Neutrino 29

Co w zeszycie

Spis treści

Poświatakirlianowska–zjawiskofizyczneczyszalbierstwo.............................1 PomiarmasyZiemiastałagrawitacyjna......................................................5 Zadania...................................................................................................8 Mirażeakrzywoliniowerozchodzeniesięświatłacd.....................................10 EksperymentŁańcuchowy........................................................................17 Wakacyjnewędrówkizfizyką...................................................................19 PoszukiwaniewodywUkładzieSłonecznymipozanim................................21

ZapraszamydolekturyletniegozeszytuNeutrina.Tymrazemzajęliśmysiętakzwanąfotografiąkirlianowską,naktórejprzedstawionaosobaposiadawo-kółgłowykolorowąaurę,mającąilustrowaćjej„energiężyciową”ipośredniojej stanzdrowia.Tooczywisteoszustwo.Wartykulewyjaśniamy, czym jestw istocie fotografiakirlianowska i jak jąwprostysposóbwykonać.Kolejny,obszernyartykułwyjaśniaistotęmiraży,któremożnadośćczęstoobserwowaćwupalnedni,dlategodobrzejestzrozumiećjakpowstają.Czyzastanawialiściesię„jakzważyć”Ziemię,adokładniejakobliczyćjej

masę?Ci,którzyjużzapoznalisięniecozfizyką,znająprawaKepleraiprawograwitacjiNewtona,odrazupowiedzą,żetodośćproste.Takjestwistocie,jed-nakpodwarunkiem,iżznamystałągrawitacji.Wporównaniuzinnymistałymifizyki(jaknaprzykładprędkośćświatłaczyładunekelementarny)tastałajestzmierzonazestosunkowomałądokładnością,postępodczasówCavendishaniejestoszałamiający.Amatoromwakacyjnychpodróżyzwracamyuwagęnainteresującemuzea

izachęcamydoichodwiedzenia.Z.G-M

1Neutrino 29

Poświata kirlianowska – zjawisko fi zyczne czy szalbierstwo

Wieluznasjużwidziałozdjęcieczłowiekaotoczonegoaurą(rys.1).Twierdzisię,żeowaaurajestoznakąrzeczywistej„energiiżyciowej”,natomiastfoto-grafiakirlianowskajestmetodąpozwalającąuwidocznićaurę.Niejesttojed-nakprawda.Fizykatłumaczyzasadyfotografiikirlianowskiejwprostysposób(rys.2),amimotonieporozumieniadotyczącezarównofotografiikirlianow-skiejjaki„aury”człowiekasąciąglerozprzestrzeniane.

Rys.1.Fotografia„aury”człowieka Rys.2.Fotografiakirlianowskaliścia

TechnologiawytwarzaniaiwłasnościprąduzmiennegosąznaneodkońcaXIXwieku,aobwodyprąduzmiennegozopornikami,kondensatorami,cewka-miitd.wchodząwskładurządzeńcodziennegoużytku.Zapomocąpodstawowychelementówobwoduelektrycznegoorazpłytkifo-

tograficznej(płytkaszklanaznaniesionąemulsjąświatłoczułą),możnazbudo-waćukładtaki,jakpokazanynarys.3.

Rys.3.Układdowykonaniafotografiikirlianowskiej

Miedzianapłytkajestpodłączonadoźródłaprąduzmiennego.Zarównoczę-stotliwość,jakinapięcie,mająbardzowysokiewartości.Częstotliwośćjestconajmniejstorazywiększaodczęstotliwościnapięciasieciowego,wynoszącego50Hz.Napięciejestokołotysiącrazywiększeodnapięciasieciowego.Napo-wierzchnipłytkimetalowejznajdujesięwarstwaizolująca,naktórejumiesz-czonyjestfotografowanyobiekt.Światłoczułapłytkafotograficznaznajdujesięalbopod,albotużnadfotografowanymuziemionymobiektem.Całyekspery-mentwykonywanyjestoczywiściewciemni.Gdytylkoobiektzostanieumieszczonywpoluelektrycznymodużymna-

tężeniu, wilgotne powietrze wokół fotografowanego obiektu ulega jonizacji.

2 Neutrino 29

Następniedodatnieiujemnejonyłącząsięwprocesierekombinacjitworzącobojętne cząsteczki, a nadwyżka energii emitowana jestw postaci fotonówświatła.Ostateczniepowietrzeotaczającefotografowanyobiektstajesięźród-łemświatła,cojestwidocznejakospektakularnaaureola.Natężeniepolaelek-trycznegomawiększąwartośćwmiejscach,wktórychobiektmaostrekra-wędzie i dlatego teżw tychmiejscachna fotografiachobserwuje sięwięcejświatła.Takiefotografieczęstowyglądająbardzopięknie.

Rys.4.Fotografiakirlianowskadłoniikluczafrancuskiego

Zjawiskopoświaty,np.jaknarys.5,nosinazwęwyładowaniakoronowegoijestonodośćczęste.NaprzykładognieświętegoElma,będącezjawiskiemat-mosferycznym(pogodowym)częstospotykanymprzezżeglarzy,swojeźródłomająwłaśniewwyładowaniachkoronowych.Liniewysokiegonapięciaprzewodząprądonapięciuponad100tys.wol-

tów.Szacujesię,że–wzależnościodwarunkówpogodowych–znacznailośćprzewodzonejenergiielektrycznejmożebyćtraconawwynikuwyładowańko-ronowych(zob.rys.5).

Rys.5.Wyładowaniakoronowewokółliniiwysokiegonapięcia

3Neutrino 29

Pierwszezdjęciazrobionemetodąfotografiikirlianowskiejzostaływykonane40latprzedKirlianem.Wieleźródełpodaje,iżtopolski lekarzJakubJodko--NarkiewiczpokazałfotografiekirlianowskienawystawachwParyżuorazIm-peratorskiegoRosyjskiegoTowarzystwaTechnicznegowMoskwie(1889).SemjonDavidovitchKirlianbyłelektrykiempochodzącymzKrasnodaru.Pod

koniec lat30.XXwiekurozpocząłhobbystycznieeksperymentowaniez tegotypu fotografią. Początkowo zainteresowanie fotografią kirlianowską pośródnaukowcówrozwijałosiębardzowolno.Dopierookoło1960rokugazetyicza-sopismapopularnonaukowewZwiązkuRadzieckimzaczęłypublikowaćpraceotakiejtematyce.Wtedyzaczęłysięszerokozakrojonebadanianaukowe,któ-rychcelemmiałobyćzastosowaniefotografiikirlianowskiejdocelówdiagno-stycznych.Pookoło10latach„szał”kirlianowskiopanowałZachód.Wroku1970Lynn

