PDF-fil

Fysikshow i kursen Fysik för poeter 20 maj 2013
med Carl-Olof Fägerlind
cfl@lidingo.se
0 Experiment Område
1 UV-spektrum Kvantfysik
2 Fission med tändstickor Kvantfysik
3 Bandgeneratorn Ellära
4 Spetsurladdning Ellära
5 Sätt fast en ballong på väggen Ellära
6 Stark ektromagnet Ellära
7 Swing it Magistern Ellära
8 Skruvmotorn Ellära
9 Kul med kulor Mekanik
10 Fallande magnet Ellära
11 Prandtls pall Mekanik
12 Lucinda Ruh Mekanik
13 Air ballon on Liquid Nitrogen Termodynamik
14 78-varvaren Vågrörelselära
15 Flöjt med fågelläte Vågrörelselära
16 Sugrörsflöjt Mekanik
17 Tomtebloss Mekanik
18 Tyngdlöshet Mekanik
19 Ballong och låga Termodynamik
20 Boiling by Cooling. Termodynamik
21 Convection Chimney Termodynamik
22 Drinking Duck Termodynamik
23 Drinking Duck med huv Termodynamik
24 Christiansen-effekten Vågrörelselära
25 Näsflöjt Vågrörelselära
26 Vissla Vågrörelselära
27 Applåder Vågrörelselära
28 Rijkes rör Vågrörelselära
29 Kväveraket Termodynamik
30 Tändsticksasken Mekanik
31 Ryck bort duken Mekanik
32 Centre the Cork Mekanik
33 Ångbildningsvärme Termodynamik
34 Carl-Olofs ljushållare Vågrörelselära
1 UV-spektrum
Från en kvicksilverlampa låter vi ljustrålarna gå via ett prisma. Då bryts strålarna, som vi ser.
Olika våglängder det vill säga olika färger bryts olika mycket. Blått ljus har kortare våglängd
än rött ljus och bryts mest. UV-strålar finns med, men dessa kan vi inte se. De har för kort
1

våglängd. Men om vi sätter ditt ett vitt papper så kan vi se UV, ty det fluorescerar. Atomer
absorberar UV-ljuset och sänder tillbaka det med längre våglängd, så att vi kan se det.
2. Fission med tändstickor.
Du har två små brädor. I dessa finns borrade hål med 12 mm avstånd. Fyll alla dessa med
tändstickor. Tänd en av dessa tändstickor. Den brinner då ensam. Sätt ihop dessa två brädor så
att avståndet mellan plånen blir 6 mm. Nu sprider sig elden som en explosion.
3. Bandgeneratorn
+ + + + +
A
2
Kam men ä r jord ad
I bandgeneratorn så är det ett band, som går runt. Nederst finns en metallkam, som nuddar vid
bandet och överst finns också en kam som nuddar emot bandet. Den nedre kammen är jordad
och den övre är kopplad till kupan. Då bandet snurrar, så fastnar elektroner från den övre
kammen på bandet. Dessa elektroner fastnar sedan på den nedre kammen och går till jorden.
På så sätt så blir den övre huvan positiv. Den kan få spänningen 100 000 V. Detta är inget
farligt ty energin är mycket liten. Strömmen som levereras är minimal. Om man tar en
metallstång så kan man lätt ta emot gnistor.
Om jag tar på mig en huva med silkespapper och ställer mig på en pall så blir jag positivt
laddad. Alla silkespappersbitar blir också positivt laddade. Därför stöter de bort varandra. Det
ser lustigt ut.
4. Spetsurladdning
Jag tar en metalltråd som är spetsig i båda ändar och böjd enligt figuren.
Jag sätter den på huvudet och den kan snurra lätt. Jag och
metalltråden är positivt laddade. Vid spetsen så rycks det loss elektroner från luftmolekylerna.
Då blir luftmolekylerna positiva och stöter bort metalltråden så att den snurrar åt det hållet.
5. Sätt fast en ballong på väggen
Ta en oladdad ballong och gnid den mot väggen. Då lossnar elektroner från atomerna i
väggen och fastnar på ballongens atomer. Samma sak som experimentet ovan. Ballongen blir
negativ och väggen blir positiv. Väggen och ballongen dras till varandra och den hänger kvar.

6. Stark elektromagnet
Jag har en bra elektromagnet, som består av en järnkärna och 200 varv koppartråd. När det
går ström, så bildas magnetism. Magnetfältet gör att järnbitarna sitter ihop med stor kraft.
7. Swing it Magistern
Lägg en tunn aluminiumfolieremsa över en stavmagnet. Kör växelström från en
funktionsgenerator genom denna med frekvensen ≈ 1 Hz. Du kan ha på rockmusik, ty den
musiken har just den frekvensen.
Du kan byta stavmagneten mot hästskomagneter. Då får du en annan effekt.
När det går ström genom ett magnetfält, så bildas det krafter. Men ser hur det svänger fram
och tillbaka på ett lustigt sätt.
8. Skruvmotorn
En magnet sitter på en skruv, så att skruven kan hänga i ett batteri. En koppartråd leds från
batteriets minuspol till magneten som är i kontakt med pluspolen. En ström går in i magneten.
Då bildas en kraft, så att det snurrar. Se figuren.
3

