Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ Φαινόμενο ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Κινητήρας Γεννήτρια.

Παρουσίαση με θέμα: "Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ Φαινόμενο ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Κινητήρας Γεννήτρια."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ Φαινόμενο ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Κινητήρας Γεννήτρια

2 Το φως εκπέμπεται Το φως διαδίδεται Το φως πέφτει στα σώματα και τους δίνει χρώμα Το φως πέφτει στα σώματα και τα θερμαίνει Αόρατο φως. Υπέρυθρη ακτινοβολία

3 Βρήκε μια βελόνα ραψίματος, την έπιασε με το μανταλάκι, είχε φροντίσει να έχει αναμμένο κερί, πλησίασε προσεκτικά τη βελόνα στη φλόγα. Αρχικά δεν συνέβη τίποτε, φαντάστηκε ότι η θερμοκρασία της μεγαλώνει συνεχώς και, έτσι που μετά από λίγο έγινε αυτό που είχε φανταστεί. Η άκρη της βελόνας κοκκίνισε, έβγαζε δικό της φως. Μπορούσες να το βλέπεις ακόμα και σε σκοτεινό δωμάτιο από αυτόφωτα σώματα υψηλής θερμοκρασίας, όπως ο ήλιος, τα άστρα, το αναμμένο σπίρτο, το αναμμένο κερί, το νήμα του ηλεκτρικού λαμπτήρα, το λυχνάρι, αλλά και από αυτόφωτα σώματα συνηθισμένης θερμοκρασίας όπως οι πυγολαμπίδες και η οθόνη της τηλεόρασης 700 0 C ερυθροπυρωμένο καρφί 1400 O C φλόγα του σπίρτου 1600 o C φλόγα του κεριού 2700 o C λαμπτήρας πυράκτωσης 3100 c C προβολέας σε στούντιο

4

5 Το φως μπορεί και «ταξιδεύει» στα λεγόμενα διαφανή υλικά.... ο αέρας, το νερό, το διαμάντι, το γυαλί. Διαδίδεται στο κενό, ενώ αυτό δεν συμβαίνει με τον ήχο. Επιστροφή στην κεντρική σελίδα “Ακτινοβολίες” Οι φυσικοί θεωρούν ότι διαδίδεται ευθύγραμμα. Πώς ξέρουν ότι το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή ; Αφού δεν το βλέπουν. Βασίζονται στο γεγονός ότι δημιουργεί σκιά

6 Ευθύγραμμη διάδοση του φωτός

7 Πέφτει στο ανθρώπινο μάτι και ο άνθρωπος βλέπει το σώμα από το οποίο προέρχεται. Προκαλεί δηλαδή την ΟΡΑΣΗ. Πέφτει στην επιφάνεια κάθε αντικειμένου και του δίνει ΧΡΩΜΑτου δίνει ΧΡΩΜΑ Πέφτει στην επιφάνεια ενός αντικειμένου, κατά ένα μέρος απορροφάται, και το αντικείμενο ΘΕΡΜΑΙΝΕΤΑΙ,το αντικείμενο ΘΕΡΜΑΙΝΕΤΑΙ προκαλείται αύξηση της θερμοκρασίας του Πέφτει στην επιφάνεια ενός σώματος και, κατά ένα μέρος, ΑΝΑΚΛΑΤΑΙ Όταν πέφτει φως στην επιφάνεια ενός αντικειμένου μπορεί να εκδηλωθούν διάφορα φαινόμεναδιάφορα φαινόμενα

8 Το φως πέφτει στα σώματα και αυξάνεται η θερμοκρασία τους Πόσο αυξάνεται η θερμοκρασία ενός σώματος εάν του ρίχνουμε φως επί δέκα λεπτά ; Εξαρτάται από το «πόσο δυνατό είναι το φως», αλλά και από το «πώς είναι το σώμα». Θα μπορούσαμε να ερευνήσουμε πόσο αυξάνεται η θερμοκρασία ενός θερμομέτρου από το φως μιας λάμπας που βρίσκεται σε ορισμένη απόσταση Μια λάμπα από πορτατίφ, σε απόσταση ορισμένων εκατοστών από το θερμόμετρο. Αν η λάμπα είναι 100 βατ τα πράγματα θα προχωρήσουν γρήγορα Θα χρειαστούμε μια λάμπα, ένα θερμόμετρο και ένα χρονόμετρο Η αύξηση της θερμοκρασίας θα γίνει πιο σύντομα εάν βάλουμε τη λάμπα έτσι ώστε το φως να μην πέφτει πλάγια αλλά περίπου κάθετα Χρονική στιγμή σε λεπτά Θερμοκρασία σε β. Κελσίου 0 26 1 33 2 39 343 4 46 5 48,5 6 50,5 7 52 853 954 1055 Σε δέκα λεπτά η θερμοκρασία αυξήθηκε κατά 43 βαθμούς Κελσίου Αν το σώμα ήταν μαύρο θα είχαμε μεγαλύτερη αύξηση ; Έβαλα τη λάμπα κάθετα σε απόσταση 8 εκατοστών από το θερμόμετρο. Μπορούμε κι αυτό να το ερευνήσουμε. Να σκεπάσουμε το θερμόμετρο με μαύρο χαρτί κι ένα άλλο θερμόμετρο με χαρτί άσπρο και να χρησιμοποιήσουμε την ίδια λάμπα στην ίδια απόσταση

9 Χρονική στιγμή σε min Θερμόμετρο καλυμμένο με λευκό χαρτί θερμοκρασία Θερμόμετρο καλυμμένο με μαύρο χαρτί θερμοκρασία Θερμόμετρο ακάλυπτο θερμοκρασία 0 26 1 333536 2 394044 3 4344,250,5 4 464755,8 5 48,55059,2 6 50,55262 7 5253,864,2 8 5355,266 9 5456,867,5 10 555869 Ακτινοβολία – φως από λαμπτήρα 100 βατ, σε απόσταση 8 cm από το θερμόμετρο. Το φως έπεφτε επί 10 λεπτά Αύξηση θερμοκρασίας 29 βαθμοί Αύξηση θερμοκρασίας 32 βαθμοί Αύξηση θερμοκρασίας 43 βαθμοί Στο εργαστήριο έγιναν οι μετρήσεις που καταγράφονται στον πίνακα. Στη μία περίπτωση έπεφτε φως στο θερμόμετρο, στην άλλη έπεφτε φως αλλά το θερμόμετρο ήταν σκεπασμένο με ΜΑΥΡΟ χαρτί, ενώ στην τρίτη έπεφτε φως και το θερμόμετρο ήταν σκεπασμένο με ΛΕΥΚΟ χαρτί. Σε ποια στήλη από τις τρεις καταγράφεται καθένα από τα τρία πειράματα; Νομίζω ότι το θερμόμετρο που ήταν σκεπασμένο με ΛΕΥΚΟ χαρτί είναι αυτό παρουσίασε τη μικρότερη αύξηση των 29 βαθμών, ενώ στο σκεπασμένο με μαύρο χαρτί η θερμοκρασία αυξήθηκε 32 βαθμούς. Σωστή πρόβλεψη Τι συμβαίνει με το μαύρο χαρτί ; Θα χρειαστεί να συζητήσουμε τη σχέση έχει το φως με το ΧΡΩΜΑ των σωμάτων ΧΡΩΜΑ των σωμάτων Επιστροφή στην κεντρική σελίδα “Ακτινοβολίες”

10

11 Αναζητώντας μια απάντηση στο «πανάρχαιο ερώτημα για το ΧΡΩΜΑ των σωμάτων, ο Νεύτων υποστήριξε ότι : Το λευκό φως είναι ΣΥΝΘΕΤΟ. Είναι ένα μίγμα από ακτινοβολίες διάφορων χρωμάτων – κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο, μωβ – που «συνταξιδεύουν» Είχε καταλήξει σε αυτή την ιδέα ρίχνοντας ηλιακό φως σε ένα πρίσμα Για να υποστηρίξει την ιδέα του έφτιαξε έναν τροχό με τα χρώματα, σαν αυτόν που υπάρχει στο σχολικό εργαστήριο. Όταν τον περιστρέψουμε γρήγορα ο τροχός φαίνεται λευκός. http://www.youtube.com/wa tch?v=y3dNDb2isU8 για να διαπιστώσει ότι μετά την έξοδο από το πρίσμα το φως πέφτοντας σε λευκή οθόνη δημιουργούσε τα χρώματα του ουράνιου τόξου με την ίδια πάντοτε σειρά: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο, μωβ.

