Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság
Körmöczi János Fizikusnapok
Nagyenyed, 2008. szeptember 26-28. Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
1
Kiadó Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság – EMT
Nyomdai előkészítés PROKOP Zoltán
Nyomda INCITATO, Kolozsvár / Cluj
A konferencia szervezője Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság Fizika Szakosztálya
A konferencia elnöke Dr. KOVÁCS Zoltán
A konferencia szervezőbizottsága HORVÁTH Erika MOLNÁR Zsolt PAP Tünde PAP Zsuzsa PROKOP Zoltán
A konferencia témája A fizika története
2
EMT
BEKÖSZÖNTŐ Már sokadszorra sikerül megszervezni ezt a konferenciát, megszólítani a fizikatanárokat, akiket az igazi tudásvágy hat át, mert tudják, hogy itt az iskolai gyakorlat szempontjából hasznosítható tudást lehet szerezni. Az sem mellékes, hogy az EMT profi módon tud szervezni. Ez a rendezvény az egyedüli magyar nyelvű, önkéntességi alapon választható lehetőség, amely a fizikatanárok munkáját igyekszik segíteni, támogatni. Ezúttal a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégium ódon falai adnak helyet a konferenciának, régi kísérleti eszközöket bemutató múzeumával, híres dokumentációs könyvtárával. Nagy elődök szelleme lengi be a helyet, adott a történelmi milliő. Ezért is választottuk e konferencia témájaképpen a tudománytörténetet, közelebbről a fizikatanítás történetét, amit a régi kísérleti eszközök életre keltésével is igyekszünk autentikusabbá, hitelesebbé tenni, hisz ezeknek az eszközöknek a mai kor embere, tanára és tanulója számára egyaránt üzenetük, és sajátos funkciójuk is van. A választott konferencia téma alaposabb kimerítése érdekében a meghívott előadóink előbb bemutatják a tudományok oktatásának európai történetét, beleágyazva a magyarországi vonatkozásokat is. Ezt követően a további előadások a fizikatanítás történetének magyarországi és az erdélyi, közelebbről a kolozsvári és a nagyenyedi adalékait mutatják be. Illusztrációképpen a régi kísérleti eszközök megbecsülésével kapcsolatos értékmentő munkát ismerhetünk meg egy magyarországi példán keresztül, amit mi itt Erdélyben is követni szeretnénk, de a konferencia nem csak a fizikatörténetnek szentel teret, hanem bármely más, a közérdeklődésre számot tartó fizikatanítási témának is. Ezért érdekes kísérleteket, fizikaoktatási módokat ismertető előadások is elhangzanak. A hagyományokhoz híven a fiatal diákok kutató tevékenysége is képviseltetve lesz az előadások sorában. Végül, a tanárok kerekasztal beszélgetés keretében kötetlenül is kifejthetik a véleményüket nem csak a régi eszközök felhasználásával kapcsolatban. Így, tehát a konferencia gazdag lehetőséget tud nyújtani minden kedves résztvevőjének nem csak szakmai, de a társas kapcsolatok területén is. Szeretettel visszavárunk mindenkit konferenciánkra a jövőben is!
Dr. Kovács Zoltán, a konferencia elnöke
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
3
A konferencia programja
Péntek, szeptember 26. 1700 – 2100 regisztráció, elszállásolás 2000 – 2200 vacsora
Szombat, szeptember 27. 700 800 900 915 1045 1115 1300 1500 1700 1730 2000
reggeli regisztráció a konferencia megnyitója, köszöntők előadások kávészünet előadások ebédszünet előadások kávészünet előadások, kerekasztal megbeszélések díszvacsora, borkóstolóval egybekötve
Vasárnap, szeptember 28. 800 reggeli 900 – 1200 nagyenyedi városnézés idegenvezető: DVORÁCSEK Ágoston könyvtárlátogatás idegenvezető: GYŐRFI Dénes múzeumlátogatás hazautazás 4
EMT
Előadások Ülésvezető: KOVÁCS Zoltán
915
PUKÁNSZKY Béla A tudományok oktatásának európai története
1000
MOLNÁR Miklós Fejezetek a magyarországi kísérletező fizikaoktatás történetéből
1045 – 1115 kávészünet 1115
NAGY Tibor A (hódmező)vásárhelyi Bethlen Gábor Református Gimnázium kincsei
1200
NAGY László A nagy hadronütköztető – a világegyetem kezdeti pillanatainak vizsgálata
1300 – 1500 ebédszünet 1500
KOVÁCS Zoltán, TELLMANN Jenő Régi kísérleti eszközök a kolozsvári magyar felekezeti iskolákban
1530
POPA Márta A kolozsvári János Zsigmond Unitárius Kollégium muzeális fizikai eszközei
1600
DARVAY Béla A kolozsvári Ferencz József Egyetem professzora, a repülés magyar úttörője
1630
DVORÁCSEK Ágoston A fizika oktatása a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégiumban
1700 – 1730 kávészünet
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
5
6
1730
CSEH Gyopárka A bűvészek és a fizika
1800
FODOR Norbert, DERITEI Dávid Hőgyes Endre nyomában
1815
FOGARASI Anna-Mária „Boszorkányos könyvek” és „mágusok” Adalékok a magyar kísérleti fizikaoktatás történetéhez
1830
FARKAS Loránd Érdekes kísérletek rugalmas membránokban keltett állóhullámokkal
1845
BIRÓ Dalma, KÓNYA Mónika Régi fizikai kísérleti eszközök a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégiumban
EMT
Fejezetek a magyarországi kísérletező fizikaoktatás történetéből Dr. MOLNÁR Miklós ny. egyetemi docens Szegedi Tudományegyetem TTIK Kísérleti Fizikai Tanszék
Az utóbbi két évtizedben a természettudományoktól, így a fizikától való jelentős elfordulás figyelhető meg. Megmutatkozik ez például abban is, hogy a fizika a tantárgyak kedveltségi sorában az utolsó a kémiával együtt. Magyarországon választható érettségi tárgyként egyre kevesebben tesznek fizikából érettségi vizsgát. Az egyetemekre jelentkezőknek csak kicsiny és egyre csökkenő hányada választja a fizikát. A fizika „népszerűtlenségének” számos oka van. Sok tanulmány foglalkozik az okok sokaságának felderítésével. A legtöbb tanulmány arra a következtetésre jut, hogy az egyik ok az lehet, hogy a fizika tanítása-tanulása nélkülözi az élményszerűséget, a jelenségek megtapasztalását. Hiányzik a tanórai (tanári és tanulói) kísérletezés, mérés, az otthon elvégezhető kísérletekről nem is beszélve. Pedig a kísérletező fizikatanításnak, fizikaoktatásnak Magyarországon jelentős hagyományai vannak. Előadásomban ennek a hagyománynak egy szeletét szeretném bemutatni. Néhány jelentős képviselőt választottam ki, akiknek az életét, munkásságát kívánom röviden áttekinteni. Jedlik Ányostól indulva a közelmúlt és lényegében napjaink jelentős kísérletező fizika-oktatójára, munkásságukra szeretném a figyelmet felhívni. Talán érdekesnek tűnhet, hogy a kísérletező fizikatanárok egész sora lelhető fel, olyanok, akik Jedlik Ányos és Eötvös Loránd tanítványainak tekinthetők. Mondandóm során kitérek Jedlik kísérleti eszközeire, bemutatom Eötvös Loránd néhány előadási kísérleti eszközét (kosaras inga, kettős inga). Mikola Sándor tevékenységének bemutatása kapcsán beszélek a sokak által talán méltatlanul nem ismert és használt Mikolacsőről. Öveges József munkásságának tárgyalásakor kitérek például a rezonancia elvén működő „Rezonál-lak”-ra, a Heki kutyára. Vermes Miklóstól, „Muki” bácsitól több kísérlet, mérés származik, amelyek jól beépíthetők az oktatásba. Beszélni fogok többek között a Csekő-féle ládáról (Csekő Árpád kapcsán), a Lévius-féle hullámgépről (Lévius Ernő kapcsán), a Párkányi-féle ejtőgépről (Párkányi László kapcsán), az Elektrovaria nevű eszközkészletről (Makai Lajos kapcsán). Röviden érintem Jeges Károly, Nagy László és Zátonyi Sándor tevékenységét is. Előadásom hangsúlyosan fizikatörténeti, bizonyos módszertani vonatkozások kiemelése mellett. Úgy gondlom, és erre a magyarországi fizika tantárgyi követelményekben törekvés is van, hogy a kísérletező fizika-oktatás magyarországi képviselőinek, az általuk kifejlesztett eszközöknek helye kell legyen a tananyagban, a tankönyvekben is.