Schroeder iSheilaOstranderwydałyksiążkęPsychic Discoveries Behind the Iron Curtain (Odkrycia paranormalne za żelazną kurtyną).Książkatawywołaławielkąwrzawę.Autorkiuważały,żeZachódbyłopóźnionywbadaniachzjawiskparanormalnychwporównaniuzeZwiązkiemRadzieckim.Twierdziły,żewCze-chosłowacjiwidziałynawłasneoczy„generatorpsychotronowy”,któregożadnabrońanisamolotmyśliwskiniebyłybywstaniezniszczyć.Oprócztegowksiążceznalazłysiętakżetakietematy,jak:„mocpochodzącazpiramid”(mit,zgodniez którym żyletka staje się bardziej ostra, gdy przez noc poleży pod niewielkąpiramidą)orazfotografiakirlianowska,którepóźniejbyłyprzedmiotemdyskusjiradiowychitelewizyjnych.DlawieluludziZachodubyłatopierwszamożliwośćza-poznaniasięzfotografiąkirlianowską.NastępnieThelmaMoss,parapsycholożka,przewodniczącaNeuropsychiatrycznegoInstytutuwUniversityofCalifornia,LosAngeles(UCLA),podjęławyprawydoZwiązkuRadzieckiegoinapisałaksiążki:The Probability of the Impossible: Scientific Discoveries & Explorations in the Psychic World (1974)(Prawdopodobieństwo niemożliwego: Naukowe odkrycia z eksplo-racją świata paranormalnego) orazThe Body Electric: A Personal Journey into

the Mysteries of Parapsychological Research, Bioener-gy and Kirlian Photography (1979)(Ciało elektryczne: Osobista podróż w tajemnice badań parapsychologicz-nych, bioenergii o fotografii kirlianowskiej).Wżadnejztychksiążekniemanawetnajmniejszejpróbywy-jaśnieniapodstawfizycznychobserwowanychzjawisk,zaś aura kirlianowska jest opisywana w kontekście„bioplazmy”i„ciałastralnych”.

Rys. 6. Książka z roku 1974 o fotografii kirlianowskiej.Mimo tego, że redaktorzy książki byli pracownikami na-ukowymi, tematyka została sprowadzona do zagadnieńokultystycznych

ZimnaWojnaizwiązanazniąparanojanależąjużdoprzeszłości, jednakśrodowiska paranormalne nigdy nie zaprzestały swojej fascynacji fotografiąkirlianowską.Materiałypotrzebnedowykonaniazdjęciatechnikąkirlianowskąsąstosun-

kowołatwedozdobycia.Samowykonanieeksperymentuteżniejestskompli-

4 Neutrino 29

kowaneprzyzachowaniuodpowiednichśrodkówostrożności.Wzmontowanymukładzie istnieje wiele zmiennych parametrów (wartość napięcia, częstotli-wość,składatmosferyotaczającejfotografowanyobiektitd.),któremogąbyćodpowiedniodobranewceluuzyskaniaodpowiednichefektównazdjęciu.Wy-konanojużwieletakicheksperymentów.Kiedyśrozważanonawet,czy foto-grafiakirlianowskamogłabybyćwykorzystanawdiagnostycemedycznej,np.psychologicznychdolegliwości,zanimpojawiąsięsymptomychoroby.Jednakpomysłtenniewyszedłpozawstępneanalizy.PoodkryciuWilhelmaRöntgenaw1895rokuwystarczyłozaledwiekilkamiesięcy,abyfotografierentgenowskiezaczęłybyćstosowaneprzezlekarzywceluocenyzłamańkościczylokalizacjiciałobcychworganizmie.Alenawetpopółwiekuwnikliwychbadańniezdoła-noznaleźćżadnegoużytecznegozastosowaniafotografiikirlianowskiej.Zwolennicymocynadprzyrodzonychochoczoopowiadająotym,żeliśćzer-

wanyzdrzewaposiadajasnąiwyraźnąaurękirlianowską,orazjakaurastajesięcorazsłabsza,gdyliśćzaczynawiędnąć,acałkiemsuchyliśćniemażadnejaury.Wedługtychosóbzatakiezjawiskoodpowiadazanikająca„siłażyciowa”.Postulowanie„élanvital”(pędużyciowego)wtakisposóbjestoczywiściebar-dzouproszczoneiwprowadzającewbłąd.Wyjaśnienienaukowejestnatomiastbardzoprosteijednoznaczne.Zdjęciekirlianowskiejestwysokiejjakości,gdyfotografowanyobiektjestdobrymprzewodnikiemelektrycznym.Dobryprze-wodnikelektrycznytotaki,wktórymelektronyi/lubjonymogąsięłatwopo-ruszać.Tkankiżyweskładająsięwgłównejmierzezwodyzrozpuszczonymijonamiistanowiądobryprzewodnikelektryczny,więdnięcieliściazaśzwiązanejestzutratąwodyiwysychaniem,asuchyliśćjestraczejizolatorem.Dobrzezakorzenionajestrównieżhistoriao„fantomowymfragmencieor-

ganizmu”,którymożezostaćuwidocznionynapomocąfotografiikirlianowskiej.Należy np. oderwać kawałek liścia, a kiedy wykona się kolejne zdjęcie kir-lianowskie,wmiejscugdziekiedyśbyłoderwanyfragment,będziewidocznaaura.Dziejesiętakrzeczywiście,jeślinajpierwwykonasięzdjęciekirlianow-skiecałegoliścia,anastępniebezpodnoszeniagozpłytkiizolującejoderwiesięfragment.Itutajtakżewyjaśnieniepodstawfizycznychjestproste.Wilgoćpochodząca z liścia pozostaje na powierzchni płytki, na której się znajduje,takżetejczęści,znadktórejzostałoderwanyjegokawałek.Świeżozerwanyliśćzawszejestwilgotny,ażebywykonaćzdjęciekirlianowskieniepotrzebadużejilościwody.Cowięcej,przyłożonepoleelektryczne„wypycha”dodatko-woniewielkąilośćwodyzliścia.Ponadtomałewyładowanieelektryczneprze-chodziprzezpłytkęizolującą,gdyukładzostajepodłączonydoźródłanapięcia.Takiewyładowanieelektrycznetworzytrwałeporywstrukturzepłytkiikolejnewyładowaniebędziesięrozprzestrzeniaćwtychjużistniejącychporach.Kiedyeksperymentwykonanyjestdokładnie,a„okaleczony”liśćjestumieszczonynanowej,czystejisuchejpłytce,żaden„fantom”niejestobserwowany.Naspotkaniachtowarzystwparanormalnychmożnawykonaćzdjęcieswo-

jej„aurykirlianowskiej”(rys.1).Fotografowanaosobastawianajestnaczar-nymtleiczasaminawettrzymapudełko,którejestbezpośredniopodłączonedoaparatufotograficznego.Takizestawniemajednaknicwspólnegozfoto-grafiąkirlianowską,tylkojestzwykłymoszustwem!Jesttoaparatzzainsta-lowanąwewnątrzniegodiodąelektroluminescencyjną(LED).Towłaśnie taświecącadioda jestodpowiedzialnazaobserwowanyefekt„kolorowejaury”.Ponieważdiodysąumieszczonepozaog-niskiemsoczewki,wykonanezdjęciejestrozmyte.Aparatytegotypumożnabezproblemukupićwsklepachinternetowych.

5Neutrino 29

PodsumowanieFotografiakirlianowskaobiektówumieszczonychwpoluelektrycznymwyso-kiejczęstotliwościiwysokiegonapięciajestefektemfizycznym,jaktzw.ognieświętegoElma.Todobrzezbadanezjawiskonosinazwęwyładowaniakorono-wego,którerozmaicioszuścisprytniewykorzystują,prezentującjejakozjawi-skanadprzyrodzone.

