A fizika mindenkié rendezvény 4.0

A már hagyománnyá vált "A fizika mindenkié" rendezvény keretében ezúttal az elektrodinamika témakörében a kondenzátor és a tekercs tulajdonságait és antiszimmetriáját vizsgáltuk egyenáramú és váltóáramú körben. A korábbiaktól némileg eltérően nem mérési adatok sokaságát foglaltuk táblázatba, hanem a viselkedésükre jellemző függvények képeit vizsgáltuk, illetve elemeztük. Bevezetésként még néhány alapkísérletet végezhettek el a diákok az elektromágneses mozgási és nyugalmi indukció témakörében, valamint a Lenz törvényt is vizsgálhatták érdekes kísérleti eszközökkel. A Galériában az eseményről készített képek találhatóak.

A kondenzátor és a tekercs egyenáramú be/ki kapcsolási, majd 50 Hz-es váltóáramú feszültség- és áramfüggvényeit elemeztük, melyet a NOVA 5000 Multilab-hoz tartozó feszültség- és árammérő szenzorok mérési adatainak mintavételezésével rajzolt ki a mérési program. Függvénygenerátorral 100 Hz – 200 kHz-es tartományban RC majd LC körben – az R-en megjelenő feszültséget vizsgáltuk oszcilloszkópon. Végezetül soros RLC körben az R-en mérhető feszültségből – oszcilloszkópon az aktuális frekvenciájú szinuszfüggvény amplitúdójának vizsgálatából – egy rezonancia frekvencia sávot állapítottunk meg.

Igen sok diákunk részt vett a kísérletezésben, továbbá a Jedlik partner laborunk fizika fakultációsai is csatlakoztak projektünkhöz.

A mérési tapasztalatok alapos elemzése után megfogalmaztuk a kondenzátor és a tekercs legfontosabb elektromos  (mágneses) jellemzőit, különös tekintettel az antiszimmetriákra. A mérési feladatok innen letölthetőek.

A rendezvényről és a mérésekről készített képek a Galériában itt találhatóak.

Bemutatkozás

Laborunkban a 2011/12-es tanévtől  tartunk  fizika, kémia, biológia  laborfoglalkozásokat elsősorban gimnáziumunk természettudományos tagozatos és fakultációs, esetenként alapórán tanuló diákjainak és kerületünk mintegy 10 partneriskolája tanulócsoportjainak. A 2018/19-es tanévtől a tankerületünkhöz tartozó iskolák egyes tanulócsoportjai, tehetséggondozó kiscsoportjai igényelhetnek laborhasználatot az éves laborórarend egyeztetésével. Az éves Leövey-napokon, az októberi és novemberi nyílt napokon laborunk sok érdekes demonstrációs és tanulókísérlettel áll az érdeklődők rendelkezésére. Idén negyedik alkalommal rendeztük meg „A fizika mindenkié”, az ELFT által kezdeményezett programot, mellyel minden évben  elismerő oklevelet, díjat nyerünk el. Immár harmadik éve – mint partnerlaborunk – aktívan kapcsolódik programjainkba a csepeli Jedlik labor.

 

A fizika mindenkié 3.0

Iskolánkban ismét megrendezésre került A fizika mindenkié országos rendezvény, mely szabadon látogatható volt. A Leövey Labor partner intézményének, a csepeli Jedlik Gimnázium  fizika fakultációjának diákjai is elvégezték a kísérleteket, természetesen a Leövey fizika fakultáció diákjaival együtt.

A helyszínen sok érdekes kísrletet lehetett elvégezni, melyek a Tungsram-pályázat anyagát is tartalmazva, kiegészítve és színesítve sok más érdekes kísérlettel együtt kerültek összeállításra. Amint korábban megjelent programunkban is írtuk, nem csak a mérőállomás által biztosított fényáram méréseket végeztük el, hanem vizsgáltuk a fényforrások térbeli fényeloszlását, hatásfokát, stb. További méréseket végeztünk napelemmel és fotoellenállással is. A mérésekről részletes jegyzőkönyvet készített mindenki, aki a mérésben részt vett. Ezekből egy kivontat itt található. Az eseményről készült képek a  Galériában láthatóak.