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
7
A fizika oktatása a Bethlen Gábor Kollégiumban A kezdetektől a XX. századig DVORÁCSEK Ágoston a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégium fizika szakos tanára
[email protected], (
[email protected],
[email protected])
Az erdélyi főiskola alapításának gondolata már János Zsigmond uralkodása idején felmerült, mert felismerték azt, hogy a reformáció következtében elindított polgári fejlődés csak tudós emberek segítségével érvényesülhet. Miután Báthory István a kolozsvári jezsuita iskolát 1580-ban egyetemi rangra emelte, a protestáns egyháznak is szükségesé vált hasonló jellegű intézmény létesítése. Bethlen Gábor fejedelem kezdeményezésére az 1622-es kolozsvári országgyűlés határozata alapján a már létező gyulafehérvári protestáns iskolát akadémiai rangra emelte. Ennek az akadémiának jogutóda a mai nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégium. A fejedelem főiskolája alapozta meg azt a műveltséget, amely Erdély biztonságának fundamentuma volt. Nem túlzás Szilády Zoltán kollégiumi professzor 1936ban tett kijelentése, miszerint ehhez az iskolához kapcsolódik szűkebb hazánk tudósainak legalább kétharmada. Itt tanított Apáczai Csere János, az első magyar enciklopédia írója, Pápai Páriz Ferenc, az első magyar orvosi könyv szerzője, Benkő Ferenc, aki az első magyar ásványtant írta, ífj. Zeyk Miklós, az első erdélyi ornitológus. Itt tanult Benkő József a növénytan első tudományos művelője és Erdély első leírója, Bolyai Farkas a marosvásárhelyi lángész professzor, Kőrösi Csoma Sándor, a tibeti-angol szótár és nyelvtan megalkotója, Sipos Pál, az első eredeti matematikai értekezést szerzője, amelyet a porosz akadémia aranyéremmel díjazott. Célom azonban nem e neves tudósok felsorolása, hanem annak bizonyítása, hogy iskolánk úttörő szerepet játszott a fizika és főleg a kísérleti fizika oktatásában. A sort a német JOHANN HENRICH BISTERFELD nyitja, akit 1629-ben hív1 tak meg Gyulafehérvárra, ahol haláláig tanított matematikát és fizikát. Kurzusai 2 másolatban maradtak fenn . Arisztotelész elveit vallotta és a következő témákat dolgozta fel: Természetes test (vagy anyag), Egyszerű természetes test, Miktológia, Meteorológia, Minerológia, Állati testek, Botanika, Zoológia, Antropológia és Kozmológia. Kísérletei miatt a nép varázslónak tartotta. Bisterfeld prof. lakatos 1
1655-ben halt meg. Porcsalmi András (1642-től a kolozsvári református kollégium tanára), Csernátoni Pál (aki azután Nagyenyeden is tanított) másoltatai valamint egy 1639-ben készült másolat (ezek mind a Román Akadémia kolozsvári könyvtárában találhatók) 2
8
EMT
boszorkányos könyve százötven év múlva is létezett az iskola akkor létesített mú3 zeumában . Valószínű ez volt az első erdélyi kísérleti fizika könyv. Bisterfeld méltó utóda APÁCZAI CSERE JÁNOS, aki ugyan rövid ideig tanított az akadémián (1653-1656), de ő volt az első kartéziánus tudós, a magyar nyel4 vű tudományosság úttörője. Csak sejthetjük , milyen lehetett gyulafehérvári kurzusa. A későbbi másolatok négy részre tagolódnak: I. Könyv: Természet filozófia, II. Könyv: Aritmetika, III. Könyv: Geometria, IV. Könyv: Fiziológia (értsd: asztronómia, geográfia, meteorológia, zoológia és botanika. A könyv a mágnesességgel zárul, amely Apáczai szerint az egész filozófia koronája). 1658-ban és az azt követő évek tatár-török dúlásai következtében a gyulafehérvári főiskola elpusztult. I. Apafi Mihály fejedelem 1662. évi rendelete alapján Nagyenyeden született újjá. Ennek az új korszaknak első fizika professzora ENYEDI SÁMUEL (1627-1671), aki Descartes szellemében tanított, előbb 1664ben fizikát és filozófiát, majd 1681-ben metafizikát és általános fizikát, 1682-ben speciális fizikát. Több tudományban jártas, de sajnos a kísérlet nem volt erős oldala: „a physikát sine fructu tanítja ... soha physica demonstrációt nem tészen sem spheran vagy mágnesen”. Enyedi Sámuel fizikáját Pápai Páriz Ferenc diákja je5 gyezte le és általa maradt az utókorra. E jegyzetek alapján tudjuk, hogy a kurzus legnagyobb része csillagászattal és meteorológiával foglalkozik. A kollégiumot 1704-ben és 1707-ben megint pusztulás éri, ezúttal a labancok égetik fel. PÁPAI PÁRIZ FERENCZ az orvosprofesszor, a kollégiumot angol pénzből újraépítő rektorprofesszor, nemcsak görögöt és históriát tanított 1680 és 1716 között, hanem fizikát is. Őt azonban nem a fizika tette híressé, hanem az első magyar nyelvű orvosi könyv (Pax Corporis, 1690) és a latin-magyar szótár (Dictionarum Latino-Hungaricum). A kísérleti fizika első nagy művelője M. VÁSÁRHELYI TŐKE ISTVÁN volt, aki 1725 és 1768 között tanított Nagyenyeden filozófiát, matematikát és fizikát. Ő 6 írta az első erdélyi kísérleti fizika tankönyvet 1736-ban. A bevezetőben vallja: „Ne felejtsd el, hogy nekem az volt a feladatom, hogy a kísérletezés módszere tekintetében e tájon megtörjem a jeget”. A kísérletekhez szükséges eszközöket a szerző rajzolta és tanítványa, Borsai Pál metszette rézbe. Kísérletei a következő fejezetekkel kapcsolatosak: szilárd testek mechanikája, folyadékok és gázok mechanikája, hangtan, hőtan, elektromosság, mágnesesség, fénytan és csillagászattan. A newtoni mechanika alapján tanított és használta az erő fogalmát. Ő alkalmazta Erdélyben 3
Benkő Ferenc említi a Parnassusi időtöltés VII. kötetében. Apáczai Csere János: Philosopia Naturalis, 1660 (kézirat - másolatban) 5 1665-ben. 6 Teljes címe: Institutiones philosophiae naturalis dogmatico-experimentalis, quibus veritates physicae luculentis observationibus et experimentis illustrarae ac confirmatae nexu scientifico metodice proponuntur. In usum auditorii adornatae cum figures aeneis atque indice a Stephano Tőke M. Vásárhelyi philos. et mathe. in illustri collegio enyedensi professore ordinario. Cibini Transilvanorum. Anno 1736. 4
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
9
elsőként a légszivattyút. Nagy fontosságot tulajdonított az elmélet és a kísérlet kapcsolatának. Tankönyvéből következtetni lehet arra, hogy a kollégium szertára abban az időben nagyon gazdag lehetett. Tőke István nyugdíjba vonulása után I. KOVÁTS JÓZSEF foglalja el katedráját. Javaslatokat nyújtott be az erdélyi iskolák új tantervéhez a fizika oktatásával kapcsolatban. 1769-ben rektorrá választották. Sokat foglalkozott a kollégium vagyoni helyzetének rendezésével, de a fizika tanítását sem hanyagolta el. A XVIII. század utolsó fizikusa II. KOVÁTS JÓZSEF, aki 1795 és 1835 között tanított, majd SZÁSZ KÁROLY, KASZA DÁNIEL és LÖTE LAJOS folytatták elődjeik munkáját. Az iskola és vele együtt a könyvtár és a szertárak többször elpusztultak az eddig eltelt csaknem négyszáz év alatt, de a szellemiség túlélte az anyagot. Tiszteljük múltunkat és bizakodva nézünk előre. Hisszük, hogy nemcsak múltjából él a mai Bethlen Gábor Kollégium. Diákjaink eredményei ezt bizonyítják!
Könyvészet [1.] *** A BETHLEN GÁBOR KOLLÉGIUM ÉVKÖNYVE 1993 - 1994 [2.] *** A BETHLEN KOLLÉGIUM ÉVKÖNYVE, Nagyenyed – Kolozsvár – Budapest, 1995 [3.] *** Studii şi cercetări de Bibliologia – Biblioteca Academiei R.P.R., vol I, 1955 [4.] Györfi Dénes: Nagyenyed és a Kollégium, Philobiblion sorozat, Kolozsvár 1997 [5.] Szilády Zoltán: Erdély és a magyar tudományosság, TÖRTÉNETI ERDÉLY, Budapest, 1936
10
EMT
A bűvészek és a fizika CSEH Gyopárka Báthory István Elméleti Líceum, Kolozsvár
A cirkuszok, különböző alkalmak attrakciói között ősidők óta szerepelnek bűvészmutatványok. Nekünk, fizika tanároknak sok tanulni valónk van a bűvészektől. A bűvészmutatványok mögött sok fizika rejlik, noha a legtöbbször még a bűvészek sincsenek tisztában ezzel, hát még a nézők! Lássunk néhány klasszikus bűvészmutatványt! Kezdve a volt-nincs trükköktől, s folytatva a galambbá változott nyuszival, mindenik háta mögött egyszerű optikai csalódás vagy egy egyszerű tűkör áll. De lássunk valami „fizikusabb” változatát ezeknek a trükköknek két különböző változatban: „lefejezett ember” vagy „levegőben lógó bűvész”. S most jöjjön néhány trükk amit jobb ha a bűvészek nem látnak meg, mert még a végén elvennék a kenyerünket (vagy mi az övéket?): a villáink egy tűhegyén is egyensúlyozni tudnak a sörös üvegünk karimáján, de a ceruza oldalra dőlve is képes a hegyén táncolni egy asztal szélén ha elég szépen beszélünk vele. A többi trükk maradjon titok egyelőre. A fizika tanárok felhasználhatják a diákok érdeklődését az ilyen bűvészmutatványok iránt arra, hogy irányítsák az érdeklődésüket a trükkök segítségével a fizika felé. Minden fizika tanár legyen jó bűvész s ezáltal elbűvöli a gyerekeket s észrevétlenül vezeti őket a fizika világa felé!