MartinBier,EastCarolinaUniversityUSAorazIFUJiK.D-K

Pomiar masy Ziemi a stała grawitacyjna

Odpowiedźnapytanie:JakzmierzyćmasęZiemi?wydajesiębardzoprosta.Chwilazastanowieniairzutokanawzory,powiedzmyIIIprawoKepleraopisu-jąceruchsatelitypoorbicieopromieniuriokresieorbitalnymT:

(IIIprawoKeplera)

lub wyrażenie na wartość natężenia pola grawitacyjnego g (przyspieszenieziemskie)

gdzieRtopromieńZiemi,natychmiastujawnia,żeobserwującruchciałmo-żemywyznaczyć (i to bardzo dokładnie) tylko iwyłącznie iloczynGM.G tofundamentalnastałafizycznanazywananewtonowskąstałągrawitacyjną lubpoprostustałągrawitacyjną.Nienależymylić jejzestałąg (małeg), czyliprzyspieszeniemziemskim.Lokalna, faktycznawartośćprzyspieszenia, z ja-kim spadają ciała, zależym.in. od szerokości geograficznej (z powodu siłyodśrodkowej)iwysokościnadpoziomemmorza.Napowierzchnikażdegociałaniebieskiegojest inna.Przykładowewartościtog =9,80665 m/s2dlaZiemi(tzw.standardoweg),g =1,62519m/s2naKsiężycu,g =273,3m/s2napo-wierzchniSłońca.NatomiaststałaGokreślającasiłęprzyciąganiaFpomiędzykulamiomasiem1=m2=1kgwodległościr=1m

Gm mF =r1 22

jesttakasamawcałymWszechświecie.Rekomendowanaobecnienapodsta-wielicznychpomiarówwartośćstałejgrawitacyjnejto

.G3

–112m=6,67384×10s kg

Wymiarstałejgrawitacyjnejłatwoodtworzyć,wiedzącżeGMwystępujepojednejstronieIIIprawaKeplera.Osobiścieuważam,że lepiej jestzrobićnaodwrót:zapamiętaćwymiarG,awtedyjużnigdyniepomyląsięnampotęgiwprawieKeplera.

GMg=R2,

6 Neutrino 29

Wniosek jest następujący: aby poznać masę Ziemi (a także innych ciałniebieskich)musimynajpierwdokonać laboratoryjnegopomiaruwartościG.Okazujesię,żezadanietostwarzatechnicznetrudności,którychnieudałosięprzezwyciężyćod200lat.PrzyjrzyjmysiędokładniejrekomendowanejprzezCODATA*wartości6,67384,gdziedlaskrócenianotacjipomijamdalejmnożnik×10–11.Jejniepewnośćpomiarowamierzonaodchyleniemstandardowymwy-nosiσ=0,0008.FakttenzapisujemywpostaciG=6,67384±0,00080lubG=6,67384(80).Oznaczato,żefaktycznawartośćGzprawdopodobieństwem68%mieścisiępomiędzyG –σaG +σ,czyli

≤ ≤G6,67304 6,67464 (1σ)

Jeżelizwiększymyzakresniepewnoścido2σ,prawdopodobieństwowzrastado95%.Dla3σprawdopodobieństwosięgaponad99,7%,aGmieścisięwów-czaswprzedziale

≤ ≤G6,67144 6,67624 (3σ)

Wyglądanato,żenadzieńdzisiejszy„bezpieczna”wartośćtoG=6,67,azakładaniesięokolejnącyfręznaczącąnakońcunadalniejeststuprocen-towopewnyminteresem!Dlaporównania,wynikuzyskanyprzezCavendishaw1798rokujestrównoważnyG=6,74.Trudnotonazwaćistotnympostępem.Złośliwikomentują,żegdybyCavendishmógłprzenieśćsięwczasywspółczesne,tobezproblemuzrozumiałbyzasadędziałaniaaparaturypomiarowej,gdyżnadaljestpodobnadojegowłasnej.Natomiastnierozumiałby,dla-czegopo200latachpracywynikjesttakikiepski.SamCavendishnigdynieużyłokreślenia„stałagrawitacyjna”,wynikipodawałpoprzezśredniągęstośćZiemiρ,

gdziewlicznikumamymasęZiemiM,awmianownikuwyrażenienaobjętośćkuliopromieniuR.Podanie200lattemuwartościρ=5500kg/m3pozwoliłoobalić popularne teorie,mówiące jakobyZiemiamiała być pustaw środku.W rzeczywistości gęstość wskazuje na jednorodną kulę z dużą zawartościążelaza.Jak zatemmierzymyG,M lub ρ, co na

jedno wychodzi? Zasadę pomiaru ilustru-je rysunek obok. Na cienkim, najczęściejkwarcowymdruciezawieszamy„hantlę”za-wierającą dwie identyczne kule. Następnieprzysuwamydonich znaczniewiększe kulei mierzymy skręcenie spowodowane przy-ciąganiem grawitacyjnym. Układ tego typunazywamy wagą skręceń. Była to metodaużyta przez Cavendisha. W celu eliminacjizakłóceń zbudował on specjalny budynek.Całaaparaturabyłaobsługiwanazdalnie,zapomocą linek,abyniezakłócićpomiaruru-

* http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Info/Constants/definitions.html

7Neutrino 29

chamipowietrza,którepowodowałociepło ludzkiegociała.Wewspółczesnejaparaturzewprowadzonokilkadrobnychusprawnień,jaknp.użycietaśmyza-miastdrutu,prostokątnejpłytki zamiasthantli, cięższychkulwolframowych(ρ=19250 kg/m3) zamiast ołowianych (ρ=11340kg/m3), czy przeprowa-dzaniepomiarówwpróżni.Jakwiemy,niewieletodało.Dlategowtymrokupodjętodziałaniamającena celu rozwiązanieproblemusprzecznychpomia-rówG.Odbyłysiędwiespecjalistycznekonferencje,alenarazienieudałosięwypracowaćwspólnejstrategiidziałania.Byćmożehonorwspółczesnejfizykiuratująeksperymentypolegającenabadaniu interferencjispadającychukła-dówkwantowychtzw.kondensatuBosego-EinsteinalubeksperymentwKos-mosie.

AndrzejOdrzywołek,IFUJ

Szkic przekroju pionowego wagi skręceń Cavendisha wraz z obudową.Większe kulezostałypodwieszonena ramiewsposóbumożliwiający ichpozycjonowaniewzględemmniejszychkuldziękimechanizmowiwyprowadzonemunazewnątrz.Ilustracjazdoku-mentacjiCavendisha(źródło:Wikipedia)

Wpaździerniku2006rokuwholuWydziałuMatematyczno-FizycznegoUniwer-sytetuSzczecińskiegouruchomionodoświadczenieCavendishaz1798roku**,polegającenawyznaczeniumasyZiemiistałejgrawitacji.Jegoparametrysązbliżonedohistorycznychwartościiwynoszą:masadużejkuli158kg,masamałejkuli0,75kg,odległośćmiędzykulami180cm.

** A.K.W.Wróblewski:Historia Fizyki,PWN,Warszawa2007.

8 Neutrino 29

1.Dwie identycznekulewykonanezwolframu(gęstość:ρ=19250kg/m3)wprawiamywruchorbitalnydookołaichśrodkamasy,takblisko,jaktomoż-liwe(kuleprawiestykająsię).ObliczyćokresorbitalnyTtakiegoukładuprzyzałożeniu,żeorbitysąkołowe,awpływinnychciałmożnapominąć.