A fizika mindenkié 3.0 rendezvény - program

A Tungsram Schréder Zrt. és az MTA Wigner FK jóvoltából  egy mérőállomást kapunk, mellyel gépkocsi izzók és egy lencsézett LED fényforrás fényeloszlását, fényteljesítményét, hatásfokát mérhetjük meg egy speciálisan kiképzett felületre szerelt fotodetektorokkal. A mérés előtt a detektorunkat egy 6 in1 multiméter luxmérőjével kalibráljuk. A detektor együttest egy gömbfelület mentén mozgatva a mért megvilágítás értékeket egy negyed gömbfelületre integrálva kiszámítjuk az összes fényáramot, a fényteljesítményt és a hatásfokot. A mérés menetéről, a mért megvilágításértékekről és a számításokról mérési jegyzőkönyvet veszünk fel.

Vizsgálunk továbbá különféle izzókat is. Asztali lámpa megvilágítását mérjük luxmérővel a lámpától adott távolságra, majd kimérjük a nagyjából gömbszimmetriát követő távolságfüggést. A mérést hagyományos izzó, halogén izzó, kompakt fénycső és spot LED fényforrásokat használva végezzük el. Az izzók fényárama (lumen) és elektromos teljesítménye (W) ismertében hatásfokot számolunk. A megvilágítás értékeket megmérjük piros, zöld, kék színszűrők alkalmazása esetén is. Kézi spektroszkóppal vizsgáljuk a fehér és a színszűrőkkel szűrt spektrumokat, a képeket mobiltelefonnal rögzítjük.

A fenti megvilágításokat napelem cellán mért feszültségértékek mérésével is megvizsgáljuk. A négyféle fényforrás megvilágítását Brainbox elektronikai szerelőkészlettel összeállított fotoellenállás áramkörében megfigyelve, majd különböző színszűrőket használva teszteljük a fotoellenállás színérzékenységét.

A mérésekről mérési jegyzőkönyvet készítünk, a színképfotókat tároljuk.

 

 

Minden kedves érdeklődőt vár a Leövey labor

 

 

 

A fizika mindenkié 3.0 rendezvény a Leöveyben

A két évvel korábbi Tungsram- pályázat méréseinek és azok további kiegészítéseinek sikeres elvégzése, dokumentálása és az elért I. helyezés emlékére a most kiírt Tungsram-pályázaton is részt veszünk. Ennek kapcsán a Tungsram Schréder Zrt. és az MTA Wigner FK jóvoltából egy mérőállomást kapunk, mellyel gépkocsi izzók és egy lencsézett LED fényforrás fényeloszlását, fényteljesítményét, hatásfokát mérhetjük meg egy speciálisan kiképzett felületre szerelt fotodetektorokkal. A rendezvény honlapja tájékoztat a részletekről. A Leövey labor részletes programja itt megtalálható.

„A fizika mindenkié 2.0” országos rendezvény a Leövey laborban

Az ELFT által 2016. április 16-ára meghirdetett program keretében a fizika laborban Mechanikai – elektromosságtani megfeleltetések címmel kb. 90 perces laborgyakorlatot állítottunk össze. Az első részben demonstrációs kísérleteket mutattunk be „Rugalmatlan ütközések és kondenzátorok párhuzamos kapcsolása” címmel. Mechanikai és elektromos jelenségeket, fizikai mennyiségeket, megmaradási törvényeket vetettünk össze, a szemléletes és kísérletileg is igazolt analógiák bemutatásával. A második részben tanulói kísérletek keretében csillapítatlan és csillapított harmonikus mechanikai és elektromágneses rezgéseket vizsgáltak Multilab program, jelgenerátor és kétsugaras oszcilloszkóp felhasználásával. Párhuzamos R, L, C körben meghatározták a rezonanciafrekvenciát, valamint vizsgálták a jelgenerátor szinusz-, háromszög- és négyszögjeleinek L és C általi formálását. A hangtartományban rezgőkörökkel speciálisan formált, összetett rezgések képeit és azok hangjait is elemeztük, valamint mikrofonon által érzékelt természetes hangok képeit is megnézhettük.