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
11
„Ne felejtsd el, hogy nekem az volt a feladatom, hogy a kísérletezés módszere tekintetében e tájon megtörjem a jeget” M. Vásárhelyi Tőke István, 1736
„Boszorkányos könyvek” és „mágusok” Adalékok a magyar kísérleti fizikaoktatás történetéhez FOGARASI Anna-Mária Nagyenyed
Amikor először látogattam a Bethlen Dokumentációs Könyvtárba, és megismerkedtem a több mint 72.000 kötetet tartalmazó gyűjteménnyel, egy XVIII. századi, különleges ábrákkal díszített kéziratra figyeltem fel. Elhatároztam, hogy amikor majd lehetőségem lesz, aprólékosabban áttanulmányozom. Megtudtam, hogy ez a különös könyv a Figuren Physic Experimenten, kísérleti fizika könyv. Mi több, számos ismerősnek tűnő ábrát találtam benne, ugyanis mi is végeztünk hasonló kísérleteket. Most itt az alkalom, hogy ezt a művet bemutassam. Előzőleg azonban a fizika korabeli helyzetét szeretném felvázolni. XVII-XVIII. századi híres fizikusok és műveik 1
2
A XVII. században élt nagy kísérletező, Galileo Galilei a Discorsi (1633) című munkája a mechanika kiindulópontja. Művében a szabadesésről, a hajítás parabolájáról értekezik, és lejtős kísérleteket is bemutat. Galilei mechanikájában találkozunk először a kísérletnek és körülményeinek részletes leírásával, úgy ahogy ma megkövetelik. Elfogadott az a vélemény, amely szerint az elméletnek és a kísérletnek a tudományos vizsgálatokhoz nélkülözhetetlen összjátéka éppen a Galilei által megadott módszerekben a legeredményesebb. „A fizika tudományát új ismeretelméleti alapokra helyezte – állapítja meg az Új Magyar Lexikon –, amennyiben a megismerés legfőbb forrásává a tapasztalatot, a kísérletet tette, szemben azon évszázados, megkövült gyakorlattal, amely a természet jelenségeit elvont teológiai 3 4 spekulációval igyekezett levezetni…” . Galileit Descartes követi, aki tisztázta a 1
Galileo Galilei (1564-1642) olasz matematikus, orvos, fizikus Discorsi e Dimostrazioni matematiche, intorno à due nuoue fcienze attenenti alla mecanica & movimenti locali 3 Új Magyar Lexikon, Galilei címszó, Budapest, 1962 2
12
EMT
gravitáció fogalmát: „...ahogy egy óramester, látván egy órát, amelyet nem ő készített, rendszerint meg tudja ítélni azon alkatrészek alapján, amelyeket lát, azokat is, amelyeket nem lát, éppúgy vizsgálva a természetes tárgyak hatásait és érzékelhető részleteit, megkísérelem megismerni azt is, hogy milyennek kell lenni azon részek5 6 nek, amelyek közvetlenül nem érzékelhetők.” Huygens , a XVII. századi tudós a hullámelmélet területén alkotott maradandót. E század legkiemelkedőbb fizikusa 7 Newton , aki bebizonyította, hogy a mozgás létrehozására ugyanakkora erőre van szükség, mint a megszüntetésére. Tanulmányozta a centripetális erőt, a gravitációs vonzást, megfogalmazta a színelméletet, felfedezte a mozgástörvényeket. Később 8 Leonhard Euler , svájci tudós átdolgozta a Newton által felfedezett mechanika 9 törvényeit. A fizika különböző területeinek más kiemelkedő tudósai: Lagrange 10 11 12 (mechanika), D’Alembert (mechanika), Fresnel (fénytan), Fourier (hőtan), 13 14 15 Laplace (mechanika), Hamilton (mechanika), Jacobi (mechanika), Cou16 17 18 lomb (mechanika), Ampère (mágnesesség, elektromosságtan), James Watt (hőtan). Lagrange munkásságával a mechanika elérte azt a szintet, amelyet ma is csak az elméleti mechanikát tárgyaló egyetemi tankönyvekben találunk meg. Laplace, Hamilton, Jacobi munkájának részletező leírása már a szakkönyvekben is csak apró betűs szedéssel található meg. Ezzel a fizika és annak fejezete, a mechanika a 19 geometriához hasonlóan mintatudománnyá vált. Az 1791-ben született Faradayt is meg kell említenünk, hiszen korának egyik legnagyobb kísérletező tudósa volt.
4
René Descartes (1596-1650) a racionalizmus megteremtője, francia matematikus, filozófus, fizikus Jelszava: Cogito ergo sum (Gondolkodom, tehát vagyok) 5 Descartes: Discours de le Methode 1637 (Értekezés az értelemről - Magyar ford.: Bp.1881) 6.Christian Huygens (1629-1695) holland matematikus, fizikus, asztrológus (tőle származik az első belső égésű motor vázlata) 7 Isaac Newton (1642-1727) matematikus (megalkotta a binomiális tételt, a differenciálszámítás tételét), fizikus, filozófus, professzor a cambridge-i egyetemen 8 Leonhard Euler (1701-1783) „mathematikus acutissimus”, svájci tudós, matematikus, fizikus ,9 Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) olasz matematikus, fizikus 10 Jean le Rond D’Alembert (1717-1783) francia fizikus, filozófus, a nagy francia enciklopédia egyik főszerkesztője 11 Jean Augustin Fresnel (1788-1827) fizikus, csillagász 12 Joseph Fourier (1768-1830) fizikus 13 Pierre Simon Laplace (1749-1827) matematikus, kémikus, csillagász 14 William Hamilton, ír matematikus, fizikus, a vektorszámítás megalapítóinak egyike 15 Carl Gustav Jacob Jacobi (1804-1851) német matematikus, főleg mechanikával foglalkozott 16 Charles Auguste de Coulomb (1736-1806) fizikus, 9 évig hadmérnök, a Coulomb-törvény felfedezője 17 André Marie Ampère(1775-1836) francia fizikus, az áramok elektrodinamikus kölcsönhatását leíró törvény felfedezője 18 James Watt(1736-1819) fizikus, az első gőzgép megalkotója 19 Michael Faraday (1791-1867) kémikus, fizikus (az első elektromotor megalkotója)
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
13
A fizikatanítás a XVII. és XVIII. századi Magyarországon A XVII. században Magyarországon alig találunk említést híres fizikusok munkásságáról. Ebben a korszakban Magyarországon kizárólag a pedagógusok, néha az orvosok foglalkoztak a természettudományokkal, ezért az iskolák és a természettudósok munkája szorosan összekapcsolódik. A fizikát is oktató korabeli pedagógusok közül, kiemelkedett Apáczai Csere János, az első magyar enciklopédia szerzője, első kartéziánus tudósunk, a magyar nyelvű tudományosság úttörője, 20 Bayer János, Szilágyi Tönkő Márton, Pázmány Péter és Pósaházi János, Szentiványi Márton. Abban a korszakban a fizikát csak a főiskolákon a filozófia keretén belül tanították. Híres főiskolák működtek Debrecenben, Eperjesen, Gyulafehérvárt és Sárospatakon. Tolnai János, sárospataki tanár „…a nagy Keckermannak, Alstediusnak és más peripatetikusoknak a fizikáját kevésre becsülte, csupán hiábavalóságnak és hazugságnak tartotta…”, ezért iskolája régi tankönyveit új kézikönyvekkel helyettesítette. A ránk maradt adatokból nem derül ki, hogy milyen könyveket hozott be, lehet azonban, hogy a később igen elterjedt Sperling-féle fizikát (1639) vagy a Sennert Philosphia naturalis-át (1616). A XVII. században a fizika oktatásához nemcsak a megfelelő eszközök hiányoztak, hanem a szükséges légkör is. A későbbi fizikaoktatásról csak annyit tudunk, hogy külön tantárgyként elsőként 1675-ben Cseles Márton, majd 1677-ben Meleghy Ferenc tanított fizikát a nagyszombati egyetemen, de azt nem tudhatjuk, hogy pontosan mit. Két 1715-ből fennmaradt matematikai vizsgakérdés rávilágít arra, hogy körülbelül mit taníthattak abban az időben fizikából: 1. „Miképpen lehet a hang terjedéséből megmérni a hely távolságát?” 2. „Arkhimédész földön kívüli pontjából 21 mily erővel lehetne Magyarországot kimozdítani?” A kolozsvári Református 22 Kollégium egykori könyvtárában található több mint száz, a XVIII. századból származó fizikai tárgyú kézirat nem tartalmaz újat Arisztotelész könyveihez viszonyítva. Ezek a kéziratok tanárok és diákok fizikai előadásokról készített jegyzetei. A kevés rendelkezésre álló adatok egyes szakértők23 megállapították, hogy a kísérleti fizikaoktatás a XVII. században Európa szerte ismeretlen volt24, így Magyarországon is. Nem léteztek a kísérletezéshez szükséges szemléltetőanyagok. Ezt a tényt igazolják Bethlen Miklós gróf megállapításai: „De nagy baja volt a szegény Apáczainak az is, hogy mathematicum instrumentumokra szert nem tehettünk, két globust ugyan szépet vőn a nagyatyám én számomra, melyek még ma is megvagynak, abból a geographia és astronomiában is bébényalintata engem Apá-
20
Pósaházi János (mh. 1686-ban) – Comenius-tanítvány, sárospataki, majd gyulafehérvári tanár. Fő műve, a Philosophia naturalis című első magyarországi fizikakönyv (Sárospatak, 1667) Molnár Aladár, A közoktatás története Magyarországon a XVIII. században 22 Amellyel jelenleg az akadémiai könyvtár büszkélkedik! 23 Például M. Zemplén Jolán szerint 24 Ez az állítás megkérdőjelezhető és később meg is fogom cáfolni! 21
14
EMT
