Pozoruhodný křemík 2014

Již potřetí přijel do Prahy za žáky SPŠST Panská z Masarykovy univerzity v Brně doc. Zdeněk Bochníček z Přírodovědné fakulty Masarykovy university se svou přednáškou Pozoruhodný křemík. V úterý 4. února 2014 se proto během tří vyučovacích hodiny vystřídali v učebně 3 žáci všech technických oborů školy. Žáci ostatních oborů a zaměstnanci školy se mohli účastnit volitelně také.

V úvodu přednášky doc. Bochníček poděkoval za pozvání a řekl, že mu je ctí přednášek pro znalé publikum, které na naší škole jistě je. Pak už se pustil do fenoménu křemík tak, že žákům ukázal vývoj počítačové technologie, která je na křemíku a jeho aplikacích založena, za posledních zhruba 30 let. Když žáci viděli parametry moderního počítače z roku 1985, usmívali se, neboť skoro libovolný mobilní telefon současnosti je výkonnější než zmiňovaný počítač. Když pak doc. Bochníček vytáhl z kapsy flash disk s kapacitou 500 megabajtů, který před 10 lety koupil za 6000,- Kč, byli žáci překvapeni ještě více. V současné době se flash disky s kapacitou i desetinásobnou dávají jako dárek nebo odměna za vyplněné ankety, uzavřenou smlouvu, nadlimitní nákup, …

Po tomto zajímavém úvodu věnoval část své přednášky popisu výroby křemíku. Zmínil a popsal všechny fáze, kterými křemík prochází, aby se z formy „zabudované“ do křemene dostal přes křemenný prášek a vysoce čistý polykrystal až k méně čistému monokrystalu, ze kterého se vyrábějí desky pro integrované obvody používané ve sdělovací technice, počítačové technice, televizní technice, … Prostě všude tam, kde je nutné zaznamenat a uchovat informaci v digitální podobě. I tuto část přednášky, která by mohla působit nudně, uměl podat zajímavě, prokládal jí historkami o vynálezci v současné době nejpoužívanější metody - o polském chemikovi Janu Czochralském (1885 - 1953) - i praktickými ukázkami používaných materiálů. Jeho povídání bylo velmi názorné a každý snadno pochopil základní princip výroby monokrystalických křemíkových desek. Řadu exponátů, které používal při svém povídání, nechal i kolovat žákům ve třídě.

Druhá část přednášky byla věnována experimentům. Začal tím nejjednodušším, který si každý může provést doma s dálkovým ovladačem a digitálním fotoaparátem (třeba tím zabudovaným v mobilním telefonu). Ač se výrobci digitálních fotoaparátů a kamer snaží přiblížit vlastnosti zaznamenávaného obrazu tomu, jaký zaznamenává lidské oko, občas se to nedaří a kamery „vidí něco navíc“. V případě dálkového ovladače, který vysílá infračervené elektromagnetické záření, je možné toto záření zviditelnit právě pomocí kamery nebo digitálního fotoaparátu.

Pak si doc. Bochníček připravil ve stojanu upevněnou vyleštěnou křemíkovou desku a s pomocí ní ukázal, jak jí infračervené záření bez problémů prostupuje. To už bylo překvapující, protože tento experiment žáci neznali. A finální experiment doslova vyrazil dech: přes neprůhlednou (tj. pro lidským okem viditelné elektromagnetické záření neprůhlednou) křemíkovou desku snímal kamerou obraz hořící svíčky a promítal jej dataprojektorem na zeď. Před samým koncem přednášky pak porovnal historicky nejstarší zdroj světla (svíčku) s historicky nejmladším zdrojem světla (LED svítilnou). Ve viditelném světle naprosto dominovala LED svítilna, zatímco v infračerveném záření nebyla vůbec vidět.

Na konci každé přednášky sklidil od žáků tříd 11L, 11A, 11M a 11D potlesk.

A perlička na závěr: technologie výroby CCD čipů do fotoaparátů jde skutečně dopředu.

„Pokud váš foťák nebo mobil neuvidí to infračervené záření, nebuďte zklamaní. Neznamená to, že je špatný, naopak to znamená, že se svými vlastnosti více přiblížil lidskému oku,“ nabádal žáky doc. Bochníček.

Po skončení přednášky jsem zkoušel jeden z experimentů vyfotografovat svým fotoaparátem. A infračervené záření jsem na pořízené fotografii neviděl.

„Máte pravdu, technologie jde dopředu,“ posmutněl jsem. „Od vaší minulé návštěvy před rokem jsem si koupil nový fotoaparát. A tím starým jsem infračervené záření zaznamenal, ten nový to už neumí.“

Průběh přednášky a některé provedené experimenty zachycují fotografie a videa:

Poděkování:

Autor fotografií a videí:

© Jaroslav Reichl, 5. 2. 2014