F iz ik a i kisérletek.*

This work is licensed under a Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0)

F iz ik a i kisérletek.* Kísérletek szappanbuborékkal.

Czélunk elérésére szükségünk van jó szappanoldatra, a melyet következőleg készítünk: 5 gr. velenczei szappant (minden gyógyszertárban kapható) finom forgácsokra vágva 100 gr. desztillált meleg vízben oldunk fel; azután pléhkanálba porrá tört czukrot téve, bar nára (nem feketére) pörköljük és ebből ismét 100 gr. desztillált hideg vízben annyit oldunk fel, a mennyit az épen fel bír oldani. E két folyadékot hidegen összekevervén, megkapjuk a kivánt szappanoldatot. A keverék tiszta és na gyon hasonlít az úgynevezett márcziusi sörhöz s legjobb is akkor, ha ilyen színe van. A folyadék tisztájának két- vagy háromszori leöntése után jó l bedugott palaczkban eltehető. Egyike ez a leg jobb szappanoldatoknak, mert igen tartós buborékokat szolgáltat, a melyek a leg szebb színeket játszák. Egyszerűbb s biztosabb módon is lehet kitűnő szappanoldatot készíteni, ha 250 gr. desztillált, hideg vízbe 10 gr. velenczei szappant teszünk s a vizet foly tonosan keverve addig melegítjük, míg a szappan teljesen feloldódik; azután 250 gr. desztillált, de forró vízben 15 gr. fe hér czukrot oldunk fel s végre a két folyadékot azonnal összekevervén, lassan kihűlni engedjük. Ezt a szappanlét azon nal lehet használni, de ha egy 4— 5 na pig nyugodni hagyjuk és az ezen idő alatt képződött kevés üledékéről óvatosan le öntjük, olyan kifogástalan szappanlé áll rendelkezésünkre, a melyből, az alább

leirandó módon, negyven centiméter át méröjü buborékokat könnyen lehet fú jn i . Mindkét oldat filtrálása fölösleges, sőt nem is ajánlatos, mert netaláni idegen testnek hozzá keveredése igen könnyen megrontja a kész folyadékot s ép azért nem tanácsos a már egyszer használt folyadékot a palaczkba visszaönteni. Mi helyt az oldat sűrűsödni kezd, kevés desz tillált vízzel hígítani kell. Valamint az oldat készítésének, úgy a buborékok előállításának is sikerült

I. ábra.

egy új módját feltalálnom, a mellyel 30— 40, sőt 50 centiméter átmérőjű buborékok fujhatók. Egész módszerem abban áll, hogy 4— 5 cm. átmérőjű, 1o— 12 cm. hosszú és az alsó végén sima karimájú üvegcsövet veszek, a melynek alsó végét a szappanlébe mártván, egy kis arasznyi távolságból bátran belefuvok . (1. ábra.) Legalkalmasabb e czélra valamely eltörött üveglombik nyaka, a melyet úgyis el szoktunk dobni, de a * Kivonat a Bugát-féle pályadíjjal ju" melynek igen gyakran hasznát vehetjük. talmazott pályaműből.


124

ANTOLIK KÁROLY

A tartós szappanoldat megengedi, hogy 5— 6-szór leheletet vegyünk s újra a bubo rékba fujjunk. Ha most az üvegcsövet kissé oldalt (a tangens irányában) ránt juk, akkor a hatalmas buborék elszaba dul s lassan leereszkedik. Kis ügyesség gel a buborékot fúvás közben szabályos forgásba hozhatjuk, a mitől szép szferő iddé idomúi, de eleresztve, alakját foly tonosan változtatja, különösen ha kis kézi fujtatóval utána füvünk s így egy úttal a szabadon eső cseppeknek válto zásait nagyban előtüntetjük. Néha meg esik, hogy a nagy buborék a fuvástól ketté szakad s ekkor két kisebb, önálló gömbre oszlik.

E kisérletek elég fontosak, ha meggondoljuk, hogy egyetlen bele/úvással 12— 15 liter köbtartalmú buboréko kat fuj hatunk. Ennyi levegő nem foglal tatik az ember tüdejében (alább bebizo nyítjuk), — hogyan lehet tehát egy lehe lettel ily nagy gömböt fújni ? A felelet nem nehéz. Ugyanis a szánkból jövő lég áram /^m agával ragadj a a körülötte levő b b levegőt s ezt is a buborékba hajtja. (Itt hivatkozni lehet a természetben elő forduló mellékszelekre és oldaláramla tok keletkezésére.) Módosítsuk kissé készülékünket úgy (2. ábra), hogy h üvegcsőbe átfúrt parafa dugót és abba plajbászvastagságú ü üveg-

2. ábra.

csövet illesztünk. Az így módosított ké szülékkel szintén fuj hatunk buborékokat, ha az üvegcső 0 nyílását az oldatba márt juk és az ü csőbe fúvunk, csakhogy ez esetben mellékáramok nem keletkezhet nek s így az egy leheléssel fújt buborék sem lesz 2— 3 liter tartalmúnál na gyobb, bármennyire megerőltetjük is ma gunkat. Ebből tisztán látható, hogy csak annyi s nem több levegő fér a tüdőnk be. E kísérlet közben könnyen észre vehetjük, ha eléggé hideg szobában va gyunk s hátunkkal a világosság felé for dulunk, hogy a buborékban foglalt, te hát a tüdőnkből kilehelt levegő kissé kö dös. E miatt az ablakhoz állva, a tartós buborékokat közelebbről is megvizsgál hatjuk. így csakhamar meggyőződünk, hogy a kilehelt pára rendkívül apró cseppecskék, illetőleg buborékok alak jában lebeg s hogy lassú hullámzásban van és csak nehezen csapódik le. Való ságos kis felhő van tehát a kezünkben, így a színjáték is jobban látható.

A

M ór se-féle irókészülékkel összekötött ejtógép.