Odp.:

RozwiązanieZadanieformalnieprzekraczazakresgimnazjum,alezpewnościąniejestpozazasię-giemambitniejszychuczniów.

ŚrodkikulomasieMkażdaporuszająsiępookręguopromieniuR,zazna-czonym liniąkropkowaną,zszybkościąv.Środekmasyukładuznajdujesięwpunkciestykukul.OkresobieguwyznaczymyzrównościsiłyodśrodkowejFoorazsiłyprzyciąganiagrawitacyjnegokulFg

Fo = Fg,gdzie

czyli (1)

Abywyliczyćokresobieguzauważamy,żeprędkośćorbitalnavjestrównaob-wodowiokręgupodzielonemuprzezokresT

, (2)

o gGMMvF = , F =R R

22

2(2 )

⋅=

⋅ G MR

M vR

2 2

2 .(2 )

v = 2 RTπ

Zadania

9Neutrino 29

amasaMtoobjętośćkuli = πV R343 pomnożonaprzezgęstośćρ

(3)

Powstawieniudowzoru(1)wzorów(2)i(3)iuproszczeniuwyrazówdostajemy

coostateczniedajewzór

Wartośćliczbowąnajwygodniejobliczyćkorzystajączkalkulatorawbudowane-gowprzeglądarkęGoogle,któryznawartośćG,atakżeprzeliczyjednostki.Wpisujemywokniezapytanie:

sqrt(12*pi/G/(19250kg/m^3))

iotrzymujemywynikT =1,5godz.AndrzejOdrzywołek,IFUJ

2.IlerazymasaSłońcajestwiększaodmasyZiemi?

Napodstawiewzoru SRM

GTπ2 3

24= obliczmasęSłońcaprzyjmującodległośćZie-

mia–SłońcerównąR =1,5·108kmorazokresobieguT =1rok.Porównajten

wynikzmasąZiemiobliczonąnapodstawierównania ZZ

gRM

G=

2

.

Rozwiązanie

Dane:

R =1,5·108km=1,5·1011m,T =1rok=3,154·107s.

MasęSłońcaobliczamyzzależności .SRM

GTπ2 3

24=

OtrzymujemyMS =2·1030kg.

MasęZiemiobliczmyzwzoru ZZ

gRM

G=

2

.

OtrzymujemyMZ=5,97·1024kgorazMS /MZ≈3,3·105.

10 Neutrino 29

Miraż dolnyDlawyjaśnienia tegozjawiskaposłuży fot.5*.Takibiegpromieniaświetlne-gomożemyotrzymaćpodgrzewającdolnąpowierzchniępłytkizpleksigrzałkąelektryczną.Chmurkawlewymgórnymroguwskazuje,skądwybiegająpro-mienie,a samochodzik zprawej stronysymbolizujemiejsce,gdziewpadająonedookakierowcy.Podgrzanaoddołupłytkazpleksijestośrodkiemoros-nącymoddołuwspółczynnikuzałamania.

Fot.5.Biegpromieniaświetlnegowośrodkuniejednorodnymoptycznie–wygiętydodołu.Promieńświetlnyulegazałamaniuwsposóbciągły.Efekttakiuzyskanoprzezpod-grzaniegrzałkąelektrycznądolnejpowierzchnipłytkizpleksi(zdjęciewykonanowPra-cowniDydaktykiFizykiiAstronomiiUniwersytetuSzczecińskiego)

Obrazchmurkipowstajenaprzedłużeniu liniiprostejstycznejdokrzywejpromienia świetlnego, który wpada do oka obserwatora. Dla promienia nafot.5obrazznajdujesięznacznieponiżejźródłaświatła.Dlazjawiskaatmo-sferycznegodecydującymczynnikiemwarunkującymtakibiegpromieni,czylipowstaniemirażudolnego,jestdostateczniesilnenagrzaniedużejpowierzchnipodłoża(np.piaskunapustyni,asfaltowejszosy,ścianydużegobudynkuitp.).Promienieświetlnesąwówczaszakrzywianewgórękuchłodniejszemu,awięcgęstszemu powietrzu. Sytuacja takama na przykładmiejsce na obszarachpustynnych,gdziepodwieczórpiasekobniżaswojątemperaturę,ogrzewającznajdującąsiębezpośrednionadnimwarstwępowietrza,podczasgdywyżejpołożonawarstwajestjużchłodna.Zakrzywionepromieniedocierajądookaobserwatorapozorniezinnegokierunku,cowywołujepowstanieobrazuzwier-ciadlanego.Mirażedolnemogąbyćodwróconelubproste.Jeżeliobserwatorznajdziesięwmiejscu,gdziedochodziświatłoodbiteod

palmynarys.6,tonaprzedłużeniupromieniwpadającychdojegooka,zoba-czyodwróconyobrazpalmynatlepiasku.Miraże dolne obserwuje się niekiedyw gorących krajach, szczególnie na

rozgrzanychsilniepiaskachpustyń,atakżenastepachwstrefieumiarkowa-nej, na rozległych i równych łąkach, na płaskim brzegumorskim pokrytymdrobnympiaskiem,naszosachasfaltowych.Sątoobrazypojedynczychprzed-miotówlubprosteobrazynaprzykładjezior,oaznapustyni,anawetcałychmiastjakbyodbitychwjeziorze–wieletakichzdjęćmożnaodnaleźćnastro-nachinternetowych.Powstaniemirażydolnychtłumaczymytym,żepodczasprawiebezwietrznejpogody,kiedypowietrzejestniemalnieruchome,niższawarstwapowietrzawpobliżugorącejpowierzchniziemijestsilniejnagrzananiżwarstwyznajdującesięwyżej.Wskutektegogęstośćnajniższejwarstwypo-wietrzajestmniejszaniżwarstwgórnych.Jeśliwięcprzedmiotjestwznacznej

* Numeracjafotografiiirysunkówjestkontynuacjątejzpoprzedniegozeszytu.

Miraże a krzywoliniowe rozchodzenie się światła cd.

11Neutrino 29

Rys.6**.Schematzakrzywieniapromieniświetlnychprzymirażudolnym.Szerokośćką-towaobrazów jestmocno zwiększonaw celupoprawienia czytelności rysunku.Obrazpalmyjestodwrócony

** RysunekpochodzizartykułuFatamorgana w miniaturze,M.Lisicki,„Delta”,nr10,2008,s.12.

odległościodobserwatoraiznajdujesięwstrefiegorącejwarstwypowietrza,toodbiteodniegoświatłosłonecznedochodzidookaobserwatorawzdłużliniizakrzywionej,którejwypukłośćzwrócona jestkudołowi.Obserwatorprzed-stawionynarys.6widziodwróconąpalmęponiżejliniihoryzontunaprzedłu-żeniupromieniwpadającychdo jegooczu. Jest towłaśniemirażdolny.Takimirażmogązaobserwowaćpasażerowiejadącysamochodemwupalnydzieńasfaltowąprostądrogą.Wydajesięim,żedrogajestjakbypolanawodąlubwręczprowadziwprostdojeziora.Widzątakżeodwróconyobrazdrzewajakbywzwierciadlanejpowierzchniwody.Wmirażachpowstającychnadsilnienagrzanymipowierzchniamipodczas

bezwietrznejpogodymożnatakżezaobserwowaćprosteobrazyprzedmiotów.W takich przypadkachmirażewprowadzają obserwatorówwbłąd tak suge-stywnie, iżodnosząoniwrażenie,żewidząrzeczywisteprzedmioty.Wgorą-cychpiaskachpustyniutrudzeniwędrowcy–widzącmirażoazylubjeziora–chcądonichdojść.Głębokosięrozczarowują,gdymirażuciekainiknie.Ztegowzględumirażedolnenazywanesąteżpustynnymilubjeziornymi.Odpowiedzmyjeszczenapytanie,dlaczegowzjawiskumirażuczęstowy-

dajesię,żeobserwatorwidziwodę?Jesttoefektpozornychodbićdalekiegokrajobrazulubnieba.BardzocharakterystycznyopistakichmirażyprzedstawiłGaspardMonge,

francuskimatematyk,którybrałudziałwkampaniiegipskiejNapoleonaw1798roku,podałteżichwyjaśnienie.

