1. Efekt fotoelektryczny zewnętrzny
Piotr Kurzydło, Agnieszka Szybowska, Sławomir Oksiutowicz
Uniwersytet Jagielloński
Efekt fotoelektryczny zewnętrzy jest zjawiskiem powszechnie znanym, a jego obserwacja nie nastręcza większych trudności. Jednocześnie jest to efekt bardzo ciekawy. Pomimo względnej prostoty, wytłumaczenie tego zjawiska wymaga zaangażowania fizyki kwantowej, a sam efekt stoi w sprzeczności z doświadczeniami falowej natury światła. Z tej przyczyny jest to jedno z kluczowych doświadczeń wykonywanych i omawianych w szkole w kontekście kwantowej natury światła. Znajduje się ono również w podstawie programowej szkolnego nauczania fizyki.
Centrum Dydaktyki Wydziału FAIS UJ zajmuje się między innymi prowadzeniem warsztatów dla nauczycieli fizyki. W ramach przygotowań do jednego z takich wydarzeń zmierzyliśmy się z koniecznością dostosowania demonstracji tego zjawiska do warunków szkolnych. Należało zastąpić niebezpieczne dla zdrowia i niedopuszczalne w warunkach szkolnych źródło światła ultrafioletowego UV-C, źródłem bezpiecznym. Jednocześnie energia fotonów alternatywnego źródła światła wciąż musiała zapewniać zachodzenie zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego.
W czasie prezentacji zostaną omówione działania, jakie podjęto w celu dostosowania układu doświadczalnego do wymogów bezpieczeństwa i wyeliminowania szkodliwego dla człowieka promieniowania ultrafioletowego oraz przedstawiony zostanie nowy układ doświadczalny. Przeprowadzony zostanie również pomiar natężenia światła UV-A i UV-B nowo wykorzystanych źródeł promieniowania.
2. Wybrane przypadki zderzeń o różnych stanach skupienia
Stanisław Bednarek
Uniwersytet Łódzki
Będą pokazane wybrane przypadki zderzeń obiektów w postaci ciał stałych i płynów, zaliczane do tzw. odskoków. Podczas zderzeń ciał stałych nastąpi znaczące zwiększenie prędkości, natomiast w przypadku płynów do uformowania powierzchni o interesujących kształtach. Podjęta zostanie też próba wyjaśnienia obserwowanych efektów.
3. Fizyka w szkole specjalnej
Maria Rut-Marcinkowska
Niepubliczna Szkoła Podstawowa "Otwarte Drzwi-Premium"
Szkoły specjalne to placówki edukacyjne dla dzieci i młodzieży obarczonych różnymi niepełnosprawnościami. Potocznie uważa się, że szkoły specjalne są dla dzieci z pewnego rodzaju kłopotami intelektualnymi przy pełnej pozostałej sprawności życiowej. Okazuje się – dla niewtajemniczonych – że tych niesprawności jest znacznie więcej niż zdajemy sobie z tego sprawę.
Dzieci o pełnej sprawności intelektualnej z różnego rodzaju niedomaganiami jest wiele, a te niedomagania nie pozwalają na prawidłowy rozwój w standardowej szkole. Dzieci z normą intelektualną mogą cierpieć na niedosłuch, czy niepełnosprawność ruchową, zaburzenia emocjonalne, wrażliwość somatyczną itp. wymagają innego, bardziej indywidualnego podejścia w procesie kształcenia, niż dzieci, które nie są obarczone anomaliami, czy odchyleniami, swego rodzaju wrażliwością.
Co zrobić, by choć coś dotarło do świadomości ucznia, by się czegoś nauczył, mimo iż znamy, obserwujemy go, ją, ich możliwości, postępy, zaangażowanie, związane z osobistą sytuacją sprawnościową. By trafić z czymkolwiek do tak zróżnicowanych uczniów, potrzebna jest szczególna ekwilibrystyka i z nadzieją i – mimo wszystko – z pewnym sceptycyzmem, szuka się rozwiązań pozwalających na przybliżenie zagadnień, tematów – materiału szkolnego. Temu celowi posłużyły poniższe przykłady przygotowane z wykorzystaniem treści z różnych źródeł
4. Prawo Ohma błyskawicznie i zagadkowo
Tomasz Sobiepan
Image Recording Solutions Sp. z o. o.
