Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK w Toruniu


Start
Wprowadzenie

Doświadczenie Witelona

Rynna Galileusza

Doświadczenia z elektrostatyki

Doświadczenia Volty i Galvaniego
Pryzmat wodny Goethego
Wahadło Foucault’a



 Strona UMK  Strona Wydziału  Strona Instytutu  PDF  Uniwersytet A-Z    



Poczta
Jak eksperymentowano dawniej?



Doświadczenia z elektrostatyki


Występują: Narrator (N), Otto von Guericke (OG), Martin van Marum (MM), Katarzyna von Musschenbok (KM)

N: W XVII wieku ludzie zastanawiali się jak przyciągają się ciała niebieskie – planety, ich księżyce i Słońce? Jednym z nich był burmistrz Magdeburga Otto von Guericke. Szanowny Panie, czy zechciałby Pan przedstawić nam i opisać swoją machinę?

OG: Moi drodzy kiedy weźmiemy kule siarkową i potrzemy ją ręką, możemy zaobserwować jak przyciąga ona skrawki papieru. Jednak ciała niebieskie obracają się, więc umieściłem swoją kulę na specjalnym pręcie, aby było wygodniej ją obracać. Aby efekt był większy pocieram kulę nie ręką, ale kocią skórką – ona nadaje się do tego najlepiej. Popatrzcie co się dzieje!
   
Pokaz z kulą siarkową

Zobacz: Film1Film2

N: Guericke nie znał jeszcze pojęcia – elektryczność. Ale to właśnie jego przyrząd umożliwiał obserwacje pierwszych eksperymentów z elektrycznością. To właśnie machina mistrza wytyczyła drogę do zbudowania później pierwszych maszyn elektrostatycznych. Najpierw kule siarkową zastąpiono kulą szklaną, a następnie wprowadzono koło zamachowe obracane dla wygody korbą. W XIX wieku kule zastąpiono tarczą  i wiedząc już, że jest to zjawisko elektryzowania, zbierano ładunek na miedzianej kuli. Witamy właśnie jednego z twórców takiej maszyny, Pana dyrektora Muzeum Historii Naturalnej w Kopenhadze, wybitnego fizyka i chemika Martina von Maruma.

Pokaz historycznej maszyny elektrostatycznej
 
Zobacz: Film

MM: Dzień dobry Państwu. Chciałbym przedstawić swój wynalazek – tę oto maszynę elektrostatyczną. Popatrzcie, kręcąc korbą elektryzuję szklana tarczę przez pocieranie – demonstruje działanie – dzięki tym igłom, wytworzony ładunek przepływa do miedzianej kuli, im więcej kręcę, tym większy ładunek gromadzi się na kuli – dotyka palcem kuli następuje wyładowanie, prosi kilku uczestników pokazu o spróbowanie.

N: Uwaga: Doświadczenia z elektrostatyką mogą być niebezpieczne dla niektórych ludzi np. chorych na serce.

N: W wieku XVIII „na salonach Europy” pokazy elektryzowania były bardzo popularne. Ta nowa rozrywka arystokracji, dzięki wymyślaniu coraz to efektowniejszych i bardziej skomplikowanych eksperymentów, z czasem przerodziła się w naukę. Bardzo popularne w użyciu były wynalezione w Lejdzie zbiorniki elektryczności - butelki lejdejskie. Jak głosi legenda, do wynalazku butelki lejdejskiej przyczyniła się podobno żona holenderskiego fizyka Petera von Musschenboka – Catherine (Katarzyna) – kiedy zbierała do butelek kapiącą z odsączanych serów serwatkę – zauważyła wówczas, że przy dotknięciu napełnionej już butelki czasami przeskakuje iskra!

Pokazujemy i prezentujemy różne typy butelek lejdejskich
 
Zobacz: Film1Film2

N: Pani Katarzyno czy zechce nam Pani zademonstrować wasz rodzinny wynalazek, udoskonalony później przez Noletta i Kleista?

KM: Ależ oczywiście! Aby zgromadzić więcej ładunku, użyję najpierw butelki wypełnionej wodą, a następnie takiej z opiłkami mosiądzu. Żeby sprawdzić jak wiele ładunku zgromadziło się w butelce, sprawdzę to własnym palcem.

Pokaz elektryzowania i głośny krzyk w momencie użycia butelki z opiłkami

KM: A może ktoś z Was jest na tyle odważny żeby to sprawdzić osobiście?

KM: Teraz spróbujemy zrobić coś naprawdę niebezpiecznego. Spróbujemy zapalić specjalny płyn za pomocą iskry elektrycznej. Czy mogę prosić Pana dyrektora o pomoc?

MM: Ależ oczywiście. Szanowni Państwo – potrzebujemy niezwykle odważnego ochotnika.
Proszę trzymać łyżeczkę w dłoni, a Pani Katarzyna naładuje swoją butelkę.

Przygotowanie do pokazu z podpalaniem eteru

MM: Teraz spróbujemy podpalić tą ciecz na łyżeczce – jest to bardzo trudne. Czasami trzeba wykonać wiele prób, trzeba to robić bardzo ostrożnie. Uwaga, w tej butelce jest bardzo duży ładunek elektryczny!

Zapalenie eteru
 
Zobacz: Film1Film2

N: Przez wiele lat zastanawiano się czy można „zobaczyć ładunki elektryczne”? Stało się to możliwe dzięki Georgowi Lichtenbergowi, który w 1777 roku skonstruował elektrofor i wykorzystał go do otrzymania pięknych obrazów pól elektrycznych wytworzonych przez ładunki elektryczne zwane dzisiaj „figurami Lichtenberga”.

Pokaz doświadczenie Lichtenberga z iglicą
 
Zobacz: Film1Film2

N: Takie elektrofory, chociaż wykonane z innych materiałów – plastiku i aluminium – wykorzystuje się do dzisiaj w szkołach w czasie wykonywania podczas lekcji doświadczeń z elektrostatyki. Jednak to dzięki doświadczeniom Lichtenberga wiemy dzisiaj, że istnieją dwa rodzaje ładunków – nazwane przez niego „dodatnim” i „ujemnym”.
Pamiętajmy więc o tych wielkich uczonych, którzy kilkaset lat temu jako pierwsi badali zjawiska elektryczne, dzięki czemu dziś możemy korzystać np. z komputerów, telewizorów i telefonów komórkowych…