zsúfolásig megtelt fizikatermet, amelyben a diákok egymás munkájára kíváncsian járták végig a bemutató egyes kísérleteit és hallgatták meg a magyarázatokat."
A kicsik (általános iskola alsó tagozatosai) kikerekedett szemmel nézték a kísérleteket, néhol megilletődtek, de általában igazi csodavárással szemlélődtek. Számos - nem fizikaszakos - kolléga mondta el, hogy neki is nagyon tetszett a show.
A bemutatón mintegy 50 kísérletet lehetett megtekinteni, a hozzájuk kapcsolódó hosszabb-rövidebb magyarázatokkal. A bemutató tanulók munkáját jellemzi, hogy az előkészületeken túl, hét órán keresztül kisebb pihenőkkel újra és újra örömmel előadták kísérleteiket. Láthatóan élvezték is, hogy ők most "fizikát csinálnak" és tanulótársaiknak magyarázzák.
Eredeti célkitűzésünk a fizika népszerűsítése volt iskolán belül és kívül. Úgy érezzük, hogy sokak számára "kézzelfoghatóbb" lett ez a tudomány, ami különösen fontos manapság, mikor lépten, nyomon halljuk közismert emberektől is, hogy mennyire nem szerették a fizikát, matematikát, kémiát annak idején. Különösen fontosnak érezzük a reáltudományok iránti érdeklődés felkeltését akkor, amikor országszerte egyre kevesebb természettudományos tanár végez, a reálértelmiség létszáma drasztikusan csökken. Amennyiben ez tovább folytatódik, úgy a nagy természettudományos múlttal büszkélkedő hazánk a világranglistán sereghajtó lesz, műszaki-természettudományos értelmisége eltűnik.
 |
 |
A bemutató elmélyítette az aktívan közreműködő diákok ismereteit is, kedvet formált a kísérletek elvégzéséhez, fejlesztette előadó-képességeiket. Igazi fizikashow volt. Örömmel és büszkeséggel tölt el, hogy ez a mi iskolánkban történt 2010 tavaszán, valamint megszervezhettem és részese lehettem. A show-ról készült további képek és videók megnézhetők a www.fizikashow.hu diákkörös weboldalon. További kérdéseket, véleményeket a jalo@freemail.hu e-mail címen szívesen fogadok. A fotókat Linka Krisztina 12. (nyelvi előkészítő) évfolyamos tanuló készítette.
 |
 |