Kun jääkaapista tulee laboratorio: Jousilla ja magneeteilla piirtyvä seisovien aaltojen kiehtova maailma
Olen fysiikan valmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.
Kitaristin loihtimat kauniit sävelet konserttilavalla tai suihkussa kauniisti resonoiva laulu – kaikkien näiden ilmiöiden takana piilee näkymätön maailma täynnä aaltoja. Eikö olisikin jännittävää, jos voisit luoda omissa käsissäsi ihmeellisen maailman, jossa nämä aallot näyttävät pysähtyvän paikoilleen? Tänään esittelen fysiikan tunneilta tutun kestosuosikin eli seisovan aallon havainnollistamisen. Tämän niksin avulla voit kokeilla sitä helposti kotona, aivan yksin.
Aaltojen taidetta opetusjousella
Oletko koskaan kuullut fysiikan opetukseen tarkoitetusta pitkästä kierrejousesta? Se on fysiikan opettajille korvaamaton työkalu, sillä sen avulla kielen värähtelyn synnyttämät seisovat aallot voidaan visualisoida niin selkeästi, että se tuntuu melkein hidastuskuvalta. Yleensä tämä koe vaatii kaksi ihmistä: toinen pitelee jousen päätä tiukasti paikallaan ja opettaja heiluttaa toista päätä. Oppitunneilla oppilaat auttavat minua mielellään, mutta entä jos haluaisit kokeilla tätä kotona? Ilman kaveria se on ollut tähän asti hankalaa.
Tiederesepti soololeikkeihin kotona
Kotona ei yleensä ole erikoisjousia, ja toisen pään kiinnittäminen yksin voi olla haastavaa. Siksi haluan jakaa kollegani, opettaja O:n, opettaman nerokkaan niksin, jolla voit kokeilla tätä kotonasi täysin itsenäisesti. Suuret kiitokset opettaja O:lle tästä loistavasta ideasta!
Tiederesepti: Näin se onnistuu
Tarvikkeet:
Pitkä jousi (löytyy hyvin varustelluista rautakaupoista tai harrasteliikkeistä), magneettipidike/klipsi.
Jos sopivaa jousta ei löydy, voit käyttää myös tavallista mustekalaa tai kuormahihnan kumia, joita saa melkein mistä tahansa rautakaupasta.
Vaiheet:
① Kiinnitä magneettipidike jousen toiseen päähän.
② Napsauta magneetti kiinni jääkaapin oveen tai muuhun metallipintaan.
Tämä magneettikiinnitys on koko homman ydin! Se pitää jousen tukevasti paikallaan vahingoittamatta sitä ja toimii melkein missä vain. Se on yksinkertaisuudessaan suorastaan nerokas oivallus!
③ Ota kiinni jousen toisesta päästä ja ala heiluttaa sitä rytmikkäästi.
Heilutusnopeus muuttaa kaiken! Hämmästyttävä seisova aalto
Kun alat heiluttaa jousta, silmiesi eteen ilmestyy kaunis seisova aalto. Seisova aalto on kiehtova ilmiö, jossa etenevä aalto ja takaisin heijastuva aalto kohtaavat ja yhdistyvät niin, että aalto näyttää vain värähtelevän paikallaan liikkumatta eteenpäin. Kun heilutat hitaasti, syntyy yksi suuri kaari eli perustaajuus. Kun lisäät hieman nopeutta, keskelle ilmestyy paikallaan pysyvä kohta eli solmu – tämä on toinen ylävärähtely. Vielä nopeammin heiluttamalla saat aikaan kolmannen ylävärähtelyn ja niin edelleen.
Perustaajuus
Toinen ylävärähtely
Aaltokuviot vaihtuvat sitä mukaa, kun muutat kätesi värähtelynopeutta (taajuutta). Se tuntuu melkein siltä kuin soittaisit jotakin soitinta!
Pienillä nikseillä fysiikka muuttuu läheiseksi ja konkreettiseksi. Mielestäni tieteen hienous on juuri siinä, että voimme koskettaa luonnonlakeja käyttämällä arkisia esineitä ilman valtavia laitteistoja. Sivuhuomautuksena mainittakoon, että eräs lapsi opetti minulle, että tämä jousi tekee todella hauskoja liikkeitä, kun sen antaa ”kävellä” alas portaita. Katso video kokeilusta täältä:
Tiedätkö sinä muita hauskoja kokeita, joissa hyödynnetään aaltoja? Jos sinulla on hyviä ideoita, kerro niistä minulle!
Yhteydenotot ja tiedustelut
Tieteen ihmeet ja hauskuus kuuluvat kaikille! Kerään tänne helposti ymmärrettäviä ja hauskoja tiedekokeita, joita voit kokeilla kotona. Tutustu ja löydä omat suosikkisi!
Tiedemuistiinpanoistani on koottu kirja. Lue lisää täältä.
Lisätietoa minusta (Ken Kuwako) löydät täältä.
Yhteydenotot (kirjoituspyynnöt, luennot, tiedetyöpajat, TV-konsultointi jne.) täältä. – Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