czai.”25 Szilágyi Tönkő Márton Philosophia című művében (1678), amely túlnyomórészt fizikát tartalmazott, a mágneses jelenségek tárgyalása során így panaszkodik: „Mi ezeket a tulajdonságokat tehát külön nem szemlélhettük, kivált azért, mert azok hitelét és szemléletét nyújtó módokban a mi nemzedékünkben mind az idők mostohasága, mind az emberek nemtörődése miatt (ó idők! ó erkölcsök!) sajnálatosan szűkölködünk.”26 Debrecenben találjuk az első magyarországi, részben ma is meglevő, legrégibb kísérleti eszközöket, amelyeket egy 1703-ban készült leltár így ír le: „vassal fegyverzett mágnes, 2 éggömb, egy földgömb, pénzek mérésére szolgáló mérleg”. A szakirodalom szerint a kísérletezés első fennmaradt említésével27 Sárospatakon találkozunk, ahol Simándi István28 az 1708-1709-es tanévben valódi kísérleti fizikát kezdett tanítani. Külföldi tanulmányai befejezése után 57 darab fizikai eszközt hozott Belgiumból és Hollandiából. Ezek közt találjuk a: „horodictum meridionale”-t, a pontos idő meghatározására szolgáló eszközt, az univerzális termométert, a pirométert és a „laterna magica”-t. M. Zemplén Jolán szerint ő volt a kísérleti fizika kezdeményezője Magyarországon. Munkásságával tíz évvel megelőzte a hollandokat, akik csak 1720 körül tartották az első kísérleti fizika előadásokat. Sírfelírata is bizonyítja, hogy kortársai nagyra becsülték munkásságát: „Természet dolgainak volt ő nagyhírű tanára, / Nincs sok ilyen férfi széles e föld kerekén.” Ötven év múlva Hatvani Istvánról dörzsölési elektromos gépe miatt azt beszélték, hogy az ördöggel cimborál. Arany János így örökíti meg: „Fából csinált rezes nagy bálvány / Üvegtányérral, mint a malomkő, / S ha hozzáérsz, megüt a menykő29”. Kéry Borgia Ferenc leghíresebb szakkönyvében, a De motu corporum-ban elsőként foglalkozik a mozgásmennyiségekkel. Ebben a korszakban fizika könyveket írt Ádányi András 1755-ben, majd Jazlinszky András 1756-ban. Makó Pál kora egyik legismertebb fizikusa és matematikusa, aki első művében (Compendiaria physicae institutio) ezt írta: „Newton emberemlékezet óta a legtökéletesebb általános fizikát hagyta ránk”. 1770-ben a fizika tananyagának tematikája megváltozott, kikerült a filozófia hatalma alól, és az előadások során a hangsúlyt a kísérletezésre helyezték. Így egy új korszak kezdődött a fizikaoktatás történetében: a fizika oktatás kísérletközpontúsága. Az kísérleti fizikaoktatás első képviselői közül megemlíthetjük Horváth K. Jánost és Kempelen Farkast. Bár Magyarországon csak a XVIII. században kezdett kialakulni a kísérleti fizika, mégis voltak olyan fizikusok, akiknek kísérleti könyvei hozzájárultak e tudományág fejlesztéséhez. 25
Gróf Bethlen Miklós Önéletírása (Bethlen Miklós Apáczai tanítványa volt a gyulafehérvári kollégiumban) 26 Martini Sylvani, Philosophiae ad usum scholarum praefertim Debrecianae, Heidelbergae 1678 27 Kutatásaink alapján ez az állítás is téves, szerzője nem ismerhette a Bethlen Kollégiumban zajló oktatás adatait!!! 28 1675 és 1710 között élt 29 Arany János: Hatvani, vers
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
15
XVII. és XVIII. századi nagyenyedi fizikusok és műveik A Bethlen Kollégium első természettudomány professzora Johann Heinrich 30 31 Alsted volt, aki 1629-ben kezdte meg a főiskola szervezését . 32 Encyclopaediájában az arisztotelészi fizika tanait ismertette. Korábban írt fiziká33 ja még ennél is modernebb volt. Őt követte Johann Henrich Bisterfeld , aki a 34 XVII. század közepén már kísérleti fizikát tanított. Zemplén Jolán szerint legendának kell tekintenünk azt tényt, hogy Bisterfeld kísérletezett volna. Ezt szeretném megcáfolni: − Benkő Ferenc, nagyenyedi professzor az 1796-ban írt Parnassusi időtöltés VII. kötetében felsorolja kollégiumi tanárokat. Ott Bisterfeld mágusként szerepel, a 24. paragrafusban pedig a következőt olvashatjuk: „... a Bisterfeld Prof. lakatos Boszorkányos könyve,...” 35 − Szilády Zoltán , a Bethlen Kollégium nagyhírű professzora szerint Bisterfeldnek éppen kísérletei miatt volt ördöngös híre: „...annak ördöngős híre és könyve nem jelenthetett egyebet, mint experimentális fizikatanítást, vagy mágiát, ahogy akkor mondták.” − Ezt az állítást Gábos Zoltán, a kolozsvári egyetem nyugalmazott profesz36 szora is alátámasztja : „Bisterfeld >>vallásos<< köntösben a természettudományok jelentőségét tudatosította. Amikor óráin kísérleteket mutatott be Gyulafehérváron a baconi empirizmust képviselte, amellyel oxfordi tartózkodása idejében ismerkedett meg.” A kísérletezésnek később is fontos szerepe volt. Amikor Benkő Ferenc az enyedi ritkaságokat mutatja be, valamint a korabeli kollégium kísérleti eszközök37 ben gazdag leltárát, a következőket írja : „Vagynak a ’Kollégiumnak ezen kivül sok szép és drága Physicum Instrumentumai, mellyek a Physices Professornál állanak, u.m. a’Mathésis, Mechánika és Physikára tartozó Eszközöknek Kollektzioja, mellyeknek mostani Gondviselöje a’ maga Professoralis Házánál II.Kováts Jósef Math. És Phys. Professor.” A fentiek igazolják, hogy a Bethlen Kollégiumban már a XVII. század elején, majdnem egy évszázaddal Simándi István előtt, nagy szerepe volt a kísérletnek a fizika tanításában. Ezt a hagyományt folytatták a XVII. és XIX. századi professzorok is!
30
1629 és 1638 között tanított a gyulafehérvári kollégiumban Abban az időben a Bethlen Kollégium még Gyulafehérvárt működött, 1665-ben költöztették Nagyenyedre 32 1616-ban, akkor azonban még nem Erdélyben oktatott 33 1629 és 1655 között tanított a gyulafehérvári Kollégiumban 34 Zemplén Jolán: A magyarországi fizika története 1711-ig. 35 Később a Magyar Nemzeti Múzeum muzeográfusa. 36 Gábos Zoltán: Az erdélyi fizikusok hozzájárulása a magyar tudományhoz 37 Benkő Ferenc: Parnassusi időtöltés VII. darab, 1796 31
16
EMT
Bisterfeld utóda, a Magyarország szerte híres Apáczai Csere János, a Magyar Encyclopaedia megalkotója, amely Descartes elvein alapszik. Apáczai rövid ideig 38 tanított fizikát 1653 és 1656 között . A kollégiumban a XVIII. században Pápai Páriz Ferenc rektorprofesszor nemcsak görögöt és históriát tanított 1680 és 1716 között, hanem fizikát is. Diákjai szerint ő elhanyagolta a kísérletezést. Őt azonban nem a fizika oktatása tette híressé, hanem az első magyar nyelvű orvosi könyv (Pax Corporis, 1690) és a latin-magyar szótár (Dictionarun Latino-Hungaricum). A kísérleti fizika másik nagy művelője M. Vásárhelyi Tőke István volt, aki 1725 és 1768 között filozófiát, matematikát és fizikát tanított Nagyenyeden. Ő írta az első 39 erdélyi kísérleti fizika tankönyvet 1736-ban. A könyvből két példány található a 40 Bethlen Könyvtárban , mely teljes egészében latin nyelvű: A végén található hat képes melléklet is sejteti, milyen érdekes kísérleteket végeztek akkoriban. A bevezetőben a szerző hangsúlyozza, hogy kollégiumi tankönyvnek szánta, a tanulók számára, hogy „a jó agy foglalkozzon vele”. A tankönyv célja az elmélet, a kísérlet, a dogmatika, a tapasztalat és a filozófia közti kapcsolat megteremtése. A szerző a bevezetőben írja, hogy „Semmi sem áldottabb, mint a tudás, semmi sem szentebb 41 mint a tanítás, semmi sem hoz tartósabb boldogságot mint a tanulás. ” . A bevezetőben vallja: „Ne felejtsd el, hogy nekem az volt a feladatom, hogy a kísérletezés módszere tekintetében e tájon megtörjem a jeget”. A kísérletekhez szükséges eszközöket a szerző rajzolta és tanítványa, Borsai Pál metszette rézbe. Több mint száz kísérletet mutat be, amelyek következő fejezetekbe sorolhatók: szilárd testek mechanikája, folyadékok és gázok mechanikája, hangtan, hőtan, elektromosság. mágnesesség, fénytan és csillagászattan. Ezeken kívül a könyv filozófiát, biológiát és anatómiát (az emberi test szerkezete, az agy, a belső és külső érzékszervek) is tartalmaz. M. Vásárhely Tőke István a newtoni mechanika alapján tanított és használta az erő fogalmát. Ő alkalmazta Erdélyben elsőként a légszivattyút. Nagy fontosságot tulajdonított a elmélet és a kísérlet kapcsolatának. Tankönyvéből következtethetünk arra, hogy a kollégium szertára abban az időben nagyon gazdag lehetett. Tőke István nyugdíjba vonulása után katedráját I. Kováts József foglalja el, majd II. Kováts József, aki 1795 és 1835 között tanított és a XVIII. század utolsó fizikusa volt a kollégiumban.
38
Ő is a gyulafehérvári kollégium diákja, majd professzora. Teljes címe :Institutiones philosophiae naturalis dogmatico-experimentalis,quibus veritates physical luculentis observationibus et experimrntis illustrarae ac confirmatae nexu scientifico metodice proponuntur.In usum auditorii adornatae cum figures aeneis atque indice a Stephano Tőke M. Vásárhelyi philos. Et mathe.in illustri collegio enyedensi professore ordinario, Cibini Transilvanorum. Anno 1736.) 40 Az egyik Zeyk Domokosé volt 41 Non minùs eruditè, quàm eleganter dixit, qui dixit, Nihil beatius est, quàm scire; nihil divinus, quàm docere; nihil proprius vera felicitati, quàm discere 39
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
17
Figuren Physic Experimenten - kísérleti fizika könyv a Bethlen Könyvtárban A könyv, amelyet 1770-ben latin és német nyelven írtak egyedi Erdélyben, több mint 3000 kísérletet illetve tanulmányt tartalmaz. A kézirat bevezető oldalának német nyelvű szövege tájékoztat a könyv tartalmáról. Az oldal alján olvasható a következő kézírásos dedikáció: „Don Christiano Marquiso a prágai Szűz Mária 42 Dóm kinevezett papja részére Isten gondviseléséből kezdtem [olvashatatlan szó] és illusztrálni”. A szerző nevére nem lehet következtetni. A könyv első üres lapján, Szilády Zoltán neve olvasható, mellette az 1892-es évszám. Több mint valószínű, hogy Szilády Zoltán a könyv utolsó tulajdonosa volt. Ez ugyan csak feltételezés, mivel a kézirat sorsáról, a kollégiumba való kerüléséről semmit sem tudunk. A cifrázott betűkkel írt bevezetőből megtudjuk, hogy a mű a fizika (optika, elektromosság, mechanika, hidraulika, hidrosztatika), matematika, asztronómia, földrajz, kémia és építészettel kapcsolatos ábrákat és kísérleteket tartalmaz. Szerzője művét a legegyszerűbb eszközök bemutatásával kezdi, a végén pedig bonyolult gépeket mutat be, amelyek az akkori fejlett tudomány eredményei, mint például a mikroszkóp őse, elektromos gép, teleszkóp, pneumatikus gép és különféle fegyverek. A fizikai kísérleteknek szánt fejezet több részre oszlik. Az optika fejezet a fény terjedését, a fénytörést ismerteti, optikai eszközöket mutat be és különböző kísérleteket ezzel kapcsolatosan. A mozgástan fejezetben pedig az egyenes vonalú egyenletes mozgást, a görbe vonalú mozgást és az egyenletesen változó mozgást mutatja be nagyon sok kísérlet segítségével. A kémiának szánt fejezetben olyan kémiai eljárásokat ír le, mint például a desztillálás. A biológiának és anatómiának két külön fejezetet szánt a szerző. A biológia részben bemutatja az élőlényeket a legkezdetlegesebbtől, az egysejtűtől a legmagasabb rendűig, az emberig. Evolúciós sorrendben vannak bemutatva az élőlények, mint például az egysejtűek, a vízinövények, az algák, a moszatok, a mohák, a puhatestűek, az ízeltlábúak (bogarak, pókok, rákok), a tüskésbőrűek, a hüllők és az emlősök. Az anatómia fejezetben fejlettségi sorrendben következnek a szövetek, a szervek, a szervrendszerek (idegrendszer, csontrendszer, izomrendszer). A matematikához fűződő rész bemutatásakor a szerző mértani alakzatokat, térmértani, síkmértani ábrákat, trigonometriai összefüggéseket szemléltet. A továbbiakban a Hold keringését és fázisait illusztrálja valamint a földgömböt és a világtérképet. Az akkori építészeti stílusok is jelen vannak: a barokk, a román, a gótikus stílus. A fejezetek elején az illető fejezethez fűződő kísérleteket szemléltet, mellettük a rajzokhoz illő magyarázatot fűz latinul vagy németül, a rajzok után pedig a fejezethez tartozó magyarázat, az illető részhez illő általános tudnivalók következnek. A továbbiakban csak a mechanikai kísérletek közül válogatok. Ebben a részben különböző mozgástípusokat mutat be (egyenes vonalú egyenletes mozgás, egyenletesen változó mozgás) és az egyszerű gépek (lejtő, csiga, csigarendszerek, emelők) 42