KiedypowierzchniaZiemisilnierozpalonaSłońcemzaczynadopierostygnąćprzednastaniemzmierzchuznananamokolicanierozpościerasięjużdosamegohoryzontujakzadnia,azdajesiębyćpogrążonawwodzie,jakbyogarniętapowodzią.

Wsieleżącedalejwydająsięjakwyspypośrodkurozległegojeziora.Podkażdąwsiąwidaćjejodwróconeodbicie,ztymżeniejestonoostre,drobneszczegółysą

12 Neutrino 29

bowiemniewidoczne,jakprzyodbiciuwwodziekołysanejwiatrem.Jeślizaczniemyzbliżaćsiędonajbliższejwsi,którawydajesięogarniętapowodzią,brzegrzekomejwodybędziesięciągleoddalał,apasmowodneoddzielającenasodwsistopniowobędziesięzwężać,ażznikniezupełnie,ajezioro...zaczynaćsiębędzieterazzatąwsią,odbijającwsobiewsiepołożonedalej.

ŻebyzobaczyćmirażnietrzebawcalejechaćdoAfryki.Możnagozaobser-wowaćrównieżunaswupalnydzieńnadrozgrzanąpowierzchniąszosyasfal-towej,najczęściejwjeżdżającnawzniesienie.Wydajesięnamwtedy,żedrogaprzednamipokrytajestcienkąwarstwąwodylub,żedrogawoddaliwchodzidojeziora.Wrażenietoznikapozbliżeniusiędotegomiejsca.Mirażemożnatakżeobserwowaćwgorącedniwzdłużścianyodługościco

najmniej10m,oświetlonejprzezSłońce.Jeśliumieścisięjasnyprzedmiotnajednym jej końcu i popatrzynaniego z przeciwległej strony (blisko ściany)możnazaobserwowaćjegolustrzaneodbicie.

Miraże skrajnie dalekiego widzenia Znacznietrudniejjestwytłumaczyćprzypadkimirażywidocznychzbardzo

dużychodległości.Przytoczępewienzdumiewającywypadek:wnocyz26na27marca1898rokunaOceanieSpokojnymzałogastatku„Matador”zBremybyłaświadkiemstrasznegowidoku.Otóżokołopółnocyzauważonowodległo-ściokołodwóchmil(3,2km)statek,którywalczyłzsilnymsztormem.Byłototymdziwniejsze,żewokołopanowałaciszamorska.Statekprzecinałkurs„Matadora”ibyłmoment,gdyzdawałosię,żezderzenieokrętówjestnieunik-nione...Załoga„Matadora”widziała,jakposilnymuderzeniufaliwnieznanystatekwkajuciekapitańskiejzgasłoświatło,którebyłodotądprzezcałyczaswidocznewdwóch iluminatorach. Po pewnymczasie statek zniknął, awrazz nim wiatr i fale. Rzecz wyjaśniła się później. Okazało sięmianowicie, żewszystkotodziałosięzinnymstatkiem,którywczasie„widzenia”znajdowałsięwodległości1700kmod„Matadora”.Wjakisposóbświatłoprzechodząceprzezatmosferęprzekazujewyraźne

obrazyprzedmiotównatakdużeodległości?Dotądbrakdokładnejodpowiedzinatopytanie.Zrozumieniutegozjawiskapomożenastępującedoświadczenieprzedstawionenafot.6i7.Douzyskaniabiegupromieniaświetlnegowkształciesinusoidypotrzebne

sątrzywarstwycieczy,znajdującesięjednanaddrugą.Cieczetenalewasiękolejnonadnoszklanegozbiornika,zaczynającodcieczyonajmniejszejgę-stości–roztwórwoda-spirytus1:2(obj.),następnieroztwórgliceryna-spirytus3:1(obj.),anakońcucieczonajwiększejgęstości–wodnyroztwórsiarczanużelaza(roztwóroskładzie45gsiarczanużelazana400mlwody).Ciecze ulegają wzajemnej dyfuzji i po pewnym czasie na granicy cieczy

powstajądwiewarstwydyfuzyjne–rys.7.Dobórcieczyjesttaki,żewspół-czynnikzałamaniadlacieczywwarstwieśrodkowejjestnajwiększy.Wgórnejwarstwiedyfuzyjnejwspółczynnikzałamaniaświatłasięzmniejsza,natomiastwdolnejsięzwiększa(rośniewpionieoddołudogóry).Promieńświatłazaginasięwstronęodmniejszychdowiększychwartościwspółczynnikazałamaniaw cieczy, następnie trafiając na drugąwarstwę dyfuzyjną zostaje ponownieugiętywprzeciwnąstronę.Wwynikuotrzymujemyfalującąkrzywąpodobnądosinusoidy.Narys.7możemyprzeanalizowaćbiegpromieniapo„sinusoidzie”.Porów-

nując z rys. 3 zauważamy złożenie przypadku „dolnego” z jego lustrzanymodbiciemwpionie.

13Neutrino 29

Fot.6.Biegpromieniaświetlnegowośrodkuniejednorodnymskładającymsięztrzechwarstw cieczy o odpowiednio dobranychwspółczynnikach załamania światła. Promieńświatłazlaseraulegazakrzywieniubiegnącwwarstwieśrodkowej,zaginasięrazwdółarazdogóry(zdjęciewykonanowPracowniDydaktykiFizykiiAstronomiiUniwersytetuSzczecińskiego).

ZopisemmatematycznymbiegupromieniaświetlnegowośrodkuniejednorodnymposinusoidziemożnazapoznaćsięzrozwiązaniazadaniazIIstopniaXXVIIOlimpiadyFizycznej.ZadaniezostałoumieszczonenastronieinternetowejKomitetuOkręgowegoOlimpiadyFizycznejwSzczecinie:www.olimpiada.fizyka.szc.pl***

Rys.7.Modelbiegupromieniaświatła(czerwonalinia)wcieczypo„sinusoidzie”.Biegpromieniaświetlnegowośrodkuniejednorodnymskładającymsięztrzechwarstwcieczyoodpowiedniodobranychgęstościach iwspółczynnikach załamania (n>n’,n>n”).Promieńświatłaulegazakrzywieniuwwarstwieśrodkowej,odginasięrazwdół,arazdogóry

Takibiegpromieniaświetlnegopo„sinusoidzie”możemyrównieżotrzymaćpod-grzewającdolnąigórnąpowierzchniępłytkizpleksigrzałkąelektryczną–fot.7.