12 Όταν το ηλιακό φως πέφτει σε οποιοδήποτε αδιαφανές αντικείμενο, το αντικείμενο απορροφά ορισμένες μόνο από τις ακτινοβολίες που «συνταξιδεύουν». Οι υπόλοιπες ανακλώνται και μεταφέρουν στο ανθρώπινο μάτι το μήνυμα για το είδος του χρώματος. Στη συνέχεια, πρότεινε μια θεωρία για το ΧΡΩΜΑ των σωμάτων σύμφωνα με την οποία :

13 υποδέχεται το ηλιακό φως και στην επιφάνειά της ανακλά την κόκκινη κυρίως «συνιστώσα», απορροφώντας όλες τις υπόλοιπες. η παπαρούνα ο Νεύτων δηλαδή μας πρότεινε να δεχθούμε ότι : τρεις αιώνες μετά τη διατύπωση της πρότασης εξακολουθούμε να το αποδεχόμαστε

14 για τον «παππού» Newton

15 Τι συμβαίνει με το ΑΣΠΡΟ και με το ΜΑΥΡΟ; Τι έλεγε γι αυτά ο Νεύτων ; Το απόλυτα ΜΑΥΡΟ είναι μια επιφάνεια η οποία απορροφά ΟΛΕΣ τις ακτινοβολίες-χρώματα που πέφτουν πάνω της Γι αυτό το καλοκαίρι αποφεύγουμε τα μαύρα ρούχα. Το μαύρο τα απορροφά όλα και μας ζεσταίνει περισσότερο, ενώ με τα άσπρα ρούχα συμβαίνει το αντίθετο Ακριβώς. Γι αυτό και τα περισσότερα σπίτια στη Σίφνο είναι βαμμένα στο λευκό. Και στη Σαντορίνη επίσης Το απόλυτα ΛΕΥΚΟ είναι μια επιφάνεια η οποία ανακλά ΟΛΕΣ τις ακτινοβολίες-χρώματα που πέφτουν πάνω της Γι αυτό, όταν σκεπάσαμε με μαύρο χαρτί το θερμόμετρο η θερμοκρασία αυξήθηκε περισσότερο Επιστροφή στην κεντρική σελίδα “Ακτινοβολίες” Επιστροφή στο πείραμα ” το φως θερμαίνει”

16 Ακτινοβολία και θερμότητα

17 Όχι.. η ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ μεταφέρει ενέργεια όπως και η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ αλλά είναι κάτι διαφορετικό Αυτό θα πει ότι η ακτινοβολία είναι θερμότητα ; Σε τι δηλαδή διαφέρει ; Η θερμότητα ρέει από ένα σώμα σε ένα άλλο μόνο εφόσον το «άλλο σώμα » έχει χαμηλότερη θερμοκρασία. Η ακτινοβολία εκπέμπεται και ταξιδεύει χωρίς να χρειάζεται να πηγαίνει από το ζεστό στο κρύο. Η ακτινοβολία που εκπέμπει ο Ήλιος ταξιδεύει στο κενό προς κάθε κατεύθυνση Το φως είναι ακτινοβολία και η ακτινοβολία όταν πέφτει στα αντικείμενα τα ζεσταίνει. Κάνει δηλαδή ότι και η θερμότητα.

18 Υπάρχουν και ακτινοβολίες που δεν είναι φως Μια από αυτές θερμαίνει τα σώματα περισσότερο και από το φως

19 Έτος 1800 και ο Γουίλιαμ Χέρσελ, ο μεγαλύτερος αστρονόμος της εποχής, μελετά τη θέρμανση του ίδιου σώματος από ακτινοβολίες διαφορετικές. Έχει προσέξει πώς όταν μετακινεί το θερμόμετρο από το ιώδες-μωβ και το μπλε προς το κόκκινο-ερυθρό η αύξηση της θερμοκρασίας είναι όλο και μεγαλύτερη. Σε μια στιγμή έμπνευσης θα μετακινήει το θερμόμετρο πέρα από το ερυθρό άκρο Θα ανακαλύψει την ΥΠΕΡΥΘΡΗ ακτινοβολία στην οποία αρχικά θα δοθεί το όνομα «θερμική» και θα ανακαλύψει ότι η «αόρατη» ακτινοβολία πέρα από το ερυθρό θερμαίνει το σώμα ακόμα περισσότερο. Ρίχνει φως σε ένα πρίσμα, όπως είχε κάνει 100 περίπου χρόνια πριν για πρώτη φορά ο Ισαάκ Νεύτων, έχει τη δυνατότητα να διαθέτει ακτινοβολίες με διαφορετικό χρώμα με τη σειρά από το μωβ, στο μπλε, στο πράσινο, στο κίτρινο, στο πορτοκαλί και στο κόκκινο.

20 Υπάρχουν και ακτινοβολίες που δεν είναι ΦΩΣ, δεν τις ανιχνεύει το ανθρώπινο μάτι γι αυτό και τις λέμε «αόρατες» Η υπέρυθρη είναι μία από αυτές. Όταν λέμε ακτινοβολία εννοούμε το ΦΩΣ ; Ποια σώματα εκπέμπουν ΥΠΕΡΥΘΡΗ ; Κάθε σώμα - οσοδήποτε παγωμένο και να είναι- εκπέμπει, νύχτα μέρα, αόρατη ακτινοβολία, υπέρυθρη Τη νύχτα το παγωτό εκπέμπει ακτινοβολία ; Και πώς την ανιχνεύουμε ; Στα σώματα που πέφτει προκαλεί σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας. Γι αυτό τη λέμε και «θερμική» ακτινοβολία Μέρα νύχτα τόσο το παγωτό όσο και ο ελέφαντας εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία. Στον 20ο αιώνα εμφανίστηκαν κάμερες υπέρυθρης ακτινοβολίας με αισθητήρες που καταγράφουν την αύξηση της η οποία προκαλείται όταν η εκπεμπόμενη από το σώμα ακτινοβολία πέσει στην κάμερα

21 Διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα του «δικού μας» πλανήτη Το έδαφος εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία η οποία «παγιδεύεται» Το πείραμα Διοξείδιο του άνθρακα, φως και υπέρυθρη ακτινοβολία Θερμοκήπιο

22 Έχετε υψηλό πυρετό. Πάρτε δύο ασπιρίνες και μακριά από διοξείδιο του άνθρακα

23 Το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα Ιαν Απρ Ιουλ Οκτ Ιαν Στη γραφική παράσταση που ακολουθεί, στον οριζόντιο άξονα είναι τα χρόνια μετά το έτος 1960 ενώ στον κατακόρυφο άξονα η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα σε κάθε μονάδα όγκου του ατμοσφαιρικού αέρα Σας ζητούμε να μελετήσετε προσεκτικά τη γραφική παράσταση, να περιγράψετε αυτό που συμβαίνει και να αναζητήσετε τις αιτίες.

