Elixír do škol

Elixír do škol - 4. setkání

Ve čtvrtek 8. 12. 2016 proběhlo v prostorách SPŠST Panská v Malé Štupartské čtvrté setkání projektu Elixír do škol ve školním roce 2016/2017. Projekt zaměřený na zkvalitnění výuky fyziky zejména na základních školách je podporován Nadací Depositum Bonum. Setkání, kterého se zúčastnilo osm účastníků, včetně hosta z Nadace Depositum Bonum, bylo věnováno experimentům z elektřiny a magnetismu z dílny Víti Bočka.

„Jak správně řekla Martina Kotibová před začátkem semináře, dneska se budu flákat,“ začínám setkání po úvodním pozdravení účastníků. „Dneska totiž bude své experimenty předvádět student učitelství matematiky a fyziky pražské MFF UK Vít Boček, kterému tímto předávám slovo.“

Víťa Boček pozdravil přítomné, vyzval je k tomu, aby jeho experimenty komentovali, nebáli se s nimi hrát a nebáli se případně ptát.

„To, jak jsem již poznal účastníky místního centra, nebude problém,“ usmívám se. „Možná se budeš divit, kolik dotazů budou mít!“

Postupně Víťa představil a předvedl řadu experimentů s vlastnoručně vyrobenými pomůckami. Řada z pomůcek měla originální nápad nebo originální řešení.

Vodivost obalu od žvýkačky ukázal tím, že obal připojil k 1,5voltové baterii (tzv. buřtu). V důsledku průchodu téměř zkratového elektrického proudu začal obal v zúženém místě hořet.

Zapálení krbové zápalky dokázal silou vůle! No - silou vůle to nebylo! K zápalce vedly dva dovedně ukryté vodiče, které se průchodem elektrického proudu přepálily, a zápalka začala dýmat.

„Jsou to levnější zápalky, tak jenom čoudí,“ omlouval se Víťa. „Ale ty dražší skutečně chytnou.

Činnost piezoreproduktoru byla ukázána přehráním skladby z telefonu. Pak Víťa odpojil mobilní telefon, začal piezoreproduktor stlačovat a antiparalelně spojené LED připojené k reproduktoru střídavě blikaly.

Další pomůcku měl Víťa pojmenovanou Angry Birds a jednalo se o pomůcku, pomocí které bylo možné demonstrovat princip analogových přístrojů měřících elektrický proud. Současně si mohl každý účastník otestovat svůj smysl pro rytmus: vypínačem bylo možné přivést kyvadlo zakončené magnetem kmitající nad cívkou, kterou procházel elektrický proud, do rezonance. Vlivem zvětšené amplitudy kmitání se pak magnet na kyvadle přitáhl k magnetu v maličké hračce visící na konstrukci z lega.

Katapult, který vystřeloval lehké míčky pomocí magnetického pole, měl velmi jednoduchou konstrukci. Současně bylo možné na tomto modelu pochopit princip činnosti reproduktoru.

Princip generátoru elektrického proudu, který vyrobil ze součástek vymontovaných z jednoho druhu kapesní svítilny, ukázal Víťa tak, že rozsvítil žárovičky z vánočního osvětlení.

„Teď bych vám ukázal prkno,“ usmál se Víťa a skutečně zvedl ze stolu plného pomůcek prkno. Během dalšího povídání se z prkna vyklubala …

… pomůcka demonstrující princip činnosti spínaných zdrojů používaných k nabíjení mobilních telefonů, zubních kartáčků a dalších spotřebičů běžného života. Současně na podobném principu fungují i indukční vařiče. S touto pomůckou pak Víťa ukázal i vedení elektrického proudu lidským tělem (chytil se za ruku s Hanou Zahrádkovou, která seděla nejblíže) i fakt, že se lidské tělo za jistých podmínek může chovat jako kondenzátor.

Princip činnosti elektromotoru vyrobeného ze tří korun, magnetu, kousku drátu a tužkové baterie ukázal Víťa názorně a pochopitelně pro všechny.