clerico regulari latinul hivatalosan kinevezett papot jelent
18
EMT
működését és alkalmazásait. Az első lejtős kísérletben (1. ábra) valószínű, azt bizonyítják, hogy a gördülő súrlódásnál fellépő erő kisebb, mint a csúszó súrlódás esetében. A következő lejtős kísérlet (2. ábra) ma is szerepel a kollégiumban bemutatott kísérletek között. Látszólag „felfelé” gurul a test a lejtőn, de ha jól megfigyeljük, észrevesszük, hogy tulajdonképpen súlypontja mozgás közben lennebb kerül. Egy másik lejtős kísérlettel (3. ábra) valószínű, hogy a csúszó illetve gördülő súrlódást tanulmányozták. A lejtőn való mozgást Galilei is tanulmányozta és észrevételei, leírásai hasonlítanak a kísérleti könyvben jelenlevő jegyzetekhez. Az egyik kísérlethez (3. ábra) társíthatunk egy Galilei Discorsi című munkájából vett idézetet: „egy körülbelül tíz méter hosszú, fél méter széles és három hüvelyk vastag deszka keskenyebbik oldalára egy hornyot vájtunk, egy hüvelyknél kissé szélesebbet. [...]nagyon simára készítettük [...] és benne egy nagyon kemény, kerek és sima fémgolyót engedtünk gurulni. Miután az említett lejtőt ferdén elhelyeztük, miközben az egyik végét két-három méterrel a vízszintes fölé emeltük, legurultattuk a golyót a 43 horonyban” . A stabil egyensúly kimutatására az egyik kísérletben (4. ábra) három golyóból álló rendszert használnak, ami egyensúlyban van egy tűn, ha az alátámasztási pont egybeesik a súlyponttal. Ugyanezt két golyóból álló rendszer (5. ábra) segítségével is bizonyítják. Az egyensúlyt tanulmányozó kísérletek között van egy olyan is, amely egy cirkuszi artistát modellez. Amennyiben a súlypont az alátámasztási pont alatt van, a test stabil egyensúlyban található, és az „artista” szerencsésen legördül a dróton (6. ábra). Az emelőket is ábrázolják. Munka közben az emelők esetén a forgási pont az emelő két vége közt illetve az egyik végén van (11.ábra) A köszörű meghajtása esetében (7. ábra) az emelőként működő pedál által kifejtett erőnyomaték elindítja a korongot, és ennek tehetetlensége révén a mozgás fenntartható. Az erőnyomaték alkalmazása máshol is megtalálható, például a vonalzó nem fordul el és a széken marad (12. ábra), ha a széken található rész végére egy mérlegsúlyt helyezünk. E test súlyának nyomatéka nagyobb, mint a vonalzó szabad végére ható erőnyomaték. A gördülő súrlódás előnye, annak ellenére, hogy nagy súlyt tettek a kis kocsira, ha ráfújnak elindul (8.ábra). A csigarendszereket erőmegtakarításra használták (10. ábra). A lejtő, a görgők és a csigarendszer (13. ábra) segítségével könnyen el lehet mozdítani egy nehéz csónakot. Ebben a fejezetben erőmérőket (dinamométereket) is bemutatnak (9. ábra), amelyek alakja szokatlanul modern. A különleges értékű Figuren Physic Experimenten megérdemelné, hogy szakemberek alaposan tanulmányozzák és közkinccsé tegyék. Az egyetemes magyar fizikaoktatás fejlődéséhez nagymértékben hozzájárultak nagyenyedi kollégium tudós professzorai. Igazat kell adnunk Szilády Zoltán egykori professzornak, aki szerint a XVII. – XVIII. századi erdélyi tudósok mintegy kétharmada a nagyenyedi kollégium tanára vagy tanítványa volt. Rájuk gondolha43 az idézet forrása: Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete, Gondolat Kiadó, Budapest, 1978 (170. oldal)
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
19
tott Áprily Lajos, amikor a következő sorokat írta: „Hol a sötétség tenger-árja el44 len/ragyogó gátat épített a szellem.” Irodalom [1.] *** A BETHLEN GÁBOR KOLLÉGIUM ÉVKÖNYVE 1993 - 1994 [2.] *** A BETHLEN KOLLÉGIUM ÉVKÖNYVE, Nagyenyed–Kolozsvár–Budapest, 1995 [3.] *** Studii şi cercetări de Bibliologia – Biblioteca Academiei R.P.R., vol I, 1955 [4.] ***Figuren Physic Experimeneten, 1770 (Prága?) [5.] ***Új Magyar Lexikon, Budapest 1962 [6.] Áprily Lajos összes versei és drámái, Szépirodalmi könyvkiadó, Budapest [7.] Arany János összes költeményei, I. Kötet, Magyar Helikon Kiadó, 1967 [8.] Benkő Ferenc: Parnassusi időtöltés VII. darab, 1796 [9.] Bernal, J. D.: A fizika fejlődése Einsteinig, Gondolat Kiadó/Kossuth Kiadó, 1977 [10.] Gábos Zoltán: Az erdélyi fizikusok hozzájárulása a magyar tudományhoz, Fizikai Szemle 2000/4 [11.] Györfi Dénes: Nagyenyed és a Kollégium, Philobiblion sorozat, Kolozsvár 1997 [12.] M. Zemplén Jolán: A magyarországi fizika története 1711-ig, Akadémiai Kiadó, Budapest,1961 [13.] M: Vásárhelyi Töke István: Institutiones philosophiae naturalis dogmaticoexperimentalis..., Szeben 1736 [14.] Németh László: Történelmi drámák, Polis Kiadó, Kolozsvár,1997 [15.] Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete, Gondolat Kiadó, Budapest, 1978 [16.] Szilády Zoltán: Erdély és a magyar tudományosság, TÖRTÉNETI ERDÉLY, Budapest,1936 [17.] www.kfki.hu/chemonet/hun/olvaso/histchem/legenda/egyetem/nagyszombat.html
44
Tavasz a házsongárdi temetőben című verséből
20
EMT
„Ne felejtsd el, hogy nekem az volt a feladatom, hogy a kísérletezés módszere tekintetében e tájon megtörjem a jeget” M. Vásárhelyi Tőke István, 1736
Régi fizikai kísérleti eszközök a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégiumban BIRÓ Dalma és KÓNYA Mónika (XII. A) Bethlen Gábor Kollégium, Nagyenyed Témavezető tanár: Dvorácsek Ágoston
A kísérleti fizika oktatásának kezdetei Magyarországon A XVIII. században, Magyarországon, a pozsonyi, székesfehérvári, váci, miskolci, gyulafehérvári katolikus, a pozsonyi és eperjesi evangélikus és a székesfehérvári kollégiumban valamint a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégiumban és a debreceni református kollégiumban megalakultak a fizikai szertárak. A legutóbb említett, vagyis a debreceni kollégium rendelkezett a leggazdagabb eszköztárral. Hírnevét Hatvani Istvánnak1„a magyar Faustnak” köszönhette. Kiadott munkája, az „Introductio ad principia philosophiae solidioris”. Ezzel szemben a legszegényebb eszköztára a gróf Eszterházy Ferenc által Szempcen2 alapított hároméves mérnöki képzőnek volt. [3]
1 2
Hatvai István (1718 – 1786) orvosdoktor, a debreceni kollégium tanára ma Senec, Szlovákia
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
21
Adatok tanúsága szerint Simándi István3, a sárospataki kollégium tanára volt magyarhonban az első, aki a fizikát kísérleti alapon tanította. Ő hozott elsőnek remek kivitelű fizikai eszközöket külföldről 1709-ben. [3] Simándi Istvánt követően, Bél Mátyás4, a pozsonyi evangélikus líceum igazgatója tanított a legtöbbet fizikát, Buddeus tankönyve alapján, melyeket kísérletekkel támasztott alá. Kitűnően konzervált, ezt máig megőrzött régi fizikai eszközök bizonyítják.[3] Néhány évvel később a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégiumban alakult fizikai múzeum. Ekkor a kollégiumban Pápai Páriz Ferenc5 volt a fizika professzora, ám ő kísérleteket nem végzett. Ezen hanyagságáért a diákság panaszt emelt ellene: „Szomorúan vagyunk, hogy soha fizika-demonstraciót szférán vagy, mágnesen nem látunk, sőt ami nagyobb, 90 tótágus deákok között alig vadnak nyolcan, kik őkegyelmétől azt is hallották volna: Quid est Phyisca?...” [3]. 1777-ben a fizika oktatásának a Ratio Educationis adott lendületet. Ennek a kivitelezésében szerepet játszott Makó Pál6 és Kempelen Farkas7. Makó Pál először a nagyszombati kollégium logika és metafizika tanára, majd a bécsi egyetemen és a Theresianumban a matematika és a fizika előadója. A fizika oktatására irt tankönyve, a „Compendiaria physica” két kiadást ért meg. Kempelen Farkas a beszélő géppel örökítette meg a nevét. A „Vízszöktető” meg „tűzzel és párával dolgozó alkotmányai” egész Európa által megcsodált találmányok voltak. [3] Később a Mária Terézia által kiadott rendeletekben Makó és Kempelen szakavatotsága érződött. A fizikát oktató tanárnak kötelessége volt az iparosok továbbképzése is, ennek érdekében tartottak kísérleti fizika bemutatókat. A Ratio Educationis a középiskola második fokozatán a fizikai elemek tanítását rendelte el és a kétéves filozófiai kurzus második évében pedig heti öt órában „tekintettel a gazdasági és ipari életre” kellett tanítani kísérleti fizikát. [3] A 19. században kevés helyen folyt kísérletezés, az erdélyi református iskolákban a Gáspár-féle módszert alkalmazták. Ezt a módszert 1861-ben Gáspár János8, nagyenyedi professzor dolgozta ki, és hangsúlyozta ennek segítségével, hogy : „A természettani folyamatban a tárgy megválasztása, rendezése s az egyes tünemények tárgyalása úgy eszközlendő, hogy a szemlélés örömeiből lassanként pontos észlelés fejlődjék s a tanulók képesüljenek a tünemények rejtett okai és törvényeinek kifürkészésére..., szóval odaviendő a tanuló, hogy a tüneményeket észlelni, összehasonlítani, a természetet megkérdezni s attól felelet nyerni képes és hajlandó legyen.” [3]
