V OGÓLNOPOLSKI KONKURS NA DOŚWIADCZENIE POKAZOWE Z FIZYKI

Kraków, wrzesień 2004

Wyniki

I NAGRODA

Oszacowanie temperatury Słońca przy pomocy płytki strefowej Fresnela
Konrad Kopański & Alfred Data - XX LO w Krakowie

Płytka strefowa Fresnela, zwana też soczewką Fresnela, skupia światło podobnie jak zwykła soczewka, z tym, że jej ogniskowa zależy od długości fali $\lambda$ zgodnie ze wzorem

$\begin{displaymath} f = r_1^2/\lambda, \end{displaymath}$

gdzie

=0,52 mm jest promieniem pierwszej strefy.

Widmo Słońca $I(\lambda)$ jest w przybliżeniu widmem ciała doskonale czarnego. Maksimum krzywej widma $\lambda_m$ i temperaturę łączy prawo przesunięć Wiena:

$\begin{displaymath} \lambda_m T = 2,89 \cdot 10^3 \, \mathrm{[m K]}. \end{displaymath}$

Pomiar ogniskowej

w połączeniu z prawem przesunięć daje możliwość oszacowania

Zastosowana w eksperymencie soczewkę Fresnela jest negatywem fotografii obrazu stref, wydrukowanego przy pomocy komputera na kartce formatu A4. Rysunek i fotografia poniżej pokazuje obserwację obrazu Słońca przy pomocy soczewki Fresnela. Najlepszą ostrość uzyskuje się dla odległości soczewka Fresnela - ekranik od 45 cm do 60 cm, co wyznacza wartość ogniskowej . Z pomocą obydwu wzorów obliczamy temperaturę Słońca w zakresie od 4500 do 6000 K.

II NAGRODA

Model elektrofiltru
Marek Kopciuszyński - LO im. T. Kościuszki w Ropczycach
Tomasz Kopciuszyński - Gimnazjum nr 1 w Ropczycach

Elektrofiltr jest urządzeniem, w którym wykorzystuje się silne pole elektryczne oczyszczenia powietrza z drobnych cząstek dymu.

Model elektrofiltru stanowi bańka od lampy naftowej. Przez jej dwa otwory zamknięte korkami przeprowadzone są elektrody maszyny elektrostatycznej.
Przy pomocy urządzenia z pompką nożną napełniamy wnętrze bańki dymem.
Zakręcenie korbą maszyny elektrostatycznej powoduje zniknięcie dymu w czasie rzędu sekund.
Następnie wytarcie elektrod białą chusteczką pokaże, że pokryły się brązowo-czarnym nalotem. To cząstki dymu przyciągnięte do elektrod przez wytworzone pole elektryczne.

Podczas prezentacji przekonujemy zebranych o potrzebie budowania elektrofiltrów oraz, używając prezentowanych "mocnych argumentów doświadczalnych", namawiamy palących papierosy (szczególnie młodzież), by od dziś rzucili palenie.

III NAGRODA

Silnik magnetohydrodynamiczny
Eliasz Kańtoch - I LO im. J.Słowackiego w Chorzowie
Anna Kańtoch - I LO im. J.Smolenia w Bytomiu

Schemat silnika magnetohydrodynamicznego pokazuje górny rysunek. Podobnie jak w przypadku zwykłego silnika, podstawą działania silnika magnetohydrodynamicznego jest siła działająca na przewodnik z prądem

$\begin{displaymath} F = B i l, \end{displaymath}$

gdzie

jest indukcją pola magnetycznego, zaś

- długością przewodnika. W silniku magnetohydrodynamicznym prąd płynie przez przewodzącą ciecz, powodując jej ruch.

Opis doświadczenia:
Przedstawiono dwa modele silnika magnetohydrodynamicznego. Ruch obrotowy cieczy zrealizować można w okrągłym naczyniu, na którego obrzeżach jest elektroda cynkowa, a w środku - pałeczka węglowa (z baterii). Źródłem pola jest duży płaski magnes neodymowy, umieszczony pod naczyniem. Dla uwidocznienia ruchu służy pływający na powierzchni wody pierścień. Model może działać bez zasilania - jest jednocześnie baterią galwaniczną, która wytworzy prąd po zwarciu elektrod. Włączenie w obwód baterii zewnętrznej powoduje jednak powiększenie szybkości obrotowej. (Model ten widzimy na środkowym zdjęciu w sekcji Migawki z finalu konkursu, poniżej.)

Silnik liniowy wytwarza ruch postępowy strumienia wody, który powoduje płynięcie modelu lotniskowca (dolna ilustracja). Ruch cieczy uwidacznia ruch strumienia pęcherzyków gazu (Cl₂ oraz H₂), widocznych na fotografii. Gazy te powstają na elektrodach, jako że przepływowi prądu towarzyszy zjawisko elektrolizy.

WYRÓŻNIENIA (przyznano cztery równorzędne)

Pomiar prędkości światła przy pomocy diody laserowej i oscylografu
Konrad Kopański & Alfred Data - XX LO w Krakowie

Elektroliza w polu magnetycznym magnesu trwałego
Andrzej Krzysztofowicz - Pomorska Akademia Pedagogiczna w Słupsku
Teresa Czajkowska-Krzysztofowicz - Zespół Szkół Ekonomicznych i Ogólnokształcących w Słupsku

więcej: http://www.if.uj.edu.pl/Foton/88/pdf/eksperymentator.pdf

Grające szkło
Łukasz Szczekala & Wojciech Leja (Aleksander Ciereszyński) - Liceum Ogólnokształcące Wyższej Szkoły Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie

Pokaz dia- lub paramagnetycznych własności niektórych substancji
Zbigniew Szczuciński - LO Przymierza Rodzin im. Jana Pawła II w Warszawie

więcej: http://www.demofiz.univ.szczecin.pl/pokaz_para/pokaz_para.htm

NAGRODA PUBLICZNOŚCI

Model elektrofiltru
Marek Kopciuszyński - LO im. T. Kościuszki w Ropczycach
Tomasz Kopciuszyński - Gimnazjum nr 1 w Ropczycach

Migawki z finału konkursu

	Sala wykladowa podczas finalu. Jury, od lewej: W.Błasiak, A.Pędziwiatr, B.Ryl, R.Kulessa, M.Trociuk, K.Raczkowska-Tomczak, W.Korczak, A.Smólski, Z.Kąkol.
	Pokazy finalistów. Użycie kamery i projektora umożliwia pokazanie detali doświadczeń.
	Zestawy demonstracyjne przygotowane na stołach na zapleczu sali wykładowej WFiIS AGH.

[oprac. A.Ciślak (zdjęcia), K.Malarz, M.Wołoszyn, A.Zięba]

Powrót do strony głównej V OKnDPzF 2004