A lejtő nem igen szerepel a testek esésének kisérleti bebizonyításában, pe dig vannak esési tünemények, a melyeket a lejtővel legjobban lehet demonstrálni. Készíttessünk magunknak mindenek előtt 5 egyenlő nagyságú, 40— 50 mm. átmérőjű golyót: hármat elefántcsontból, egyet vasból és egyet fából; azután csi náltassunk ezekhez kemény és száraz fá ból olyan lejtőt, a melyen 3 sima, a golyóknak megfelelő csatorna van ki vésve. (3. ábra.) A centiméterekre osztott lejtőnek hossza 2-5 méter, szélessége 15, és vastagsága 3— 4 centiméter le gyen. A három csatornába gátak is kelle nek, a melyeknek alakja a mellékelt A rajzból látható. A rajz a legalsó gátnak-felel meg; a két oldalgát rövidebb és csak b-ig terjed. E gát mind a három csatornát egyszerre zárja el. A bed ki vésett gödröcskék a golyók felfogására


F IZ IK A I K ÍS É R L E T E K .

szolgálnak s ezekben nyugszanak a go lyók akkor is, ha a géppel nem foglal kozunk. Hasonló gödröcskék vannak az oldalgátakon is. Kisérletek. 1. A kellően felállított lejtőre először a három egynemű golyót tesszük fel s a kellő pillanatig v vonalzóval visszatartjuk. A mint most a vonalzót hirtelen előre rántva felemel jük, tapasztalni fogjuk, hogy a golyók a lejtő minden pontjára egyidejűleg érkez nek. 2. Ugyanaz az eredmény a 3 különnemű golyóval is. 3. Ha a csatornákba a kiindulási ponttól mért r, 4, 9, 16 ..........

125

szoros távolságokra illesztjük be a gátokat, a golyók koppanásai jelezni fogják az egyenlő időközöket stb. De így nem elégszünk meg a kísérlettel, mert az idő közöket meg is mérhetjük pontosan és pe dig a következő módon. 4. A középső csatorna mindkét oldalára vastag réz drótot, ab és cd illesztünk, a melynek b és d vége a kellő csavarokkal van el látva s valamely galvánelemmel és a Morse-féle készülékkel van összekap csolva. Mindkét dróton (a kellő távolsá gokban : 1, 3, s, 7, 9........) széles és közel egymásmellé enyvezett ónlemezek (e e)

3. ábra.

vannak átvezetve a csatornán. Ez utób biak fölött összekötő-zárul mindenütt vékony, de eléggé széles platina-lemez (i) lebeg, a melynek csak feső vége van a csatornára odaragasztva úgy, hogy a kellő pillanatban, midőn t. i. a lefelé guruló golyó odaér, az elektromos áramot meg indíthassa. (Lásd a B rajzot.) A mint a golyó tovább halad, a platinalemezke saját rugalmasságánál fogva rögtön fel emelkedik és az elektromos áram ismét félbe van szakítva. Az ilyen platina lemezke a legcsekélyebb mértékben sem gátolja a golyó esését A kísérletből ki tűnik, hogy az egyes esési időközök egyenlők; de ha a Morse-féle készülék ből az 1 perez alatt kiszökött papirnak hosszát meghatározzuk, az egyes pontok közötti távolsággal egyúttal a megfelelő esési időt is pontosan megkapjuk. (Csino

san készített és politérozott készülékünk ára, 3 elefántcsont, 1 vas és 1 fagolyóval együtt, 1 5 frt. A golyók átmérője43 mm.)

A légnemek oldalnyomása és reactioja. Weinhold »Phys. Demonstrationen« czímű munkájában* olyan Segner-féle kerékről van szó, a mely légáram mal hajtható. Én ezt a készüléket hiá nyosnak találtam s azért a következő, mindenkitől könnyen összeállítható Seg ner-féle kereket szerkesztettem. (4. ábra.) Az ab vastagabb üvegcsőnek (lámpa üveg) fenekére parafadugót illesztek, a melyen keresztül cd, o-nál átlyukasztott és csúcsba végződő üvegcső vezet. A de * pg.

178.

W e in h o ld .

Phys. D em onstr.

1881.


I 26

A N T O L IK K Á R O L Y

próbacső (eprouvette) n és m-nél át van lyukasztva és n f, m f kellőleg meghajlí tott üvegcsövekkel megtoldva (pecsét viasszal). A készüléket g állványba erő-

optikai csalódásokkal is fogunk talál kozni. így pl. a szoba fedélzetén függő ingának kettős árnyéka változó körben fo rog; saját árnyékunk, a falon inga dozva, ide-oda lebeg ; a táblapapiroson kivágott rések és kömyilások, a falra vetítve, tovább vándorolni látszanak stb. Czélunk elérésére egyszerűbb készü léket is csinálhatunk valamely vékony falú kaucsukgömbből (5. ábra), ha eb üvegcsővel összekötjük, cd zsinórra függesztjük, levegővel megtöltjük és a nyilását a kísérlet megkezdéseig diákflastrommal betömjük. Midőn a készü lékmegnyugszik, megolvasztjuk borszeszlámpával a flastromot s ekkor a kirohanó levegőnek reactiója hathatósan érvé nyesül.

A

4. ábra.

légnyomás kimutatása nagy tölcsérrel.

üveg-

Igen könnyen megérthető és egy úttal megkapó kisérletet tehetünk nagy üvegtölcsérrel, a melynek fenékkarimája

síthetjük meg, vagy egyszerűen kézben tartjuk. Ha most a b hengerbe csak annyi vizet öntünk, hogy 0 nyilást el ne érje és

cl

k csövön keresztül valamely légáramot, vagy világítógázt vezetünk be, a kerék m ár a legcsekélyebb nyomásra is meg indul s tetszésünk szerinti sebességgel hajt ható. — Ha világítógázzal kísérlete zünk és ezt az s s nyílásoknál meggyujtjuk, az elsötétített szobában csinos

le van csiszolva. Egy ilyen tölcsér szárát (6. ábra) plajbászvastagságú ü üvegcső vel meghosszabbítjuk (pecsétviasszal) s ez utóbbira légmentesen egy ujjnyi hoszszú kaucsukcsövet illesztünk, a melybe szorosan járó üvegrudacskából készült dugó illik. Ha most a tölcsér alá olyan üveglemezt teszünk, a mely nyilását tel


I 27


jesen befödi és ez utóbbit mérlegsúlyok kal erősen megterheljük, a tölcsér kari máját pedig faggyúval vastagon bekenjük és az üveglemezre nyomjuk, kísér letünk elő van készítve. Most a kaucsukcsövön keresztül szájunkkal kiszívjuk a levegőt, — csak gyengén — s kezünk kel összeszorítván a kaucsukcsövet, azt egyúttal bedugjuk. Ezután a tölcsért, szá ránál fogva, bátran felemelhetjük, sőt a levegőben lógathatjuk is a nélkül, hogy az üveglemez leszakadna, ámbár 1 o— 15 kgr.-nyi súly fekszik rajta.

lyadék, saját tehetetlenségénél fogva, benne gyorsan felszáll, sőt ki is folyik belőle, mivel minden lefelé való lökés után a csőbe hatol, de visszaesésében a szelep gátolja. Midőn a cső egészen meg telik, ráillesztjük a bd meggörbített üveg csövet s ekkor a készülék csakhamar lopó módjára kezd működni. — Sem ujjunkat nem kell megnedvesítenünk, sem pedig előbb a levegőt belőle kiszív nunk, elegendő a készülék rázogatása, miért is maró és mérges folyadékok ki emelésére czélszerűen alkalmazhatjuk.