3
Simándi István (1675 – 1710) a sárospataki kollégium fizika tanára. Bél Mátyás (1684 – 1749) Pápai Páriz Ferenc (1649 – 1716) orvosdoktor, tudós professzor, szótáríró 6 Makó Pál (1723 – 1793) jezsuita szerzetes tanár 7 Kempelen Farkas (1734 – 1804) magyar tudós, sokoldalú tehetség, a sakkozógép feltalálója 8 Gáspár János (1816 – 1892) pedagógus, író és közéleti szereplő 4 5
22
EMT
A kísérleti fizika oktatása a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégiumban Az 1622-es kolozsvári országgyűlésen a gyulafehérvári protestáns iskolát akadémiai rangra emelték, Bethlen Gábor fejedelem kezdeményezésére. A mai nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégium ennek az akadémiának a jogutóda. [1] A fejedelem főiskolája alapozta meg azt a műveltséget, amely Erdély biztonságának „fundamentuma” volt. Nem túlzás Szilády Zoltán9 kollégiumi professzor 1936-ban tett kijelentése, miszerint ehhez az iskolához kapcsolódik szűkebb hazánk tudósainak legalább kétharmada. Ezek közé tartoznak: Apáczai Csere János10, Pápai Páriz Ferenc, Bolyai Farkas 11, Sipos Pál12, Körösi Csoma Sándor13 és még sokan mások. [2] Ezen tudósok neve mellett, iskolánk hírnevét az is öregbíti, hogy iskolánk úttörő szerepet játszott a fizika és főleg a kísérleti fizika oktatásában. A kollégium fizika professzorainak sorát a német Johann Heirich Bisterfeld14 nyitja, akit 1629-ben hívtak meg Gyulafehérvárra, ahol haláláig tanított matematikát és fizikát. Kurzusai másolatban maradtak fenn. Arisztotelész elveit vallotta és a következő témákat dolgozta fel: Természetes test (vagy anyag), Egyszerű természetes test, Miktológia, Meteorológia, Minerológia, Állati testek, Botanika, Zoológia, Antropológia és Kozmológia. [5] Kísérletei miatt a nép varázslónak tartotta. „Bisterfeld prof. lakatos boszorkányos könyve” [5] százötven évvel később is létezett az iskola akkor létesített múzeumában. Valószínű ez volt az első erdélyi kísérleti fizika könyv. Szilády Zoltán, a Bethlen Kollégium nagyhírű professzora szerint Bisterfeldnek kísérletei miatt volt „ördöngös” híre: „...annak ördöngős híre és könyve nem jelenthetett egyebet, mint experimentális fizikatanítást, vagy mágiát, ahogy akkor mondták.” [5] A Nagyenyeden 1662-ben újjáépült iskola első fizika professzora Enyedi Sámuel15 volt, aki Descartes szellemében tanított, előbb 1664-ben fizikát és filozófiát, majd 1681-ben metafizikát és általános fizikát, 1682-ben speciális fizikát. A kísérleti fizika első nagy művelője M. Vásárhelyi Tőke István16, aki 1725 és 1768 között tanított Nagyenyeden filozófiát, matematikát és fizikát. Ő írta az első erdélyi kísérleti fizika tankönyvet 1736-ban. Ő alkalmazta Erdélyben elsőként a légszivattyút. Nagy fontosságot tulajdonított az elmélet és a kísérlet kapcsolatának. Tankönyvéből következtetni lehet arra, hogy a kollégium szertára abban az időben nagyon gazdag lehetett. Tőke István, könyvében a természettudományok minden ágát tárgyalja, közöttük a fizikát is. A fizikai törvények levezetését kísérletek segítségével magyarázza. A kísérleti eszközöket hat rézmetszésű táblán mutatja be, me9
Szilády Zoltán (1878 – 1947) bölcseleti doktor, református főiskolai tanár Apáczai Csere János (1625 – 1659) 11 Bolyai Farkas (1775 – 1856) mgyar matematikus, nagyenyedi diák 12 Sipos Pál (1759 – 1816) filozófus, matematikus 13 Körösi Csoma Sándor (1784 – 1842) nyelvtudós, a tibetológia megalapítója 14 Johann Heirich Bisterfeld (1605 – 1655) filozófus, erdélyi professzor, teológus 15 Enyedi Sámuel (1627 – 1671) orvos, tanár, református lelkész, költő 16 M. Vásárhelyi Tőke István (1700 előtt – 1768) természettudós, tanár 10
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
23
lyet tanítványa, Barsai Pál segítségével valósított meg. 1766-ban, halála előtt egy évvel még egy munkája jelent meg Nagyenyeden: „Elmélkedés a látható világ nagyságáról” címmel. [5] Tőke István műveit latin nyelven írta, majd az ő munkássága után fél évszázaddal, Benkő Ferenc idejében kezdtek el magyar nyelven oktatni. Benkő Ferenc17 a nagyenyedi ritkaságok bemutatásában leírja, hogy: „Vagynak a ’Kollégiumnak ezen kivül sok szép és drága Physicum Instrumentumai, mellyek a Physices Professornál állanak, u.m. a’Mathésis, Mechánika és Physikára tartozó Eszközöknek Kollektzioja, mellyeknek mostani Gondviselöje a’ maga Professoralis Házánál II.Kováts Jósef18 Math. És Phys. Professor.” [4] Tőke Istvánt követően, mindig voltak a kollégiumnak kísérleti eszközei, melyeket utódai, mint a két Kovács József, Szász Károly, Kasza Dániel és Lőte Lajos is felhasználtak. A Bethlen-kollégium minden időkben vezető szerepet játszott hazánkban, a természettudományok művelésében és terjesztésében. Itt működött Bisterfeld, itt tanított Apáczai, aki először írt fizikáról magyar nyelven, és itt írta Tőke István a kísérletező természettudomány első könyvét hazánkban. [5] 1770-ben latin és német nyelven megírják a Figuren Physic Experimenten - kísérleti fizika könyvet19, amely több mint 3000 kísérletet illetve ábrát tartalmaz. Ez a könyv jelenleg a Bethlen Gábor Kollégium dokumentációs könyvtárában található. [5] Az Iskola-múzeumban található eszközök felsorolása és leírása A közel négyszáz éves kollégium több pusztulásnak volt alávetve, melynek során, az iskola könyvtárát és szertárát is veszteségek érték. Ennek ellenére sok régi kísérleti eszköz fennmaradt. Ezeket az értékes, gondosan megmunkált eszközöket állították ki a 2001-ben berendezett Iskola-múzeumban, amely pótolni próbálja azt a híres Benkő Ferenc által alapított természetrajzi gyűjteményt, amelyet az 1948-as államosítás során vesztett el a nagyenyedi kollégium. A kiállított tárgyak listája: − mikroszkóp – rézből készült csöve van és kis dobozban szállítható − eredeti Edison-féle gramofon – ennek sajnos hiányzik a tölcsérje, de a rugója még ép − magdeburgi féltekék – rézből készültek, használható állapotban vannak − elektromos kapcsoló – ez is rézből készült, alakja szokatlan − gőzgép modell – vasból van, a hatvanas években még működött − giroszkóp – alkatrészei ennek is rézből készültek − síkkondenzátor – ugyancsak rézből 17
Benkő Ferenc (1745 – 1816) református lelkész, kollégiumi tanár, minerológus II. Kovács József , a nagyenyedi kollégium természetrajz tanára 19 Könyvtárunk ezen értékes könyvét egy Prága melletti kolostorban írták és valószínű, hogy Szilády professzor közvetítése által került Nagyenyedre 18
24
EMT
− Spanner-féle induktor – dobozban − légsúlymérő – higanyos barométer − optikai készlet – Leybold-gyártmány, ez a kollekció legértékesebb készlete, tükröket, lencséket, különböző réseket és régi diapozitívokat tartalmaz. Az iskola fizikai szertárában egyéb régi eszközök is találhatóak, ezeket még mindig használjuk az órákon. Jól kiegészítik a modern készülékeket, jólesik arra gondolni, hogy sok híres enyedi diák is ezek segítségével sajátította el a fizika titkait. Iskolánk múltjára visszatekintve, büszkék vagyunk arra, hogy ennek a kollégiumnak diákjai lehetünk, és reménykedünk abban, hogy iskolánk jövője méltó lesz múltjához. Mint ahogyan híres költő-tanárunk írta valamikor: „Acélos új rend, győzelmes tanítás, világformáló s mégis ősi szó. S teremtve hull a szomjazó szivekbe: Igaz tudomány. Institutio.” Áprily Lajos: Kálvin, 1535
Könyvészet [18.] *** A BETHLEN GÁBOR KOLLÉGIUM ÉVKÖNYVE 1993 – 1994 [19.] *** A BETHLEN KOLLÉGIUM ÉVKÖNYVE, Nagyenyed – Kolozsvár – Budapest, 1995 [20.] Batta István: A magyarországi latin nyelvű fizikai irodalom története [21.] Györfi Dénes: Nagyenyed és a Kollégium, Philobiblion sorozat, Kolozsvár 1997 [22.] Szilády Zoltán: Erdély és a magyar tudományosság, TÖRTÉNETI ERDÉLY, Budapest, 1936
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
25
Illusztrációk
26
EMT
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
27
28
EMT
Ha egy kísérlet sikerült, sose ismételd meg! Murphy
Érdekes kísérletek rugalmas membránokban keltett állóhullámokkal FARKAS Loránd Levente XII. A osztály Bethlen Gábor Kollégium, Nagyenyed Felkészítő tanár: Dvorácsek Ágoston
Összefoglaló: dolgozatunkban bemutatunk pár olyan kísérletet, amelyben állóhullámokat idéztünk elő periodikus erőknek kitett membránokban és rugalmas lemezekben. A periodikus erőt a levegő rezegtetésével hoztuk létre, úgy, hogy az illető testek közelében jelgenerátorra kötött hangszórót működtettünk. A jel frekvenciáját változtatva állóhullámok keletkeztek azokban az esetekben, amikor a jel frekvenciája megegyezett a membrán illetve a lemez saját frekvenciájával. Rezonátorként henger alakú rámákra rögzített gumimembránokat, illetve henger alakú doboz nyílásán létrehozott szappanhártyákat alkalmaztunk. Bemutattuk a fémlemezeken keletkező Chladny ábrákat, a vízrétegben létrejövő hasonló alakzatokat és röviden vázoltuk mi történik a harangok, illetve a kristálypoharak esetében. 1. Elméleti rész Megpróbáljuk bevezetni azokat a fizikai fogalmakat, amelyek a bemutatott kísérletekkel kapcsolatosak mellőzve azon összefüggések felsorolását, amelyek elriasztanák azokat az olvasókat, akiknek nem erős oldala a matematika
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
29
