fizyka
| Typ | Tytuł | Opis | Dziedzina | Termin |
|---|---|---|---|---|
| Lekcja festiwalowa | Lasery: muzyka światła |
Cele lekcji: a) zapoznanie uczniów z różnicami jakościowymi między światłem niekoherentnym a spójnym światłem laserowym; b) przedstawienie możliwości i zastosowań różnych rodzajów laserów; c) uświadomienie zakresu długości fali światła widzialnego oraz powszechnie występującego w przypadku laserów światła podczerwonego oraz omówienie zagrożeń z nim związanych. Uczniowie zapoznają się z mechanizmami powstawania światła z uwzględnieniem różnic między promieniowaniem termicznym a laserowym (spójnym). Posłuży temu analogia między zależnościami w fali generowanej przez standardowe źródło i laser a falami dźwiękowymi powstającymi przy uderzaniu w bęben i w strunę gitary. Następnie zaznaczona zostanie funkcja rezonatora w laserze (na podstawie analogii do rezonatora w gitarze). Istotne będzie także zwrócenie uwagi na spójność fali laserowej oraz jej monochromatyczność. Czynniki te umożliwiają uzyskanie kierunkowości emitowanej wiązki oraz ogniskowanie przez soczewki. Zademonstrujemy uczniom wiązkę lasera półprzewodnika oraz manipulację jej położeniem za pomocą zwierciadeł i siatki dyfrakcyjnej. W tej części lekcji zostanie zaprezentowany także dalmierz laserowy. Następnie przybliżymy uczniom ideę uzyskiwania impulsów o wysokiej mocy przez skrócenie czasu trwania impulsu nawet o niezbyt wysokiej energii. Na koniec zademonstrujemy działanie pompy optycznej lasera Nd:YAG pompowanego za pomocą lamp błyskowych, efekty plazmowe wytworzone przez lasery nanosekundowe (tylko w IFPiLM) oraz niszczące działanie laserów półprzewodnikowych (pęknięcie balonika). Pokaz będzie punktem wyjścia do dyskusji o bezpieczeństwie pracy z laserami. Lekcja będzie połączona ze zwiedzaniem Pracowni Spektroskopii Plazmy Wzbudzonej Laserem oraz pozostałych laboratoriów w IFPiLM. |
|
|
| Lekcja festiwalowa | Czy turbulencje są niebezpieczne? |
Podczas lotu samolotem zdarza się, że piloci ostrzegają przed wystąpieniem turbulencji. W czasie wykładu opowiemy o tym, czym są turbulencje. Czy mogą one być niebezpieczne dla pasażerów? Powiemy również, co ważnego o turbulencji odkrył rosyjski matematyk Andrey Nikolaevich Kolmogorov. |
|
|
| Lekcja festiwalowa | Elementy ogólnej teorii względności |
Postulat Einsteina: „Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów, niezależnie od ich względnego ruchu lub ruchu źródła światła” stanowi podstawę szczególnej teorii względności. Teoria ta dotyczy świata wyidealizowanego – świata bez grawitacji. A w świecie rzeczywistym, np. na Ziemi wszystkie ciała spadają w próżni z jednakowym przyspieszeniem, niezależnie od ich masy. Jest to fakt zdumiewający! Tak samo spada słoń jak liść lub piórko. Prowadząc eksperyment myślowy pokażemy, że w rakiecie lecącej z przyspieszeniem ziemskim w świecie bez grawitacji, na ciała działałyby siły takie same, jak siły grawitacji na Ziemi. Równoważność sił grawitacji i sił działających na ciała w układzie przyspieszanym – to podstawa ogólnej teorii względności opisującej świat rzeczywisty, świat zawierający ciała niebieskie. Łatwo także można pokazać, że promień świetlny biegnący po prostej przez przyspieszaną rakietę, względem znajdującego się w niej obserwatora, biegnie po paraboli. W 1915 r. Einstein ogłosił to, co nazywamy ogólną teorią względności: Materia zakrzywia czasoprzestrzeń. Grawitacja jest przejawem tego zakrzywienia. |