A méreg-szivornya.

A decantáló szivornya.

A folyadékok tehetetlenségének ki mutatására olyan üvegcsövet használha tunk, a melynek alsó végén felfelé nyíló szelep van alkalmazva. Ilyen szelepet két

Jó szivornyára gyakran van szüksé günk, azértnem fölösleges,ha a következő tanulságos, könnyen elkészíthető és min den követelménynek megfelelő szivor-

'r

;

-

d

7. ábra.

8. ábra.

darabka átfúrt parafadugóból és egy kis ólomlapocskából készíthetünk (7. ábra). A felső parafadugó alján nehány bevágást is teszünk, hogy az ólomlapocska fölött levő folyadék akadály nélkül tovább emelkedjék a csőben. A z így felszerelt üvegcsövet azután valamely folyadékba mártva, föl s alá mozgatjuk, mitől a fo

nyának leírását adom (8. ábra). Valamely vastagabb üvegcsőnek egyik végét kissé kihúzván, vékonyabbat forrasztunk rá, vagy kívülről pecsétviasszal odaragasz tunk. Legczélszerűbb azonban, ha ne hány ilyen kész csövet hozatunk, — úgyis gyakran hasznát vesszük. E csőnek tágasabb végén ico szivornya, ae egye

This work is licensed under a Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0) 128


nes üvegcső s ez utóbbin, szívóul, k vas tagfalú kaucsukgömböc.ske van légmen tesen alkalmazva. A p kúpidomú, ide-oda tolható átlyukasztott parafadugó arra való, hogy a szivornyának o nyilasát a folyadékba tetszésünk szerinti mélyre sülyeszthessük. A készüléket már most akképen hozzuk működésbe, hogy leg először a kaucsukgömbből kinyomjuk a levegőt, azután d nyilását ujjunkkal be fogva, a kaucsukgömböt kezünkből újra kieresztjük. E szivornyának jó oldalai a követke zők: i. Könnyen elkészíthető. 2. Olcsó. 3. Fel nem zavarja a folyadékot, miért, is decantáló szivornyának nevezhető. 4. Nem kell megszívni. 5. Ha nem törődünk azzal, hogy az m edényben а. folyadék megzavarosodik, folyását egyszerűen úgy akasztjuk meg, hogy a kaucsukgömböt újra megnyomjuk. б. Fontos a szivornya működésének meg értése szempontjából is, mivel szembe tűnően igazolja, hogy bd folytonosan megújuló folyadékoszlop itt a végnélküli dugattyúnak szerepét játsza.

elmélettel találkozunk. E magyarázattal ugyan sohasem tudtam teljesen meg barátkozni, de nem foglalkozván be hatóbban a tárggyal, mégis elfogadtam. Csah nehány évvel ezelőtt tettem kisér leteket arra nézve, miként lehetne a szivornyával a szóban forgó tüneményt kísérletileg, egyszerűen és természet híven utánozni. E czélból a következő készüléket állítottam össze. Vettem széles nyakú üveget (9. ábra), a melybe kétszer átfúrt parafadugót illesztettem; azután

Az időszakos hidegvizüforrások utánzása. A z időszakos források működésének okát különféle feltevések alapján lehet magyarázni. A z ide vágó kimerítő adato kat a »Gehler Phys. Wörtb.« »Quellen« czímű fejezetében találjuk.* Csodálatos, hogy e munkában, Muncke tollából, de számtalan tankönyvben is azt talál juk, hogy az időszakos források műkö dése a szivornya tüneményéből magya rázható ki.** Müller »Kosm. Physik« könyvéből (1883) ez az elmélet már ki van hagyva, de még Reclus-nek »A Föld« czímű munkájában*** a szivornya-

a parafadugó egyik nyilásába igen vé konyszárú üvegtölcsért, a másik nyilá sába pedig üvegszivomyát erősítettem be légmentesen. A kísérlet azonban csak akkor sikerült, midőn a parafadugóba még egy vékony üvegcsövet ^ d u g ta m , a melyen át a palaczkban foglalt levegő kiszabadulhatott. A tölcsér olyan nagy, hogy a két perczenként beálló kifolyás háromszor ismétlődik a nélkül, hogy a * Gehler, Phys. W ö rtb . V II. kötetkészülékhez nyúlnék. 1023— 1125. 1. Most azonban, kicserélvén a szivor** R e is, »L eh rbuch dér Physik« 1878 nyát egy másik, sokkal tágasabb üregű 201. és 708. 1. •— J . L anglebert, Physik. szivornyával, a tüneményt újra utánoz 24. édition 149. 1. — J . Heussi, iL e h rb . d. Phys.« 1879. I 2 7 - — P- M ünch »L ehrb. nom azonnal nem sikerült, mert a mint a d. Phys.« 1878. 102. 1. — L áng, »Gött. víz tágasabb szivornya « pontjához ért, Gél. A nz. 1880. 225. 1. stb. nem tölthetvén ki az egész csövet, min *** R eclu s, »A F öld«, I. k. 240— 241. den megszakítás nélkül addig folyt, a lapon.