Klasyczna metoda odkrywania prawa Ohma polega na podawaniu na końce opornika różnych wartości napięcia, odczytywaniu za każdym razem wartości natężenia prądu płynącego przez ten element, a następnie – sporządzeniu wykresu danych pomiarowych.
Wykorzystując cyfrowe bezprzewodowe czujniki oraz oprogramowanie PASCO, możemy takie doświadczenie przeprowadzić w ciągu 10 sekund, wykorzystując automatyczny proces zbierania danych i tworzenia wykresu w czasie rzeczywistym. Wystarczy skonstruować układ i zmieniać podawane napięcie.
Można nawet pójść o krok dalej i po prostu do końców opornika przyłożyć napięcie zmienne. Wtedy wszystko „robi się samo”. Prawdziwy demonstrator będzie pewnie eksperymentował z tym doświadczeniem i modyfikował różne parametry, takie jak wartość napięcia i częstotliwość jego zmian. Ale wtedy czekają go różne niespodzianki, których szczegółów nie mogę ujawnić, by nie popsuć zagadki.
5. Fotolitografia, czyli o rzeźbieniu światłem
Natasza Gajda, Karol Nogajewski
Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego
W dobie powszechnej dostępności do aparatów cyfrowych, które część z nas nosi na co dzień przy sobie w telefonach komórkowych, w coraz większą niepamięć odchodzi klasyczna fotografia. Można odnieść wrażenie, że jej technikami posługują się już niemal wyłącznie artyści fotograficy i pasjonaci dawnych czasów. Czy jest to jednak prawdziwy obraz rzeczywistości? Okazuje się, że nie! Otóż bez na pozór staroświeckich metod fotograficznych nie istniałby na przykład bezkresny świat urządzeń opartych na miniaturowych scalonych układach elektronicznych!
W niniejszej prezentacji chcielibyśmy pokazać Państwu przebieg prostego procesu technologicznego obejmującego kluczowe etapy fotolitografii, czyli stosowanej na przemysłową skalę techniki „rzeźbienia światłem”, która pozwala na wytwarzanie w materii stałej detali o rozmiarach schodzących nawet do pojedynczych nanometrów. W tym celu zabierzemy Państwa na wirtualną wycieczkę do Laboratorium Litografii Zakładu Fizyki Ciała Stałego Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, a do Państwa rąk oddamy końcowy efekt naszego modelowego procesu, którego szczegóły będą Państwo mogli obejrzeć pod lupą.
6. Wahadło Huygensa
Sławomir Miernicki, Piotr Rychlik
Liceum Ogólnokształcące im. Bolesława Prusa w Siedlcach
Człowiek od najdawniejszych czasów próbował ujarzmić pomiar czasu i dokonywać go z coraz większą precyzją. Do dokładnych pomiarów czasu nieocenione okazało się odkrycie Galileusza dotyczące izochronizmu wahadła, jednak jego spostrzeżenia dotyczyły małych wychyleń. Dopiero Christian Huygens opracował wahadło, którego okres w zupełności był niezależny od amplitudy wychylenia. W podstawie programowej nauczania fizyki odnajdziemy wymaganie, w którym uczeń doświadczalnie demonstruje niezależność okresu drgań wahadła od amplitudy - i niekoniecznie musi to być demonstracja wahadła matematycznego. Uczeń I Liceum Ogólnokształcącego im. Bolesława Prusa w Siedlcach Piotr Rychlik pod opieką nauczyciela mgr inż. Sławomira Miernickiego wykonał wahadło Huygensa, które jest oparte na cykloidzie i tym samym zademonstrował izochronizm wahadła, czyli niezależność okresu drgań od amplitudy wychylenia. Celem wystąpienia będzie prezentacja wyników realizacji szkolnego projektu
7. W starym kinie
Rafał Wojtyniak
Laboratorium Eksperymentu Fizycznego
Wydział Fizyki UAM w Poznaniu
Zakurzone, nie serwisowane, od wielu lat nieużywane – 3 projektory z lat 70. – polski Elew AP-22A, radziecki Ruś i radziecka Wołna-3 – wyświetlą niemieckie filmy z eksperymentami (z angielskimi napisami) zapisane na taśmie 8 mm oraz polski film z dźwiękiem na taśmie 16 mm, przy pomocy chińskiego wzmacniacza audio. Prawdziwie międzynarodowa projekcja.