 2016. április 29-én a beregszászi járásból 40 kárpátaljai középiskolás természettudományos érdeklődésű magyar diákot tudtunk laborunkban fogadni, akikkel a fenti programot a fizika laborban végigjárva sikerült határon túli tanulókra is kiterjeszteni az ELFT országos rendezvényét. Mivel a diákok egy része a biológia és kémia tantárgyak iránt is érdeklődött, labortanár kollégáim bontott csoportban 45-45 perces laborgyakorlatot tartott számukra a kémia laborban.

A diákokat kerületünk alpolgármester asszonya és iskolánk igazgatója köszöntötte, majd a laborvezető szakmai bevezetőjét követően kezdődtek a laborgyakorlatok.

A laborfoglalkozások részletes tematikái ezen, a közben készült fotókból válogatott csokorral pedig ezen a linken megtekinthető.

A fizika mindenkié 2.0 - program

A kísérletek a fizika – látszólag – teljesen különböző területei közötti kapcsolatot vizsgálják. A mechanikát (dinamikát) és az elektromosságot vesszük célba. Keressük a mélyebb megfeleltetéseket, struktúrákat.

Először demonstrációs kísérleteket láthatunk: kiskocsik rugalmatlan ütközés utáni sebességét vizsgáljuk fotokapus időméréssel a kezdeti paraméterek (m, v) függvényében. A mért eredményeket a lendület megmaradás törvényéből ismert összefüggéssel vetjük össze. A következőkben az m tömegű, v sebességű kiskocsiknak C kapacitású, U feszültségre töltött  kondenzátorokat feleltetünk meg, azokat „ütköztetjük rugalmatlanul”, azaz összekapcsoljuk őket. Minden mechanikai és elektromos fizikai jellemzőt és megmaradási törvényt analóg módon összevetünk, a megfeleltetéseket logikai rendbe szedve. A kondenzátorokkal  megvalósítjuk a rugalmatlan ütközés megfelelőit (pl.: m, v;  2m, -v;    C, U;  2C, -U), és megmérjük az „ütközés” utáni U-t.

Az energia és impulzus megmaradást, mint idő-tér tükrözési szimmetriát is körüljárjuk.

Tanulókísérletben (max. 10-10 fő) rugón rezgő test függőleges kvázi csillapítatlan és erősen csillapított rezgéseinek jellemzőit, azok időbeli lefolyását vizsgáljuk NOVA 5000 multilab programmal, erőmérő szenzorokat alkalmazva. A harmonikus rezgés képét a továbbiakban összevetjük elektromágneses rezgések képével, melyekhez funkciógenerátort és kétsugaras oszcilloszkópot fogunk használni. Az elektromágneses rezonanciát is vizsgáljuk rezgőkör létrehozásával.

Végül szintetikusan – elektromosan -  előállított hangszerhangok elektromos képét tanulmányozzuk oszcilloszkópon, egyidejűleg a mechanikai hullámot (hangot) is hallva. Majd beszédhangokat – mechanikai hullámokat – alakítunk át mikrofon segítségével elektromos rezgésekké, melyek képét ismét oszcilloszkópon tanulmányozhatjuk.

A fizika mindenkié 2.0

Tavaly került megrendezésre az első A fizika mindenkié rendezvény, melynek meglepő országos sikere miatt idén újra ellátogathat az érdeklődő publikum számos helyszínre. A résztvevő intézmények listája és számos hasznos információ elérhető  ezen a weboldalon. Természetesen a Leövey Klára Gimnázium is a résztvevők között van.


A kísérletek a fizika – látszólag – teljesen különböző területei közötti kapcsolatot vizsgálják. A mechanikát (dinamikát) és az elektromosságot vesszük célba. Keressük a mélyebb megfeleltetéseket, struktúrákat. A mérések demonstrációs és tanulókísérletek lesznek, alkalmat adva a kísérletezni vágyóknak a saját adatok felvételére.


A  részletes programterv már elérhető: A fizika mindenkié 2.0 - program.