This work is licensed under a Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0) 129


meddig a tölcsérből ki nem fogyott; ter mészetesen ugyanazon mennyiségben, a minő mennyiségben a tölcsérből kitódul hatott. Végre azután tágas ólomcsövet vettem, a melyet egész hosszában megla pítva és szivornyává hajlítva illesztettem az üvegbe, amikor a víz szintén két perczenkénti időközökben, — mert annyi idő kellett az üvegnek minden megtöltésére, — de gyors rohammal öm lött ki a tágas nyílású szivornyából is. Az ilyen szabályosan meglapított szivornyák, ha netán elő is fordulnak a természetben, mindenesetre a lég

nagyobb ritkaságok közé sorozandók s úgy hiszem, hogy csakis a mészkőben képzelhetők.

íg y tehát a hidegvizű források idő szakos fo lyá sa szerintem nem a szivornya működésében, hanem inkább a fö ld a la tti üregekben komprimált gázok nyomásában keresendő. Lássuk tehát, mi módon lehet ezeket minden erőszakosság nélkül meg magyarázni. Képzeljünk valamely sziklatömeg ben egy természetszabta repedést, vagy csatornát, a melynek útjában kisebbnagyobb üregek vannak (10. ábra). Ki-

ió . ábra.

víilről a víz a nyíláson keresztül lassan hatol a repedésbe és hosszú útat végez vén a föld alatt, sok szénsavat vesz fel magába. A szénsavval telített víz b fg helyen a legnagyobb nyomás alatt van. Ez a nyomás néhányszor nagyobb le het, mint az, a mely id vízoszlopnak fe lel m eg; e szerint a víz, a mint c h d üregbe érkezik, nyomásának nagy részé től megszabadul s ennek az lesz a követ kezménye, hogy c pontnál belőle nagy mennyiségű szénsav válik ki, s mind inkább összegyűlvén az üregben, végre oly nagy feszültségűvé válik, hogy a d k e Pótfüzetek a Term észettud. Közlönyhöz. 1890.

csatornában levő vizen keresztül is kitör. Ekkor k e csatornában beáll a forrongás s jelzi a közeledő kitörés kezdetét. (így van ez tényleg a rank-herlányi artézi kútban is.) De a mint a szénsav & ke vízoszlopon keresztül szabadulni kezd, kisebbíti egy úttal annak visszafejő ható nyomását, minek következtében az üregben elzárt szénsav mindig erősebben és erősebben tör elő s végre egészen felkavarja a vizet és az egész tünemény eruptív jellemet ölt. (Megjegyzendő azonban, hogy az utóbbi pontban jelzett dolog tulajdon képen nem is szükséges a kitörés meg9


130

ANTOLIK KÁROLY

kezdéséhez, ez inkább csak elősegíti, sietteti azt.) A mint az eruptio megtörtént, az üregben foglalt szénsavnak legnagyobb része szintén kiszabadul, sőt a cg csa torna felső részében a nagy nyomástól megszabadult víz erősen felforr s addig hajtatik az üregbe és dke csatornába, míg töblet-nyomásától meg nem szabadúl és így az egyensúly újra be nem áll. Azután a b nyomás miatt új víztömeg ha tol c nyiláson keresztül az üregbe és knál lassan zárja el az útját. A természet játéka most újra készülődik. A kitörés természetesen annál na gyobb időszakokban fog történni, minél nagyobbak a csatorna és az üreg méretei és minél lassabban szivárog be a víz az ab csatornába. A kilövelésidőszaka azon ban nem lehet egészen egyenlő, mert a föld felszínéről beszivárgó víz mennyi sége, hőmérséke s egyéb változó tulaj donságától függ a szénsav mennyiségé nek elnyelése, a mi a játékot vagy siet teti, vagy pedig késlelteti. Ez az elmélet a rank-herlányi idő szakos artézi kúton mutatkozó jelensé gekkel, a melyeket alkalmam volt több ízben észlelhetni, mindenben meg egyezik. A rank-herlányi időszakos kútra vo natkozólag a »Természettudományi Közlöny «-ben* Zsigmondy Béla úrtól ta lálunk értekezést, a mely szerint szintén »ez a gáz (szénsav) okozza a nagy erejű vízszökéseket és a forrás időszakosságát is«. Zsigmondy úr a szóban levő tüne ményt úgy magyarázza, hogy »a szénsav, a mely nagy sebességgel emelkedik és az alsóbb buborékok által még, úgyszólván, fölfelé tolatik, magával rántja a vizet is, s a már leírt eruptiót idézi elő«. Zsig mondy, Bischof, Ludmann stb. felfogása ellen kifogásokat nem tehetünk addig, míg kisebb víztömegekről van szó, de vájjon érvényesülhetnek-e ezek nagyobb víztömegekkel szemben is a fentebbi tényezők nélkül, — mindenesetre pro blematikus dolog marad. * Természettudományi Közlöny. V II. k. 417—430. 1.

1875.

Ismerek még több idevágó más ér tekezést is, de a fentebb leírt és kisérleti tények alapján megczáfolt okoknál fogva mindazon értekezéseket, a melyekben a szivornya, vagy a heronlabda, vagy épenséggel mind a kettő (!) egyszerre szerepel, tekintetbe venni nem lehet. A folyadékok kölcsönös át szivárgása.

(Diosmose.) Az átszivárgás tüneményeinek kisér leti megmutatására szolgáló készülé kek D u t r o c h e t endosmometerje óta (1826) alig változtak. Csak itt ott találunk csekély módosítást, mely fő képen abban áll, hogy a hólyaggal be vont üvegedény helyett egyszerűen az egyenes, vagy meggörbített üvegcsőre kis hólyag van kötve.* Az említett készülékek ellen, ha tisz tán tudományos buvárlatokra használtat nak, s egyúttal a mérleg is segítségül szolgál, nem lehet kifogásunk, de az isko lában teendő kísérletekre e készülékek nem alkalmatosak, mivel velők a fo lya dékok kölcsönös átszivárgását egy óra folyamában kimutatni nem lehet ** A

működés eredményét pedig a tanulók nak csak egy-két nap múlva megmutatni, úgy hiszem, nem ajánlatos. Ez okból a szóban forgó készüléket akképen módo sítottam, hogy vele az átszivárgás tüne ményeit nagyobb hallgatóság is nehány perez múlva észreveheti. (11-ikábra.) Hogy nagy felületet kapjak, valamely 12— 15 centiméternyi átmérővel biró üvegtölcsért jó l megáztatott hólyag gal kötök b e ; hogy a kötő zsinór le ne csússzék, a tölcséren pecsétviasszal kis gátat csinálok. Azután leteszem a tölcsért sima asztalra s megtöltvén sűrű rézgálicz-oldattal, ráillesztem az ü vastagabb üvegcsövet, melyben t tölcsérke és d d vízszintes irányba meghajlított üvegcső van. * Physik. P ár J. Langlebert. 24. édition 106. 1. — W einhold, »Phvs. Demonstr.« 1881. 136. 1. ** W einhold »Phvs. Demonstr.« (136. lap.): »erkennt mán nach einigen Stunden«...