24

25 Εντυπωσιακό. Το διοξείδιο του άνθρακα αυξάνεται συνεχώς. Φταίνε τα εργοστάσια και τα αυτοκίνητα που βγάζουν τα καυσαέρια ; Είχαμε όμως μάθει ότι τα φυτά απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα. Τι συμβαίνει ; Αφού υπάρχουν ακόμα τα δάση. Κάθε φορά που ανάβεις ηλεκτρικό θερμοσίφωνα, το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα θα αυξηθεί. Το ίδιο και κάθε φορά που λειτουργεί το μίξερ, το αναμμένο μάτι της κουζίνας, το ασανσέρ, όπως και κάθε φορά που η μαμά παίρνει το αυτοκίνητο και πάει για ψώνια, ακόμα κι όταν στέλνεις email στη φίλη σου και ακόμα περισσότερο όταν λειτουργεί το οποιοδήποτε εργοστάσιο, όταν πετάει το οποιοδήποτε αεροπλάνο. Για να ετοιμαστεί ένα cheeseburger το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα αυξάνεται κατά δυόμισι περίπου κιλά. Μια από τις σημαντικότερες συνέπειες είναι το φαινόμενο θερμοκηπίου Φαίνεται δηλαδή ότι το διοξείδιο του άνθρακα θα συνεχίζει να αυξάνεται. Σε τι μας απειλεί εμάς τους ανθρώπους αυτή η αύξηση; Όλοι μας δηλαδή είμαστε υπεύθυνοι γι αυτή την αύξηση. Όλοι μας αλλά όχι με τον ίδιο βαθμό ευθύνης. Κάθε Αυστραλός συμβάλλει, κατά μέσον όρο, κάθε χρόνο, με 18,3 τόνους διοξειδίου του άνθρακα, κάθε Αμερικανός από τις Ηνωμένες Πολιτείες με 17,2 τόνους, κάθε Έλληνας με 8,8 τόνους, ο Ισπανός με 5,6 τόνους, ο Σουηδός με 5,3 τόνους, ο Αιγύπτιος με 2,3, ο Βιετναμέζος με 1,3, ο Νιγηριανός με 0,6, ο Αιθίοπας με 0,1 Τα δάση απορροφούν όπως λες διοξείδιο του άνθρακα και αν ήταν περισσότερα το αέριο θα ήταν λιγότερο. Ωστόσο στον 20ο αιώνα οι άνθρωποι έχουν καταστρέψει δασικές εκτάσεις σε μεγάλη κλιμακα

26

27 βιομηχανία γεωργία μεταφορές ηλεκτρισμός κατοικία και εργασία Η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα προέρχεται από ανθρώπινη δραστηριότητα

28 Το διοξείδιο του άνθρακα είναι σχετικά διαφανές για το φως αλλά περίπου αδιαφανές για την υπέρυθρη ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι επιτρέπει στο φως που πέφτει πάνω του να περνά μέσα από αυτό αλλά όταν πέφτει πάνω του υπέρυθρη ακτινοβολία την απορροφά. Τι λένε οι φυσικοί ;

29 το οποίο στη συνέχεια εκπέμπει κυρίως «αόρατο φως» - υπέρυθρη ακτινοβολία. Η υπέρυθρη αυτή ακτινοβολία που εκπέμπεται από το έδαφος, απορροφάται από το διοξείδιο του άνθρακα και επανεκπέμπεται προς κάθε κατεύθυνση, ακόμα και προς τα «κάτω», ένα σημαντικό δηλαδή τμήμα της «παγιδεύεται» ανάμεσα στο έδαφος και στο διοξείδιο του άνθρακα Αυτό έχει σα συνέπεια να προκαλείται αύξηση της θερμοκρασίας του εδάφους και των κατώτερων ατμοσφαιρικών στρωμάτων μεγαλύτερη από εκείνη που συνέβαινε εάν δεν υπήρχε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα Το φως που έρχεται από τον Ήλιο περνά με σχετική άνεση από την ατμόσφαιρα και θερμαίνει το έδαφος του πλανήτη,

30 Το φαινόμενο λέγεται «φαινόμενο θερμοκηπίου». Η ονομασία έχει δοθεί επειδή το φαινόμενο θυμίζει αυτό που συμβαίνει σε ένα θερμοκήπιο καθώς η θερμοκρασία στο εσωτερικό του διατηρείται σε μεγαλύτερες τιμές από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.αυτό που συμβαίνει σε ένα θερμοκήπιο Και δεν είναι μόνο το διοξείδιο του άνθρακα. Υπάρχουν και άλλα αέρια -όπως το μεθάνιο- που «παγιδεύουν» την υπέρυθρη ακτινοβολία. Τα αέρια αυτά λέγονται «αέρια του θερμοκηπίου». Ωστόσο το διοξείδιο του άνθρακα έχει τον ρόλο του πρωταγωνιστή Βέβαια «αυτό που συμβαίνει σε ένα θερμοκήπιο» έχει διαφορές από τα φαινόμενα που θα εκδηλωθούν με την παγίδευση της υπέρυθρης ακτινοβολίας από το διοξείδιο του άνθρακα

31 Δύσκολο.... Μήπως θα μπορούσαμε να κάνουμε κάποιο πείραμα... Ίσως μας βοηθήσει να το καταλάβουμε Έχεις δίκιο, αλλά να μην κάνουμε κάποιο πείραμα, χωρίς προηγουμένως να το σχεδιάσουμε... Τι θα χρειαστούμε ;. Αέρα, φως, διοξείδιο του άνθρακα, θερμόμετρο και υπέρυθρη ακτινοβολία και θερμόμετρο. Θερμόμετρα έχουμε στο εργαστήριο και φως θα βρούμε από κάποια λάμπα. Αν έχουμε σόδα και ξίδι μπορούμε να δημιουργήσουμε διοξείδιο του άνθρακα. Ρίχνουμε το ξίδι στη σόδα και θα έχουμε διοξείδιο του άνθρακα. Θα χρειαστούμε λίγο πιο έντονη υπέρυθρη ακτινοβολία στο εσωτερικό του ποτηριού αλλά το φως θα θερμαίνει τη σόδα και το ποτήρι και θα εκπέμπέται υπέρυθρη ακτινοβολία στο εσωτερικό του ποτηριού, ένα μέρος από την οποία ελπίζουμε ότι θα παγιδεύσουμε μέσα στο ποτήρι, από το διοξείδιο του άνθρακα που θα δημιουργείται καθώς το ξίδι θα πέφτει στη σόδα Θα ξεκινήσουμε με δοχείο που έχει αέρα, τη σόδα μέσα στο δοχείο και με μια λάμπα αρκετών βατ την οποία θα ανάψουμε Τι περιμένουμε όμως να μας δείξει το πείραμα ; Ότι αυξάνεται η θερμοκρασία ; Αυτό δεν θα συνέβαινε έτσι κι αλλιώς ; Όσο για υπέρυθρη ακτινοβολία έχουμε πει ότι εκπέμπεται νύχτα μέρα από κάθε σώμα Πάλι έχεις δίκιο. Γι αυτό πρέπει να προηγουμένως να κάνουμε μετρήσεις αύξησης της θερμοκρασίας στον ίδιο χρόνο από το φως της ίδια λάμπας που θα πέφτει στο εσωτερικό του δοχείου ΧΩΡΙΣ τη σόδα και το ξίδι και να κάνουμε τις συγκρίσεις. Αυτό σημαίνει ότι θα χρειαστούμε κι ένα χρονόμετρο Το διοξείδιο του άνθρακα; που θα το βρούμε ;