1.1 A hullám: Hullámnak nevezzük a perturbáció terjedését valamely közegben. A perturbáció lehet pillanatnyi vagy tartós. Az első esetben egy idő után az egyensúly visszaáll a perturbáció helyen, majd rendre a többi pontban is. A tartós perturbációk közül azok fontosabbak, amelyek periodikusak, főleg azok, amelyek szinusos függvényekkel írhatók le. Ez utóbbi esetben harmonikus hullámok keletkeznek. A hullám lehet: egydimenziós (például az, amelyik egy kifeszített húr mentén keletkezik), kétdimenziós (például a víz felszínén keletkező hullám) és háromdimenziós (amely minden irányban terjed, mint például a hang, a fény és a többi elektromágneses hullám) [2] 1.2 A hullám terjedése: Tekintsünk egy sor rugalmasan összefogott anyagi pontot. Az ilyen egydimenziós rugalmas közegben kétféle módon terjedhet a hullám: ha a pontok a terjedés irányával párhuzamosan rezegnek, akkor longitudinális hullámról beszélünk, ha pedig a terjedés irányára merőlegesen rezegnek, akkor transzverzális hullámról. [1] A longitudinális hullám esetében nagyobb illetve kisebb sűrűségű tartományok terjednek, a transzverzális hullámok esetében „hullámhegyeket” illetve „hullámvölgyeket” figyelhetünk meg. 1.3 A hullámok visszaverődése: Ha egy rugalmas húr egyik végén hozunk létre transzverzális hullámot, és a húr másik végét rögzítjük, észrevesszük, hogy, ha „hullámhegy” érkezik a rögzítési pontba, akkor „hullámvölgy” fordul vissza. Tehát a visszaverődés során elvész λ/2 (λ - a hullámhossz, vagyis a legkisebb távolság, amely két egyformán rezgő pontot választ el). Ha a húr végét vékony szál segítségével rögzítjük, és szabadon mozoghat, a visszaverődés során nem vész el λ/2. [1] 1.4 A hullámok interferenciája: az a jelenség, amely akkor lép fel, ha kétvagy több hullám találkozik és hatásuk egymásra tevődik. A hullámok felerősíthetik vagy gyengíthetik egymás hatását. Ha két „hullámhegy” találkozik, akkor nő az amplitúdó (a maximális kitérés), ha „hullámhegy” „hullámvölggyel” találkozik, akkor csökken az amplitúdó (teljesen ki is olthatják egymást, ha azonos az amplitúdójuk). [1] 1.5 Állóhullámok: akkor keletkeznek, amikor találkozik a haladó hullám a visszavert hullámmal. Erre akkor kerülhet sor, ha periodikus erőnek vetjük alá egy rugalmas közeg valamely pontját, és lehetőség van arra, hogy az így keletkezett hullám visszaverődjön (például a közeget egy másik közegtől elválasztó felületen). Ebben az esetben a hullám terjedése mintha megszűnne és maximális amplitúdójú tartományok (úgynevezett orsópontok) illetve minimális, majdnem nulla amplitúdójú tartományok (úgynevezett csomópontok) keletkeznek. Az orsópontok és a csomópontok nem változtatják helyzetüket (vagyis „állnak”). Két csomópont között a közeg pontjai fázisban vannak (minden pont azonos irányba rezeg). Minden csomópont két olyan tartományt választ el, amelyekben a pontok ellenkező fázisban rezegnek, tehát egy adott pillanatban ellenkező irányba térnek ki. Ha változtatjuk a periodikus erő frekvenciáját, akkor változik az orsópontok és a csomópontok száma. Hasonló hatást érünk el, ha változtatjuk a közeg pontjai között ható feszítő30
EMT
erőt (ha például növeljük vagy csökkentjük annak az erőnek az értékét, amellyel feszítünk egy húrt vagy egy membránt). Ha a közeg homogén és izotrop, akkor egy adott frekvencián az orsópontok (illetve a csomópontok) közötti távolság állandó marad. Nem homogén és anizotrop közeg esetén természetesen változnak ezek a távolságok. Az ilyenfajta eltérések valamint más jelenségek, amelyeket elhanyagoltunk bonyolítják az eddig leírtakat. [1] 1.6 A húr rezgései: csak transzverzálisak lehetnek. A húrt mindkét végén rögzíteni kell (1. ábra). Ebben az esetben bizonyos frekvenciákon létrejöhetnek az állóhullámok. A rögzítési pontokban csomópontok lesznek. E két csomópont között 0,1,2 3 … csomópont jöhet létre. A húr hossza tehát a hullámhossz felének (λ/2) egész számú többszöröse kell, hogy legyen. Egy adott frekvencián ezt a feltételt úgy valósíthatjuk meg, hogy megrövidítjük a húrt (ezt teszik a hegedűművészek). Egy adott hosszúságú húr esetében az orsópontok és a csomópontok számának változtatását a húrra ható feszítőerő szabályozásával érhetjük el. Ha növeljük az erőt, csökken ezek száma, csökken a hullámhossz, tehát növekszik a frekvencia. Csökkentve az erőt, csökken a frekvencia. Így hangolják a húros hangszereket! A húr annál magasabb hangokat bocsát ki, minél nagyobb a feszítőerő és minél rövidebb a húr. [1] 1.7 A rugalmas membrán rezgései: a húr rezgéseivel hasonló módon jönnek létre, ebben az esetben azonban a membrán síkjában terjednek és a membránt rögzítő tartományban verődnek vissza. Ebben az esetben is transzverzális hullámok keletkeznek. (a membrán közelében rezgő levegő a gerjesztett hang terjedési irányában tér ki, tehát a levegőben longitudinális hullám és ennek megfelelően longitudinális állóhullám jön létre). A feszítőerő ebben az esetben nehezebben szabályozható, használhatunk azonban különböző nagyságú membránokat. Az állóhullámok a gerjesztő periodikus erő frekvenciájának változtatásával hozhatók létre. Ezt az erőt egy hangszóró által létrehozott változtatható frekvenciás hanghullámokkal gyakorolhatjuk a membránra. A frekvenciát változtatva létrejönnek az állóhullámok. Kerültük a rezonancia fogalmának bevezetését, hogy a rezgésekkel és hullámokkal kapcsolatos jelenségekben kevésbé jártas olvasók könnyebben igazodjanak el a bemutatott kísérletekben. (a húrokban, a membránokban, a levegőben és bármely rugalmas közegben akkor jönnek létre az állóhullámok, amikor létrejön a rezonancia – vagyis a gerjesztő erő frekvenciája egyelő az illető rendszer saját rezgési frekvenciájával) [2] 2. A kísérletek leírása 2.1 Rugalmas membránokban keltett állóhullámok A membránok kétdimenziós rezgései megfelelnek a húrok egydimenziós rezgéseinek. [3] Egy mindkét végén nyitott 10-15 cm-es henger (fém-, üveg- vagy műanyag henger) egyik végére rugalmas gumimembránt ragasztottunk (balon- vagy sebészeti kesztyű darabot) (2. ábra) A membránt lehetőleg egyformán kell kifeszíKörmöczi János Fizikusnapok – 2008
31
teni. Fontos, hogy alatta maradjon egy 2-3 cm-es levegőoszlop, amelyben a levegő szabadon rezeghet. Az így kapott eszközt a jelgenerátorhoz kötött hangszóró közelébe helyeztük. (5. és 6. ábra) Változtatva a jel, tehát a hang frekvenciáját a membránon azokban az esetekben jöttek létre állóhullámok, amikor a jel frekvenciája megegyezett a membrán ν0 sajátfrekvenciájával, illetve a felhangok 2ν0, 3ν0, 4ν0... frekvenciáival. A jobb megfigyelés céljából filctollal meghúztuk a membrán átlóit. (8. és 9. ábra) Az orsópontok amplitúdója növekedett, ha növeltük a jel erősségét. Abban az esetben, ha a membrán egyenletesen volt kifeszítve, körszimmetriás állóhullámokat figyelhettünk meg. Ellenkező esetben a csomópontok geometriai helye körtől eltérő görbe volt. Megpróbáltuk láthatóvá tenni a csomópontokat, úgy, hogy vizet öntöttünk (12. és 13. ábra) illetve konyhasót (10. és 11. ábra) szórtunk a membránra. 2.2 Fémlemezekben keltett állóhullámok A fémlemezek rezgései a fémrúdak kétdimenziós rezgéseihez hasonlítanak. Ha megütjük a lemezt, vagy hegedűvonóval nyikorgatjuk a szélét, állóhullámokat hozhatunk létre, amelyeket úgy figyelhetünk meg, hogy finom port (például homokot) szórunk a lemezre. A finom porszemcsék azokban a pontokban gyűlnek össze, ahol a kitérés minimális, tehát a csomópontokban. Az így létrejött rajzolatokat Chladny ábráknak nevezzük. Ott, ahol a vonó gerjeszti a lemezt, orsópont keletkezik. A lemez rögzítési helyén csomópont keletkezik. A csomópontok helyét, tehát a Chladny ábrák alakját úgy módosíthatjuk, hogy ujjunkkal megérintjük a lemezt. Abban a pontban a lemez nem rezeghet, és csomópont keletkezik. A többi csomópont újrarendeződik. Általában a kibocsátott hang annál magasabb, minél több csomópont görbe jelenik meg. [3] 2.2.1 A harangokat erősen meggörbített lemezeknek tekinthetjük. [4] a legmélyebb hangnak azok a csomópont görbék felelnek meg, amelyek a felfüggesztési ponton haladnak át. A pezsgős poharak harang alakúak, ezért hasonló módon rezegnek. Ha körkörösen súroljuk a peremüket, állóhullámok jönnek létre, és hangot bocsátanak ki. A hang magasságát úgy változtathatjuk, hogy vizet töltünk a pohárba. A víz felszínén megfigyelhetjük a csomópontok és orsópontok létrejöttét. 2.3 Szappanhártyán keltett állóhullámok A szappanhártyák a gumihártyákhoz hasonlóan viselkednek. Szappanhártyát úgy képeztünk, hogy egy műanyag pohár száját szappanos-glicerines oldatba mártottuk. [3] Az így nyert hártyát is jelgenerátorra kötött hangszóró segítségével gerjesztettük (14. és 15. ábra). Állóhullámok akkor jelentkeztek, ha a gerjesztő jel megegyezett a hártya saját rezgési frekvenciájával, illetve a megfelelő felhangok esetében. (4. ábra) Ha növeltük a jel erősségét, növekedett a hártya kitérése is. Vigyázni kell azonban, mert hamar elpattanhat a hártya! A kísérlet látványosabb, mint a gumihártya esetében, mivel itt megjelenik a vékonylemezek interferenciája 32
EMT
is. Ennek következtében a szappanhártya színesnek tűnik! Ebben az esetben ugyanakkor a molekulák elmozdulhatnak egymáshoz képest, és örvények keletkeznek. Az örvények forgási sebességét növelhetjük, ha növeljük a jel erősségét. Ha kilyukasztjuk a dobozt, gumidugót helyezünk a résbe és egy orvosi fecskendő tűjét szúrjuk át rajta, homoríthatjuk a hártyát, ha a fecskendővel levegőt szívunk a dobozból. Az így nyert homorú tükörre eső fény kivetíthető egy ernyőre és jobban megfigyelhetőek a csomópontok illetve orsópontok, az interferencia és az örvények. Sajnos ez nekünk nem sikerült, de érdemes megpróbálni!