Fot. 7. Sinusoidalny bieg promienia świetlnego w ośrodku optycznie niejednorodnym.Efekttakizostałotrzymanyprzezpodgrzaniedolnejigórnejpowierzchnipłytkizpleksigrzałkąelektryczną.Grzałkizostałyumieszczonewewnątrzaluminiowychprofili,widocz-nychnazdjęciu.Zprawejstronypadapromieńświatłalaserowego,któryulegasilniejsze-muzałamaniuwkierunkuśrodkowejczęścipleksi,gdzietemperaturajestnajniższa(zdję-ciewykonanowPracowniDydaktykiFizykiiAstronomiiUniwersytetuSzczecińskiego)

*** http://of.szc.pl/pdf/27OF3T3_roz102.pdf

14 Neutrino 29

Czy tozjawisko refrakcyjnepowodujepowstanieniezwykłychmiraży,wi-docznych z bardzo dużych odległości? Czy światło może zostać uwięzionewwarstwiepowietrzaipozostającwniejprzemierzaćrazemzniądużeodle-głości,podobniejaktomamiejsceświatłowodach?Rysunek8 ilustrujezmianę temperaturyzależnieodwysokości i załamy-

waniepromienibiegnącychnaróżnychwysokościach,wprzypadkugdymamyinwersję temperatury, tj. kiedy temperatura powietrza tuż nad zimną po-wierzchnią jestmniejsza niż wyżej. Inwersja niemusi rozpoczynać się nadsamąpowierzchnią.Napewnejwysokościmożewystąpićwarstwapowietrzacieplejszegoniżpowietrzenadlubpodnią.Wniejednorodnejatmosferzepro-mienieulegajązakrzywieniuwkierunkuchłodniejszejwarstwypowietrza.Dlarys.8linia2znajdujesięnawysokościodpowiadającejinwersjitemperatury.Nawysokościodpowiadającejlinii1i3międzydwiemawarstwamicieplejszymileżywarstwachłodniejszegopowietrza.Przypuśćmy,żepromieńświatławcho-dzidochłodniejszejwarstwypodniewielkimkątem.Kiedywychodziponadlinięminimalnejtemperatury(linia2),jestzaginanyzpowrotemwdółdowarstwychłodniejszej,coobrazujelinia3.Kiedyporuszasięponiżejlinii2,jestzawra-canydogóry–coobrazujelinia1.Wtensposóbmożeoscylować,poruszaćsiępokrzywejsinusoidalnej, jaknafot.6 i7, ipokonywaćdużeodległości.Jeśliniezmienisięrozkładtemperatury,naprzykładnagranicymiędzyziemiąioceanem,promieńniebędziemógłopuścićtejwarstwy.Promienieoróżnychkątachwejściadotakiejwarstwymogąoscylowaćzróżnymiokresamiiampli-tudami.Występującemirażezależąsilnieodrozkładutemperaturyimogąbyćdośćtrudnedowyjaśnienia.

Rys.8.Zakrzywieniepromieniświetlnychnaróżnychwysokościachwatmosferzezin-wersjątemperatury.Krzywe1,3,5obrazująkierunekzałamywaniapromieniaświetlne-go.Dlarozkładutemperaturywpodgrzewanejpleksi,jaknafot.5,mamyzakrzywieniepromieniodpowiadającekrzywej1przydolnejpowierzchniikrzywej3przygórnejpo-wierzchnipleksijaknafot.7

Miraże wielokrotne, fatamorgana Zakrzywieniepromienizwiązanezinwersjątemperaturyjestprzyczynąnie-

którychnajbardziejefektownychmiraży.Przytoczępewnąhistorię****.Wparnesierpniowepopołudnie1797rokuwielebnyczłonekRoyalSociety

wLondynie,zapalonynaukowiecamator,spoglądałnaMorzePółnocnezRams-

**** GreenlerR.,Tęcze, glorie i halo,PrószyńskiiS-ka,Warszawa1998.

15Neutrino 29

gate w południowo-wschodniej Anglii i zauważyłpewne niezwykłe zjawisko refrakcyjne. Obserwo-wałstatkiprzezteleskop,wykonałrysunkiipóźniejprzedstawiłtowszystkonazebraniuRoyalSociety.Jedenzjegoszkicówprzedstawiarys.9.Jestbar-dzopodobnydorys.10.Zgodniezjednymzjegozopisówtakwłaśniewyglądałodległystatek.Górneczęściobrazustatkówbliższychobniżałysię,anaj-częściejwogóleznikały.

Rys.9.JedenzrysunkówzamieszczonychwpracyS.VinceObservations on an Unusual Horizontal Refraction of the Air, with Remarks on the Variations to Which the Lower Parts of the Atmosphere Are Sometimes Subject,„Philo-sophicalTransactionsoftheRoyalSocietyofLondon”89,1799,s.436

Rys.10.Biegpromieniidącychodżaglowcadookaobserwatorawatmosferzeorozkła-dzietemperaturytakimjaknarys.8.Docierającdookaobserwatorapromień1poruszasiędokładniepoziomo.Promienieoznaczonenumerami2,3,4i5dochodządoobser-watorapodcorazwiększymikątami.Promieniewichśrodkowejczęścimiędzystatkiemaobserwatoremodpowiadająpromieniomzrys.8ztymisamyminumerami.Poprawejstronierysunkunumerywskazujączęścitrójczłonowegomirażu,odpowiadającekażde-muztychpięciupromieni.Rys.napodstawieR.Greenler,Tęcze, glorie i halo,PrószyńskiiS-ka,Warszawa1998.PodobnerysunkimożnaznaleźćwInternecie,jednaknależybyćkrytycznym,gdyżwieleznichzawierabłędy

Wyjątkowymrodzajemmirażu,któregonazwamocnojestzwiązanazmagiąitajemnicą,jestfatamorgana,porazpierwszyzaobserwowananadCieśninąMesyńskąpomiędzyPółwyspemApenińskimaSycylią.Przytoczęnastępującąlegendędotyczącąjejpochodzenia.Morgana(bretońskawróżkamorza)ześredniowiecznegocyklurycerskich

Opowieści Okrągłego Stołubyła,wedługceltyckichpodań,przyrodniąsiostrąkrólaBrytów,Artura(Artusa),którejprzypisywanozdolnośćwywoływaniami-raży.Włoscypoeciprzedstawialijąjakomieszkankękryształowegopałacunadniemorza.Powłoskufataoznaczawróżkę.„FataMorgana”–jużwiekitemumawiali Włosi o skomplikowanych mirażach pojawiających się czasami nad

16 Neutrino 29

CieśninąMesyńską,którepowodowały,żeurwiskaibudynkiznajdującesięnaprzeciwległymbrzegubyływidzianejakowspaniałepałacestrzelającewniebolub tonącewmorzu.Nicdziwnego,że tapoetycznanazwaobjęłazczasemrozlicznemirażewystępującewróżnychmiejscach.Aby mogła wystąpić fatamorgana, warunki atmosferyczne muszą spra-

wiać,żeniedużeobiektyprzekształcąsięwpionowesmugi,stwarzająciluzjęścianibudowlizwieńczonychiglicami.Tezjawiskapowodowanesąprzeztakiezmianytemperaturypowietrza,żepromienieopuszczająceprzedmiotzostająwróżnysposóbzakrzywionewdółnimwpadnądookaobserwatora.Patrzącwzdłuż promieni przebiegających na różnychwysokościach nad horyzontemobserwatorwidzi ten sam lubprawie ten sampunkt.Może to zmienić dośćpłaskihoryzontwniemalpionowąścianę.