32 θερμόμετρο Οι δραστηριότητες. Τοποθετούμε το θερμόμετρο σε ένα ποτήρι 300 cm 3 στο οποίο έχουμε βάλει λίγο χώμα και έχουμε φροντίσει να υπάρχει ένα χρονόμετρο και ένας λαμπτήρας 100 βατ σε μικρή απόσταση. Ανάβουμε τον λαμπτήρα και καταγράφουμε τις τιμές της θερμοκρασίας ανά ίσους χρόνους Διατηρούμε το θερμόμετρο και το χρονόμετρο, βάζουμε μέσα στο ποτήρι ένα ποτηράκι μικρότερο με δυο κουταλιές σόδας μέσα στο ποτήρι μια ποσότητα σόδας σε ένα ποτηράκι μικρότερο, ανάβουμε τον ίδιο λαμπτήρα στην ίδια απόσταση και στάζουμε μικρές ποσότητες από ξίδι ανά ίσους χρόνους. Καταγράφουμε τις τιμές της θερμοκρασίας ανά ίσους χρόνους. Διαπιστώνουμε ότι στο ίδιο χρονικό διάστημα η θερμοκρασία αυξάνεται περισσότερο σε σχέση με το πρώτο πείραμα αέρας διοξείδιο του άνθρακα Η σκέψη. Το ξίδι αντιδρά με τη σόδα και δημιουργείται διοξείδιο του άνθρακα. Το φως προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας.Το διοξείδιο του άνθρακα παγιδεύει την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται Το φως περνά από το διοξείδιο του άνθρακα και η θερμοκρασία του θερμομέτρου αυξάνεται, αλλά η υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται παγιδεύεται από το διοξείδιο του άνθρακα και συμβάλλει στο να αυξηθεί η θερμοκρασία περισσότερο σε σχέση με το πρώτο πείραμα επιστροφή στην σελίδα “ φαινόμενο θερμοκηπίου”

33 Υπέρυθρη ακτινοβολία εκπέμπεται από το έδαφος ανακλώμενη ηλιακή ακτινοβολία ενέργεια που απορροφάται από το έδαφος ηλιακή ακτινοβολία που πέφτει στο έδαφος αέρια θερμοκηπίου υπέρυθρη ακτινοβολία που «παγιδεύεται»

34 Ηλιακή Ακτινοβολία. Το γυαλί της «επιτρέπει» να περάσει μέσα Η υπέρυθρη ακτινοβολία. που εκπέμπεται από το έδαφος και δεν μπορεί να περάσει μέσα από το γυαλί Το φως περνά μέσα από το γυαλί και «βγαίνει» στην ατμόσφαιρα. Ο «έξω» μπορεί να δει μέσα στο θερμοκήπιο Ο ζεστός αέρας ανεβαίνει και ζεσταίνει το θερμοκήπιο Η ακτινοβολία πέφτει στο έδαφος το θερμαίνει και το έδαφος εκπέμπει εντονότερα υπέρυθρη ακτινοβολία Το γυαλί στις διάφορες μορφές του. Είναι, όπως και το διοξείδιο του άνθρακα, ΔΙΑΦΑΝΕΣ για το φως σχετικά ΑΔΙΑΦΑΝΕΣ για την υπέρυθρη ακτινοβολία Επιστροφή στο «φαινόμενο θερμοκηπίου»

35 6. Ανοίγει την κατάψυξη και βάζει μέσα το χέρι της. Το χέρι εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία 10. Το φαινόμενο θερμοκηπίου οφείλεται κυρίως στο διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας 7. Τις κρύες νύχτες του χειμώνα το παγωτό δεν εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία 4. Η ακτινοβολία μεταφέρει ενέργεια μόνο από περιοχή υψηλής θερμοκρασίας σε περιοχή με χαμηλότερη θερμοκρασία 5. Όταν στο ίδιο σώμα πέφτει ταυτόχρονα φως και υπέρυθρη ακτινοβολία ίδιας έντασης το σώμα θερμαίνεται περισσότερο λόγω του φωτός 1. Όταν πέφτει φως σε λευκό πουκάμισο και σε μαύρο παρόμοιο πουκάμισο, η θερμοκρασία του μαύρου πουκάμισου αυξάνεται περισσότερο 3. Το αναμμένο κερί εκπέμπει και φως και υπέρυθρη ακτινοβολία Ερωτήσεις Με ποια από τα παρακάτω συμφωνείτε; 8. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι αδιαφανές για το φως αλλά διαφανές για την υπέρυθρη ακτινοβολία. 2. Το απόλυτα ΛΕΥΚΟ είναι μια επιφάνεια η οποία απορροφά όλες τις ακτινοβολίες-χρώματα που πέφτουν πάνω της 9. Το φως που έρχεται από τον Ήλιο περνά με σχετική άνεση από την ατμόσφαιρα και θερμαίνει το έδαφος του πλανήτη, το οποίο στη συνέχεια εκπέμπει κυρίως υπέρυθρη ακτινοβολία.

36 11. Ποιο από τα τρία θερμόμετρα δείχνει την ψηλότερη θερμοκρασία ; Ποιο δείχνει τη χαμηλότερη ;

37

38 ηλεκτρικό ρεύμα και αύξηση της θερμοκρασίας βραχυκύκλωμα Βόλτα, μπαταρία και βολτ ατσαλόμαλλο, καλώδια, λαμπάκι ασφάλειες Το «ρεύμα» προτιμά τον πιο «εύκολο» δρόμο Το «ρεύμα» είναι πιο ισχυρό εάν ο δρόμος του είναι ο πιο «εύκολος» Λεμόνια, πατάτες, και βολτ

39 Όρθιος με άσπρα μαλλιά κάνει μια επίδειξη. Έχει δημιουργήσει μία συσκευή, με δίσκους ψευδάργυρου και χαλκού τον ένα μετά τον άλλο, ανάμέσά τους μουσκεμένο δέρμα ή χαρτί. Συνδέοντας με ένα σύρμα τις δύο άκρες μπορούσε να έχει ηλεκτρικό ρεύμα. Για πρώτη φορά στην ιστορία της επιστήμης οι ερευνητές θα διαθέτουν ηλεκτρικό ρεύμα. Ο Ναπολέων θα δείξει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την ανακάλυψη και θα τον καλέσει στο Παρίσι να την παρουσιάσει. Η «συνάντηση θα εμπνεύσει τους ζωγράφους Έτος 1801. Παρίσι, «εκείνος» ο Ιταλός Αλεσάντρο Βόλτα Το σχήμα της νέας συσκευής είναι τέτοιο που θα της δώσει το όνομα «pila» στήλη, ηλεκτρική στήλη. Μια σειρά από στήλες οι Γάλλοι θα την πουν batterie, ΜΠΑΤΑΡΙΑ Στο τραπέζι η μεγάλη ανακάλυψή του Αλκαλικές μπαταρίες 21 ου αιώνα. Οι απόγονοι και απέναντί του ο ισχυρότερος άνδρας της εποχής, ο Ναπολέων Βοναπάρτης