A P P nagy üvegpohárba kisebb p p poharat helyezek s megtöltöm mindkettőt tiszta vízzel úgy, hogy a víz nehány centi méterrel a kisebb pohár fölött álljon. A p p pohárra aztán s s köralakú erős drótszitát teszek s erre helyezem az előkészített tölcsért és leszorítom n gyűrűvel. Végre néhány csepp rézammoniakkal, a melyet t tölcsérkén át utólago san hozzáöntök, a rézgálicz-oldatot egész c pontig hozom, mely utóbbira jelzőül fehér czérnát, vagy keskeny papírszeletkét teszek és aztán a készüléket magára

A gázok beömlése és kiömlése (transfusio). Müller-Pouillet fizikájában* két kí sérlettel találkozunk, mely a gázok transzfuziójára vonatkozik.E,kisérleteket már csak azért is említenem kell, mivel az alább előadandó, egyszerűsített és javított kísérletekhez hasonlítanak. (Azt a módosítást, a mellyel a »Praktische Physik« czímű folyóiratban találko zunk,** nem lehet annak nevezni, mert a kettő közötti különbség csak az, hogy egyik helyen agyaghenger, másikon pedig agyagpalaczk szerepel.)

12. ábra.

hagyom. Öt perez múlva a rézgálicz-oldat
múlva a rézgálicz-oldat a vékony cső ből már cseppénként fo ly ik ki. Az í í drótszita a hólyagnak lefelé való kidudorodását gátolja; a vízszintesen meghajlított üvegcsőben pedig a folyadék szaporodhat ugyan, de visszaható nyo mása meg van szüntetve. így tehát azok a főakadályok el vannak hárítva, a me lyek a tüneménynek gyors előállását hátráltatják. A többi fogás, úgy hiszem, önként érthető.

Kísérleteimhez szintén likacsos agyagedényt veszek ( 1 2-ik ábra), amelybe azonban nem két, hanem csak egy üveg csövet illesztek*** és pedig akképen, hogy a parafadugóra a c gipszréteget öntök. Ily módon az agyagedény alaposan el van zárva ; csinos külsejű és többféle * Müller-Pouillet. 1886. I. k., 6 0 4 . 1. ** »P raktisch e Physik.« 1889. XI. k „ 145. lap. *** Csak utólagosan tudtam meg, hogy hasonló készüléket m ár W ö h le r is írt l e , s így a prioritásra nem tarto k számot. L á s d : W ö h le r’s »Berichte dér deutschen chem. Ges. i8 7 i« .


1 32


kísérletre alkalmas. A p parafadugó arra való, hogy a készüléket valamely áll ványba jól megerősíthessük. Ha a készü lék meg van erősítve, ü ü üvegharangot, vagy vékonyfalú poharat helyezek rá és az agyagedény felszínéhez k kaucsukcsövőn át kívülről vezetem be az illető gázt, mi által nyomása ki van zárva. A b ban a pillanatban, a mint a gáz az üvegharang alá ér, a levegő a b edényen át, melyben festett víz van, nagy buborékok ban kezd kiszabadulni s ez addig tart, míg a gáz az agyagedényből ki nem hajtja a levegőt. A hogy a nyugalom beáll, be csukjuk a gázcsapot és az asztalra le-

újra feltesszük s ekkor a vízoszlop azon nal visszahúzódik. Ha már elég gáz öm lött ki az agyagedényből, a vízoszlop ön ként kezd lefelé esni, jeléül annak, hogy a gáz helyébe újra levegő hatol befelé. De még ezzel nem végeztük be kísér leteinket. A száraz agyagedényt mármost vízbe mártjuk, hogy a víz teljesen elfedje s 8— ro mp. múlva kivevén meg újítjuk a kisérletet s megelégedéssel fog juk tapasztalni, hogy az agyagedény most a transzfuzióra nem alkalmas. (Itt alkal munk van a nedves falakra, pinczelakásokra stb.-re hivatkozni.) 24 óra múlva a készülék egészen megszárad s újra használható. A fentebb leírt készüléket a levegő nél nehezebb gázok transzfuziójának ki mutatására is használhatjuk, ha fel fordítva (13-ik ábra) a b üvegedénybe helyezzük és k e n üvegcsővel megtoldjuk. Ez esetben természetesen n m víz oszlop azonnal emelkedni fog, a mint a b pohárba szénsavat vagy éthergőzt bocsátunk.

A húrok rezgéséhez.

13. ábra.

tevén a kaucsukcsövet, óvatosan felemel jük az üvegborítót, hogy nm gyorsan felemelkedő vízoszlop az agyagedénybe ne szökjék s készülékünkbe ne piszkolódjék. (A vízoszlopnak emelkedése a »MüllerPouillet «-ben leírt kísérletkor csak 2— -3 deciméterig hatol fel,* holott itt akár 2 méterig is.) Hogy a megfestett víz be ne hatoljon az agyagedénybe, a harangot * Müller-Pouillet. 1886. 1. k., 604. 1.