8. Fizyka ciśnie w kuchni!
Michał Kud
Pracownia Demonstracji Fizycznych Wydział Fizyki
i Informatyki Stosowanej AGH w Krakowie
Podczas wystąpienia zostaną zaprezentowane i omówione doświadczenia związane z fizyką w kuchni. Będą to między innymi implozja puszki, gotowanie pod zmniejszonym ciśnieniem oraz zasada działania kawiarki belgijskiej.
9. Kosmiczny efekt Dżanibekowa na powierzchni Ziemi
Paweł Janowski, Adam Bzdak
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
Zaprezentowane zostanie kilka ziemskich realizacji zjawiska zmiany osi obrotu swobodnego bąka, kręcącego się wokół osi głównej o pośrednim momencie bezwładności (rakietka do tenisa stołowego, nakrętka motylkowa, kula styropianowa oraz inne modele). Przy okazji przywołany zostanie efekt Coandy, biorący udział w niektórych z powyższych doświadczeń.
10. Fizyczna zabawa w "Ciepło-Zimno"
Jakub Goryl, Kamil Raszka
SKNF BOZON Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH w Krakowie
W ramach pokazu zademonstrowane zostaną doświadczenia prezentowane przez członków koła w ramach projektów edukacyjnych z zakresu termodynamiki z użyciem kamery termowizyjnej. Demostracje dotykają tematyki ekologii i oszczędzania, ukazując jak ważna jest odpowiednia izolacja pomieszczeń mieszkalnych i jak różne materiały przewodzą ciepło. Zostanie również ukazane rozgrzewanie metalu przez uderzanie w jego powierzchnię, "rysowanie" za pomocą lodu oraz kilka mniejszych eksperymentów z użyciem kamery.
11. Konstrukcja i oprogramowanie mobilnego detektora promieniowania jonizującego
Dawid Pietruch
Pracownia Demonstracji Fizycznych Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH w Krakowie
Opis pokazu – Podczas wystąpienia zostanie zaprezentowana i omówiona zasada działania detektora promieniowania jonizującego na przykładzie własnoręcznie zbudowanego detektora Geigera-Müllera, oraz funkcje zaimplementowane w urządzeniu.
12. Czy można jeszcze szybciej niż "szybciej niż g"?
Piotr Mazur
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
Zaprezentowane zostanie zmodyfikowane doświadczenie znane jako "spadanie szybsze niż g", czyli szybsze osiąganie położenia poziomego przez przewracającą się ukośnie trzymaną deseczkę niż kulki swobodnie spadającej z początkowej wysokości końca tej deseczki. Modyfikacja polegać będzie na dodatkowym, punktowym obciążeniu deseczki w wybranym miejscu.
13. Films4edu – eksperyment w dobie pandemii i nie tylko
Aneta Szczygielska-Łaciak1, Marcin Łaciak1, Dariusz Kajewski1, Paweł Janowski2, Michał Kud2
1 Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych w Chorzowie
2 Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Pracownia Demonstracji Fizycznych w Krakowie
Krótka prezentacja założeń, tematyki i efektów projektu Erasmus+:
A lexicon of educational films on the subject of STEM for primary and secondary school students - films4edu
realizowanego w partnerstwie z uczelniami europejskimi. Projekt ma na celu opracowanie filmów z zakresu fizyki i chemii, które będą stanowiły pomoc dydaktyczną dla nauczycieli i uczniów podczas nauczania w formie stacjonarnej i zdalnej. Zaprezentowane zostaną dwa przykładowe filmy zrealizowane wspólnie przez pracowników Uniwersytetu Śląskiego w Chorzowie oraz Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
14. Mistrz izolacji termicznej – konkurs
Tomasz Sobiepan
Image Recording Solutions Sp. z o. o.
To nie będzie typowy pokaz, tylko konkurs rozłożony na cały czas Spotkania OKDF.