40 Όλες οι μπαταρίες της εποχής μας είναι σαν εκείνη τη στήλη ; Ακόμα και οι επαναφορτιζόμενες ; Κάθε μπαταρία είναι μετεξέλιξη της στήλης του «Ιταλού»,της βολταϊκής στήλης όπως την είπαν. Δεν θα μπορούσαμε κι εμείς να φτιάξουμε μια μπαταρία με απλά υλικά ; Ποιο είναι το μυστικό; Θα χρειαστούν κομμάτια από δύο διαφορετικά μέταλλα, ας πούμε χαλκό ή κασσίτερο και ψευδάργυρο ή άργυρο και κάποια μορφή υγρού. Ένα χάλκινο νόμισμα και ένα καρφί ;. Αν σφηνώσουμε ένα νόμισμα και μια λάμα από τσίγκο σε ένα λεμόνι........................ Το λεμόνι με τα δύο μέταλλα μπορεί να μας δώσει βολτ ; Μπορούμε και με ντομάτα ή και με πατάτα ή και με ένα ποτηράκι με ξίδι, πάντα με δύο διαφορετικά μέταλλα Μάλιστα με βάση το όνομα του Αλεσάντρο Βόλτα οι φυσικοί δημιούργησαν αργότερα τη μονάδα μέτρησης «ένα βολτ». Όσο περισσότερα βολτ είναι μια μπαταρία τόσο πιο δυνατή είναι. μπαταρία 4,5 βολτ μπαταρία αυτοκινήτου 12 βολτ 1,5 βολτ 9 βολτ

41 ντομάτα και βολτ πατάτες και βολτ χαλκός, τσίγκος ξίδι και βολτ

42 Με μια μπαταρία μπορούμε να δημιουργήσουμε ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ. Μπορώ να το φανταστώ με μια ΜΠΑΤΑΡΙΑ και αντικείμενα που να είναι ΑΓΩΓΟΙ μπορούμε να έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα, αρκεί να τα συναρμολογήσουμε κατάλληλα όταν λέμε ΑΓΩΓΟΙ εννοούμε τα καλώδια ;. Και πώς θα καταλάβουμε ότι εκδηλώθηκε ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ; Τα μεταλλικά καλώδια είναι αγωγοί αλλά όχι μόνο αυτά. Ένα ψαλίδι, ένας μεταλλικός συνδετήρας, ένα κομμάτι ατσαλόμαλλο από την κουζίνα, μια λωρίδα αλουμινόχαρτο Είναι αγωγοί. Και δεν είναι μόνο αυτά.

43 Βρίσκει μια μπαταρία 1,5 βολτ και λίγο ατσαλόμαλλο, πολύ λεπτό σύρμα σαν αυτό που συνήθως υπάρχει στην κουζίνα Ξεχωρίζει νήματα σε σχήμα μακρόστενο και τα βάζει έτσι ώστε η μια άκρη να αγγίζει σφικτά τον ένα πόλο και η άλλη άκρη τον άλλο πόλο της μπαταρίας. Με κολλητική ταινία κάνεις τις δύο άκρες να διατηρούνται στους πόλους Σε λίγο αγγίζει και νιώθει ότι έχει ζεσταθεί και η μπαταρία και το λεπτό σύρμα. Είναι δυνατόν σε λίγο να δει ότι το σύρμα βγάζει «δικό του» φως υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα ή στη γλώσσα της Φυσικής «το κύκλωμα που δημιουργήθηκε διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα» Δοκιμάζει να κάνει το ίδιο με αλουμινόχαρτο και τυλίγει τη μπαταρία με ένα φύλλο σφικτά. Νιώθει και πάλι ότι τόσο το αλουμινόχαρτο όσο και η μπαταρία έχουν ζεσταθεί

44 παίρνει ορισμένα ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ μια μπαταρία, ένα λαμπάκι, έναν διακόπτη και καλώδια τα συναρμολογεί ώστε να δημιουργηθεί ΚΥΚΛΩΜΑ Το λαμπάκι να ΑΝΑΒΕΙ κλείνει τον διακόπτη ότι εκδηλώνεται ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Χωρίς τη μπαταρία δεν θα γινόταν τίποτα Ακόμα και με μπαταρία το λαμπάκι δεν θα άναβε εάν τα αντικείμενα δεν ήταν όλα αγωγοί

45 Να βγάλω δηλαδή το συμπέρασμα ότι υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα επειδή το σύρμα ζεστάθηκε Να δεχθώ δηλαδή ότι το ηλεκτρικό ρεύμα όταν περνά από σύρματα προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας και εφόσον διαπιστώνω ότι το σύρμα ζεστάθηκε να Θεωρήσω ότι αυξήθηκε η θερμοκρασία Ακριβώς. Αλλά μην ξεχνάς και ότι τα άκρα του σύρματος βρίσκονται στους πόλους της μπαταρίας Το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί και να αυξήσει τη θερμοκρασία σε σημείο που το σύρμα θα εκπέμπει δικό του φως. Θα γίνει αυτόφωτο σώμα που το βλέπεις και στο σκοτάδι. Έτσι λειτουργούν οι λάμπες και τα λαμπάκια ; Είναι αρκετές οι λάμπες οι οποίες -εφόσον διαρρέονται από ρεύμα -ανάβουν επειδή το σύρμα τους θερμαίνεται, και φθάνει σε υψηλή θερμοκρασία ώστε να βγάζει δικό του φως. Παλαιότερα οι περισσότερες λάμπες λειτουργούσαν με αυτό τον τρόπο. Oι παππούδες σιγά σιγά να αποσύρονται

46

47 Το μεσαίο καλώδιο ακουμπά το γυμνό σημείο του κυκλώματος και το λαμπάκι σβήνει Τα δύο γυμνά σημεία συνδέοντα με ένα κομμάτι αλουμινόχαρτο και το λαμπάκι δεν ανάβει. Αποσύρουμε το αλουμινόχαρτο και ανάβει Από τον εξαιρετικό δικτυακό τόπο της Τίνας Νάντσου http://tinanantsou.blogspot.gr/2012/04/ blog-post_03.html Το μεσαίο καλώδιο δεν ακουμπά το γυμνό σημείο του κυκλώματος και το λαμπάκι ανάβει

48 μια μπαταρία, ένα λαμπάκι, και καλώδια τα συναρμολογεί ώστε να δημιουργηθεί κύκλωμα το λαμπάκι να ανάβει καμία έκπληξη..... το περίμενα.. η ίδια μπαταρία το ίδιο λαμπάκι αναμμένο, αλλά και ένας μεταλλικός συνδετήρας. Τον βάζει έτσι ώστε η μια του άκρη να αγγίζει τον ένα πόλο της μπαταρίας και η άλλη τον άλλο πόλο ότι μόλις ο συνδετήρας ακούμπησε τους πόλους, το αναμμένο λαμπάκι έσβησε. Το ηλεκτρικό ρεύμα προτιμά τον δρόμο μέσα από τον μεταλλικό συνδετήρα.. Το ηλεκτρικό ρεύμα προτιμά τον δρόμο, τον πιο «εύκολο» τον πιο σύντομο, τον πιο «βραχύ» Το λαμπάκι έμεινε έξω από το κύκλωμα. Το κύκλωμα μίκρυνε, έγινε πιο ΒΡΑΧΥ..

49 Το ηλεκτρικό ρεύμα προτιμά τον πιο «εύκολο δρόμο» και – στην περίπτωση αυτή – «εύκολος δρόμος» είναι ο σύντομος, ο ΒΡΑΧΥΣ. Η σκέψη Το λαμπάκι δεν ανάβει. Για το ηλεκτρικό ρεύμα δεν υπάρχει «δρόμος» Η σκέψη Το λαμπάκι ανάβει. Για το ηλεκτρικό ρεύμα υπάρχει ένας «δρόμος» μοναδικός Η σκέψη Το λαμπάκι δεν ανάβει. Το ηλεκτρικό ρεύμα δείχνει να προτιμά τον άλλο δρόμο

50 Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι πιο ισχυρό εάν -με τα ίδια βολτ- «πάει» από τον δρόμο τον πιο εύκολο Το «πόσο δυνατή» είναι μια μπαταρία το μετράμε με τη μονάδα ένα βολτ. Το «πόσο ισχυρό» είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα πώς το μετράμε ; Η μονάδα μέτρησης είναι το ένα αμπέρ ένα αμπέρ.