A transzverzális hullámok kimutatásá nak legczélszerűbb módja az, hogy vala mely kaucsukcsőnek egyik végét a fal hoz erősítik, a másikat pedig ranczigálják. A kisérlet egyszerűségénél fogva nem megvetendő és a hozzá való készü lék mindenesetre kényelmesebb, mint a Mach-féle »Phoronomische Wellen-" maschine«. Maradjunk tehát a kaucsukcsőnél. De hogy ezzel a kisérleteket czélszerűbben és biztosabban tehessük meg, vegyünk 3 méter hosszú, fris és fekete kaucsukcsövet, melynek két végére zsinór van kötve. A kaucsukcsövet a szoba két egyközű fala között az e czélra állandóan bevert két erős horogra fe szítjük (14-ik ábra); az eredmény annál kielégítőbb lesz, minél jobban ki van feszítve a kaucsukcső. Azután ráerősí tünk czérnával, egymástól arasznyi távol ságokban, 3 centiméter széles fehér papírszeleteket úgy, hogy a kaucsuk csövet körülfogják. 1. Most a kaucsukcső


F IZ IK A I K ÍSÉ R L E T E K .

egyik végéhez állva, a pontjára fél méter hosszú és egy ujjnyi vastag nádpálczával egyet ütünk, a midőn egy könnyen észlelhető hullám gyorsan terjed a-tól •c-ig és vissza. A hullám, nehányszori visszaverődés után, véglegesen elenyé szik. 2. Azután a pálczát rátesszük a kaucsukcső b pontjára és a szükséges ütemmel úgy nyomogatjuk, hogy csak egy

133

hullámvölgyet és egy hullámhegyet te hessen, a mitől egyszerű, egy félhullám nak megfelelő álló rezgés keletkezik. 3. Gyorsítván az ütemet, könnyen sikerül egy egész hullámot létrehoznunk, mely nek csomópontja épen a kaucsukcső közepén van. 4. A gyorsított ütemmel sikerül 2— -4 csomópontnak előállítása; de ha még többet akarunk, akkor a

14. ábra.

kaucsukcsövet a pontja közelében gyor san és szabályosan kell ütögetnünk. Ha az ütemet meg tudjuk tartani, akkor nem nehéz 6— 8 csomópontnak létrehozása. 5. Az így kifeszített kaucsukcsövön már most a hosszrezgéseket is kimutathatjuk, ha a kezünkben levő pálczának egyik végét a cső d pontjához kötjük és azt annak hosszában a kellő tempóval ránczigáljuk. Ez utóbbi esetben a pálcza alsó végét erősen alátámasztjuk. A papírszeletkék, illetőleg csövecskék úgy a transzverzális, valamint a longitudinális rezgéseket is kitünően jelzik.

Alumínium-gyürűk használata a rezgő húrokon. A húrok rezgési törvényeinek a monochorddal való kimutatására közön ségesen V alakú papírszeletkéket szokás használni, melyek a kifeszített húrra fel téve, a húr csomópontjain meglehetősen nyugodtan maradnak, de a húrnak heve sebben rezgő helyeiről lepattannak. A kis papírszeletkék feltevésével sok kellemetlenség és időveszteség jár s a tünemény feltüntetése végre is csak pil

lanatnyi marad. Sokkal czélszerűbb a következő eljárás. Előveszünk egy ujjnyi vastag üvegcsövet, melyre vékony alumiriium-drótot hajlítva, a drót végeit összefonjuk és fölösleges részeit harapó fogóval lecsípjük. Ily módon készítünk magunknak nehány aluminium-gyűrűt, melyet aztán szétkapcsolva a monochord húrjaira fölteszünk s újra összekapcsolva, állandóan ott hagyhatunk. Ezek helyet-' tesítik a papírszeletkéket s olyan érzé kenyek, hogy a húrnak leggyöngébb mozdulatait is elárulják. Ez az eljárás rendkívül kényelmes és megbecsülhetet len nemcsak az utánzongési tünemények kimutatására, hanem a húrok hangolására is. Ha pl. két húrt egyenlően akarunk hangolni, csak az aluminium-gyűrűre kell figyelnünk, s a halló tehetség teljes hiányában is hibátlanul hangolunk, mert, midőn a két hang közeledik egy máshoz, a nyugvó húron levő gyűrű mindinkább nyugtalankodik, s mihelyest a két hang teljesen megegyezik, olyan hevesen és kitartóan fo ro g a húr körül, hogy kis ragyogó korongocskát vélünk még látni, mely 8 méternyi távolságból jól látható.


134


A légrezgés sajátságainak kimutatása. A légrezgés sajátságainak kimutatá sára egy kisérletet találunk Tyndall »D^r Schall« czímű munkájában,* a mely valószinűleg Dr. König párizsi mechani kustól ered. E kisérletet Kont Gyula úr is módosította ; ** azonban legjobbnak a következő módosított kísérletem bizo nyult. Czélunk elérésére a Savart harangja mellett álló papírcsövet annyira meg hosszabbítjuk, hogy az a harang leg mélyebb hangjára könnyen megszólaljon. (15. ábra.) Azután 4 centiméternyi át mérőjű s másfél méter hosszú üvegcsőnek a végét akként illesztjük a papírcsőbe, mint azt az ide mellékelt ábrán látjuk.

be, hogy a hosszú üvegcsőbe kevés szivarfiistöt bocsátunk, a mely a láng legerősebb rezgésekor is nyugodtan egy

helyt vesztegel. Ha a hosszú gázláng helyett az o nyíláshoz égő gyertyát állítunk, s a haran got megint megrezegtetjük, a gyertya el alszik, ámbár a füst most is a maga helyén marad. A füst csak a nyílásban és közetlen szomszédságában kavarodik föl, ha egészen odáig terjed. A harang hangjának, az együtthangzó papírcsőnek, valamint a lángnak igazí tásával könnyen elérjük, hogy a láng két, vagy több részre bomlik s egyúttal a legközelebbifölhangot adja. * T yndall »D er Schall«. 1874. 14. 1. ** K o n t (K ohn) Gyula »A K ísérleti Term észettan*. 1876. I. k. 286. 1. és Pogg. A n n . C L I. k. 321. 1.

A hosszú üvegcsőnek másik vége 2— 3 milliméternyi nyílással végződik, a mely nyílás közelében 75— 20 centiméternyi magas s lehetőleg vékony gázláng ég. Ha most a harangot vonóval megszólal tatjuk, a magas láng (l) erősen meg rezzen, összezsugorodik és kis igazítással szintén hangzásba hozható. Az igazítást legjobban eltaláljuk, ha az ü o, 3 milli méter átmérőjű, csövet olyannal cserél jük ki, a melynek csak 1 mm.-nyi nyí lása van. Az első jelenség a mellett látszik tanúskodni, hogy a levegő a harangtól eldobatik s messzire kergettetvén, az üvegcsőből is kiáramlik; azonban e fel tevés alaptalanságát azzal bizonyítjuk

A láng rezgését mindenik esetben nagy hallgatóság szemlélheti és hangja is könnyen észrevehető. Savart harangjának hiányában e kisér letet nagy s vékonyfalú üvegharanggal is megtehetjük ; a dobhártya, vagy vala mely üres hengerre kifeszített hólyag e tekintetben szintén jó szolgálatot tehet.

A hangtalálkozási készülék módosítása és kombinácziója érzékeny lánggal. A hangtalálkozási tüneményeknek kimutatására minden esetre a legczélszerűbb készülék az, a melyet Kundt* állított össze ; de e készülék, nagy mére tei miatt — egész hossza majdnem 3 mé ter — rendkívül alkalmatlan, alig tudjuk * M iiller-Pouillet. 1886. I. k. 796. 1.


F IZ IK A I K ÍSÉ R L E T E K .

kellően elhelyezni és még kevésbbétudunk a kísérlet folyam ára ügyelni. Ez oknál fogva a készüléket czélszerűbbé alakítot tam át oly formán, hogy a két üveg csövet, a c és b e-t, a készülék mellé egyközűen illesztettem (16. ábra), de nem úgy mint Weinhold »Phys. Demon'strationen« czímű munkájában** találjuk, hol a készüléknek csak az egyik csöve ván meghajlítva és d kihúzandó rézcső, a melyet folytonosan állítanunk kell, épen az ellenkező oldalon fekszik.

*35

Ilyen alakban a készülék még mindig nagyon ügyetlen, sőt talán még kényel metlenebb, mint volt ezelőtt. Az én, bár csekélynek látszó módosí tásaimnak következő jó oldaluk van: i . a készülék hossza másfél méterrel csökken és szélessége csak 45 cm. tehát az eltörés veszedelme nélkül sokkal kényel mesebben használható; 2. a falon, vagy a szekrényben sokkal kisebb helyet foglal e l ; 3. helyünket a kísérlet alatt egyetlen egyszer sem kell változtat-

16. ábra.

nunk ; 4. a d rézcsövet tetszésünk sze rint szabályozhatjuk és 5. a hozzánk közel fekvő, és az ac csőben levő parafapor nak— -s ez a fődolog — a legcsekélyebb mozsgását könnyen észlelhetjük s így a kisérletfolyamát pontosan ellenőrizhetjük. A kísérletet azonban még most is csak a közel levők látják jól, azért nem lesz fölösleges, ha az a c cső helyett a készülék c nyílásába olyan csövet illesz tünk, mint ez a 1 7. ábrán látható. Az io üvegcső 0 végével azinterferenczia-készülékbe egyszerűen beszoríttatik. Ezt a mellékkészüléket következőleg készítjük: Az üvegcső oldalán legelőször is ,^-nél nyilást fúvunk, aztán 0 fenekét lecsiszol juk, vagy lepattantjuk és végre derék szögben meghajlítjuk. Ha mindez sike rült, akkor ráillesztjük pecsétviasszal az i (2 mm. átm.) csúcsban végződő és g erősebb üvegcsövet, mely utóbbira k kaucsukcső van húzva. Összekötvén már most o-t í-vel (lásd a 16. ábrát is)ésbe-

bocsátván k csövön át a világító gázt, folytatjuk a kisérletet; — a nyugtalan

kodó láng elcsendesülte je lzi az interferen-

cziát. Ez utóbbi készüléknek rendkívüli W ein h o ld »Phys. D em onstr.'< 1881. 261. 1.

érzékenysége miatt a kellő pontokat előlegesen kikeressük és dd‘ rézcsövön


136

^A N T O L IK K Á R O L Y

állandóan megjelöljük, mert ha ezeket — egy milliméteren belül — pontosan el nem találjuk, az eredménnyel nem lehetünk megelégedve.

A hangcsomók a sípokban. A rezgő légoszlop hangcsomóinak kísérleti bebizonyítására vagy a Hopkinsféle csövet,* vagy pedig a König féle** manometrikus lángokat szokás használni. A Kundt-féle*** kisérletek már maga sabb fokú értelmiséget követelnek, azért inkább az érettebb ifjúságnak valók. Nem akarok itt mindazon hiányokra és nehézségekre hivatkozni, melyek a Hopkins-féle kisérletek véghezvitelében megvannak, úgyis eléggé ismeretesek; König- és Kont-félef sípok pedig nem

kétszer olyan nagy, mint a cső maga, önként következik, hogy a hangcsomó a cső közepén fog keletkezni, a cső végén pedig a léghullám rezgési középpontja, illetőleg rezgési maximuma v a n ; itt ugyan a levegőnek legkisebb a nyomása, de leghevesebb a rezgése, holott a cső közepén majdnem teljes nyugvás ural kodik. Ezt bizonyítja a magas láng is. A módszer olyan érzékeny, hogy a kellő nyugvásba hozott láng csak akkor árul ,

* M üller-P ouillet 1 8 8 6 . 1 . k. 687— 6 8 8 . 1. ** U gyanaz. 688. 1. *** Ugyanaz. 689- -690. 1. és (Pog. A nn. 135 k-) f K o n t (K ohn) Gyula » K íséri. T erm tt. 1876. I . k. 353. 1.

egészen közvetetlenül mutatják a tüne ményeket, de nem is igen alkalmasak nagyobb auditórium számára. A felsorolt okoknál fogva ezeket a fontos kisérleteket egyszerűsítettem s tapasztalataimat röviden a következők ben foglalom össze. A z a b 57^4 cm. hosszú és 5 cm. széles síp (alaphangja c‘) m és mi könnyen ide-oda mozgatható állványon nyugszik. (18. ábra.) A c d üvegcső 86 cm. hosszú és 12 mm. széles, a végének pedig i'S mm. át mérőjű nyílása van. Közvetetlenül e nyílás előtt g h kis nyomású, de magas láng ég. Ha most a sípot f kaucsukcső révén valamely fujtatóval kötjük össze és hang zásba hozzuk, könnyen megkapjuk az alaphangját, s mivel ennek hullámhossza

el rezgést, ha m m állványt nehány milli méterrel előre vagy hátra toljuk. A láng megrövidül, kiszélesedik és folytonosan nyugtalankodik s h a t i í csőnek c vége a rezgési maximumba kerül, a láng olyan élénken rezeg, hogy a tőle eredő hang az egész teremben hallható. Ez esetben, a hang kellő intenzitása mellett, a cső elébe tett gyertyaláng elalszik. Azonban a leírt kisérlet nem olyan könnyű, mint ezt az első pillanatra gon dolni lehetne, mert teljesen tiszta alap hang csak nehezen állítható elő és mi helyest ehhez valamely más hang keve redik, a kisérlet azonnal meghiúsul. Sokkal biztosabban és czélszerűbben járunk el, ha kísérleteinkre olyan sípot használunk, a melynek alaphangja köny-



nyen ugrik át az első fölhangjára s az alaphang egész hullámhossza ép oly nagy, mint maga a síp. A megfelelő fölhangok a légáram módosításával, illetőleg erősbítésével idézhetők elő.* Az iskolai czélokra szánt s rendelkezésemre álló orgonának 15 sípja közül c‘, g ‘, a‘, c" d“ hangjainak első felhangjaival akisérietek kielégítőleg sikerültek, holott a többit nem lehetett használni; egészen alkal masnak csak az a‘ bizonyult, melynek igen tiszta alap- és első fölhangja volt.

137

ég, és a harmadik a kettő között, a mely esetben a láng megszólaltatva énekel.) H a a láng zengése állandóan tart, a többi ismeretes tüneményen kivül azt is ki lehet mutatni, hogy a velehangzó csőnek melegítése, valamint hűtése is meg változtatja a hang intenzitását és magas ságát. Ezt ugyan a rezonáló üvegcsövek kel is ki lehet mutatni, de mivel ezek könnyen szétpattannak, e czélra vékony

Az éneklő lángok tanulmányozása. Nem volnamegokolva,haittamaszép kisérleteket is idézném, a mélyeket Savart, Leconte, Schaffgotsch, Tyndall és Barret tettek,** m ert hiszen eléggé ismeretesek, azért e tárgyra vonatkozólag csak azokat akarom felsorolni, a miket magam is észleltem és a mik tudtommal még ismeretlenek. Mindenekelőtt megjegyzem, hogy kísérleteimben sohasem volt szükségem steatit- vagy másnemű égetőkre, mert az üvegcsövek is minden nehézség nélkül beválnak, ha arra ügyelünk, hogy lehető leg vékony csúcsba végződjenek, hogy a láng kicsike és csappal módosítható legyen, és végre, hogy a gáznyomást tetszésünk szerint változtathassuk. (19. ábra.) A velehangzó c d cső mindig fel s alá tol ható f papírcsővel van ellátva, a b gáz vezető üvegcsőnek í felső részére össze csavart, vékony platinadrót van illesztve, mely a láng fölött 1— 2 milliméternyi magasságban áll. Ez utóbbi nem engedi a kis lángnak kialvását, ha helyét, vagy a hang intenzitását változtatni akar juk és ezzel nagyon megkönnyíti ama három pont megkeresését, a melyre itt szükségünk van. (Az első pont ott van, a hol a láng állandóan zeng, a máso dik ott, a hol megszólaltatva is nyugodtan * Melde »Akustik«. 1883. 252. 1. ** E kisérletek T yndall »Der Schall« czímű m unkában 258— 300 lapon talál hatók.

falú rézcsöveket kell használnunk. H a az ilyen csövet c ponton melegítjük, a hang erősbül és magassága növekedvén, egy oktáw al emelkedik ; ugyanaz történik az e pontnak hevítésére is, de most a hangot el is hallgattathatjuk, ha a csövet nagyon erősen megmelegítjük; g pontban az eredmény nem annyira feltűnő, de az el hallgattatás már mérsékeltebb melegí tésre is sikerül, ha a láng nagyon érzé kenyen van be állítva, a mi e kísérletek nek egyáltalában főfeltételéül tekintendő. A cső lehűtése ellenkező jelenségekre v ezet; különben e kisérletek tanulmá nyozása még nincsen befejezve.



A hangérző lángok. Valamint hangvillákkal, épen úgy üvegcsövekkel is lehet a szabadon égő magas lángokat rezgésbe hozni. (20. ábra.) Az a b, másfél méter hosszú és 2— 3 centiméter vastag üvegcső a c felének bármely pontjára parafagyűrűvel magas lángot illeszthetünk s rezgésbe is hoz

hatjuk, ha a c pontjában alátámasztott s ott pecsétviasszal megragasztott üveg csőnek c b részét /'vizes flanellel dörzsöl jük. Hogy e e üveg- és k kaucsukcsőnek igen könnyűnek kell lenni, önként ért hető. Megjegyzendő azonban, hogy e kisérletek a legjobb eredményeket csak olyan lángokkal adják, a melyek nem a nagy gáznyomás, hanem inkább az e e‘ cső

nyitásának nagyobbodásával növekednek. A gáznyomás nagyobbítása annyira érzé kennyé teszi a lángot, hogy ez a leg csekélyebb megrezegtetésre is teljesen

megzavarodik s ekkor csak azt a sajátságos susogást halljuk, mely a nagyob" bodó gáznyomást mindig jellemzi; holott a kis nyomású lángok, ha kellő magas-

21. ábra.

ságúak, kellemesen zengenek. Az üvegcsőnek hosszrezgését ide-oda csúszó (10 cm. átm.) p papitgyűrű mutatja. H a ab üvegcsőnek a vége felfelé hajlított csúcsba végződik és ő-nél, vé kony kaucsukcsövön át világítógázt bocsátunk beléje, az így előálló magas lángok szintén rezgésbe hozhatók, de az eredmények nem annyira kielégítők, mint az előbbi esetben, mert a kaucsuk cső akadályozza a szabad rezgést; azon ban e bajon segíthetünk, ha a világító gázt c ponton vezetjük az üvegcsőbe.

A készülék legczélszerűbb alakját, a mely az előbbiek után minden magyará zat nélkül megérthető, a 21. ábrán látjuk. A pecsétviasszal odaragasztott a b c d üvegcsövecskék oly heves rezgésbe jöhet nek, hogy le is pattognak és a reájok helyezett í i 8 cm. átmérőjű kartonpapiros-korongocskák élénken forognak. Hogy ez utóbbi kísérletekben az ab üvegcsőnek m indkét vége be van for rasztva, magától értetődik. (Béfejezése a következő füzetben.) A

n t o i .i k

K

ároly.

F iz ik a i kisérletek.*

Recommend Documents