Παρασκευή 3 Οκτωβρίου 2008

Αντικατοπτρισμός (Fata Morgana)

Κατώτερος Αντικατοπτρισμός
Όλοι έχουμε δει τον αντικατοπτρισμό που δημιουργείται όταν οδηγούμε σε θερμό οδόστρωμα. Ο ουρανός φαίνεται να ανακλάται σε νερό που βρίσκεται πάνω στον δρόμο σε κάποια απόσταση μπροστά μας, όταν όμως πλησιάσουμε το σημείο τότε διαπιστώνουμε ότι το οδόστρωμα είναι στεγνό και "τα νερά" εμφανίζονται όλο και μακρύτερα.
Οι βρεγμένοι δρόμοι είναι το είδωλο του χρώματος του ουρανού που καθρεπτίζεται στην άσφαλτο και είναι ορατό από τη θέση του οδηγού η των επιβατών και από άτομα που βρίσκονται στο οδόστρωμα. To φαινόμενο αυτό λέγεται αντικατοπτρισμός και σημαίνει την εμφάνιση ενός αντικειμένου σε διαφορετική θέση στην ατμόσφαιρα από εκείνη που πράγματι είναι. Ο αέρας πάνω από την επιφάνεια του οδοστρώματος είναι πολύ ζεστός, ενώ ψηλότερα είναι θερμότερος. Το φως κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα στον αραιότερο θερμό αέρα απ' ότι στον υπερκείμενο πυκνότερο ψυχρό αέρα. Έτσι, το φως από τον ουρανό δε φτάνει σε μας σε ευθεία γραμμή, αλλά ακολουθώντας την διαδρομή του ελαχίστου χρόνου, κάμπτεται για λίγο προς τη χαμηλότερη και θερμότερη περιοχή κοντά στην επιφάνεια του εδάφους πριν φτάσει στα μάτια μας.
Επίσης, πάνω στην άσφαλτο, ιδιαίτερα αφότου έχουν μεσολαβήσει αρκετές μέρες χωρίς βροχή, συσσωρεύονται σωματίδια σκόνης, που με το ρεύμα αέρα από την κίνηση των οχημάτων αναδεύονται και αιωρούνται κοντά στην επιφάνειά της. Αυτά τα σωματίδια έχουν κρυσταλλική υφή, ως επί το πλείστον, και δημιουργούν πρόσθετες ανακλάσεις, επιτείνοντας την αίσθηση του «αντικατοπτρισμού». Παρόμοιο φαινόμενο δημιουργείται και στην έρημο, αλλά σε μεγαλύτερες αποστάσεις, ενώ εκεί ο αντικατοπτρισμός εκτείνεται σε μεγαλύτερη έκταση. Για την εμφάνιση του φαινομένου έχει σημασία και η ώρα, η κλίση των ακτίνων του ήλιου και το ποσοστό υγρασίας του αέρα.
Το είδος αυτό του αντικατοπτρισμού όπου το αντικείμενο φαίνεται σε χαμηλότερη θέση από την πραγματική καλείται κατώτερος και οφείλεται στο γεγονός ότι οι ακτίνες του ηλίου φθάνουν στο μάτι του παρατηρητή «από κάτω» εξαιτίας της καμπύλωσης τους στο διαχωριστικό στρώμα του θερμού και κρύου σχετικά αέρα.
Ο αντικατοπτρισμός δεν είναι κάποια "νοητική ψευδαίσθηση", όπως λανθασμένα πιστεύουν πολλοί. Δημιουργείται από πραγματικό φως και μπορεί να φωτογραφηθεί, όπως φαίνεται στις εικόνες του κειμένου.

Ανώτερος αντικατοπτρισμός: η Φάτα Μοργκάνα*

Ο ανώτερος αντικατοπτρισμός δημιουργείται με τις ίδιες διαδικασίες όπως ο κατώτερος, αλλά όταν ο αέρας είναι ψυχρότερος στο έδαφος από το ανώτερο στρώμα του. Στην περίπτωση αυτή τα αντικείμενα εμφανίζονται ανυψωμένα και μεγεθυσμένα.Χαρακτηριστικό παράδειγμα ανώτερου αντικατοπτρίσου είναι η γνωστή «Φάτα Μοργκάνα». Παρατηρείται σε ορισμένες ακτές θαλασσών και συνιστάται στην ανύψωση των ακτών υπό μορφή τείχους μεγαλοπρεπών μεγάρων, παράξενων τοπίων κλπ. Όταν αυτές παρατηρούνται από μεγάλη απόσταση Αυτό συμβαίνει γιατί ο αέρας κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας είναι πιο κρύος από τα ανώτερα στρώματα. Η Φάτα Μοργκάνα παρατηρείται κυρίως από τις ακτές του Ρήγιου της Καλαβρίας της νότιας Ιταλίας απέναντι στις ακτές της Μεσσήνης, στη Σικελία, από όπου είναι και η ονομασία της.
Φαινόμενα «Φάτα Μοργκάνα» στην Ελλάδα αναφέρεται ότι εμφανίζονται στο Βόρειο Ευβοϊκό κόλπο κοντά στη Λάρυμνα".
Εκτός από τη Φάτα Μοργκάνα, στην ίδια κατηγορία του αντικατοπτρισμού, πρέπει να υπάγονται και τα “ψηλά βουνά” που είχαν δει οι πρώτοι εξερευνητές στις παγωμένες εκτάσεις του βόρειου πόλου και τα οποία βέβαια ποτέ δε βρέθηκαν από τους μετέπειτα επισκέπτες του.

*Φάτα Μοργκάνα

Η «Φάτα Μοργκάνα» * σύμφωνα με τη μυθολογία ήταν ετεροθαλής αδελφή του βασιλιά Αρθούρου , ζούσε σε κρυστάλλινο παλάτι μέσα στη θάλασσα και είχε μαγικές δυνάμεις να κτίζει κάστρα στον αέρα πάνω από τις ακτές. Ήταν ακόμη πολύ όμορφή και επομένως περιζήτητη όπως μας υπενθυμίζει ο Νίκος Καββαδίας στο ποίημα :


Φάτα Μοργκάνα


Θα μεταλάβω με νερό θαλασσινό
στάλα τη στάλα συναγμένο απ' το κορμί σου
σε τάσι αρχαίο, μπακιρένιο αλγερινό,
που κοινωνούσαν πειρατές πριν πολεμήσουν.
Πανί δερμάτινο, αλειμμένο με κερί,
οσμή από κέδρο, από λιβάνι, από βερνίκι,
όπως μυρίζει αμπάρι σε παλιό σκαρί
χτισμένο τότε στον Ευφράτη στη Φοινίκη.

Σκουριά πυρόχρωμη στις μίνες του Σινά.
Οι κάβες της Γερακινής και το Στρατόνι.
Το επίχρισμα. Η άγια σκουριά που μας γεννά,
Μας τρέφει, τρέφεται από μας, και μας σκοτώνει.

Πούθ' έρχεσαι; Απ' τη Βαβυλώνα.
Πού πας; Στο μάτι του κυκλώνα.
Ποιαν αγαπάς; Κάποια τσιγγάνα.
Πώς τη λένε; Φάτα Μοργκάνα.

Στίχοι: Νίκος Καββαδίας, Μουσική: Μαρίζα Κωχ , Πρώτη εκτέλεση: Μαρίζα Κωχ .


Πηγές:
1.http://www.nagref.gr/journals/ethg/images/28/ethg28p21-23.pdf (ΕΘΙΑΓΕ, τεύχος 28, σελ 21)

Πέμπτη 2 Οκτωβρίου 2008

Πως δημιουργείται ο κεραυνός ;

Ανέκαθεν ο κεραυνός ήταν σύμβολο μιας πανίσχυρης δύναμης. Όλοι οι αρχαίοι λαοί τον είχαν θεοποιήσει. Σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία, ήταν το κυρίαρχο όπλο του Δία και χάρη σ' αυτό έγινε ο αδιαμφισβήτητος αρχηγός των υπόλοιπων θεών του Ολύμπου. Για τους Βίκινγκ του παγωμένου Βορρά ο κεραυνός ήταν δημιούργημα του θεού Θωρ, ο οποίος χτυπούσε το σφυρί του πάνω σε σιδερένιο αμόνι. Οι ινδικές φυλές στη Βόρεια Αμερική θεωρούσαν ότι η αστραπή οφειλόταν στα φτερά ενός μυστικού πουλιού που αναβόσβηναν και όταν πέταγε χτυπούσαν τα φτερά κάνοντας τον ήχο της βροντής. Μόλις το 1752 ο κεραυνός αποκαθηλώθηκε από το θεϊκό του βάθρο και πήρε τη θέση του ανάμεσα στα άλλα φυσικά φαινόμενα. Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας στην Πενσιλβάνια των ΗΠΑ, ο Βενιαμίν Φραγκλίνος πέταξε έναν αετό από μεταξωτό ύφασμα. Στο σπάγκο είχε δέσει ένα μεταλλικό κλειδί, το οποίο προσέλκυσε το αντίθετο προς το δικό του φορτίο των νεφών. Έτσι δημιουργήθηκε ο πρώτος τεχνητός κεραυνός στην ιστορία. Με το πείραμα αυτό ο Φραγκλίνος απέδειξε ότι πίσω από τα καταιγιδοφόρα νέφη δεν κρύβεται η μήνις των θεών αλλά κάτι πολύ πιο απλό: ένα ηλεκτρικό φορτίο αντίθετο από εκείνο της Γης!
Βέβαια ο Φραγκλίνος φρόντισε να απομονώσει τον εαυτό του από την όλη διάταξη, και να μην εκτεθεί στη βροχή όταν εκτέλεσε το συγκεκριμένο πείραμα, και έτσι δεν έπαθε ηλεκτροπληξία, όπως συνέβει με άλλους που προσπάθησαν να το επαναλάβουν.
Η ανακάλυψη του Φραγκλίνου άνοιξε το δρόμο για τη μελέτη των κεραυνών και οδήγησε στην ολοκληρωμένη Θεωρία του Ατμοσφαιρικού Ηλεκτρισμού που διατύπωσε το 1920 ο Αμερικανός φυσικός Τσαρλς Ουίλσον. Σύμφωνα μ' αυτή, η Γη και η ηλεκτρόσφαιρα -το κάτω τμήμα της ιονόσφαιρας, σε ύψος 50-60 χιλιομέτρων- είναι οι δύο αντίθετοι πόλοι ενός σφαιρικού πυκνωτή τους οποίους χωρίζει η ατμόσφαιρα. Το σύστημα ισορροπεί καθώς η διηλεκτρική αντοχή του αέρα λειτουργεί ως μονωτής, μην επιτρέποντας την εκδήλωση κεραυνών με αίθριο καιρό. Aν δημιουργηθούν καταιγιδοφόρα νέφη σωρειτομελανίων (cumilonimbus) ή σπανιότερα μελανοστρωμάτων (nimbostratus), η κατάσταση φορτίζεται επικίνδυνα. Οι σωρειτομελανίες είναι κατ' ουσίαν τεράστιες μηχανές παραγωγής ηλεκτρικού φορτίου στο εσωτερικό των οποίων επικρατούν βίαια ρεύματα που μεταφέρουν φορτισμένες σταγόνες νερού και παγοκρυστάλλους. Μέσα σε ελάχιστο χρόνο η διαφορά δυναμικού μεταξύ της βάσης του νέφους και του εδάφους φτάνει σε εκατομμύρια βολτ και ξεπερνά τη διηλεκτρική αντοχή της ατμόσφαιρας. Ακριβώς εκείνη τη στιγμή ξεσπά ο κεραυνός, όπως συμβαίνει με όλες τις ηλεκτρικές εκκενώσεις μεταξύ αντίθετων ηλεκτρικών πεδίων.
Έτσι λοιπόν, όταν υπάρχουν οι συνθήκες που δημιουργούν καταιγίδα, όπως υγρασία στην ατμόσφαιρα πολλή θερμότητα κλπ ο αέρας που στροβιλίζεται παρασύρει ιόντα από τα σύννεφα και από την επιφάνεια της γης ή της θάλασσας και έτσι δημιουργείτε συσσώρευση ηλεκτρικών φορτίων στα σύννεφα και φυσικά διαφορά δυναμικού μεταξύ των σύννεφων (συνήθως αρνητικά φορτισμένων ) και της ξηράς ή της θάλασσας φορτισμένης θετικά.
Στην ουσία έχουμε φόρτιση με επαγωγή. Ο αέρας που υπάρχει μεταξύ του σύννεφου και της θάλασσας είναι όπως γνωρίζουμε κακός αγωγός του ηλεκτρισμού και έτσι τα φορτία δεν μπορούν να κυκλοφορήσουν ώστε να εξουδετερωθούν, κατ αυτόν τον τρόπο η διαφορά δυναμικού συνεχώς αυξάνεται και παίρνει τιμές πάρα πολύ υψηλές, από 80 εκατομμύρια έως και 1 δισεκατομμύριο βολτ, για να πάρετε μια ιδέα αυτού του μεγέθους σκεφθείτε ότι η διαφορά δυναμικού στο μπουζί είναι περίπου 20 000 βολτ.Όταν λοιπόν η διαφορά δυναμικού λάβει τόσο υψηλές τιμές γίνεται διάτρηση του αέρα και δημιουργείται ηλεκτρικός σπινθήρας.

Η διάτρηση του αέρα δεν είναι στιγμιαία.

Από το σύννεφο ξεκινά μια αρχική εκτόνωση η οποία λέγεται “εκτόνωση οδηγός” αόρατη, και προχωρεί με βήματα και ταχύτητα 100 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο προς την Γη. Από την γη ξεκινά μια εκτόνωση με αντίθετη πολικότητα που ονομάζεται "εκτόνωσης ανάκλησης". Την στιγμή που συναντιόνται οι δυο εκτονώσεις έχουμε τον κεραυνό. Το φαινόμενο διαρκεί μερικές δεκάδες ή και εκατοντάδες του μικροδευτερολέπτου. Λόγω του σπινθήρα, ο αέρας θερμαίνεται, η θερμοκρασία σε κλάσματα του δευτερολέπτου ξεπερνά κατά πολλές φορές εκείνη της επιφάνειας του Ήλιου, συμπιέζεται και ισχυρές μάζες του μετατοπίζονται. Η ισχυρή βροντή του κεραυνού δημιουργείτε από την διάσπαση του αέρα λόγω υψηλής θερμοκρασίας. Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να φθάσει τα 200.000 Αμπέρ αν και το 85% των κεραυνών έχουν εντάσεις μικρότερες των 60.000 Αμπέρ η διάρκεια της εκκένωσης είναι της τάξης των δεκάδων μsec, και το μήκος του τόξου πολλές φορές φθάνει και τα 10 km.

Η ισχύς λοιπόν ενός κεραυνού στην καλύτερη περίπτωση είναι (100 000 000 χ 60 000 = 6 000 000 000 K Watt ή 8.152.173.000 ίππους για όποιον καταλαβαίνει καλύτερα αυτή την μονάδα. Η ενέργεια αυτή είναι ίση με αυτή που χρειάζονται 600 εκατομμύρια νοικοκυριά. Δυστυχώς ακόμα δεν έχει βρεθεί τρόπος την ενέργεια αυτή να την αιχμαλωτίσουμε και να την αποθηκεύσουμε για τις ανάγκες μας. Οι κεραυνοί βρίσκουν τον δρόμο με την λιγότερη ηλεκτρική αντίσταση προς την γη ο οποίος δεν συμπίπτει τις περισσότερες φορές με τον συντομότερο γεωμετρικά δρόμο, στην πορεία τους τίποτα δεν μπορεί να τους αντισταθεί αντίθετα όσο περισσότερα εμπόδια συναντούν τόσο περισσότερο καταστρέφουν. Αυτό λοιπόν που πρέπει να κάνουμε εμείς είναι να τον διευκολύνουμε να περάσει προσφέροντας του τον ευκολότερο δρόμο και τον ρόλο αυτό αναλαμβάνουν τα αλεξικέραυνα.

Πορεία στα τυφλά

Ο κεραυνός στην τελική του φάση είναι τόσο λαμπερός, ώστε τον διακρίνουμε από πολλά χιλιόμετρα μακριά. Ωστόσο ξεκινά την πορεία του στα σκοτεινά. Στο αρχικό στάδιο σχηματίζεται μια δίοδος από ηλεκτρόνια και ιόντα, η οποία διαχέεται από τα σύννεφα προς το έδαφος. Το αόρατο για το ανθρώπινο μάτι μονοπάτι αποκαλείται Ηγέτης (Leader) και κινείται ψηλαφιστά, αναζητώντας τη διαδρομή με τη μικρότερη διηλεκτρική αντίσταση. Διακλαδώνεται συνεχώς, "χαράσσοντας" στην ατμόσφαιρα τη διαδρομή πάνω στην οποία θα κινηθεί μετά από χιλιοστά του δευτερολέπτου ο φωτεινός κεραυνός που όλοι γνωρίζουμε. Η ερευνητική ομάδα του Ντουάιερ ανακάλυψε ότι σ' αυτή την προπαρασκευαστική φάση ο κεραυνός δεν είναι απόλυτα σκοτεινός αλλά εκπέμπει μικρές λάμψεις ακτίνων Χ, η ενέργεια των οποίων προσεγγίζει το μισό εκείνης που χρησιμοποιείται στις ακτινοβολίες. Την ίδια στιγμή που ο Ηγέτης κατευθύνεται προς τα κάτω, ανυψώνεται λίγα μέτρα από το έδαφος μια ηλεκτρική ροή με αντίθετο φορτίο. Μια άλλη ερευνητική ομάδα του Διεθνούς Χριστιανικού Πανεπιστημίου του Τόκιο, με επικεφαλής το φυσικό Μαρκ Γκρίνφιλντ, παρατήρησε ότι κατά τη διάρκεια ορισμένων καταιγίδων αυξάνεται ομοίως και η ποσότητα των ακτίνων γάμμα στην ατμόσφαιρα. Αυτές οι ακτίνες είναι πολύ πιο διεισδυτικές από τις ακτίνες Χ και παράγονται μετά από πυρηνικές αντιδράσεις. Ούτως ή άλλως, είναι πάντα παρούσες σε μικρές ποσότητες στον αέρα λόγω της φυσικής ραδιενέργειας της Γης και της κοσμικής ακτινοβολίας.

Μεγαλειώδης δύναμη

Ποτέ οι κεραυνοί δε θα προκαλέσουν πυρηνική καταστροφή, παραμένουν όμως ένα από τα πιο βίαια και ισχυρά φυσικά φαινόμενα. Η ενέργεια μιας σφοδρής καταιγίδας ισοδυναμεί μ' εκείνη που απελευθερώνεται από την έκρηξη μερικών ατομικών βομβών. Έχει υπολογιστεί ότι καθημερινά εκδηλώνονται στη Γη περίπου 40.000 καταιγίδες οι οποίες προκαλούν περισσότερους από 7.000.000 κεραυνούς. Η θερμοκρασία που αναπτύσσεται μέσα στο μονοπάτι του κεραυνού είναι της τάξης των 40.000 βαθμών Κελσίου, πέντε φορές μεγαλύτερη από εκείνη στην επιφάνεια του Ήλιου. Κάθε ηλεκτρική εκκένωση έχει ισχύ περίπου 30.000 Αμπέρ, αριθμός τεράστιος αν σκεφτούμε ότι οι περισσότερες ηλεκτρικές συσκευές χρειάζονται λίγα μόνο Αμπέρ για να λειτουργήσουν. Οι παραπάνω αριθμοί αρκούν για να συλλάβουμε τη δύναμη του κεραυνού και να κατανοήσουμε γιατί οι αρχαίοι λαοί τον είχαν θεοποιήσει. Άλλο στοιχείο που προκαλεί δέος είναι πως χτυπά ακαριαία, απροσδόκητα και στα πιο απίθανα μέρη. Ο πιο απρόσμενος κεραυνός στη σύγχρονη ιστορία τράνταξε το θαλαμίσκο Απόλλων 12 στις 14 Νοεμβρίου του 1969, όταν διερχόταν μέσα από πυκνά σύννεφα κατά τη διάρκεια εκτόξευσής του από το Ακρωτήριο Κένεντι, στις ΗΠΑ. Ευτυχώς, δεν προκάλεσε ζημιές...


Η σημασία του αλεξικέραυνου


Ο σκοπός του αλεξικέραυνου είναι να παρέχει μια ελεγχόμενη δίοδο με όσο το δυνατόν μικρότερη αντίσταση ανάμεσα σε σύννεφο και γη ώστε να εξισορροπηθούν τα αντίθετα φορτία. Το αλεξικέραυνο λοιπόν στην απλή του μορφή δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένας αγωγός του ηλεκτρισμού (καλώδιο) με την μια άκρη όσο το δυνατόν ψηλότερα και την άλλη συνδεδεμένη στην γη ή την θάλασσα, προσφέρει δε προστασία σε μια κυκλική περιοχή με διάμετρο όσο το ύψος του.
Ο Φραγκλίνος ανακάλυψε ότι το φορτίο διαρρέει εύκολα από ή προς αιχμηρές μεταλλικές ακίδες, και κατασκεύασε το πρώτο αλεξικέραυνο. Αν το αλεξικέραυνο τοποθετηθεί σε κτίριο και τοποθετηθεί στο έδαφος, η ακίδα του συλλέγει ηλεκτρόνια από την ατμόσφαιρα αποτρέποντας έτσι τη μεγάλη συσσώρευση φορτίου που θα μπορούσε να προκαλέσει μια ξαφνική εκκένωση μεταξύ νέφους και κτιρίου. Το αλεξικέραυνο αποτελεί πρωτίστως προληπτικό μέσο. Αν όμως προκληθεί ηλεκτρική εκκένωση τότε αποτελεί τη δίοδο, ώστε αυτό να διοχετευθεί στη γη, αφήνοντας το κτίριο ανέπαφο.

Ας δούμε και κάποια video από κεραυνούς που πέφτουν .... αρκετά κοντά.
1.








2.











3. Hewitt,P, (2005), Οι έννοιες της Φυσικής, ΠΕΚ, Ηράκλειο.











Δευτέρα 22 Σεπτεμβρίου 2008

Faraday Ο καλύτερος πειραματικός φυσικός

Faraday Ο καλύτερος πειραματικός φυσικός

Σαν σήμερα, στις 22 Σεπτεμβρίου το 1791, γεννήθηκε στο Σάρεϋ στο νότιο Λονδίνο ένας από τους μεγαλύτερους πειραματικούς φυσικούς όλων των εποχών, ο Michael Faraday. Ήταν γόνος οικογένειας που ανήκε στην εργατική τάξη της εποχής. Ο πατέρας του ήταν ένας σιδεράς από το Yorkshire της Αγγλίας.
Ακολουθώντας τη μοίρα όλων των παιδιών της κοινωνικής του τάξης, έλαβε ελάχιστη μόρφωση. Σε ηλικία 14 ετών ξεκίνησε να δουλεύει ως βοηθός ενός βιβλιοδέτη της περιοχής, θέση την οποία διατήρησε για 7 χρόνια.ήταν μια δίοδος διαφυγής από τη φτώχεια. Όπως διηγούνταν σε ένα φίλο του αργότερα στο Λονδίνο του 1810 η βιβλιοδεσία είχε ένα πλεονέκτημα: υπήρχαν πολλά βιβλία και τα διάβαζε. Κατά περιόδους, περνούσε μόνος τα απο­γεύματα κάτω από το φως των κεριών ή της λάμπας, δια­βάζοντας δεμένα φΰλλα των δεκαέξι ή τριάντα δυο σελί­δων. Σ’ αυτό τον ενθάρρυνε και το Αφεντικό του, ενώ ένας πελάτης του έδωσε προσκλήσεις για τις διαλέξεις του Humphry Davy. Ο σερ Χάμφρι Ντέιβι μιλούσε για τον ηλεκτρισμό και για τις κρυφές δυνάμεις που πρέπει να υπήρχαν κάτω από την επιφάνεια του ορατού σύμπαντος μας. Ο Φάραντεϊ πήγε και συνειδη­τοποίησε ότι του είχε φανερωθεί η φευγαλέα εικόνα μιας καλύτερης ζωής από εκείνη που θα είχε δουλεύοντας στο βιβλιοδετείο. Αλλά πώς μπορούσε να ενταχθεί σ' αυτή; Δεν είχε φοιτήσει στην Οξφόρδη ή στο Κέμπριτζ, στην πραγ­ματικότητα δεν είχε παρακολουθήσει τίποτε περισσότερο από αυτό που εμείς αποκαλούμε δευτεροβάθμιο σχολείο· δεν είχε περισσότερα χρήματα από αυτά που του έδινε ο σιδεράς πατέρας του -δηλαδή δεν είχε καθόλου χρήματα- και οι φίλοι του ήταν το ίδιο φτωχοί μ' αυτόν.
Αλλά μπορούσε να δέσει ένα εντυπωσιακά όμορφο βιβλίο. Ο Φάραντεϊ συνήθιζε πάντα να κρατά σημειώσεις όταν μπο­ρούσε και είχε φέρει στο βιβλιοδετείο σημειώσεις που είχε κρατήσει από τις διαλέξεις του Ντέιβι. Τις αντέγραψε και πα­ρενέβαλε μερικά σχέδια από το μηχανισμό που είχε παρου­σιάσει ο Ντέιβι. Στη συνέχεια ξανάγραψε το χειρόγραφο -όλα του τα σχέδια διατηρούνται σήμερα με την προσοχή που α­ποδίδεται σε ιερά λείψανα στη υπόγεια Αίθουσα Αρχείων του Βασιλικού Ινστιτούτου του Λονδίνου-, χρησιμοποίησε δέρμα, βελόνες και εργαλεία εγχάραξης και το έδεσε σε ένα θαυμά­σιο βιβλίο. Έτσι μια χειμωνιάτικη ημέρα του 1812, ένας νεαρός είκοσι ετών παρουσιάστηκε στο Βασιλικό Ίδρυμα του Λονδίνου ζητώντας συνέντευξη από τον διάσημο διευθυντή του, σερ Χάμφρι Ντέιβι. Μαζί του είχε αυτές τις σημειώσεις του Ντέιβι που του έκαναν μεγάλη εντύπωση , ο οποίος είχε κατά τύχη μια κενή θέση βοηθού. Λίγες μέρες μετά τον προσέλαβε.
Οι παλιοί συνάδελφοι του Φάραντεϊ ίσως να εντυπωσιά­στηκαν, αλλά η καινούρια δουλειά του δεν ήταν τόσο ιδανι­κή όσο έλπιζε. Μερικές φορές ο Ντέιβι συμπεριφερόταν σαν ένα θερμός μέντορας, αλλά άλλες φορές, όπως ο Φάραντεϊ έγραψε στους φίλους του, ο Ντέιβι φαινόταν θυμωμένος και τον αποθάρρυνε. Αυτό απογοήτευε πολύ τον Φάραντεϊ, για­τί είχε προσελκυστεί στην επιστήμη κυρίως εξαιτίας των ευ­γενικών λόγων του Ντέιβι- των υπαινιγμών του ότι εάν μόνο ένας είχε την ικανότητα και μπορούσε να διακρίνει εκείνο που ως τότε ήταν κρυμμένο, τότε όλες οι εμπειρίες μας θα μπορούσαν όντως να συνδεθούν. Το 1813 ο σερ Χάμφρι Ντέιβι και η κυρία του αποφάσισαν να ταξιδέψουν στην Ευρώπη και πήραν μαζί τους τον Φάραντεϊ ως γραμματέα, αλλά και με καθήκοντα οικιακού υπηρέτη. Το ταξίδι διάρκεσε 18 μήνες και είχε μεγάλη εκπαιδευτική σημασία για τον Φάραντεϊ. Συνάντησε πολλούς διάσημους επιστήμονες όπως οι Αμπέρ, Βόλτα, Γκαίθ Λουσάκ και έγινε φίλος με τον Γκιστάβ ντε Λα Ριβ ο οποίος λειτούργησε σαν γραφείο διαλογής ιδεών και αλληλογραφούσε σταθερά με τον Φάραντεϊ.
Το 1821 ο επιστημονικός επιμελητής του περιοδικού Χρονικά Φιλοσοφίας (Annals of Philosophy) ζήτησε από τον Φαραντέι να συντάξει μια επισκόπηση των πειραμάτων και των θεωριών του ηλεκτρομαγνητισμού που ακολούθησαν την ανακάλυψη του Χανς Κρίστιαν Έρστεντ που είχε γίνει ένα χρόνο νωρίτερα. Ο Φαραντέι δεν ήταν ακόμη γνωστός στους επιστημονικούς κύκλους της εποχής, ενδιαφέρθηκε όμως ιδιαιτέρως για το ζήτημα.
Μέχρι τότε, όλοι γνώ­ριζαν ότι ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός ήταν τόσο ά­σχετοι μεταξύ τους όσο μπορούσαν να είναι οποιεσδήποτε δύο δυνάμεις. Ο ηλεκτρισμός ήταν ο θόρυβος και το σύριγ­μα που έβγαινε από τις μπαταρίες. Ο μαγνητισμός ήταν δια­φορετικός, μια μη ορατή δύναμη που έκανε τις βελόνες της πυξίδας των ναυτικών να έλκονται με δύναμη ή τραβούσε τα ρινίσματα του σιδήρου σε ένα μαγνήτη. Ο μαγνητισμός δεν μπορούσε να γίνει νοητός ως τμήμα των μπαταριών και των κυκλωμάτων. Όμως, αυτός ο ερευνητής που έκανε διαλέξεις στην Κοπεγχάγη είχε βρει τώρα ότι εάν διοχετεύσεις ρεύμα σε ένα ηλεκτρικό καλώδιο, η βελόνα της πυξίδας που τοπο­θετείται στην κορυφή του καλωδίου στρέφεται ελαφρά προς το πλάι.
Κανείς δεν μπορούσε να το εξηγήσει. Πώς ήταν δυνατό η δύναμη του ηλεκτρισμού σε ένα μεταλλικό καλώδιο να ξε­φεύγει και να κάνει τη βελόνα μιας μαγνητικής πυξίδας να στρέφεται; Όταν ζητήθηκε από τον Φάραντεϊ, που τώρα πλησίαζε τα τριάντα, να εργαστεί για να βρει πώς συνδέο­νταν αυτά τα φαινόμενα, τα γράμματα του έγιναν ξάφνου πο­λύ πιο χαρούμενα.
Σύντομα διαπίστωσε ότι δεν θα περιοριζόταν σε μια απλή αναφορά των πεπραγμένων των άλλων επιστημόνων: αποφάσισε να επαναλάβει πολλά από τα πειράματα, να επεξεργάζεται δικές του θεωρίες για να ερμηνεύσει τις παρατηρήσεις του και να σχεδιάζει καινούργια πειράματα.
Στα μέσα του 1821, όταν ο Φάραντεϊ ήταν είκοσι εννέα χρο­νών, παντρεύτηκε. Ο Φάραντεϊ έγινε επίσημα μέλος της εκκλησίας στην οποία ανήκε η οικογένεια του επί χρόνια. Ήταν μια ομάδα πράων και μορφωμένων ανθρώπων που α­ποκαλούνταν Σαντεμανίτες, από το όνομα του Ρόμπερτ Σάντεμαν, ο οποίος είχε φέρει την αίρεση στην Αγγλία. Περιέργως, η περιορισμένη τυπική εκπαίδευση του Φά­ραντεϊ αποδείχτηκε το μεγάλο του πλεονέκτημα. Αυτό δεν συμβαίνει συχνά, διότι όταν ένα επιστημονικό αντικείμενο φτάνει σε προηγμένο επίπεδο, η έλλειψη εκπαίδευσης συνήθως εμποδίζει τους μη γνώστες να ασχοληθούν μ' αυτό· οι πόρτες είναι κλειστές και οι εργασίες δεν μπορούν να δια­βαστούν. Αλλά σε εκείνες τις πρώιμες εποχές κατανόησης η ενέργεια ήταν μια διαφορετική ιστορία. Οι περισσότεροι φοιτητές είχαν εκπαιδευτεί να αποδεικνύουν ότι οποιαδή­ποτε πολύπλοκη κίνηση μπορούσε να αναλυθεί σε ένα μείγ­μα ωθήσεων και έλξεων που λειτουργούσε γραμμικά. Ήταν φυσικό γι' αυτούς, κατά συνέπεια, να προσπαθούν να δουν εάν υπήρχαν οποιεσδήποτε γραμμικές έλξεις μεταξύ μα­γνητών και ηλεκτρισμού. Αλλά αυτή η προσέγγιση δεν έ­δειχνε πώς η δύναμη του ηλεκτρισμού μπορούσε να διοχε­τευτεί στο χώρο για να επηρεάσει το μαγνητισμό.
Επειδή ο Φάραντεϊ δεν είχε τέτοιες προκαταλήψεις, να σκέφτεται γραμμικά δηλαδή, μπορούσε να στραφεί στη Βί­βλο για έμπνευση. Η θρησκευτική ομάδα των Σαντεμανιτών στην οποία ανήκε πίστευε σε ένα διαφορετικό γεωμε­τρικό πρότυπο: στον κύκλο. Οι άνθρωποι είναι ιεροί, έλεγαν, και όλοι οφείλουμε μια υποχρέωση ο ένας στον άλλο, υπο­χρέωση που βασίζεται στην ιερότητα της φύσης μας. Θα σε βοηθήσω και εσύ θα βοηθήσεις τον άλλο και αυτός θα βοη­θήσει κάποιον άλλο και ούτω καθεξής μέχρις ότου ολοκλη­ρωθεί ο κύκλος. Αυτός ο κύκλος δεν ήταν απλώς μια αφη­ρημένη ιδέα. Ο Φάραντεϊ είχε ξοδέψει πολύ από τον ελεύ­θερο χρόνο του επί χρόνια είτε στην εκκλησία μιλώντας γι' αυτή την κυκλική σχέση είτε ασκώντας τη φιλανθρωπία και την αμοιβαία βοήθεια που χρειάζεται για να εκπληρωθούν τα φιλανθρωπικά καθήκοντα.
Άρχισε να δουλεύει, μελετώντας τη σχέση ανάμεσα στον ηλεκτρισμό και το μαγνητισμό στα τέλη του καλοκαιριού 1821. Προβληματίστηκε γι’ αυτό περίπου 10 χρόνια. Έκανε πολυάριθμα πειράματα, όλα όμως, αρνητικά. Το καλοκαίρι του 1831 όμως όλα άλλαξαν.
Ο Φάραντεϊ στήριξε ένα μαγνήτη. Με αφετηρία τις θρησκευτικές του αντιλήψεις, φαντάστηκε ένα στρόβιλο αόρατων κυκλικών γραμμών να στριφογυρίζει γύρω από αυ­τόν. Εάν είχε δίκιο, τότε ένα χαλαρά κρεμασμένο σύρμα θα μπορούσε να τραβηχτεί, παγιδευμένο σ' αυτούς τους μυστι­κιστικούς κύκλους, όπως ένα πλοιάριο παγιδεύεται σε μια δί­νη. Συνέδεσε την μπαταρία.
Και αμέσως έκανε την ανακάλυψη του αιώνα.
Αργότερα, όπως λέει η απόκρυφη ιστορία -μετά τις α­νακοινώσεις, αφότου ο Φάραντεϊ έγινε μέλος της Βασιλικής Εταιρείας- ο πρωθυπουργός της εποχής τον ρώτησε τι κα­λό θα προκαλούσε αυτή η εφεύρεση και ο Φάραντεϊ απά­ντησε: «Το ότι, πρωθυπουργέ, κάποτε μπορείτε να τη φο­ρολογήσετε».
Αυτό που είχε ανακαλύψει ο Φάραντεϊ στο υπόγειο εργα­στήριο του ήταν η βάση της ηλεκτρικής μηχανής. Ένα μο­ναδικό κρεμασμένο σύρμα που περιστρέφεται συνεχώς δεν φαίνεται κάτι το σπουδαίο. Αλλά ο Φάραντεϊ είχε μόνο ένα μικρό μαγνήτη και διοχέτευε πολύ μικρή ηλεκτρική δύναμη. Αυξήστε την ταχύτητα περιστροφής του και αυτό το στροβι­λιζόμενο σύρμα θα ακολουθεί ακόμη πεισματικά τα κυκλικά πρότυπα που ο Φάραντεϊ χαρτογράφησε σε φαινομενικά κε­νό αέρα. Τελικά κάποιος θα μπορούσε να προσαρμόζει βα­ριά αντικείμενα σε ένα παρόμοιο σύρμα και αυτά να έλκονται κατά μήκος του επίσης - έτσι δουλεύει μια ηλεκτρική μηχα­νή. Δεν έχει σημασία εάν είναι ένας ασήμαντος περιστρεφό­μενος δίσκος ενός υπολογιστή ή αντλίες που διοχετεύουν τό­νους καυσίμου μέσα σε μια αεριωθούμενη μηχανή.
Ο κουνιάδος του Φάραντεϊ, Τζορτζ Μπάρναρντ, θυμόταν τον Φάραντεϊ τη στιγμή της ανακάλυψης: «Αμέσως άρχισε να ξεφωνίζει "Βλέπεις, βλέπεις, βλέπεις Τζορτζ;", καθώς το σύρμα άρχισε να περιστρέφεται... Δεν θα ξεχάσω ποτέ τον ενθουσιασμό που υπήρχε στο πρόσωπο του και τη λάμψη στα μάτια του!»
Ο Φάραντεϊ έλαμπε γιατί εί­χε κάνει μια μεγάλη ανακάλυψη και γιατί αυτή φαινόταν να δείχνει πράγματι πως οι βαθύτερες ιδέες της θρησκείας του ήταν αληθινές. Ο θόρυβος του ηλεκτρισμού και τα σιωπηλά δυναμικά πεδία ενός μαγνήτη -και τώρα ακόμη και η επιταχυνόμενη κίνηση ενός χάλκινου σύρματος που περιστρέφεται με ταχύτητα- φαινόταν να συνδέονται. Στο βαθμό που αυξανόταν η ποσότητα του ηλεκτρισμού, έπεφτε ο διαθέσι­μος μαγνητισμός. Οι αόρατες στροβιλιζόμενες γραμμές του Φάραντεϊ ήταν η σήραγγα -ο αγωγός- μέσω του οποίου ο μαγνητισμός μπορούσε να ξεχύνεται σε ηλεκτρισμό και α­ντίστροφα. Η πλήρης έννοια της «Ενέργειας» δεν είχε ακό­μη σχηματιστεί, αλλά η ανακάλυψη του Φάραντεϊ ότι αυτά τα δύο διαφορετικά είδη ενέργειας συνδέονταν την έφερε α­κόμη πιο κοντά. Το 1825 προτάθηκε για τη θέση του Διευθυντή στο Βασιλικό Ίδρυμα από το σερ Χάμφρεϋ, ο οποίος ένα χρόνο πριν σε μια στιγμή ζήλιας και ανθρώπινης ματαιοδοξίας αντιτάχθηκε στην εκλογή του ως μέλος της Βασιλικής εταιρίας. Τότε ο Faraday, εισήγαγε μια σειρά διαλέξεων κάθε Παρασκευή βράδυ, θεσμός που διατηρείται μέχρι τις μέρες μας. Θέσπισε ειδικές διαλέξεις για τα παιδιά τα Χριστούγεννα στο Βασιλικό Ίδρυμα στο 1826. Σε αυτές τις διαλέξεις βασίστηκε η έκδοση Η Χημική Ιστορία ενός Κεριού ('The Chemical History of a Candle') (1861). Μέχρι τις μέρες μας, μία σειρά διαλέξεων δίνεται κάθε Χριστούγεννα στο Βασιλικό Ίδρυμα, οι οποίες φέρουν το όνομα του Φάραντεϊ. Το 1832 άρχισε να λαμβάνει τιμητικές διακρίσεις για τις σημαντικές συνεισφορές στην επιστήμη. Εκείνη τη χρονιά έλαβε ένα τιμητικό πτυχίο από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Τον Φεβρουάριο του 1833, εξελέγη καθηγητής Χημείας στο Βασιλικό Ίδρυμα. Περαιτέρω τιμητικές διακρίσεις, όπως το Βασιλικό μετάλλιο και το μετάλλιο Copley, τόσο από τη Royal Society, επρόκειτο να ακολουθήσει. Το 1836 που έγινε μέλος της Συγκλήτου του Πανεπιστημίου του Λονδίνου, που ήταν ένα ραντεβού Crown.
Λόγω της υπερβολικής εργασίας του και το 1839 έπαθε ένα νευρικό κλονισμό που του πήρε μέχρι το 1845 για να συνέλθει πλήρως και να επανακάμψει. Το έργο που ανέλαβε αυτή τη φορά ήταν το αποτέλεσμα του μαθηματικού εξελίξεις στο θέμα. Οι ιδέες του Faraday για τις δυναμικές γραμμές είχαν λάβει μια μαθηματική επεξεργασία από τον William Thomson. Έγραψε λοιπόν στον Faraday, στις 6 Αυγούστου 1845 και να του πει του μαθηματικές προβλέψεις ότι ένα μαγνητικό πεδίο θα πρέπει να επηρεάζει το επίπεδο των πολωμένο φως. Ο Faraday, είχε προσπαθήσει να ανιχνεύσει αυτό το πειραματικά πολλά χρόνια νωρίτερα αλλά χωρίς επιτυχία. Τώρα, με την ιδέα ενισχυμένη από την Thomson, προσπάθησε και πάλι στις 13 Σεπτεμβρίου του 1845 και ήταν επιτυχής. Έδειξε ότι ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο θα μπορούσε να περιστρέψει το επίπεδο της πόλωσης, και, επιπλέον, ότι η γωνία περιστροφής ήταν ανάλογη με τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου . Ο Faraday έγραψε:
«ήταν ένα φαινόμενο που προκλήθηκε στο πολωμένο φως κι έτσι αποδείχτηκε ότι η μαγνητική δύναμη και το φως σχετίζονται. Το γεγονός αυτό θα αποδειχτεί, το πιθανότερο, εξαιρετικά καρποφόρο και μεγάλης σημασίας για την έρευνα των καταστάσεων της φυσικής δύναμης…»
Ο διαμαγνητισμός ήταν η επόμενη ανακάλυψη.
Ωστόσο θα πρέπει να σημειώσουμε ότι ο Faraday, σε καμία περίπτωση δεν ήταν μαθηματικός και το σύνολο σχεδόν των βιογράφων του τον περιγράφουν ως "μαθηματικά αναλφάβητο". Ποτέ δεν έμαθε μαθηματικά και τις τυχόν εισφορές για την ηλεκτρική ενέργεια ήταν καθαρά πειραματικές. Παρόλα αυτά το έργο του Faraday, οδήγησε στις βαθιά μαθηματικές θεωρίες του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Ειδικότερα οι αξιοσημείωτες μαθηματικές θεωρίες που αναπτύχθηκαν και οδήγησαν στις εξισώσεις του Maxwell δεν θα ήταν δυνατές χωρίς τον Faraday. Αυτό είναι ένα σημείο το οποίο ο ίδιος ο Μάξγουελ τόνισε σε αρκετές περιπτώσεις.
Τα τελευταία χρόνια της ζωής του ήταν αδύναμος λόγω της προοδευτικής απώλειας μνήμης. Πέθανε το 1867, σε ηλικία 76 ετών.

Τέλος επειδή πάντα το οπτικοακουστικό υλικό αφήνει μια ξεχωριστή γεύση ας δούμε τον κλωβό Faraday στα παρακάτω videos.
Α) Faraday Cage Protects from 100,000 V


Β) Στο Top Gear γίνεται αναπαράσταση του κλωβού Faraday σε αυτοκίνητο που το χτυπάει κεραυνός
Η εξήγηση είναι:



Στους απομονωμένους αγωγούς τα ηλεκτρικά φορτία κατανέμονται μόνο στην εξωτερική επιφάνεια. Το ίδιο ισχύει και για τα φορτία που εμφανίζονται όταν ο αγωγός βρεθεί σε ηλεκτρικό πεδίο και εκδηλωθεί φαινόμενο ηλεκτροστατικής επαγωγής. Τα φορτία θα βρίσκονται μόνο στην εξωτερική επιφάνεια. Την ιδιότητα αυτή τη χρησιμοποιούμε όταν θέλουμε να θωρακίσουμε ορισμένους χώρους από την επίδραση ηλεκτρικών πεδίων. Για να το καταφέρουμε περικλείουμε το χώρο με κάποιο μεταλλικό πλέγμα ή περίβλημα (Κλωβός Faraday).

Πηγές:
1. Bodanis,D,(2003), E=mc2, Η βιογραφία της πιο διάσημης εξίσωσης στον κόσμο, Εκδ.Λιβάνη,Αθήνα
2. Segre,E,(2001),Ιστορία της Φυσικής, τόμος Α΄, Δίαυλος, Αθήνα
3. Φυσική Ενιαίου Πολυκλαδικού βιβλίου,(1996)ΟΕΔΒ
4. http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Printonly/Faraday.html
5. http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%AC%CE%B9%CE%BA%CE%BB_%CE%A6%CE%B1%CF%81%CE%B1%CE%BD%CF%84%CE%AD%CE%B9
Και επειδή ο Faraday είναι ο πατέρας του ηλεκτροκινητήρα ας δούμε κάποια videos πως μπορούμε να κάνουμε απλές συσκευές και στην ενότητα μικροί μάγοι κάποια στιγμή θα επανέλθω και θα τα εξηγήσω.

The simplest motor of the world

How to build a simple electric motor, plus how it works.

Όποιος θέλει περισσότερες λεπτομέρειες για την κατασκευή του ηλεκτροκινητήρα ας δει προηγούμενο post σε τούτο το blog: http://gkatsikogiorgos.blogspot.com/2008/08/blog-post_8833.html

Τρίτη 16 Σεπτεμβρίου 2008

Μηχανικό και Στάσιμο κύμα

Παρουσιάζω μια σελίδα που σας δίνει τη δυνατότητα να ξεχωρίσετε το μηχανικό και το στάσιμο κύμα.

Κάντε κλικ εδώ http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/meca/ondetran.html

Καταρχήν κάντε κλικ στο κουμπί "tranverses" ώστε να επιλέξετε εγκάρσια κύματα.

Στη συνέχεια πατήστε το "Onde progressive" για να διαλέξετε μηχανικό.

Αλλάζοντας τη συχνότητα "Frequence" αλλάζει και το μήκος κύματος.

Στη συνέχεια για να δείτε το στάσιμο κύμα αντί για "Onde progressive" πατήστε το "1 extre mite libre" για να έχετε το ένα άκρο ελεύθερο και το άλλο στερεωμένο. Πατώντας το "2 extre mite libre" βλέπετε στάσιμο με στερεωμένα τα δυο άκρα.

Αν θέλετε μπορείτε να δείτε και τα εξής:

http://www.francescomarino.net/onde/stazion.htm

http://www2.biglobe.ne.jp/~norimari/science/JavaEd/e-wave4.html


Applet Διακροτήματος

Ένα πολύ ωραίο applet για το διακρότημα βρίσκεται στη παρακάτω σελίδα. http://www.falstad.com/dispersion/ Γνωρίζουμε από το σχολικό μας βιβλίο ότι το διακρότημα προκύπτει από τη σύνθεση δυο ταλαντώσεων που γίνονται πάνω στην ίδια διεύθυνση, γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας, με το ίδιο πλάτος και διαφορετικές συχνότητες που διαφέρουν κατά λίγο.
Σ' αυτό το applet έχετε τη δυνατότητα να διαπιστώσετε τι θα συμβεί αν αλλάζεται τις συχνότητες f1,f2 και τις πλησιάζετε ή τις απομακρύνετε. Μειώστε την ταχύτητα για να δείτε το αποτέλεσμα καλύτερα.

Κυριακή 14 Σεπτεμβρίου 2008

Απαντήσεις σε κάποιες ερωτήσεις από την εισαγωγή στη Φυσική Β Λυκείου Γενικής Παιδείας

1. Πως καταλαβαίνουμε στη φόρτιση με τριβή, ποιο σώμα θα αποκτήσει θετικό και ποιο αρνητικό φορτίο;



Από τη σελίδα του Κασσέτα http://users.sch.gr/kassetas/education.htm έρχεται ο εξής πίνακας:

Τα «πάνω» δίνουν ηλεκτρόνια
στα «από κάτω τους» .


Αέρας

ανθρώπινο χέρι +++
δέρματα
γούνα κουνελιού
γυαλί
χαλαζίας, quartz
ανθρώπινη τρίχα
μίκα
νάιλον
μαλλί
μόλυβδος
γούνα γάτας
μετάξι
αλουμίνιο
χαρτί

βαμβάκι
ατσάλι
ξύλο
πλεξιγλάς
βουλοκέρι
κεχριμπάρι
πολυστυρένιο , καλαμάκι
μπαλόνι
ρητίνη
σκληρό καουτσούκ
νικέλιο
χαλκός --
θειάφι
ασήμι
ορείχαλκος
συνθετικό καουτσούκ
χρυσάφι
ρεγιόν, τεχνητό μετάξι
πολυεστέρας
ζελατίνα, celluloid
Polystyrene
ορλόν, ακρυλικές ίνες ----
πολυουρεθάνη
σελοφάν
αφρολέξ
πολυαιθυλένιο, σελοτέιπ
πολυπροπυλένιο
βινύλιο, PVC
σιλικόνη
τεφλόν
εβονίτης


Στο πάνω μέρος ο αέρας, το ανθρώπινο χέρι, το δέρματα ζώων, η γούνα κουνελιού και το γυαλί, υλικά καθένα από οποία – αν τριφτεί με κάποιο από τα «κάτω από αυτό στην κλίμακα» - εκδηλώνει ΘΕΤΙΚΟ φορτίο.
Σε θεώρηση Μικρόκοσμου καθένα από τα υλικά αυτά αποδίδει ηλεκτρόνια στο άλλο υλικό
- ευρισκόμενο κάτω από αυτό στην κλίμακα - με το οποίο τρίβεται.

2. Τι είναι ο εβονίτης;

Χημικό προϊόν που η σύνθεσή του είναι παραπλήσια με αυτή του τεχνικού ελαστικού, με μόνη διαφορά στην περιεκτικότητά του σε θείο (S). Ο εβονίτης περιέχει θείο σε αναλογίες που κυμαίνονται από 40% ως 50% της όλης μάζας.

Χρησιμοποιείται για μπάλες bowlling , και τα επιστόμια στις πίπες καπνίσματος και σε υψηλής ποιότητας σαξόφωνα.



Με έλκεις …… σε τραβώ



Η κατηγορία αυτή ονομάζεται «μικροί μάγοι», διότι θα παρουσιάζει πειράματα με υλικά καθημερινής χρήσης και θα δίνει τη δυνατότητα σε όσους επιθυμούν να τα πραγματοποιήσουν, ώστε να διαπιστώσουν και να εξηγήσουν φαινόμενα φυσικής. Θα είναι τόσο απλά που θα μπορούν να γίνουν και από μικρά παιδιά.


Με έλκεις …… σε τραβώ

Πως μια λεπτή δέσμη νερού μπορεί να …… μπλέξει σε δυο διαφορετικά φαινόμενα φυσικής

Πείραμα 1ο :

Πηγαίνετε στο νεροχύτη της κουζίνας του σπιτιού σας. (Προφανώς κάποια στιγμή που δεν το χρησιμοποιεί για την ανάδειξη των μαγειρικών δεξιοτήτων της, η μητέρα σας.) Ανοίξτε τη βρύση ώστε να σχηματίζεται μια λεπτή συνεχής δέσμη νερού. Βουρτσίστε δυνατά τα μαλλιά σας ή ένα κομμάτι μάλλινο ύφασμα με μια χτένα ή ένα πλαστικό στυλό, και ύστερα φέρτε τη ,-το-, κοντά στο ρεύμα νερού .



Τι παρατηρείτε;



Το νερό εκτρέπεται λίγο από την πορεία του.



Πως εξηγείται το φαινόμενο;



Όταν τρίβουμε το πλαστικό μέρος ενός στυλό φορτίζεται αρνητικά, λόγω της τριβής του με το ύφασμα. Καθώς πλησιάζουμε τη χτένα ή το στυλό στη «φλέβα» νερού παρατηρούμε ότι η φλέβα έλκεται και εκτρέπεται από τη θέση της. Τι συμβαίνει, λοιπόν;
Το μέρος της φλέβας νερού που είναι απέναντι από το στυλό φορτίζεται λόγω επαγωγής θετικά και το υπόλοιπο μέρος αρνητικά. Το θετικά φορτισμένο μέρος της φλέβας δέχεται ελκτική δύναμη από το στυλό, η οποία είναι ισχυρότερη από την απωστική που δέχεται το αρνητικά φορτισμένο μέρος της αφού είναι πιο μακριά με αποτέλεσμα το νερό να έλκεται από το νερό.

Πείραμα 2ο :


Το νερό παίρνει … εκδίκηση!

Ο τόπος είναι ο ίδιος. Ο νεροχύτης της κουζίνας σας. Ανοίξτε τη βρύση πάλι ώστε να σχηματίζεται μια λεπτή συνεχής δέσμη νερού. Δέστε ένα μπαλάκι του «πινκ πονκ» ή το καπάκι ενός στυλό με ένα ελαφρύ σχοινί. Πλησιάστε το κοντά στη φλέβα νερού.

Τι παρατηρείτε;

Το μπαλάκι εκτρέπεται από την πορεία του και μάλιστα πλησιάζει το νερό.

Πως εξηγείται το φαινόμενο;



Εξηγείται με την αρχή του Μπερνούλλι, η οποία λέει το εξής:
Όταν αυξάνεται η ταχύτητα ενός ρευστού η εσωτερική πίεση μειώνεται.
Στο πείραμά μας, στο ακίνητο ρευστό (αέρας), η πίεση είναι μεγαλύτερη απ’ ότι στο κινούμενο (ρεύμα νερού). Ο ατμοσφαιρικός αέρας ωθεί τη μπάλα στην περιοχή της μικρότερης πίεσης. Έτσι η φλέβα νερού παίρνει την εκδίκησή της.