51 βραχυκύκλωμα Πριν βάλουμε το σύρμα στις άκρες του και το πάνω λαμπάκι έλαμπε όπως τα άλλα δύο. Μόλις βάλαμε το σύρμα το πάνω λαμπάκι έσβησε και τα δύο άλλα λάμπουν λίγο περισσότερο. Βάζοντας το σύρμα το κύκλωμα έγινε πιο «κοντό». πιο «βραχύ» στην καθαρεύουσα. Έγινε βραχυκύκλωμα. Η σκέψη 1. Το ηλεκτρικό ρεύμα προτιμά τον πιο εύκολο δρόμο και ο βραχύς – σύντομος – δρόμος είναι πιο εύκολος. 2. Το ηλεκτρικό ρεύμα δυναμώνει εάν συναντά «δρόμους» με μικρότερη αντίσταση

52 00.00 Βραχυκυκλώσαμε τους πόλους της μπαταρίας και το λαμπάκι δεν ανάβει

53 Το κύκλωμα γίνεται πιο κοντό - βραχύ Το ηλεκτρικό ρεύμα γίνεται πιο ισχυρό Τα καλώδια παρουσιάζουν αύξηση της θερμοκρασίας μεγαλύτερη από πριν Η θερμοκρασία των μεταλλικών αγωγών είναι δυνατόν να φθάσει στο σημείο τήξης και το μέταλλο να λιώσει Αν βραχυκυκλώσουμε τις άκρες κάποιου λαμπτήρα, το ρεύμα προτιμά τον πιο εύκολο δρόμο και ο λαμπτήρας σβήνει Αν βραχυκυκλώσουμε τους πόλους της μπαταρίας το ρεύμα είναι το πιο ισχυρό που μπορεί να δώσει η μπαταρία και εκδηλώνεται έντονη θέρμανση Αν αυτό συμβεί στο κύκλωμα του σπιτιού υπάρχει κίνδυνος να λιώσουν όλα τα χάλκινα καλώδια μέσα στους τοίχους και το κύκλωμα να καταστραφεί. Για να μη αποφεύγεται μια τέτοια «καταστροφή» υπάρχει ΑΣΦΑΛΕΙΑ

54 Μια ασφάλεια – αυτόματος διακόπτης -μπορεί να λειτουργεί με διμεταλλικό έλασμα και όταν διμεταλλικό έλασμα το ρεύμα σε αμπέρ αυξηθεί τόσο ώστε η θερμοκρασία του ελάσματος να ξεπεράσει κάποια τιμή το έλασμα λυγίζει τόσο που γίνεται διακόπτης Αν στο κύκλωμα του σπιτιού συμβεί κάποιο βραχυκύκλωμα ή μια τυχαία υπερφόρτωση – όπως λένε οι ηλεκτρολόγοι - το ρεύμα δηλαδή στα χάλκινα καλώδια φθάσει σε υψηλές τιμές, θα αυξηθεί η θερμοκρασία σε σημείο που τα καλώδια μπορεί να λιώσουν και το κύκλωμα να καταστραφεί ή και να προκληθεί πυρκαγιά. Για να αποφεύγεται μια τέτοια «καταστροφή» υπάρχει ΑΣΦΑΛΕΙΑ Ασφάλειες υπάρχουν και στα ευαίσθητα κυκλώματα ενός αυτοκινήτου όπως και στις διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές οι οποίες χωρίς την ασφάλεια θα μπορούσαν να καταστραφούν Μια ασφάλεια μπορεί να λειτουργεί με λεπτό μεταλλικό νήμα ο οποίο εάν το ρεύμα περάσει κάποια συγκεκριμένη τιμή αμπέρ θα λιώσει και θα γίνει διακοπή του κυκλώματος. το φαινόμενο ΤΗΞΗ το φαινόμενο ΔΙΑΣΤΟΛΗ Κάθε μπαταρία είναι τόσα βολτ Κάθε ασφάλεια είναι τόσα αμπέρ και συνήθως λέμε

55

56

57 Εννοείς ότι κανένας δεν ξέρει που είναι το κουτί με τις ασφάλειες ; ασφάλεια- αυτόματος διακόπτης 16 αμπέρ ασφάλεια 0,5 αμπέρ ασφάλεια 30 αμπέρ ασφάλεια- αυτόματος διακόπτης 30 αμπέρ ασφάλεια-αυτόματος διακόπτης 20 αμπέρ

58 Ερωτήσεις Δραστηριότητες 1. Στο εργαστήριο υπάρχει όργανο, το βολτόμετρο, για να μετράμε τα βολτ. Να το αναζητήσετε και να το παρατηρήσετε έτσι ώστε να ξέρετε μέχρι «πόσα βολτ» μπορεί να μετρήσει. Να αναζητήσετε επίσης μια από τις πλακέ μπαταρίες που «γράφουν» 4,5 V (βολτ) και καλώδια. Να συνδέσετε τους πόλους της μπαταρίας με τους ακροδέκτες του βολτομέτρου και να διαβάσετε τι δείχνει το βολτόμετρο. Να συγκρίνετε «αυτό που διαβάζετε στο όργανο» με την τιμή 4,5 βολτ και να καταγράψετε τις σκέψεις σας. 2. α. Η μπαταρία και το λαμπάκι. Σας ζητούμε να κάνετε κάτι ώστε να ανάψει το λαμπάκι χωρίς καλώδια. β. Η μπαταρία το λαμπάκι και τα καλώδια. Σας ζητούμε να συναρμολογήσετε ένά κύκλωμα όπως αυτό που παριστάνεται στο σχήμα και να ανάψει το λαμπάκι. γ. Η μπαταρία, το λαμπάκι τα καλώδια και οι μεταλλικοί συνδετήρες Στο προηγούμενο κύκλωμα να επινοήσετε έναν τρόπο ώστε χρησιμοποιώντας τους συνδετήρες να μην ανάβει το λαμπάκικαι να συμβαίνει βραχυκύκλωμα. Να δοκιμάσετε και με ένα κομμάτι αλουμινόχαρτο πώς θα κάνουμε βραχυκύκλωμα ;

59 4. Σας ζητούμε να μελετήσετε τα δύο σχήματα και να καταγράψετε τι παριστάνουν 3. Το ηλεκτρικό ρεύμα προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας των μεταλλικών αγωγών. Το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να προκαλέσει εκπομπή φωτός. Σας ζητούμε να επινοήσετε έναν τρόπο ώστε να κάποιος να αντιλαμβάνεται ότι υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς να βλέπει να εκπέμπεται φως. Να χρησιμοποιήστε μια μπαταρία 1,5 βολτ και ατσαλόμαλλο ή αλουμινοχαρτο 5. Μέσα στο σπίτι. Να αναζητήσετε τον σχετικό πίνακα με τις ασφάλειες – αυτόματους διακόπτες - και να καταγράψετε «πόσα αμπέρ» είναι καθένας από αυτούς 6. Αναζητώντας τους αυτόματους διακόπτες στο σπίτι της βρήκε ότι υπάρχουν διακόπτες των 10 αμπέρ, των 16 αμπέρ, των 20 αμπέρ και των 40 αμπέρ. Αναρωτήθηκε γιατί να υπάρχουν τόσοι διακόπτες. Σας ζητούμε να το ερευνήσετε ώστε να της δώσετε κάποια απάντηση Με βάση τα παραπάνω γιατί θεωρείται επικίνδυνο να χρησιμοποιείτε στεγνωτήρα μαλλιών όταν είστε μέσα στη μπανιέρα ;

60 Πέφτει στα φύλλα των δέντρων και προκαλείται ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ Πέφτει στην επιφάνεια του ακτινόμετρου και θέτει τα πτερύγιά του σε ΚΙΝΗΣΗ. Πέφτει στην επιφάνεια φωτοβολταϊκού στοιχείου και προκαλεί ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΤΑΣΗ. Πέφτει στην επιφάνεια ενός άλλου διαφανούς σώματος, διαφορετικού από αυτό στο οποίο μέχρι τότε ταξίδευε, και ΔΙΑΘΛΑΤΑΙ Αφού περάσει από το φακό της φωτογραφικής μηχανής, πέφτει στην επιφάνεια του φωτογραφικού φιλμ και προκαλεί χημική δράση κι εμείς οι άνθρωποι βγάζουμε φωτογραφίες Εκτός από τη θέρμανση, την ανάκλαση, την λειτουργία της όρασης και τη δημιουργία χρώματος, το φως όταν πέφτει στα διάφορα αντικείμενα μπορεί να προκαλέσει και άλλα φαινόμενα Επιστροφή στη σελίδα « το φως πέφτει στα αντικείμενα»

61

62 πιο εύκολα τήκεται ο κασσίτερος στους 232 ο C ο μόλυβδος, στους 327 0 C το αλουμίνιο στους 660 0 C Για κάθε ουσία, η θερμοκρασία τήξης είναι ένα «στοιχείο ταυτότητας» το ασήμι στους 960 0 C Όταν η πίεση είναι μία ατμόσφαιρα ο χαλκός στους 1084 0 C ο σίδηρος στους 1564 0 C ο χρυσός στους 1063 0 C Όλα τα μέταλλα όταν φθάσουν σε μια ορισμένη θερμοκρασία λιώνουν – τήκονται.

63 Γραμματόσημο από το Κογκό Ο ανδριάντας στη Λυών Γεννημένος στη Λυών της Γαλλίας, 30 χρόνια μετά τον Βόλτα, ο Αμπέρ ήταν ένας από τους σημαντικότερους φυσικούς της εποχής του. Το όνομά του δόθηκε στη μονάδα μέτρησης της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος Συμβολίζεται με 1 Α Ήταν ο πρωταγωνιστής στην έρευνα για τη σχέση ανάμεσα σον Ηλεκτρισμό και τον Μαγνητισμό

64

65 Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ

66 Ο μαγνήτης επιδρά σε ρευματοφόρο καλώδιο Ο μαγνήτης επιδρά σε μαγνήτη Το ηλεκτρικό μοτέρ Το ρευματοφόρο καλώδιο επιδρά σε μαγνήτη

67 στην αφετηρία της Επιστήμης βρίσκονται ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ και ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ οι ΕΝΝΟΙΕΣ και οι ΝΟΜΟΙ ακολουθούν και ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ στην Ιστορία της Επιστήμης είναι ο ΜΑΓΝΗΤΗΣ Πάρα πολύ ισχυροί είναι οι μαγνήτες νεοδυμίου, περίπου 20 φορές ισχυρότεροι από τους συνηθισμένους μαγνήτες σιδήρου. Μπορεί να σηκώσει αντικείμενο χιλιάδες φορές βαρύτερο από αυτόν

68 Τα γνωστά ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ήταν δύο και πανάρχαια. Το ένα. Ο μαγνήτης έλκει τα σιδερένια αντικείμενα. Το άλλο. Όταν είναι ελαφρός, ραβδόμορφος και στηρίζεται έτσι ώστε να διατηρείται οριζόντιος με τη μία του άκρη «δείχνει» πάντα τον βορρά. Το δεύτερο από τα δύο φαινόμενα οι Κινέζοι το αξιοποίησαν και έφτιαξαν τις πυξίδες που θα καθοδηγούσαν κάποτε τα πλοία - αρχικά μόνο τα κινέζικα αργότερα και τα ευρωπαϊκά – στα μακρινά τους ταξίδια ένα ακόμα γνωστό φαινόμενο ήταν το ότι δύο μαγνήτες που πλησιάζουν κοντά μπορεί είτε να έλκονται είτε να απωθούνται

69 Ποια αντικείμενα τραβά ο μαγνήτης ; Τις πρόκες, τις βίδες, τις καρφίτσες τους μεταλλικούς συνδετήρες, το ατσαλόμαλλο.. Μόνο αυτά ; τραβά όλα όσα έχουν σίδερο, τα έλκει όπως λένε οι φυσικοί. Ο μαγνήτης τραβάει και τα αντικείμενα με νικέλιο και το κέρμα των 5 λεπτών έχει νικέλιο. Να ερευνήσεις ποια από τα άλλα μεταλλικά κέρματα τα τραβά ο μαγνήτης Δοκίμασα με έναν μαγνήτη Και ένα κέρμα των 5 ευρώ και... ο μαγνήτης το τραβάει. Αυτό σημαίνει ότι το κέρμα έχει σίδερο ; ;

70

71 Με βάση την εμπειρία του μαγνήτη που δείχνει τον βορρά οι άνθρωποι επινόησαν και κατασκεύασαν έναν ειδικό μαγνήτη που θα έκανε μια «ιδιαίτερη καριέρα» στην επιστημονική έρευνα. Ελαφρός, με μικρή δηλαδή μάζα ώστε να «συγκινείται» εύκολα, ομογενής, σε σχήμα ιδιαίτερα λεπτής ράβδου και στηριζόμενος οριζόντια έτσι ώστε να περιορίζονται οι παρεμβάσεις των τριβών και της βαρύτητας, πήρε το όνομα

72 η μαγνητική βελόνα μετακινήθηκε από τη θέση ισορροπίας της με τη δράση της βολταϊκής συσκευής και αυτό το αποτέλεσμα παράγεται όταν το κύκλωμα είναι κλειστό και όχι ανοικτό Hans Christian Oersted, Κοπεγχάγη 21 Ιουλίου 1820

73 μια ευαίσθητη μαγνητική βελόνα.. το ένα άκρο της «έδειχνε» τον βορρά Τα άκρα του καλωδίου συνδέονταν μέσα από διακόπτη με ηλεκτρική στήλη η βελόνα ΜΕΤΑΚΙΝΗΘΗΚΕ και ; στράφηκε και δεν έδειχνε πια τον βορρά Ήταν το πρώτο μήνυμα ότι το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΕΠΙΔΡΑ ΣΕ ΜΑΓΝΗΤΗ Το κράταγε ο Hans Christian Oersted Χανς Κρίστιαν Έρστεντ ποιος ήταν ο Έρστεντ ; πάνω από αυτήν ένα τεντωμένο καλώδιο ένας Δανός καθηγητής της Φυσικής που είχε πιστέψει ότι ο ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ και ο ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ έχουν κάποια, άγνωστη μέχρι τότε, σχέση μεταξύ τους και αναζητούσε μια πειραματική ένδειξη Ήταν το ξεκίνημα ενός «γάμου» ανάμεσα στον ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟ και τον ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟ Ήταν καλοκαίρι του 1820 ο Oersted έκλεισε το κύκλωμα, έτσι ώστε το καλώδιο να γίνει ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟ ΚΑΛΩΔΙΟ και ;

74 Το πείραμα θεωρείται ΙΣΤΟΡΙΚΟ διότι άνοιξε τον δρόμο για την ενοποίηση του Ηλεκτρισμού με τον Μαγνητισμό που μέχρι τότε είχαν προχωρήσει σε μονοπάτια εντελώς διαφορετικά. Κυριολεκτικά συνυφασμένος με τον τρόπο που ζούμε σήμερα, ο ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ έχει αλλάξει δραστικά όχι μόνο τη ζωή μας αλλά και την ίδια τη νοοτροπία μας Ο ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ και ο ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ δύο καθένας τους με ένα δικό του μυθικό παρελθόν, συνιστούσαν γι α εκατοντάδες χρόνια δύο διαφορετικά πεδία έρευνας. Τον 20ο αιώνα οι Ευρωπαίοι φυσικοί κατέληξαν στη θεώρηση ότι ο Ηλεκτρισμός και ο Μαγνητισμός είναι ΕΝΑ πράγμα, είναι ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Μέχρι και την εποχή που έγινε το πείραμα αναπτύσσονταν ξεχωριστά κατά τρόπο που έδειχνε ότι ΔΕΝ έχουν μεταξύ τους κανενός είδους σχέση.

75 Είναι αυτό που είχαμε πει ότι το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ρεύμα δημιουργεί ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ φαινόμενα ; Ακριβώς Μπορούμε υποθέτω να το κάνουμε στο σχολικό εργαστήριο Δεν είναι καθόλου δύσκολο. Αν αλλάξεις μάλιστα τη ΦΟΡΑ του ρεύματος θα διαπιστώσεις ότι η μαγνητική βελόνα μετακινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση

76

77 Ειδικά στη συγκεκριμένη έρευνα ο AmpereAmpere ήταν ο βασικός πρωταγωνιστής. Όχι μόνο έκανε την πρόβλεψη ότι ο μαγνήτης επιδρά σε ρευματοφόρο αγωγό αλλά καθοδήγησε και την εργαστηριακή αναζήτηση Δεν θα μπορούσαμε να ερευνήσουμε το ζήτημα στο σχολικό εργαστήριο ; Η γνώμη μου είναι ότι αξίζει τον κόπο Κάθε φορά που κλείνουμε με κάποιο διακόπτη στο κύκλωμα και κάτι αρχίζει να κινείται συμβαίνει επίδραση μαγνήτη σε ρευματοφόρο αγωγό ;

78 Για να ερευνήσουμε ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ μαγνήτη, μπαταρία, καλώδια, διακόπτη, ευθύγραμμο αγωγό ΕΠΙΔΡΑΣΗ μαγνήτη σε ρευματοφόρο αγωγό θα χρειαστούμε το ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

79 Η καλύτερη επιλογή για τον αγωγό είναι να είναι ευθύγραμμος γι αυτό και ένα σκληρό σύρμα ή και μια σειρά από παράλληλα καλώδια δεμένα μεταξύ τους θα ήταν μια λύση Για να γίνει αισθητή η επίδραση πρέπει ο μαγνήτης πρέπει να είναι ισχυρός και τέτοιοι -συνήθως πεταλοειδείς- υπάρχουν. Χρειάζεται να συναρμολογήσουμε ένα κύκλωμα με διακόπτη στο οποίο να «συμμετέχει» ο αγωγός. Την επίδραση πρέπει να την περιγράψουμε με την έννοια ΔΥΝΑΜΗ, όπως εξάλλου έκανε και ο Ampere. Γι αυτό μια καλή λύση είναι να κρεμάσουμε τον ευθύγραμμο αγωγό Για να γίνει αισθητή η ΔΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΘΑ ΑΣΚΗΘΕΙ στον αγωγό πρέπει να περιορίσουμε όσο γίνεται τη δράση άλλων δυνάμεων όπως η βάρος και η τριβή Μία καλή αναπαράσταση του πειράματος και του τρόπου που δρα η δύναμη είναι και η παρακάτω Τοποθετούμε τον αγωγό ανάμεσα στους πόλους του μαγνήτη κλείνουμε τον διακόπτη και διαπιστώνουμε ότι ΑΣΚΕΙΤΑΙ ΔΥΝΑΜΗ στον αγωγό

80 Κάθε φορά που κλείνουμε με κάποιο διακόπτη το κύκλωμα και κάτι αρχίζει ΝΑ ΚΙΝΕΙΤΑΙ συμβαίνει επίδραση ΜΑΓΝΗΤΗ σε ρευματοφόρο αγωγό ; Σχεδόν πάντα συμβαίνει αυτό ακριβώς Ακόμα κι όταν μετακινείται η βελόνα του ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΟΥ για να δείξει την τιμή του ρεύματος συμβαίνει επίδραση κάποιου ΜΑΓΝΗΤΗ ; Που βρίσκεται αυτός ο μαγνήτης ; Εφόσον πρόκειται για αμπερόμετρο με δείκτη, συμβαίνει επίδραση μαγνήτη σε ρευματοφόρους αγωγούς Μέσα στο αμπερόμετρο κλίμακα δείκτης μαγνήτης ακροδέκτες ελικοειδές ελατήριο πυρήνας σιδήρου αγωγοί τυλιγμένοι σε πηνίο στους οποίους ασκείται δύναμη αμπερόμετρο

81 Από τη στιγμή που διαπιστώθηκε ότι ΕΝΑΣ ΜΑΓΝΗΤΗΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΘΕΤΕΙ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ ΕΝΑΝ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟ ΑΓΩΓΟ και συγχρόνως ερευνήθηκε το «πώς ακριβώς αυτό μπορεί να συμβεί» η σκέψη των φυσικών μετακινήθηκε προς την κατεύθυνση μιας σημαντικής ανακάλυψης. Η ανακάλυψη η οποία απεδείχθη τελικά «μεγάλη» πραγματοποιήθηκε με πρωταγωνιστές τους Γάλλους ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ. Ήταν το

82

83

84 Η ανακάλυψη του ηλεκτρικού κινητήρα σημάδεψε τις εξελίξεις οδήγησε σε μια εντυπωσιακή σειρά συσκευών με ηλεκτρικό μοτέρ, σε σημείο που ακόμα και στην εποχή μας κάθε ηλεκτρικός κινητήρας- μοτέρ, μέσα σε ηλεκτρικό ψυγείο, σε κομπρεσέρ, σε τρυπάνι, σε υαλοκαθαριστήρες αυτοκινήτου, σε ασανσέρ, σε πιστολάκι των μαλλιών, σε μίζα αυτοκινήτου, σε ανεμιστήρα, σε αερόθερμο, σε ξυριστική μηχανή, σε μίξερ, σε τρενάκι παιδικό παιχνίδι, σε τρόλεϊ, σε ηλεκτρική σκούπα ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΑΣΚΕΙ ΕΝΑΣ ΜΑΓΝΗΤΗΣ ΣΕ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟ ΑΓΩΓΟ

85

86 https://www.youtube.com/watch?v=iinhFT9Hz-M ΕΚΦΕ Λέσβου https://www.youtube.com/watch?v=8NyEmNQ9ItM ΕΚΦΕ Ρεθύμνου https://www.youtube.com/watch?v=sduIjOtzUZc ΕΚΦΕ Πιερίας

87

88

89 Γραμματόσημο από το Κογκό Ο ανδριάντας στη Λυών Γεννημένος στη Λυών της Γαλλίας, 30 χρόνια μετά τον Βόλτα, ο Αμπέρ ήταν ένας από τους σημαντικότερους φυσικούς της εποχής του. Το όνομά του δόθηκε στη μονάδα μέτρησης της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος Συμβολίζεται με 1 Α Ήταν ο πρωταγωνιστής στην έρευνα για τη σχέση ανάμεσα σον Ηλεκτρισμό και τον Μαγνητισμό

90

91

92

93