We współzawodnictwie mogą wziąć udział 4 chętne osoby (lub grupy). Pierwszego dnia każda otrzyma bezprzewodowy czujnik temperatury PASCO i zadanie, by w ciągu 24 godzin skonstruować najlepszą możliwą izolację termiczną tego urządzenia. Następnego dnia zaizolowane czujniki zostaną zebrane i umieszczone w zamrażarce na 12 godzin. Po upływie tego czasu dane z czujników zostaną odczytane, umieszczone na wspólnym wykresie, a jury, którymi będą wszyscy uczestnicy Spotkania wybierze zwycięzcę.
Oprócz dobrej zabawy konkurs pokaże zastosowanie bezprzewodowych czujników, które mają możliwość zapisywania danych bezpośrednio do pamięci wewnętrznej i uruchamiania pomiarów w dowolnej chwili, bez połączenia z komputerem. Własność tę posiadają nie tylko czujniki temperatury.
15. Episkop - historyczny rzutnik
Andrzej Trzebuniak
Instytut Fizyki Uniwersytetu Opolskiego
Prezentacja zapomnianego, niezidentyfikowanego eksponatu znalezionego w Sali Zbiorów Instytutu Fizyki. Prezentacja jest wynikiem dochodzenia przeprowadzonego przez autora, z którego wynika, że przedstawiane urządzenie to Episkop, służący rzutowaniu na ekran powiększonego obrazu zdjęcia, ryciny, także tekstu, bezpośrednio z książki, w której się znajduje, bądź z kartki, na której jest prezentowany. Rzutowany obraz zachowuje i odwzorowuje szczegóły i barwy prezentowanego zdjęcia, rysunku czy diagramu. Jako Koronny dowód w sprawie pokazana jest stara rycina przedstawiająca bliźniaczy obiekt, wraz z tłumaczeniem tekstu będącego opisem urządzenia. Rycina wraz z tekstem, znalezione w starej, poniemieckiej księdze dowodzą dobitnie, czym jest i jakie jest przeznaczenie prezentowanego eksponatu. Podczas wystąpienia autor podejmie próbę uruchomienia owego historycznego episkopu i rzutowania obrazu na równie historyczny przenośny ekran.
16. Projekcyjna gra w kolory
Waldemar Berej
Instytut Fizyki Umcs
Jako podsumowanie moich wystąpień w Toruniu i we Wrocławiu przedstawię szereg doświadczeń z elementami optycznymi, które znajdują się w projektorze wykorzystującym matryce ciekłokrystaliczne. Ze względu na charakter tych doświadczeń ich wyniki zostaną pokazane na fotografiach.
17. Poruszanie się ciał fizycznych po równi
Martyna Jakubowska, Leszek Pawlicki
Politechnika Warszawska Wydział Fizyki
W ramach pokazu zaprezentujemy wpływ budowy brył oraz tarcia i innych oporów na ruch ciał po równi. Dodatkowo zaprezentujemy hamulec Bernouliego. A wszystko to na zbudowanej przez nas równi powietrznej.
18. Heron z Aleksandrii i jego wynalazki
Martyna Jakubowska, Leszek Pawlicki
Politechnika Warszawska Wydział Fizyki
Heron z Aleksandrii, był greckim uczonym, żyjącym na początku naszej ery. Najbardziej znany jest z wzoru pozwalającego obliczyć pole trójkąta, ale zajmował się on nie tylko matematyką, był także fizykiem, konstruktorem i wynalazcą. Jego projekty do dziś zadziwiają pomysłowością i umiejętnością zastosowania praw fizyki. Podczas prezentacji opowiem o Heronie z Aleksandrii, przedstawię schematy kilku jego projektów a także zaprezentują własne urządzenia zbudowane na podstawie tych projektów.
