Cikháj – fyzikální soustředění studentů středních škol

Jana Jurmanová

Příspěvek podá základní informace o každoročním fyzikálním soustředění studentů středních škol, o jeho historii, o obsahu minulých ročníků, a také o průběhu připravovaného letošního ročníku (téma: Fyzika v počítači). Sdělení bude doplněno obrazovým materiálem z minulých soustředění a experimentálními ukázkami (pokusy s mikrovlnnou troubou).

Poznámka editora: V tomto souhrnném sborníku je publikována pouze druhá část uvedeného příspěvku, zabývající se pokusy s mikrovlnnou troubou.

Podrobnosti o chystaném i o předchozích soustředěních lze najít na stránkách http://www.physics.muni.cz/kof/cikhaj.shtml.

Experimenty s mikrovlnnou troubou

Pokusy s mikrovlnnou troubou jsou oblíbeným zpestřením cikhájských experimentálních bloků. Důvodem oblíbenosti je možná i to, že mikrovlnná trouba a příslušenství k ní zabírá poměrně málo místa v kufru dopravních prostředků, a přitom je experimentální nabídka bohatší než jídelní lístek v přepychové restauraci.

Při práci s mikrovlnnou troubou je velmi vhodné zachovávat alespoň některá bezpečnostní pravidla. Především nikdy nezapínejte mikrovlnku prázdnou, došlo by k jejímu zničení (experimentálně nejméně jednou ověřeno). Uvědomte si, že mikrovlnná trouba je konstruována tak, že se předpokládá pohlcení velké části vyzářené energie potravinami vloženými do mikrovlnky. Proto v případě, že vkládáte do mikrovlnky předmět, u kterého předpokládáte pouze malou absorpci energie, přidejte kádinku naplněnou vodou. Případně můžete zapnout mikrovlnku pouze na velmi krátký čas (několik sekund) a očekávat výsledek s rukou na časovači. Je vhodné upřednostnit mikrovlnku spíše většího vnitřního objemu a s minimem volitelných funkcí (stačí regulace výkonu a časovač, gril a programové volby způsobu ohřevu se při fyzikálních experimentech opravdu neuplatní). Není nutné zdůrazňovat, že mikrovlnka, v níž budou provedeny následující experimenty, by již neměla sloužit k ohřevu jídla, které opravdu chcete jíst.

Nejoblíbenější experimenty s mikrovlnnou troubou:

Do mikrovlnky nikdy nevkládejte kovové předměty!

Tuto větu můžete číst v každém návodu k mikrovlnné troubě. Fyzik však čte návody k obsluze až v okamžiku, kdy už si opravdu neví rady. Proto klidně vloží do mikrovlnky hliníkový kroužek (a protože není přece jen takový hazardér, přidá kádinku s vodou). Po krátkém ohřevu je kroužek ku podivu studený. Zkuste jej však nahradit tenoučkým měděným drátkem stočeným do kruhu…

MW vypalovačka

CD lze vypalovat nejen v CD mechanice. Velmi krátkou expozicí v mikrovlnné troubě vzniknou na disku propálené stopy odpovídajícím kmitnám stojatého vlnění vytvořeného ve vnitřním prostoru mikrovlnky. Doporučujeme vyjmout z mikrovlnky talíř zajišťující otáčení vložených předmětů a přidat kádinku s vodou.

Mléko či voda před explozí

V mikrovlnné troubě lze dosáhnout přehřátého stavu vody či mléka. Při tomto způsobu ohřevu totiž nedochází k promíchávání tekutiny (což zjistíte, pokud si v mikrovlnce cca 1 minutu přihřejete mléko – první doušek je vlažný, mléko ze spodnějších vrstev zůstává chladné). Přehřátá voda začíná vařit až kolem kondenzačního centra, které vytvoříme vložením ostrého hrotu dovnitř kapaliny.

Střelba jako o manévrech

Tento efekt je znám každému, kdo připravuje v mikrovlnné troubě popcorn. Kukuřice se ohřívá zevnitř a vzniklá vodní pára protrhává s výrazným akustickým efektem slupku zrnka. Podobně se zachová i fazole, čočka, nepropíchané párky a pro milovníky dělostřelby lze použít i malé jedlé kaštany. Kokosový ořech a la Clever (http://www.nova.cz/tvarchiv/?238d=16.06.2007&238m=p&238p=CLEVER&238v=96830 – otázka: Co nejrychleji otevře kokosový ořech?) je přece jen příliš riskantní.

Telefonát do mikrovlnky?

Je možné se dovolat na mobil, ležící v (nezapnuté) mikrovlnce?

Žárovka s prasklým vláknem? Nevyhazovat, vše se může hodit!

Mikrovlnná trouba je ideální zařízení pro využití žárovek, jimž prasklo vlákno anebo jsou zakončeny nestandardní paticí, k níž už dávno nemáte objímku. Čím větší žárovka, tím větší efekt v publiku. Elektromagnetické pole v mikrovlnné troubě má dostatečnou intenzitu na to, aby ionizovalo plyn, kterým jsou plněny všechny novější žárovky s výkonem nad 25 W. Analýza výboje může zkušenému optikovi prozradit, o jaký plyn se jedná.

Úsporná zářivka s úsporou vodičů

Stejný experiment můžeme provést i s úspornou zářivkou či s doutnavkou. Efekt je vysvětlitelný stejně, pouze je jinak zabarven.

Slunce nejen v duši

Baňku postavíme dovnitř mikrovlnky a vložíme do ní „střapeček” upletený z tenkých měděných drátků. Vzniklá koule plazmy se udrží po několik sekund.

Happy Birthday aneb plazmová koule podle Cleveru

Tentokrát vložíme do mikrovlnky kádinku s vodou a několik hořících špejlí či prskavek – viz http://www.nova.cz/tvarchiv/?238p=CLEVER ze dne 27.4.2007, otázka: Co vznikne z hořícího párátka a vody v mikrovlnce?

Ztěžklá drátěnka podle Cleveru

Střapatá drátěnka vložená do mikrovlnné trouby je též experiment přejatý (http://www.nova.cz/tvarchiv/?238p=CLEVER ze dne 27.4.2007, otázka: Co se stane s ocelovou drátěnkou v mikrovlnné troubě?). Vážení na citlivých laboratorních vahách prokáže těžko uvěřitelný výsledek experimentu.