|
|
| Lekcja festiwalowa | Fuzja jądrowa, czyli krótka historia o tym, jak sprowadzić Słońce na Ziemię |
Podczas wykładu uczniowie dowiedzą się, dlaczego w dzisiejszych czasach tak istotnym aspektem jest zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego. Omówionych zostanie kilka głównych sposobów pozyskiwania energii elektrycznej, do których należą:
Szerzej przedstawimy alternatywną metodę wytwarzania energii elektrycznej, czyli kontrolowaną reakcję syntezy jądrowej (fuzję jądrową), która w przyszłości może zostać źródłem energii bezpiecznej dla ludności i środowiska. W wyniku reakcji syntezy jądrowej lekkich pierwiastków (np. deuteru i trytu będącymi izotopami wodoru) wyzwalana jest energia, która następnie może zostać praktycznie wykorzystana. Reakcje tego typu mogą zachodzić jedynie w ściśle określonych warunkach podobnych do tych, które występują we wnętrzach gwiazd. W trakcie wykładu uczniowie dowiedzą się, jakie warunki muszą zostać spełnione, aby móc przeprowadzić kontrolowaną reakcję syntezy jądrowej w warunkach ziemskich, a także trudności z tym związane. Podczas wizyty w IFPiLM zaprezentujemy uczniom także ekspozycję upowszechniającą fuzję jądrową oraz odwiedzimy:
|
|
|
| Lekcja festiwalowa | O pomiarach i niepewności |
Kiedy 2+2 równa się około 4, czyli o pomiarach i niepewnościach. W trakcie zajęć będziemy mierzyć różne wielkości i określać, jak dokładne są nasze pomiary. Zobaczymy, jak pomiar tej samej rzeczy może dać różne wyniki i co wtedy zrobić. Nauczymy się tak prezentować wyniki, żeby dobrze zrozumieć się z innymi badaczami. |
|
|
| Lekcja festiwalowa | O pomiarach i niepewności |
Kiedy 2+2 równa się około 4, czyli o pomiarach i niepewnościach. W trakcie zajęć będziemy mierzyć różne wielkości i określać, jak dokładne są nasze pomiary. Zobaczymy, jak pomiar tej samej rzeczy może dać różne wyniki i co wtedy zrobić. Nauczymy się tak prezentować wyniki, żeby dobrze zrozumieć się z innymi badaczami. |
|
|
| Lekcja festiwalowa | Nie tylko jajko ma białko (wirusy też) |
Impreza przybliży dzieciom fascynujący świat białek – molekuł, które laikom kojarzą się z jednym białkiem – jaja kurzego. Tymczasem każdy organizm zawiera ich tysiące. Są także w wirusach, a więc też w znajdującym się ostatnio w centrum uwagi świata koronowirusie SARS-CoV-2. Białka mają unikalną strukturę przestrzenną, która umożliwia im pełnienie różnorodnych funkcji (np. transportu innych molekuł, budowanie naszego ciała, przyspieszania reakcji chemicznych, a w przypadku wirusów – także dostanie się do wnętrza komórek zakażanego organizmu). Wyznaczenie struktury białek stało się możliwe dzięki rozwojowi nowoczesnych technik biofizycznych. Podczas warsztatów dzieci dowiedzą się, czym są białka dla biofizyków, czego chcieliby, a czego mogą dowiedzieć się o ich strukturze, jak wrażliwa na czynniki fizyczne (np. temperaturę, pH) jest struktura białek i poznają świecące na zielono białko, które umożliwia biologom oświetlenie wnętrza komórek, oraz białko S koronawirusa SARS-CoV-2, które odgrywa kluczową rolę w procesie wnikania wirusa do komórek gospodarza. |
|