Uwagi końcowe Zjawiskaoptyczneczęstozaskakująswojązagadkowościąiciekawąformą.

Dlawielu są one źródłemdoznań artystycznych, fascynującychwrażeń, dlaniektórychstanowiązagadkitypuArchiwumX,awnauceitechniceprowadzączasemdointensywnychbadańizastosowań.Wodniesieniudomiraży,niewy-kluczone,żeodegrałyteżistotnąrolęwodkryciulądów.Mirażebyłystałymelementemopowieści,zwłaszcza ludzimorza imiesz-

kańcówokolicMorzaPółnocnego,BałtykuipółnocnejczęściOceanuAtlantyc-kiego,którzydziękinimwiedzieli,coznajdujesięzahoryzontem.Możnaprzy-puszczać,żepierwsiceltyccyodkrywcyIslandiimogliodważyćsięnawyprawęwswoichkruchych,pokrytychskórąłodziachskuszenimirażemWyspOwczych,odległycho385kilometrówodIslandii.ZpodaniaoodkryciuGrenlandiimożnawnioskować,żeErykRudymusiałmiećpodstawydoposzukiwanialąduwłaś-niewtymkierunku.PowygnaniuzIslandii,poszukującmiejscanaosiedlenie,skierowałsiębezpośredniokubrzegomGrenlandiiodległymo300kilometrów.Wnormalnychwarunkachatmosferycznychzjednegobrzeguniemożnazoba-czyćdrugiego,nawetznajwyższychszczytów,azpowoduczęstychnaoceaniewiatrów iprądówpodróżnazachódbyłabardzo trudnymprzedsięwzięciem.„LogicznąprzesłankąusprawiedliwiającądziałaniaErykamogłybyćinformacjepochodzącezarktycznegomirażu”.ByćmożedotarcieWikingówdoAmerykibyłorównieżzwiązaneztymzjawiskiem.Wartoteżwspomniećomigotaniu gwiazd,którespowodowanejestmiędzy

innymizałamaniemświatłaprzyzmieniającejsięgęstościatmosfery,spowodo-wanejprzypadkowyminiejednorodnościami.Zopracowaniamidoświadczeńszkolnychiliteraturądonich,zopisamieks-

perymentów,atakżez instrukcjamidoprzyrządówizestawówdoświadczal-nychmożna zapoznać się na stronie internetowej PracowniDydaktyki Fizy-ki i Astronomii Uniwersytetu Szczecińskiego (www.dydaktyka.fizyka.szc.pl),a także na stronieOgólnopolskiegoKlubuDemonstratorów Fizyki (www.de-mofiz.szc.pl).NastronietejmożnarównieżznaleźćdokumentacjęzdjęciowązeksperymentówrealizowanychpodczascorocznychSpotkańOgólnopolskiegoKlubuDemonstratorówFizyki.

TadeuszM.MolendaInstytutFizyki,UniwersytetSzczeciński

E-mail:molenda@univ.szczecin.pl

17Neutrino 29

„3,2,1...poszła!”„ProszęPaństwa,jużbiegnie!Jużleci!Cozaemocje!”Tonietransmisjazwyścigówkonnych,leczEksperymentŁańcuchowy!Wie-

lusięzapyta,cóżtowogólejest?Pierwszaodpowiedź,jakapadnie–„kon-kurs!”–niewyczerpuje,ba!,nawetniedajewyobrażeniaowydarzeniu!Eksperyment Łańcuchowydla uczestników jestwyzwaniem,mającymna

celu zbudowanie urządzenia, którew najciekawszy sposób przetransportujemetalowąkulkęawykorzystanymiprawamifizykizachwycipublicznośćorazkomisjękonkursową!Działanieurządzeniawyzwalanejestprzezwpadającądoniegokulkęinakońcuwyrzucanakulkamożerozpocząćdziałaniekolejnegodoświadczenia–takpowstajełańcuchdoświadczeń.Dlaorganizatorówjestonrównieżnieladawyzwaniem–połączenie86urzą-

dzeńprzywiezionychzcałejPolskiwjednymmiejscuiczasie!Komisja konkursowa Eksperyment Łańcuchowy wspomina jako czas za-

chwytunadpomysłamiuczniów(imłodszych,istarczych,istudentów,icałychrodzin!),alerównieżjakoczasciężkiejpracy–trudnejocenyurządzeńispraw-dzaniawiedzyichkonstruktorów.DlapublicznościEksperymentjestniesamowitąlekcjąfizykipoprzezzabawę,

jakrównieżczasemnominacjidrużyndonagrodypubliczności.Jednojestpew-ne:30maja2015rokunaWydzialeFizyki,AstronomiiiInformatykiStosowanejUniwersytetuJagiellońskiegonikomusięnienudziłoiniktniechodziłsmutny!Wtymrokuwśródwszystkichurządzeńznalazłasięmocnareprezentacja

uczniówszkółpodstawowych.Grupata,mimoiżprzedpierwszymswymspot-kaniemzeszkolnąfizyką,potrafiłazawrzećwswoichurządzeniachniezwykle

dużozjawisk.Wdbałościoszczegółyucznio-wie„podstawówek”niemielisobierównych:według mnie urządzenia młodszych dziecia-ków wyróżniały się starannością wykonania – dopracowaniem, zwłaszcza estetycznych, szczegółów–mówimgrEdytaDługosz,czło-nekkomisjikonkursowej.Wspominarównież:same dzieciaki były niesamowicie przejęte i podekscytowane tym co się dzieje. Miały niezwykłą radość z tego, że wszystko zadzia-łało jak trzeba – bo przecież co innego próby w zaciszu szkoły czy domowego garażu, a co innego zgranie w ciągu z innymi „machina-mi”. I najważniejsze: zaangażowanie w pre-zentację własnego projektu – starały się jak najwięcej opowiedzieć, przekonać nas, że zasługują na nagrodę!. Anagroda główna w tym roku przypadła przedstawicielom Szkoły Podstawowej nr 135 w Krakowie za skonstruowanie urządzenia „Winda”,

18 Neutrino 29

natomiast wyróżnienie powędrowało aż do Jordanowa, za konstrukcję „Wężogedon”.Mamynadzieję,iżzarokbędzienasjeszczewięcejzjeszczebardziejnie-

samowitymipomysłami!DanielDziob,

koordynatorprojektuEŁ,IFUJ

Nawstępiechciałbymzaznaczyć,żebyłemmocno,apozytywnie,zaskoczonypropozycjązostaniaczłonkiemkomisjikonkursowejEksperymentuŁańcucho-wego.Słyszałemwielezachwyconychgłosówopoprzednichedycjach,aledo-pierowtąudałomisięzaangażować.Poziomwykonanychurządzeńmniezadziwiłiwpędziłwpewnegorodzaju

zakłopotanie,gdyuświadomiłemsobie,żewprzypadkuwielumechanizmówwykonanych rękamidziesięciolatków,miałbymsporą trudnośćwpaśćna takkreatywnerozwiązania.W kategorii szkół podstawowych nasze (komisji) bezapelacyjne uznanie