9. Kul med kulor
Kloss
I vissa leksaksaffärer kan du köpa två kulor, som ser lika dana ut och är lika tunga. Den
ena är en studsboll men den andra studsar inte alls. Ställ i ordning som figuren visar. Ställ den
tunna brädan så att studskulan precis välter den vid krocken. Den andra kulan kommer då inte
att välta brädan. Dvs. Kulan som studsar välter brädan. Kulan utan studs välter ej brädan.
För att stanna en kula så behövs en kraft. För att skjuta iväg kulan behövs samma kraft. Kulan
som studsar åstadkommer två krafter eftersom den både stannar och far iväg. Kulan som
endast stannar kräver bara en kraft.
10. Fallande magnet
Låt en stark magnet falla i ett kopparrör. Magneten faller långsamt. Koppar är inte magnetisk,
men det induceras strömmar i röret. Dessa strömmar har också ett magnetfält som är motriktat
magnetens magnetfält. Då blir det nordända mot nordända eller sydända mot sydända och det
bromsar fallet.
11. Prandtls pall.
Om jag snurrar med två kg i utsträckta händer. Då har ju två-kilosvikterna en viss fart. Samma
fart vill de ha när ja drar dom till magen. Då måste jag få en snabbare rotation. Du kan pröva
att göra det i en skrivbordsstol.
12. Lucinda Ruh.
Hon gör samma sak som jag gjorde i försök 11. Hon finns med i Guinness rekordbok för att
snurra fortast och längst.
13. Air Ballon On Liquid Nitrogen
En ballong blåses upp och läggs i flytande kväve. Luften i ballongen kyls så att den blir
flytande. Volymen sjunker då nästan till 0 m
4
3 . Ballongen krymper ihop totalt. När jag tar upp
den återgår den till sitt första utseende.
Tunn bräda

14. 78-varvsgramofonen.
En nål sätts i ett spår på 78-varvsplattan. Spåret svänger fram och tillbaka. Nålens vibrationer
ger musik. Denna svängning förstärks i lådan. Det blir resonans och vi hör musik.
15. Flöjt med fågelläte
Fyll flöjten med lite vatten. Då tonen skapas,
så ändras vatten nivån. Ena ögonblicket är
luftvolymen liten, nästa ögonblick är den
ännu mindre. Vi få olika toner.
16. Sugrörsflöjt.
Om du tar ett sugrör och klipper det som figuren visar. Därefter tuggar du med kindtänderna
där du har klippt. Nu kan du blåsa och få en ton.
I sugröret skapas en ton som har en våglängd. En lag säger ljudfarten = tonhöjd . våglängd.
Om du klipper av sugröret, så blir våglängden mindre. Då måste tonhöjden bli större för att
farten är konstant. Vi får en högre eller ljusare ton.
17. Tomtebloss
Ta ett tomtebloss och sätt det i en borrmaskin. Böj det åt sidan 90°. Tänd det och snurra
sedan.
Som du ser gäller Newtons första lag. Gnistorna går rakt fram.
5

18. Tyngdlöshet.
Hur ser leksaken kalle ut när jag släpper den?
När du faller fritt så är du viktlös. Inga krafter verkar. Så det första är att den drar ihop sig
helt.
19. Ballong och låga
Fyll en ballong med vatten och håll den över lågan till ett ljus. Ballongen tål 200 o .
Ljusets temperatur är 1 600 o värme, men ballongen får högst temperaturen 100 o för vatten
kokar vid den temperaturen. Därför håller ballongen.
20. Boiling by Cooling.
Vatten kokar vid 100 o C vid normalt lufttryck. Det kokar vid 60 o C på ett högt berg där trycket
är lägre. Där kan du inte koka ägg.
Rundkolven innehåller lite vatten. Det får koka en minut, så att kolven är full med vattenånga
och all luft har försvunnit. Korken sitter löst ovanpå. Därefter sätts korken fast och
rundkolven vänds. Kolven innehåller lite vatten och resten vattenånga. Då denna kyls av is, så
kondenserar vattenångan till vatten. Trycket sjunker mycket, vilket innebär att det börjar
koka.
6

21. Convection Chimney
Då röret sätts över lågan så slocknar den. När lågan brinner så bildas koldioxid och vatten av
luftens syre. Koldioxiden släcker lågan. Då pappskivan stoppas i så brinner ljuset. Man ser att
det fladdrar. Det tyder på att vi har konvektion. Luften stiger på ena sidan och sjunker ned på
den andra sidan. Luften kommer då i konvektion, så att koldioxid går upp och ny luft kommer
ned.
22. Drinking Duck
När du väter huvudet på Drinking Duck, så avdunstar vattnet där. Då vatten avdunstar krävs
det värme. Värmen tas från huvudet. Temperaturen innanför huvudet sjunker. Då sjunker
också trycket. Därför stiger vätskan. Efter ett tag så blir den för tung i huvudet och tippar. Nu
försvinner undertrycket eftersom det blir öppet i botten. Se figuren. Då rinner vätskan tillbaka
så att den reser sig igen. Nu har den ju doppat huvudet i vattnet, så huvudet kan fortsätta att
avdunsta. Detta fortsätter.
23. Drinking Duck med huv
När man sätter en huv över Drinking Duck så nyktrar
han till. Det beror på att luften i huven blir mättad på
fukt, vilket innebär att vattnet på huvudet slutar att
avdunsta. Då upphör fenomenent-
7