Následovala ukázka činnosti Laplaceových kolejnic, pomocí kterých je možné demonstrovat chování vodiče v blízkosti magnetického pole. Na kolejnice z alobalu stačí položit šroub, na jehož koncích budou dva magnety. Když se šroub s magnety položí na alobalové kolejnice a do nich se přivede elektrický proud, začne se šroub po kolejnicích valit v důsledku průchodu elektrického proudu šroubem a následném vzniku magnetického pole v jeho okolí.

Stabilní polohu pak převedl Víťa pomocí tří korun, které postavil na výšku na sebe. V podložce, kterou měl pod spodní korunou, byl magnet, který stabilitu mincí zajistil.

Vznik vířivých proudů ukázal Víťa tradičně s měděnou trubkou, kterou propadával magnet. Pohyb magnetu bylo možné sledovat pomocí fólie detekující magnetické pole. Kromě měděné trubky ukázal i robustnější variantu s poměrně širokou rolí alobalu. I přes silnou vrstvu alobalu bylo možné i v tomto případě zobrazit polohu magnetu padajícího „trubkou“.

Následovala ukázka plazmové koule s jejími výboji. Kromě standardních výbojů ukázal Víťa rozsvícení zářivky, která se nacházela v blízkosti koule, a rozsvícení LED připevněné k cívce položené na plazmové kouli.

Hoření ocelové vaty, která byla zapálena 9voltovou baterií, se líbilo všem a okamžitě se ptali, kde lze vatu koupit. Kromě zahraničních serverů jí lze koupit i v Praze v jedné drogerii (jak rychle poznamenal David Červený).

Následovala ukázka, že sirka není magnetická. To nikoho nepřekvapilo. Překvapení nastalo, když Víťa jasně ukázal, že vypálená sirka už magnetická je. Příčinou této změny je změna diamagnetických sloučenin železa na feromagnetické sloučeniny při hoření.

Pro většinu přítomných pak bylo šokující zjištění, že i některé cereálie jsou magnetické! Provedený experiment pak rozproudil diskusi o různých způsobech ukládání železa v různých organismech a tkáních. Tím, že se setkání zúčastňují i kolegové s aprobací chemie, bylo možné některé z diskutovaných jevů zdárně vysvětlit.

„Mám tady obrázky na papíře a dokážu je oddělit magnetem,“ usmíval se Víťa. A skutečně se mu to podařilo!

Vysvětlení experiment bylo prosté: obrázky byly razítkovány razítkem namočeným do magnetické kapaliny (ferrofluid).

Velmi názorně byl vysvětlen princip činnosti Peltierova článku a následovaly experimenty zaměřené na změnu teploty obou ploch článku při zapojení do obvodu i na opačný jev: změnou teploty jedné (nebo obou) z ploch se uvnitř článku generuje elektrické napětí.

Efektní experiment Víťa provedl s konzervou tuňáka: do plechovky udělal pomocí kladiva a hřebíku malý otvor, prostrčil do něj knot a zapálil. A knot hořel jako v běžné svíčce.

Ve Víťových rukou se změnila v úžasný experimentální nástroj i elektrická plácačka na mouchy. Pomocí ní nabíjel kondenzátor a ukázal princip elektrostatického přitahování a odpuzování (tzv. Franklinův zvonek).

Na závěr ukázal princip Voltova článku.

Po skončení posledního experimentu poděkoval Víťa za pozornost a vyzval účastníky semináře, zda si chtějí něco zkusit sami, nechť tak učiní. Řadu pomůcek nechával během semináře kolovat učebnou, ale kdyby si někdo chtěl zkusit to, co nekolovalo, měl možnost. Několik účastníků se ke katedře dostavilo a některé z experimentů si zkusilo.

Setkání bylo jako tradičně pohodové, plné nápadů a bohaté na živé diskuse. Čas ale pokročil, a proto jsme se rozloučili, popřáli si příjemný Advent, krásné Vánoce a mnoho úspěchů v novém roce a upřesnili, že se třetí čtvrtek v lednu opět uvidíme.

Průběh čtvrtého setkání je zobrazen na fotografiích.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl