Rendíthetetlen pohár

M I N D E N T U D Á S E G Y E T E M EÖveges József híres kísérletei néhány évtizeddel ezelőtt nézők tízezreit láncolták a televízió képernyője elé, és tettek sokakat a fizika „rabjává”. A professzor módszerét – a játékos, kísérletező fizikaoktatást – ma újra sok tanár követendő példának tartja. Ennek jegyében zajlott március 13-án a Mindentudás Egyeteme rendhagyó előadása, amelyen fizikatanárok demonstrálták a fizika néhány fontos törvényét. A rendezvénynek az interaktív játszóház, az övegesi hagyományokat is követő Csodák Palotája adott otthont. Az alábbiakban a különleges rendezvényről készült beszámolónkat olvashatják.

Mindentudás Egyeteme (ME) 130. előadásán Fábri György köszöntötte az elsősorban középiskolás diákokból álló közönséget „a kísérletek, a fizika, a játék és tudomány találkozásának fantasztikus palotájában”. Mint az ME tudományos igazgatója elmondta, a rendezvénysorozatnak kezdettől fogva célja volt, hogy a fizikáról érdekes, élményszerű, de tudományos diskurzust folytathassanak a résztvevők. A tavalyi fizika éve során az ME a Fizikai Szemlével és az Eötvös Loránd Fizikai Társulattal folyamatosan együttműködött annak érdekében, hogy a fizika csodái minden érdeklődőhöz, különösen a tanuló ifjúsághoz közel juthassanak. A március 13-i különleges rendezvény előadói szintén erre tettek kísérletet. A közönségnek először Szabó Gábor akadémikus mutatkozott be. A róla készült rövid portréfilmből kiderült: az este főelőadója fizika iránti rajongását Öveges József professzornak köszönheti, akinek előadásait gyerekkorában személyesen is élvezhette. Mint mondta, nem az a lényeg, hogy mindenkiből természettudós váljék, azonban azt, hogy az ember némi készséget szerezzen a körülötte lévő világ megismeréséhez, állampolgári kötelességnek tartja. Manapság többnyire száraz definíciók bemagoltatása zajlik fizikaoktatás címén – nem csoda, hogy a diákok elfordulnak a természettudományoktól, és a megtanult alapelvek nem épülnek be gondolkodásukba. Ezt legkönnyebben úgy lehet elkerülni, ha kísérletekkel, játékosan közelítünk az egyes problémákhoz.
Szabó Gábor bevezetésként arra a kérdésre kereste a választ, vajon érdemes-e egyáltalán természettudományokkal foglalkozni. „Hadd adjunk erre először egy nagyon anyagias választ” – fordult az előadó az egyik kivetítő felé, amelyen – a közönség meghökkenésére – George W. Bush tűnt fel. Az amerikai elnök 2006-os évértékelő beszédében többek között arról beszélt, hogy az Egyesült Államoknak – versenyképességének megőrzése érdekében – meg kell őriznie elsőségét az emberi kreativitás és tehetség fejlesztése terén. Az elnök által meghirdetett „amerikai versenyképességi kezdeményezés” célja az innovációnak a gazdaság minden területére kiterjedő támogatása, valamint az, hogy a gyerekek biztos alapokat kapjanak matematikából és természettudományokból. A program megvalósítása során nemcsak a fizikai alapkutatások és a magánszektor kezdeményezésére induló kutató-fejlesztő tevékenységek kapnak jelentős támogatásokat és kedvezményeket az elkövetkező tíz évben, hanem az emelt szintű matematikai és természettudományi órákat megtartó tanárok képzésére is nagy súlyt helyeznek.
A szó ezután az este során „fellépő” fizikatanárokhoz került, akik egyszerű, de érdekes kísérleteikkel demonstrálták a fizika néhány nagyon fontos eredményét, gondolatát.
Vida József főiskolai tanár – aki akkor kapta meg diplomáját, amikor Öveges professzor előadásait vetítette a televízió – olyannyira fontosnak tartja a kísérletező jelleget a fizika oktatása során, hogy kedvenc kísérleteit az interneten is közzétette (http://www.sulinet.hu/fizika/vidakesz/vidaindex.html). Mint elmondta, tapasztalata az, hogy a tanulók ezeken az egyszerű demonstrációkon keresztül szeretik meg ezt a tantárgyat.
Első, az ME közönsége előtt bemutatott kísérlete „a rendíthetetlen vizespohár” elnevezést kapta. A tanár úr az asztalon lévő gyufásdobozra helyezett egy vízzel telt poharat, majd föltette a kérdést: „Hogyan vehető ki a skatulya a pohár alól, ha sem a dobozt, sem a poharat nem érinthetjük meg kézzel?” A megoldást egy vonalzó szolgáltatta, amelynek segítségével – egy határozott mozdulattal – kiütötte a dobozt a pohár alól, így az szinte ugyanabban a helyzetben koppant az asztalon. „A pohár tehetetlen tömege miatt nem veszi át a gyufásdoboz mozgását” – hangzott a tudományos magyarázat.
A következő kísérletből megtudhattuk, hogyan lehet „távirányítással” gyertyát oltani. A tanár úr egy gumilappal fedett, másik oldalán kilyukasztott konzervdobozt használt erre a célra. A dobozt füsttel töltötte meg, hogy a levegő útja szabad szemmel is követhető legyen. A gumilapot ütögetve a dobozból kis karikák törtek elő, amelyek eloltották a gyertyák lángját. „Az ilyen légörvénygyűrűk stabilitását és erejét leginkább a hurrikánoknál lehet lemérni, amelyek ugyanezen az elven működnek” – tette hozzá Szabó Gábor.
Vida József ezután a Bermuda-háromszög rejtélyének tudományos magyarázatával ismertette meg a közönséget. Egy vízzel töltött henger tetejére egy kis hajót helyezett, majd egy akváriumi levegőztető segítségével alulról buborékokat juttatott a hengerbe, mire a hajó a henger fenekére süllyedt. A Bermuda-háromszögben a tenger alatt vulkanikus tevékenységet fedeztek föl, amely megmagyarázza, miért süllyednek el a hajók a sokáig mítoszokkal övezett területen. A vulkánok ugyanis nagy mennyiségű gázt juttatnak a tenger vizébe, amelynek „köszönhetően” a víz átlagsűrűsége kisebb lesz, így a hajók nem maradnak meg a víz felszínén.
Utolsó demonstrációja előtt a tanár úr javasolta a jelen lévő diákoknak: próbálják megnövelni szüleik adrenalinszintjét a kísérlet otthoni megismétlésével. Egy vízzel csordultig töltött pohárra gumilapot csúsztatott, majd megfordította, sőt: egy tapadókorong és egy zsinór segítségével meg is forgatta a poharat, és a gumilap rajta maradt annak ellenére, hogy a saját súlya, a gravitációs erő és a víz hidrosztatikai nyomásából származó erő is nyomta lefelé.
Nem múlhatott el az övegesi hagyományok előtt tisztelgő előadás anélkül, hogy a közönség ne találkozott volna a professzorral egy róla készült rövid portréfilm erejéig. „Jaj, szomorú vagyok, mert bizony, nagyon sok tanár órájáról hiányzik a vidámság! Egyhangúak, és a gyerekek alusznak, vagy kitekingetnek az ablakon. Hát én ezt meg akartam akadályozni” – hangzottak a fizikatanítás legendás megszállottjának szavai.
Fábri György a professzor egyik legfiatalabb követőjét, Nagy Anettet, a szegedi Radnóti Miklós Gimnázium fizikatanárát invitálta a közönség elé. A tanárnő a Szegedi Tudományegyetem Kísérleti Fizikai Tanszékén folytatott szakmódszertan-jellegű PhD-kutatást, amelyben bebizonyosodott, mennyire fontos a kísérlet szerepe a fizikatanításban. Elsőként Öveges professzor kísérletét mutatta be a közönségnek, amelynek során az asztalon elhelyezett kis házból sípszóra egy játékkutya bújt elő. A gyerekek által nagyon kedvelt „mutatvány” magyarázata végül a laikus számára is érthetőnek bizonyult. A házban egy zsebtelepből álló áramkör található, valamint egy elektromágnes, amely magához vonzva tart egy laprugót abban az esetben, ha zárt az áramkör, továbbá egy érzékeny kapcsoló van a ház falán. Amint megszakad az áramkör, az elektromágnes elveszti mágneses tulajdonságát, és a laprugó „kilöki” az előtte ülő kutyát a házából. A síp megszólaltatása során rezonancia keletkezik, amelynek következtében a kapcsolót alkotó érintkezők ellibbennek egymástól, egy pillanatra megszakítva az áramkört. A kísérlet sikerének érdekében természetesen a házat úgy kell „megépíteni”, hogy reagáljon a síphangra, amely közel áll a normál beszédhanghoz.
Az este harmadik előadója, Härtlein Károly nem kis derültséget okozott a közönség soraiban, amikor „bemutatta”, mi mindent lehet elérni a rezonanciával. A hang terjedési sebessége nagyban befolyásolja a kísérletet – mondta, majd a kezében tartott léggömbbe „szippantott” (mint utóbb kiderült: héliumot), s a rajzfilmekből ismert magas, elváltozott hangon folytatta magyarázatát.
Nemcsak sípszót, hanem némi „zenét” is hallhatott a közönség az este során: Nagy Anett egy ismert dalt játszott el néhány vízzel telt poháron – természetesen ezúttal is tudományos magyarázattal látva el a produkciót. A tanárnő utolsó bemutatóján egy 1787-es kísérletet ismételt meg, amelynek során a közönség megfigyelhette, milyen érdekes geometriai alakzatokba rendeződnek a fémlemezre szórt sószemek, ha a lemez szélén egy hegedűvonót húzunk végig.
Härtlein Károly vette át a szót, aki először egy hőtanhoz köthető kísérletet mutatott be. Egy léggömböt cseppfolyós nitrogénnel hűtött le, amitől a ballon a közönség szeme láttára ment össze, majd újra felvéve környezetének hőmérsékletét visszanyerte eredeti alakját.
A következő demonstráció előtt azt kérdezték a közönségtől, vajon hogyan lehet egy deszkán átlőni egy ceruzát úgy, hogy ne törjön ki a hegye. A nézőtéren ülők három lehetőségre szavazhattak: egy fúvócsőre, kalapácsra, illetve mágneses vízre és fogóra. Härtlein Károly – Szabó Gábor segítségével – természetesen demonstrálta a helyes megoldást: egy nagy nyomású szén-dioxiddal töltött tűzoltópalack végére illesztett „fúvócsőbe” helyezte a ceruzát, amely ily módon felgyorsítva épségben érkezett a deszka túloldalára.
A víz és a fény hullámtermészetét egyszerű módon bizonyító kísérletek következtek – mint Szabó Gábor elmondta, ezek a felfedezések a fizikatörténet legmélyebb jelentőségű gondolatmenetei közé sorolhatók, különösen, ha tekintetbe vesszük, hogy a kvantummechanikában azóta felfedezték, hogy az elektronok is ugyanilyen módon viselkednek.
Ezt követően az este utolsó szereplője, Piláth Károly, a budapesti Balassi Bálint nyolc évfolyamos gimnázium fizikatanára lépett a közönség elé. A tanár úrról megtudhattuk, hogy szabad idejében számítógépes mérőeszközöket fejleszt. Ennek megfelelően az informatikát és a fizikát összekapcsoló kísérleteket mutatott be: többek között CD-ből, webkamerából és néhány egyszerű háztartási eszközből spektroszkópot készített, amellyel változatos kísérleteket mutatott be. A közönség megtudhatta többek között, miként alkalmas az egyszerű spektrofotométer a borhamisítók leleplezésére.
Szabó Gábor azzal búcsúzott a nézőktől: remélhetően a XXI. század „Öveges professzorai” elég bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy kísérletezni önmagában is érdemes, hiszen az eredmények biztosítják nemcsak környezetünk megismerését, de a nagy jelentőségű kutatásokban való folyamatos előrehaladást is.

A fenti szöveg a március 13-án elhangzott előadás rövidített változata. Megtekinthető 18-án (szombaton) 10.40-kor a Duna Televízió és 19-én (vasárnap) 9.55-kor az MTV, valamint 2 órakor az M 2 műsorán. A következő előadást március 20-án 19.30-kor a Jövő Háza fogadójában (Budapest II., Fény utca 20–22.) Spiró György tartja Hogyan győznek a provinciák? – A Fogság című regény történelmi hátteréről címmel. A részvétel ingyenes, az előadások teljes szövegét a hozzászólásokkal és a vitával együtt a www.mindentudas.hu weblapon találják meg az érdeklődők.