24. Christiansen-effekten
Ett glasrör förs ned i glycerol. Denna vätska har brytningsindex 1,465. Det är samma
brytningsindex som vätskan har. Nu ser man inte glasröret, ty strålarna bryts ej.
25. Näsflöjt
På sajten
http://www.snor.nu/ kan du få en näsflöjt.
Man blåser med näsan och håller minnen över en öppning. Nu hörs en ton. Man kan ändra
tonhöjden genom att flytta tungan. Tonen bildas inne i munnen, så när vi drar upp tungan, så
blir vågländen liten och tonhöjden hög. Och tvärt om.
En lag säger ljudfarten = tonhöjd . våglängd. Om du minskar vågländen, så måste tonhöjden
bli större för att farten är konstant. Vi får en högre eller ljusare ton.
26. Vissla
När du visslar så bildas tonen i munnen. Så vi ändrar tonhöjden på samma sätt som i försöket
ovan.
27. Applåder
Låt flickorna applådera och låt pojkarna göra samma sak efteråt. Du hör två olika toner.
Flickornas ton är högre än pojkarnas, ty deras händer är mindre. De skapar en ton med kortare
våglängd och då blir tonhöjden högre enligt ovan.
27. Rijkes rör
Nät
Gasolbrännare
Ta ett ventilrör från ett byggvaruhus och tänd en gasollåga i änden. Sätt in först ett finmaskigt
nät som glöder av brännaren. Då du tar röret från brännaren hörs en dov ton. Den hörs så
länge nätet glöder och lite till. Luften stiger på grund av att nätet glöder. Då kommer luften i
svängning och ger en ton. Jag har två rör. Det ena är dubbelt så långt. Det långa röret ger en
lägre ton, ty den har längre våglängd. (ljudfarten = tonhöjd . våglängd)
29. Kväveraket
Jag fyller en dl flytande kväve i en liten PETflaska och trycker på en kork hårt. Så vänder jag
flaskan upp och ned i en papphållare. Flytande kväve kokar ju i petflaskan och blir vanlig
kvävegas. Då höj trycket i flaskan. När trycket är tillräckligt stort, så far korken iväg.
8

Kvävegasen far iväg med stor fart nedåt – då måste flaskan fara åt motsatt håll. Newtons
tredje lag talar om kraft och motkraft. På gasen blir det en kraft nedåt – då måste det bli en
kraft uppåt på flaskan.
30. Tändsticksasken
Som du ser på bilden så har tändsticksasken samma bild på båda
sidor, så att man kan vända den utan att det märks. Om du
skannar bilden, så går det sedan att klistra den på baksidan.
Gör som på bilden, lyft tändsticksasken och ställ den på detta sätt. Sen kan du
be en vän att göra detsamma. Fast då vänder du på asken utan att det märks.
Då är det omöjligt.
Förklaringen ligger i att lådan gör att tyngdpunkten ligger lägre när lådan är
rätt vänd och ligger högre när lådan är vänd.
Asken är tom med tändstickor. Se på lådan ovan. Jag har satt ett kryss vid
tyngdpunkten. Om lådan är felvänd och lyfts upp med fingret enligt ovan, så
kanske du anar att den tippar över. Den välter.
31. Rycka bort duken
Lägg en blank duk på ett bord. Duka med fyra tallrikar, fyra bestick och fyra glas. Det är en
fördel om sakerna är tunga.
Ryck fort undan duken. Nu skall allting stå kvar på bordet.
Tallrikarna och besticken är i vila och vill vara i vila – Newtons första lag.
32. Centre the Cork
Lägg en korkbit i centrum av ett glas med vatten. Detta är omöjligt. Korken rör sig hela
tiden till kanten.
Om du fyller glaset till kanten så att det blir råge.
9
x

Då lägger sig korken i centrum.
Förklaring:
Korken har är lättare än vatten och korken vill därför vara så högt som möjligt. Vattnet
drar sig mot jorden – korken åker uppåt.
A B
Korkarna ligger ganska stilla i både A och B. Men A rör sig mot B.
33. Ångbildningsvärme
Ta en termometer och mät rumstemperaturen. Doppa den snabbt i lite vatten och vifta med
den. Temperaturen sjunker från rumstemperaturen 20 grader till cirka 16 grader.
Det beror på att när vatten avdustar så krävs det värme. Värmen tas från termometern så att
den kallnar.
34. Carl-Olofs ljushållare
Fräst sitter ett spionglas som både reflekterar
och släpper igenom ljuset. Längst bak sitter
en spegel. Detta ger väldigt många
spegelbilder. Årets julklapp 210 kr på
alega.se
10