Sok sikert kívánunk mindazoknak, akik kísérleteinken felbuzdulva megismétlik és bővítik azokat!
Felhasznált irodalom [1.] Budó Ágoston – Kísérleti fizika, Tankönyvkiadó Budapest, 1975 [2.] Húros Raul, Marschalkó Zoltán: Érdekes kísérletek állóhullámokkal, Bethlen Gábor Kollégium, Nagyenyed, 1999 (diákdolgozat) [3.] Juhász András – Fizikai kísérletek gyűjteménye, Arhimédész Bt.-Typotex Kiadó, Budapest, 1994 [4.] Nagy Éva, Turzai Zsolt: Amiért a harang szól, Bethlen Gábor Kollégium, Nagyenyed, 2000 (diákdolgozat)
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
33
Illusztrációk
34
EMT
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
35
36
EMT
Résztvevők névsora Bálint Vilmosné
Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244337
Berecz János
Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244337 E-mail:
[email protected]
Bereczné Szép Ilona Tünde
Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244343
Biró Dalma
Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566
Bondár Piroska
Octavian Goga Főgimnázium 415300 Marghita (Margitta) Str. Republicii nr. 67/15. Tel.: +40-741-773168, +40-359-461468 E-mail:
[email protected]
Cseh Gyopárka
Báthory István Elméleti Líceum 400084 Cluj (Kolozsvár) Str. M. Kogălniceanu nr. 2. Tel.: +40-751-075455 E-mail:
[email protected]
Czeglédi Sándor Dr.
Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244339
Darvay Béla
400699 Cluj (Kolozsvár) B-dul 1 dec. 1918 nr. 14 Tel.: +40-264-375055
Demény Ida
Alexandru Borza Mezőgazdasági Iskolacsoport Csombord
Demény Piroska
Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
37
Deritei Dávid
Dvorácsek Ágoston
Farkas Loránd
Filimon Ildikó Fischer Zsuzsanna
Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566 E-mail:
[email protected] Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566 Nagyenyed Kisiratosi Általános Iskola 315201 Dorobanţi (Kisiratos) nr. 106. Tel.: +40-741-464068 E-mail:
[email protected]
Fodor Norbert
Apáczai Csere János Líceum 400079 Cluj (Kolozsvár) Str. I. C. Brătianu nr. 26.
Gulyás László
Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244340
Kovács Zoltán Dr.
BBTE, Pszichológia és Neveléstudományi Kar 400604 Cluj, (Kolozsvár) B-dul 21 decembrie 1989 nr. 128. Tel.: +40-723-317347 E-mail:
[email protected]
Kónya Mária
Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566
Kónya Mónika
Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566
Lakatos-Tóth István
Meltzer Imola
38
Apáczai Csere János Líceum 400079 Cluj (Kolozsvár) Str. I. C. Brătianu nr. 26.
Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244342 Tel.: +40-744-774892 E-mail:
[email protected]
EMT
Molnár Miklós Dr.
Molnár Zsolt
Nagy Csilla
Nagy László Dr.
Nagy Tibor
Nagy-Kóródi László
SzTE TTK, Kísérleti Fizikai Tanszék 6720 Szeged, Dugonics tér 13. Tel./fax: +36-62-544000/4052 E-mail:
[email protected],
[email protected] EMT 400604 Cluj (Kolozsvár) B-dul 21 decembrie 1989 nr. 116. Tel./fax: +40-264-590828, 594042 E-mail:
[email protected] Onisifor Ghibu Líceum 400210 Cluj (Kolozsvár) Str. Mecanicilor nr. 25. Tel.: +40-264-536462, +40-741-174463 BBTE, Fizika Kar 400084 Cluj (Kolozsvár) Str. Mihail Kogălniceanu nr. 1. Tel.: +40-264-405300 Fax: +40-264-591906 E-mail:
[email protected] Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244337 E-mail:
[email protected] Mircea Eliade Főgimnázium 545400 Sighişoara (Segesvár) Str. Crizantemelor nr. 36/6. Tel.: +40-265-776908, +40-747-276436 E-mail:
[email protected]
Pap Tünde
EMT 400604 Cluj (Kolozsvár) B-dul 21 decembrie 1989 nr. 116. Tel./fax: +40-264-590828, 594042 E-mail:
[email protected]
Pap Zsuzsa
EMT 400604 Cluj (Kolozsvár) B-dul 21 decembrie 1989 nr. 116. Tel./fax: +40-264-590828, 594042 E-mail:
[email protected]
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
39
Pattus Illés
Péterffy Csaba-Ákos
Popa Márta
Pukánszky Béla Dr.
400698 Cluj (Kolozsvár) Str. Octavian Goga nr. 40/1. Tel.: +40-751-335796 János Zsigmond Unitárius Kollégium 400105 Cluj (Kolozsvár) B-dul 21 decembrie 1989 nr. 9. Tel./fax: +40-264-598043 E-mail:
[email protected],
[email protected] SzTE BTK, Neveléstudományi Tanszék 6722 Szeged, Petőfi Sándor sgt. 30-34. Tel./fax: +36-62-420034, +36-30-6452172 E-mail:
[email protected],
[email protected]
Rend Erzsébet
Margittai Általános Iskola 415300 Marghita (Margitta) Str. Crinului nr. 5/E/6. Tel.: +40-259-364523, +40-721-066175 E-mail:
[email protected]
Sárközi Zsuzsa
Kolozsvár
Simó Edit
Szabó Zsuzsa Réka
Szőcs Ildikó
Tellmann Jenő
40
Aurel Vlaicu Általános Iskola 310346 Arad (Arad) Str. Fulgerului nr. 2-4. Tel./fax: +40-357-413294 E-mail:
[email protected]
Mircea Eliade Főgimnázium 545400 Sighişoara (Segesvár) Str. 1 decembrie 1918 nr. 31. Tel.: +40-265-771375 Fax: +40-265-772396 E-mail:
[email protected] Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244338 Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566 E-mail:
[email protected] 400510 Cluj (Kolozsvár) Aleea Micuş nr. 6 ap.9 Tel.: +40-264-565363
EMT
Udvari Zsolt
Vass István
Vörös Alpár
Bethlen Gábor Református Gimnázium 6800 Hódmezővásárhely, Szőnyi u. 2. Tel.: +36-62-241703 Fax: +36-62-244341 Bethlen Gábor Kollégium 515200 Aiud (Nagyenyed) Str. Bethlen Gábor nr. 1. Tel.: +40-258-861947, 865566 Apáczai Csere János Líceum 400079 Cluj (Kolozsvár) Str. I. C. Brătianu nr. 26. Tel.: +40-741-076467 E-mail:
[email protected]
Körmöczi János Fizikusnapok – 2008
41
Hasznos információk A konferencia titkárságának működési ideje és helyszínei
péntek, szeptember 26. 1700 – 2100 Bethlen Gábor Kollégium (str. Bethlen Gábor nr 1.) földszint, XI. A. osztályterem
szombat, szeptember 27. 830 – 1700 Bethlen Gábor Kollégium (str. Bethlen Gábor nr 1.) földszint, XI. A. osztályterem
–– Az előadások helyszíne Bethlen Gábor Kollégium díszterme (II. emelet)
–– Szálláshelyek
VICTORIA Hotel (str. Iuliu Maniu nr. 8) Tel.: 0258-861684 Bethlen Gábor Kollégium bentlakása (str. Bethlen Gábor nr 1.) Tel.: 0258-861947
–– Étkezések
A reggelit mindenki a szálláshelyén fogyasztja el. A pénteki vacsora, a szombati ebéd és díszvacsora helyszíne: a Bethlen Gábor Kollégium étkezdéje (str. Bethlen Gábor nr 1.).
–– Városnézés, könyvtárlátogatás, múzeumlátogatás Időpont: 2008. szeptember 28., vasárnap de. Indulás: 900 órakor a Bethlen Gábor Kollégium elől
Hasznos telefonszámok
42
Magyar Főkonzulátus, Kolozsvár Konferencia titkárság
Pap Tünde
Tel.: 0264-596300 mobil: 0744-783237
mobil: 0745-362432 EMT