19. Eksperymenty z domową pompą próżniową
Anna Hajdusianek
Politechnika Wrocławska
Zabawy z obniżonym ciśnieniem są zwykle bardzo pożądanymi eksperymentami w szkole czy wśród domowych pasjonatów eksperymentów z fizyki. Jednak nie w każdej szkole czy domu znajduje się pompa próżniowa, często jej brak związany jest z wysoką ceną zakupu. Zastąpienie prawdziwej pompy próżniowej będzie zdecydowanie osiągnięciem trudnym do realizacji, jednak sporządzenie zabawki obniżającej ciśnienie oraz przeprowadzenie przy jej pomocy wybranych eksperymentów z fizyki jest możliwe i łatwe w realizacji. Do wykonania pompy potrzebne są tanie ogólnodostępne materiały, a wykonanie pompy przez dzieci podczas lekcji pozwoli im nie tylko zrozumieć zjawiska fizyczne towarzyszące obniżonemu ciśnieniu ale rozwinie także umiejętności manualne i konstruktorskie.
20. Równia pochyła
dr Katarzyna Książek, Instytut Fizyki Uniwersytetu Opolski
dr Ireneusz Książek, Instytut Fizyki Uniwersytetu Opolski
inż. Anna Szrom, Koło Naukowe Fizyków, Instytut Fizyki Uniwersytetu Opolskiego
inż. Dawid Mazur, Koło Naukowe Fizyków, Instytut Fizyki Uniwersytetu Opolskiego
Piotr Książek, Akademia Górniczo Hutnicza w Krakowie
Obecne nauczanie fizyki przypomina doświadczalne poznawanie zjawisk przyrodniczych małego dziecka. Bez wystarczającego aparatu matematycznego i znajomości zależności funkcji prowadzenie zajęć z kinematyki wymaga dużej kreatywności. Podstawą nauczania fizyki jest doświadczenie. Na postawie wyznaczonego wykresu można scharakteryzować zależność drogi od czasu. Nasza propozycja to własnego projektu tor do rejestracji czasu podczas ruchu odbywającego się na równi pochyłe za niecałe 200 zł. Wykorzystujemy arduino, kontaktrony, magnes i diody. Arduino – 60-120 zł, Elementy elektroniczne - ok 30 zł, Listwa instalacyjna – 30 zł, Całość od 120 zł- 180 zł, Samochodzik – ok 7 zł.
21. Jak rozpoznać meteoryt
mgr Marlena Błachucka, Szkoła Podstawowa im. księcia Józefa Poniatowskiego w Bolechowicach
dr Katarzyna Książek, Publiczna Katolicka Szkoła Podstawowa Stowarzyszenia Przyjaciół Szkół Katolickich im. Świętej Rity w Opolu
Aleksander Książek, Publiczne Liceum Ogólnokształcących nr II w Opolu – Wirtualna Akademia Astronomii
Meteoryty są materiałami z innego „Świata”, które zachwycają swoim pochodzeniem i możliwością otrzymania informacji z miejsc, do których obecnie nie możemy dotrzeć. Codziennie kawałek z Kosmosu spada na naszą Ziemię, „wystarczy” go znaleźć. Jednym z parametrów jest gęstość meteorytu, którą można wyznaczyć metodą Archimedesa. Dla ułatwienia opracowano aplikację, która pozwala na wstępne wytypowanie kandydata na meteoryt http://festiwal.uni.opole.pl/gestosc-meteorytu/, szczególnie przydatne dla klas młodszych. Można również wyznaczyć własności magnetyczne czy opisać wygląd. Proponujemy warsztaty na zajęcia badawcze z uczniami metodą projektu.
22. Brachistochrona i jej własności.
Mateusz Wolniewicz
Uniwersytet Warszawski
Podczas wystąpienia zaprezentowany zostanie układ doświadczalny zbudowany w Pracowni Pokazów Wykładowych wydziału Fizyki UW. Zestaw pokazowy składa się z trzech torów: dwóch brachistochron i jednej równi pochyłej, po których może poruszać się kulka. Całość służy pokazaniu cech brachistochrony jako drogi najszybszego spadku pomiędzy dwoma punktami w polu grawitacyjnym, oraz niezależności czasu spadku po tej krzywej od punktu początkowego. Dodatkowy tor będący równią pochyłą służy porównaniu ruchu ciała po prostej oraz brachistochronie w zależności od prędkości początkowej ciała. W szczególności wykazać można, że powyżej pewnej prędkości granicznej ciało poruszające się między dwoma zadanymi punktami pokonuje drogę miedzy nimi szybciej po prostej, niż po brachistochronie.