zdobyłourządzeniezatytułowane„Winda”,którełączyłoprostotępomysłuzestarannościąwykonania.Wisienką,amożeraczejwiśniąnatorciebyłtańczącyrobot,któryrzeczywiścieprzyciągałuwagęizaskarbiłsobieuznaniezarównonasze,jakipubliczności.Urządzeniaprezentowałysobądośćzróżnicowany,alewogólnościbardzo

wysokipoziom.JakożeEksperymentŁańcuchowywswojejkoncepcjiukierun-kowanyjestnapopularyzacjęzjawiskfizycznych,wykorzystaniewieluznichwniezmierniekreatywnysposóbmożnabyłopodziwiaćnakażdymkroku.Uży-ciewszelakiejmaściprzekładni,mechanizmówobrotowych,wind,spiral,tło-kówokazałosięniemalobowiązkowe.Niespodziewałemsię jednakowoż,żeuczniowieszkółśrednich,anawetuczniowiegimnazjówokażąsięnatyleza-znajomieniz,cobyniemówić,elektronikąiautomatykąnapoziomiestudiów,żewzbogacąswojeeksperymentywielomamikrokontrolerami,przekaźnikamii silnikami różnegoprzeznaczenia.Pomysłowośćniektórych rozwiązańwpra-wiaławosłupienie,przypominamsobieurządzenie„Sokół”,wktórymgimna-zjaliściużylibardzosprytnegosposobutransportumetalowejkulki,złożonegozdwóchporuszającychsięnożycowymruchemdrewnianychschodów.Przykładówsprytnegowykorzystaniazjawiskfizycznych,jaknp.efektufo-

toelektrycznego,możnabymnożyćbardzodługo.Napewnowartopodkreślić,żezapałbijącyzmłodychtwarzy,gdyuczestnicywyjaśnialidziałanieswoichurządzeń,jestnajlepszymuzasadnieniemcelutakiegokonkursu,jakEkspery-mentŁańcuchowy.To,żewczasach,kiedyfizykaimatematykaczęstotrakto-wanesąjakozłokonieczne,zarównoprzezuczniówjakinauczycieli,znalazło

się prawie sto drużyn z całejPolski,gotowychpoświęcićswójczas, na pewno motywuje dopracy, żeby zmienić percepcjęspołecznąnaukścisłych.Amnieosobiście wynagradza decyzjępodjętąprzedsiedmiulaty,gdyrozpoczynałemstudiaidwalatatemu, gdy zapisywałem się nastudiadoktoranckiezfizyki.Tomasens.

DominikWrana,członekKomisjiKonkursowej

19Neutrino 29

Wakacyjne wędrówki z fizyką

Francja

� Pałac Odkryćw centrum Paryża to centrum przyrodnicze, gdziemożnapoeksperymentowaćiobejrzećdemonstracjezdziedzinyastronomii,fizy-ki,chemii,matematyki,biologiiinaukoZiemi.http://www.palais-decouverte.fr/en/palais-de-la-decouverte

� WmuzeumCuriewParyżu,znajdują-cymsięwdawnymlaboratoriumMariiSkłodowskiejiPiotraCuriemożnazo-baczyć kolekcję dokumentów, zdjęći instrumentów naukowych związa-nychzrodzinąCurie(wstępwolny).http://musee.curie.fr

� MiastoNaukiiPrzemysłunaobrzeżachParyżatonajwiększeobecniemu-zeum nauki w Europie, poświęcone popularyzacji osiągnięć naukowychi technicznych.W skład stałych częściwystawywchodzą eksperymentydotycząceróżnychdziedzin–odmatematyki,poprzezzagadnieniazwią-zaneztransportemizdrowiem,poprodukcjęenergii.Wmuzeummożnarównieżpójśćdoplanetarium,kinaIMAXorazzwiedzićłódźpodwodną.http://www.cite-sciences.fr/en/home/

� ExploradomewVitry-sur-Seine,niedalekoParyża,tointeraktywnemuze-um,wktórymobowiązuje„zakazniedotykaniaeksponatów”.Opróczwyko-nywaniaeksperymentówdotyczącychm.in.meteorologii,ruchuizłudzeńoptycznych,w czasie tegorocznychwakacji otwarta jest takżewystawaczasowa,wramachktórejdzieciod6lat,młodzieżidoroślimogąwspólniepobawićsięwinżyniera-architekta,realizującprojektyoróżnymstopniutrudności.http://www.exploradome.fr

� WmiejscowościPoleymieux-au-Mont-d’Or,niedalekoLyonuznajdujesiędomAndréMarieAmpère’aimuzeumelektryczności.Opróczdokumentówiprzedmiotówzwią-zanychzżyciemipracąAmpère’a,muze-umposiadabogatąkolekcjęprzeróżnychurządzeńelektrycznych.http://www.amperemusee.fr

� VisiatomeniedalekoOrange tocentrumnaukowepoświęconezagadnie-niomzwiązanymzenergiąjądrową.http://www.visiatome.com

20 Neutrino 29

Polska

�CentrumNaukiKopernikwWarszawie.http://www.kopernik.org.pl

�OgródDoświadczeńim.StanisławaLemawKrakowie.http://www.ogroddoswiadczen.pl

�MuzeumPolitechnikiOpolskiejilamprentgenowskichwOpolu.https://muzeum.po.opole.pl

�„Wszystko...jestliczbą”–wystawaMuzeumUniwersytetuJagiellońskiego,CollegiumMaius,Kraków.http://www.wjl.maius.uj.edu.pl

Czechy

�MaleńkiemuzeumwCzechachwwiosceHelvíkovicepoświęconewyna-lazcyProkopowiDivišowi.Znajdujesięwnimm.in.„machinameteorolo-giczna”.PolecamyartykułKrzysztofaRejmeranatentemat–„Delta”Nr5,2015.

21Neutrino 29

Słowenia

�DomdoświadczeńwLublanie.http://www.he.si/dejavnost/3-Tekmovanje%20elastomobilov

Gorącopolecamy,zwłaszczarodzinomzdziećmi,rewelacyjneinteraktyw-nemuzeumnaukiwsamymcentrumLublany.

WczasiemisjiNASA,mającejnacelubadanienaszegoUkładuSłonecznegoiodkrywanienowychświatów,naukowcynatrafiająnawodęwzadziwiającychiwręcznieoczekiwanychmiejscach.Wodajestjednązsubstancji,którychszu-kamy jakowyznacznikamożliwości zasiedlenia planety i życia pozaZiemią.Jednymznajbardziejzdumiewającychodkryćjest istnienieoceanówponiżejpowierzchni lodunapięciuksiężycachJowiszaiSaturna.TelodoweksiężycetoGanymede,EuropaiCallistokrążącewokółJowiszaorazEnceladusiTitankrążącewokółSaturna.OstatnionaukowcyzNASAdziękiteleskopowiHubble’adostarczyliprzekonującychdowodów,żeGanymedemasłonąwodęipodpo-wierzchniowyocean,prawdopodobniezamkniętypomiędzydwomawarstwamilodu.TeleskopHubble’azarejestrowałaureolętegoksiężycawytworzonąprzez

jegopolemagnetyczne.Prze-sunięciawpierścieniachaure-olizmierzoneprzezHubble’anajłatwiejwytłumaczyćobec-nością słonego oceanu podskorupąloduksiężyca.

Więcej: The Solar System andBeyondisAwashinWater(http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4541).

ImageCredit:NASA/ESA.

MariaRutkowska

Poszukiwanie wody w Układzie Słonecznym i poza nim