Mágneses csemegék

Mágneses tér kimutatására tökéletes a mágnes köré szórt fémreszelék. Mindenki látta már általános iskolában, és egyeseknek még olyan nagy szerencséjük is van, hogy újra megszemlélhették középiskolában is a kísérletet... A kísérlet szép, látványos, de nem könnyedén mozgatható. A Csodák Palotájában lehet találkozni olyan szerkezettel, ahol az elméletből ismert sok kis parányi iránytű szerepel állandó, de mozgatható mágnesek körül. Ezt a kísérleti eszközt fejlesztették tovább, és így térben szemlélhetjük meg, ahogy a kis mágneses iránytűk beállnak a térerősség irányába:

Ørsted dán fizikus vette észre először, hogy áramjárta vezetőnek is van mágneses tere. Egyenes vezető körül kis mágnest mozgatva, le is tudjuk tapogatni a teret. Vagy ha fémreszeléket szórunk az áramjárta vezető köré. Az utóbbi kísérlet képekben:

Ezt a képet felülről fényképeztem. Egy vezető van merőlegesen az átlátszó plexilapra, amire a fémreszeléket szórtam. Azért kell egy kis képzelőerő, de talán messziről látszik, hogy a fémreszelék a vezető körül koncentrikus körökben helyezkedik el. 

 Ezen a képen egy egymenetes tekercs körül kialakult erővonalkép látható. Jelentősen jobban sikerült, mint az előző. Kivehető, ahogy az erővonalakat fűzőként szorítja össze a tekercs, már majdnem hogy párhuzamossá téve őket.

Itt pedig egy hatmenetes tekercs erővonaltérképe látható. A tekercs belsejében lényegében párhuzamosak az erővonalak. 

Ezek a kísérletek rendkívül veszélyesek: 5 A áram folyik a szigeteletlen vezetékekben.

A mágneses tér jelenlétének szemléltetésére azonban van egy másik mód is. Ez talán még inkább koszos, nehezen elmosogatható, de a legszebb mindhárom közt. a ferrofluid. Ez egy olyan folyékony anyag, ami mágneses tér hatására erősen polarizálható.. Így sok, rendkívül szép kísérlet mutatható velük. Láttunk is ilyet a Csodák Palotájának még amikor a Millenárison volt, a legfelső emeletén. Itt egy videó arról, milyen szépségeket lehet mutatni vele:

 

És végére hagytam a jó hírt: ez a ferrofluid otthon is elvégezhető: csak fénymásolóba való festék és olaj kell hozzá. (És gumikesztyű, meg egy csomó mosogatószer, a kísérlet utánra...) A Berzsenyi Dániel Gimnáziumban a 2013-as fizika táborban az akkori 11.b-ek is sikeresen kísérleteztek a folyadékkal. Itt egy kis videó, ha valaki szeretne készíteni ilyet:

És a végére egy igazán morbid rajzsorozatból - az  Öngyilkos Nyúlból (Suicide Bunny - Andy Riley-től) - választottam két ideillőt:

Doppler effektus

A hullámtan egyik legizgalmasabb témaköre a Doppler effektus. A tavalyi fizika táborban egy nagyon alapos prezentációt láthattunk, az akkor 10.c-ektől, ami itt megtekinthető.

A bal oldali ábrán a mozgó hangforrás a gyorsan mozgó vonat. "Tolja" maga előtt a hanghullámokat. Így a megfigyelő, aki felé közeledik a dudáló vonat, magasabb hangot hall, mint akkor, amikor már távolodik tőle a vonat. Hiszen a hang hullámhossza első esetben kisebb, mint második esetben.

A Doppler effektus nem csak hangra, hanem fényre is működik. Segítségével egy csillag színkép elemzésével megmondhatjuk, hogy mikor távolodik, és mikor közeledik a csillag. És ennek segítségével bizonyítható az, hogy a világegyetemünk tágul. De mi is ez a vöröseltolódás? Az alábbi képen a fekete vonalakat érdemes figyelni:

A Doppler effektus egy speciális esete, amikor már olyan gyorsan megy a hanghullám, hogy megelőzi önmagát, és a leszakadó hullámokat maga mögött hagyja. Ennek fejlődését mutatja az első ábra:

És itt egy híres kép arról, amikor a leszakadó hullámokon kondenzálódtak a vízcseppek, és így szemmel láthatóvá válta :

Felületi állóhullámok

Szerencsére a tavalyi fizika táborban nagyon szép prezentáció született az állóhullámokról. Az előadás a fizika munkaközösségünk honlapján található 

Továbbá itt vannak állóhullámokról szép videók:

És hagyjuk a végére a Rubens csövet. Ha valaki élőben meg szeretné nézni, akkor nagy valószínűséggel sikerül majd neki a kerületi fizikaverseny után, április 29-én, kedden, Tegzes Tamás prezentálásában: