Trzy stany skupienia materii

Wykład dla uczniów gimnazjów wygłoszony w dniu 11 października 2008 na Wydziale Fizyki UW.

Prowadzenie: mgr Andrzej Gołębiewski;
Asysta: Marcin Sadowski, Wojciech Sławiński

Streszczenie

Materią przyjęto nazywać wszystko co nas otacza, z czego zbudowany jest świat. Już starożytni Grecy doszli do wniosku, że musi istnieć kres podzielności materii. Podstawową „cegiełkę” nazwali atomem. Atomy łączą się w cząsteczki zwane też molekułami. Istnienie molekuł możemy zaobserwować w tzw. ruchach Browna. Obecnie wiemy, że atom ma złożoną strukturę, więc o jego niepodzielności nie można już mówić.

Zwyczajowo materię dzieli się na gazy, ciecze i ciała stałe. Podział ten wynika z różnej budowy molekularnej.

Gazy charakteryzują się brakiem kształtu (przyjmują kształt naczynia), są ściśliwe i rozprężliwe. Podczas ogrzewania wzrastają odległości międzycząsteczkowe oraz prędkość cząsteczek. Rośnie wówczas objętość gazu i jego ciśnienie. Powietrze otaczające Ziemię tworzy atmosferę, która wywiera na nas znaczne ciśnienie.

Ciecze też nie mają określonego kształtu i są bardzo mało ściśliwe. Wywierają ciśnienie hydrostatyczne na ciała w nich zanurzone i na dna naczyń. Pływanie ciał podlega prawu Archimedesa, które uczony odkrył zażywając kąpieli.

Ciała stałe charakteryzują się określonym kształtem. Mogą być twarde lub kruche. Niektóre są sprężyste i pozwalają się odkształcać. Ciała stałe mają często budowę krystaliczną i wtedy ich atomy są ułożone w periodyczne sieci.

Zwykle podczas topnienia objętość ciał rośnie a podczas krzepnięcia maleje. Wyjątek stanowi woda, co ma istotne znaczenie dla życia w zbiornikach wodnych.

Zdjęcia


Fizyka zabawek

Wykład dla uczniów gimnazjów wygłoszony w dniu 26 kwietnia 2008 na Wydziale Fizyki UW.

Prowadzenie: mgr Andrzej Gołębiewski;
Asysta: mgr Marcin Paweł Sadowski, mgr Dariusz Wardecki

Do pobrania: prezentacja (pptx, 915 kiB)

Streszczenie

Czy zabawa może mieć coś wspólnego z fizyką? Oczywiście tak! Bawimy się różnego rodzaju zabawkami i gadżetami. Wykonujemy przyrządy, urządzenia i modele według przepisów „zrób to sam”, ale zawsze korci nas aby dowiedzieć się jak one działają. I tu z pomocą przychodzą wiadomości zdobyte na lekcjach fizyki. Musimy znać przynajmniej podstawowe zasady i prawa rządzące przyrodą aby zaspokoić naszą wrodzoną ciekawość.

Zobaczycie dzisiaj szereg autentycznych zabawek, a także pokazy możliwe do powtórzenia w domu. Uzyskacie również odpowiedzi na pytania „jak te zabawki działają?”.

A oto kilka wybranych, prostych wyjaśnień:

  • Walec stacza się po równi pochyłej dążąc do zmniejszenia energii potencjalnej ciężkości.
  • Kula tylko pozornie wtacza się pod górę; jej środek ciężkości obniża się gdyż szyny są na górze szersze.
  • Silniki odrzutowe (łódka, rakieta) działają na zasadzie: akcja = reakcji.
  • Gęstość to stosunek masy do objętości. Ciało o mniejszej gęstości pływa w cieczy o gęstości większej dzięki sile wyporu.
  • Kurczak kwili gdyż wilgotna skóra ręki przewodzi prąd powodując włączenie generatora.
  • Wyładowania w kuli plazmowej powstają w wyniku jonizacji gazu i różnicy potencjałów pomiędzy elektrodą wewnętrzną i bańką szklaną.

Drgania i fale

Wykład dla uczniów gimnazjów wygłoszony w dniu 29 marca 2008 na Wydziale Fizyki UW.

Prowadzenie: dr hab. Radosław Przeniosło;
Asysta: mgr Andrzej Gołębiewski, mgr Marcin Paweł Sadowski

Streszczenie

Każdy z nas zna ruch drgający, bo każdy kiedyś huśtał się na huśtawce albo przyglądał się staremu zegarowi z wahadłem. W przyrodzie i w technice jest bardzo wiele przykładów ruchu drgającego. Niektóre z nich są łatwe do zaobserwowania (np. huśtawka), ale inne, jak np. drgania elektryczne w obwodach radia i telewizji, albo drgania atomów w wibrującym pręcie trudno zobaczyć. Dzięki drganiom działają wszystkie instrumenty muzyczne. Drgający przedmiot jak np. struna w skrzypcach przekazuje drgania cząsteczkom powietrza i tak powstają fale dźwiękowe.

Fala to są drgania, które rozchodzą się w przestrzeni. Istnieją fale mechaniczne do których należą m. in. fale dźwiękowe, fale na wodzie i fale sejsmiczne. Innym rodzajem fal są fale elektromagnetyczne, do których należą m. in. fale radiowe, podczerwień i światło widzialne. Najbardziej spektakularne zjawiska falowe to dyfrakcja (gdy fala napotyka na przeszkody) oraz interferencja (gdy kilka fal nakłada się na siebie). Zachęcamy Was do oglądania drgań i fal w waszym otoczeniu. Spróbujcie je opisać, a może nawet zrobić im zdjęcia aparatem cyfrowym – i przesłać je nam!

Fizyka kwantowa – czy jest się czego obawiać?

Wykład dla uczniów liceów ogólnokształcących i szkół ponadgimnazjalnych wygłoszony w dniu 15 marca 2008 na Wydziale Fizyki UW.

Prowadzenie: Adam Babiński;
Asysta: mgr Andrzej Gołębiewski, mgr Marcin Paweł Sadowski

Streszczenie

Fizyka kwantowa często podawana jest za przykład pewnej zaawansowanej dziedziny wiedzy, zrozumiałej dla wybranych i niedostępnej dla przeciętnego człowieka. Zrozumienie niektórych jej zjawisk rzeczywiście wymaga od nas sporego wysiłku myślowego. Okazuje się jednak, że u jej podstaw leżą pewne zasady, które rządzą światem kwantowym. W trakcie tego wykładu spróbujemy przybliżyć niektóre z tych pojęć. Pokażemy też jak zjawiska kwantowe wpływają na nasze życie i jak możemy obserwować w domowym laboratorium.

O potrzebie wprowadzenia opisu zjawisk fizycznych, który wykraczałby poza zasady mechaniki czy elektrodynamiki klasycznej przekonano się na przełomie XIX i XX w. Wyjaśnienie charakterystycznej postaci widma pobudzanych do świecenia atomów czy zjawisko fotoelektryczne wymagało nowego podejścia do opisu świata na poziomie atomowym. Wtedy właśnie powstała teoria kwantowa. W ciągu pierwszych trzydziestu lat XX w. pojawiły się takie pojęcia jak kwanty energii, fale prawdopodobieństwa, czy dualizm korpuskularno-falowy. O niektórych z tych pojęć powiemy na naszym wykładzie. Powiemy także o tym co łączy fizykę kwantową i kota.

Źródła światła: od świecy do lasera

Wykład dla uczniów liceów ogólnokształcących i szkół ponadgimnazjalnych wygłoszony w dniu 24 listopada 2007 na Wydziale Fizyki UW.

Prowadzenie: prof. Tadeusz Stacewicz;
Asysta: mgr Andrzej Gołębiewski, mgr Marcin Paweł Sadowski

Streszczenie

Wszyscy wiemy jak niezwykle ważną dla nas rolę pełni światło. Poziom używanych źródeł światła był zawsze wskaźnikiem stopnia rozwoju danej cywilizacji.

Dawniej źródła światła stosowano przede wszystkim po to, by uniezależnić ludzką aktywność naturalnego oświetlenia słonecznego. Dziś te funkcja jest niemniej ważna, ale ponad to światło odgrywa olbrzymią rolę w nauce, w wielu technologiach, w medycynie, przenoszeniu informacji i w gospodarstwie domowym itp. Jesteśmy świadkami bardzo dynamicznego rozwoju źródeł światła – co kilka lat do naszych domów trafiają nowe ich rodzaje.

Podczas wykładu zademonstrowane zostaną różne źródła światła. Wyjaśnimy także, na czym polega ich działanie.