TÖRÖTT DARABOK – modern fizika – összegzés 12. osztály

86. fogás 

Törött darabok

Remek időtöltés! Az ember összetör valamit és másokkal együtt összerakja…!

·         Valamennyi diák kap egy olyan információ-darabkát, amelyre a csoportnak a feladat elvégzéséhez szüksége van. A darabok szétosztása mindenki számára megadja a hozzájárulás lehetőségét, így senki sem marad ki, ugyanakkor valódi csoportmunkára szoktatja a tanulókat.

·         Ha van rá mód, ültessük körbe a csoportok tagjait! A diákok ötös vagy hatos csoportokban dolgoznak.

·         A modern fizikát összefoglaló diáknóta szövegét kapják meg széttördelt versszakokkal ( 2-2 sor) és szétvágott illusztrációkkal.

·         A feladatuk az, hogy rakják össze a képeket és a verssorokat, találják meg a témához kapcsolódó feladatot, jelenség értelmezését (lehet kidolgozott, megoldott példa is, amit a táblánál ismertetni lehet).

·         Jelentsük be a határidőt, amelynek a sürgősség érzetét kell kiváltania.

·         A tevékenység célja az, hogy gyakoroltassa a csoport problémamegoldó készségeit. Ha a tanárnak sikerül teljesen kivonnia magát a csoportok munkájából, akkor megfigyelheti az osztály valódi dinamizmusát: a dominanciát, a visszahúzódást, a gyenge odafigyelést, stb.

·         A megbeszélés az idő lejárta után éppoly lényeges, mint maga a gyakorlat.

·         Készülhet az órát megelőzően egy prezentáció, amely szövege egy – egy versszak; képes illusztrációja pedig a szétvágott kép eredetije lehet.

·         És a bónusz: Az ismert dallamra ( „Minden vízbe mártott test, kisangyalom…”) énekeljük el egyben a dalt!

1. Mélyen tisztelt, publikum, kisangyalom,
Megtörtént hát  nagy BUMM, kisangyalom
Lett is világ, végtelen,
Akár tetszik, akár nem, kisangyalom

Bizonyos kozmológusok lehetségesnek tartják, hogy az Univerzum bizonyos értelemben „oszcillál”, azaz a tágulás után összehúzódik, majd újra tágulni kezd…

Az EDDÁban az istenek és óriások ragnioraki végső csatája után a Föld a tűz és víz martalékává válik, ám lassan a víz visszahúzódik és feljönnek Thor fiai a mélységekből, magukkal hozva apjuk kalapácsát, és az egész világ újra kezdődik .

Milyen párhuzam húzható itt a legenda és a tudományos elképzelés között?

2. Hullámok és fotonok, kisangyalom,
Oldalági rokonok , kisangyalom,
Ilyen a fény, csalóka,
Ravaszdi, mint a róka, kisangyalom.

Egy híres mondást idézünk Sir William Bragg fizikustól:
„Hétfőn, szerdán és pénteken a Jóisten irányítja az elektromágnesességet hullámelmélettel, kedden, csütörtökön és szombaton az ördög a kvantumelmélet szerint.”

A Nobel-díjas angol fizikus más alkalommal így válaszolt a fény kettős természetéről érdeklődő újságíróknak:

„Hétfőn, szerdán és pénteken hullám, kedden, csütörtökön és szombaton részecske…”

És vajon mit mondott arra, hogy mi újság vasárnap?

3. Hogy a relativitás kisangyalom,
Kissé nehéz, nem vitás, kisangyalom,
Holott csak arról van szó,
Fénysebesség állandó, kisangyalom!

Az elképzelés megértését legjobban az Einstein által felvázolt gondolatkísérlet segíti, amely egy mozgó vonatból, egy rajta ülő megfigyelőből és egy a vasúti töltésen helyet foglaló megfigyelőből áll. Itt ennek egy picit módosított változata következik.
A vonat középen egy fényvillanás következik be, amikor a két megfigyelő egymás mellett halad el. A vonaton ülő megfigyelő a vonat elejét és végét állandó távolságra látja a fényforrástól, és ezek a pontok nyugalomban vannak a vonathoz kötött megfigyelőhöz képest (vagyis a vonat eleje, hátulja és a megfigyelő ugyanabban az inerciarendszerben van). E megfigyelő szerint a fényvillanás a vonat elejét és hátulját pontosan ugyanabban ez időpontban éri el, azaz a két esemény egyidejű.
Másrészről viszont a vasúti töltésen álldogáló megfigyelő számára a vonat vége "elébe szalad" a fénykibocsátás helyének, míg az eleje távolodik tőle. Ez azt jelenti, hogy a vonat vége felé haladó fényvillanásnak kisebb távolságot kell megtennie, mint az előre haladó nyalábnak. Mivel a fény terjedésének sebessége állandó minden irányban (tekintet nélkül a fényforrás mozgásállapotára), a felvillanás nem egyidejűleg éri el a vonat két végét.
Az elképzelés megértésében ez a leglényegesebb, ezért tekintsük ezt meg részletesebben. A vonat közepén elhelyezett stroboszkóp egyszer villan, amellyel fényt bocsát ki a szélrózsa minden irányába. Néhány fénynyaláb a vonat hátulja felé halad, mások az eleje felé, de a forrásuk közös. A töltésen elhelyezkedő megfigyelő számára a vonat vége közelebb kerül bizonyos távolsággal az eredeti kibocsátási ponthoz (nem az eszköz aktuális helyéhez, ami mozog), mielőtt a fény eléri. A vonaton ülő számára azonban úgy tűnik, hogy a fény pontosan a forrás és a vonat végének távolságát futja be. Ennek megfelelően a töltésen állva azt látjuk, hogy a fénynek a vonat elejének eléréséhez nagyobb távolságot kell megtennie. A fény sebessége mindkét szemlélő számára ugyanakkora, de a megtett távolság (és a megtételéhez szükséges idő) változik a megfigyelő relatív mozgásától függően.
A vonaton ülő szemlélő számára a fény egyszerre éri el a vonat elejét, illetve végét (egyidejűleg). A töltésen álló megfigyelő azonban azt látja, hogy a vonat végét a fény hamarabb éri el, mint az elejét, tehát a két esemény nem egyidejű.

Készíts illusztrációt a szöveg jobb könnyebb megértéséhez!

4. Felfegyverzett világunk kisanygalom,
kellemetlen hibát szül,kisangyalom,
megölni a világot,
ilyen hibát ki látott? Kisangyalom.

Szilárd Leónak 1945 július másodikán keltezett levél részlete: "...Az, hogy ezt a szörnyeteget véletlenül mi hívtuk életre, nem jogosít fel arra, hogy felhasználásának mikéntjébe beleszóljunk. Ez az emberiség feladata, melynek megfelelni csak a teljes nyilvánosság körülményei között lehet. Azt tekintem döntő feladatomnak, hogy mielőbb feloldjuk a kutatásainkkal kapcsolatos titkosságot, és eredményeinket mindenki számára elérhetővé tegyük. Lehet, hogy nem értesz egyet velem. Kérlek, mutasd meg levelemet Wigner Jenő és James Frank barátunknak, akik, úgy tűnik, inkább veled értenek egyet, mint velem. Valamennyiőtök véleményét ismerni szeretném, vajon tényleg úgy gondoljátok, hogy munkánkat tovább folytatni most már bűnös cselekedet? Úgy érzem azonban, oktalanság lenne azt hinni, hogy miután kiszabadítottuk a szellemet a palackból, elegendő, ha lábujjunkat odatapasztjuk az üveg szájához. Baráti üdvözlettel: Edward"

- Mi volt ez a szellem? Ki írta a levelet?

Bizonyos mumusszavaktól félnek az emberek. A nukleáris szó ilyen. Száműzni is kellett az NMR rövidítés kórházi változatából. Az MR sokkal jobban hangzik. Egy régi paródiában szerepelt, hogy a Fegyver- és Gázkészülékgyárat biztonsági okokból és Gázkészülékgyárnak kellene hívni.
…Nem kell meglátogatnunk valamelyik hazai hévízforrást, a radioaktív radon mégis jelen van a lakásunkban. Most mindenki nézzen körül, hogy látja-e a radont. Nem látja.
A föld mélyében zajló radioaktív bomlások nyomán újabb és újabb sugárzó, tovább bomló izotópok keletkeznek. Így keletkezik a tórium bomlássorában az 1 perc felezési idejű 220-as Rn, valamint az urán sorában a 3,8 nap felezési idejű 222-es Rn (ő a bizonyos rádiumemanáció).
A radon a lakásokban is jelen van. Nagyrészt a talajból kerül oda, de az építőanyagból, a vízből, a városi gázból és a levegőből is származhat. A padlón a legmagasabb a radon koncentrációja és felfelé csökken. Éjjel a radon felgyülemlik, a szellőztetés és az ajtók nyitogatása nyomán azonban ez csökken. Nyáron a fokozott szellőztetés miatt a radonkoncentráció alacsony, a nyári időszakot korábbi mérési tapasztalataink alapján az őszi és téli aktivitás-koncentráció átlagának ötödével becsüljük. A tél az igazán "radondús" időszak, mert ilyenkor kevesebbet szellőztetünk, ráadásul a fűtött, meleg levegő felfelé áramlik és kiszökik a nyílásokon és a kéményeken.
A radon izotópok bomlása során radioaktív fémizotópok (Po, Bi, Pb) keletkeznek. Nemesgáz lévén, a radont belélegezzük és kilélegezzük. A fenti fémizotópok azonban ráülnek a porszemcsékre, a dohányfüst szemcséire és a tüdőbe kerülve bomlanak a tovább. A bomlás során szétrepülő alfa-részecskék akár akarjuk, akár nem, roncsoló hatást fejtenek ki.

Hogyan lehet védekezni a fokozott radon – koncentráció ellen?

5. Nagy tömeg a  világűr, kisangyalom,
A téridő meggörbül, kisangyalom,
egyenesért nem is kár,
elhajlik a fénysugár, kisangyalom!

Mint tudjuk, pl. az Orion tipikus téli csillagkép. Hogyan láthatjuk mégis nyár végén?

6. Távozik vagy közeleg, kisangyalom,
Az égitest merre megy, kisangyalom,
Megmondja, hogy merre fuss,
majd a Doppler-effektus, kisangyalom.

Milyen szövegösszefüggésben lehet hallani a Doppler – effektus kifejezést? Hol találkozunk vele a hétköznapi életben? És a tudomány világában?

7. Entrópia növekszik, kisangyalom,
maximumra törekszik, kisangyalom,
Visszafelé nincsen út,
aprólékból nem lesz lúd, kisangyalom.  SEJ !

Weöres Sándor [ Előbb a part...]

Előbb a part fogyott el,

aztán az éj,

aztán az üresség

s ami eztán volt,

ott kezdődött.

Készíts  vershez illusztrációt! Közben adj új címet a versnek!