Na setkání jsme si pohráli s optickámi vlákny a kabely, vyrobili optické přáníčko, vyzkoušeli si práci s vodivou páskou a ukázali si názorně konvektivní proudění s přesahem do astrofyziky.

1. Pokusy s optickými vlákny

Optická vlákna používáme tam, kde přenášíme internetová data. Přesun dat interkontinentálně, často ale i "meziměstsky", se nedělá odrazem signálu od ionosféry, ale právě pomocí optických kabelů, do kterých blikáme zakódované jedničky a nuly. 

Ukázek optických vláken je nepřeberné množství:

• Reálné optické kabely - jsou velice tenké, několikažílové kabely, používané právě pro přenos dat. Můžete je koupit v obchodech s elektronikou a řádově stojí jeden metr desítky korun. Do takovýchto optických vláken se špatně svítí, protože jsou opravdu velice tenoučká.

• Dekorativní optická vlákna - najdete v různých tloušťkách i různých cenových rozpětí, například zde. Často se dají koupit již zabudované do svítícího systému. Jako ukázka do hodin fyziky je to ideální.

• Skleněné tyčinky - chemické tyčinky jsou také jednoduchou ukázkou optických vláken, kterou si zvládne připravit každý fyzikář. Stačí vám chemický kahan (kempingový vařič není dostatečně výhřevný), nad kterým tyčinku ohřejete, v daném místě tyčinka změkne a můžete ji ohnout. 

• Vodní optické vlákno - pomocí PET lahve, ve které uděláte díru, do níž vlepíte kousek brčka (stačí vám tavná pistole, pokus je vyrobený za 5 minut), vytvoříte efektní optické vlákno. Největší problém je se do vlákna trefit laserovým ukazovátkem.

• Optická olejová plocha - pakliže máte akárium, tento pokus se bude dětem velice líbit. Na vodě vytvořce asi půlcentimetrovou vrstvu oleje. Počkejte, až se případné bubliny rozplynou a rozhraní budou hladká. Pak do vrstvy z boku posviťte laserem. Nejhezčího efektu dostanete se zeleným laserem, který se v oleji zbarví do oranžova. Olej je totiž mírně fluorescenční.

2. Výroba optického přáníčka

Na výrobu jsme použili

• optické vlákno 1mm

• LED bílá; 5mm, 15° vyzařovací úhel, kulové pouzdro

• knoflíková baterie 1,5V

• černou čtvrtku

• připínáček
  

• kousek brčka

• bílý popisovač

• izolepu

• nůžky

Černou čtvrtku přeložte na polovinu jako knížku. Na přední straně si promyslete váš obrázek, který budete kreslit bílým lihovým popisovačem. 

LED v nejjednodušším případě nasaďte přímo na knoflíkovou baterii. Pozor, musíte dodržet správnou polaritu, tedy delší nožičku přikládejte ke kladnému pólu baterie. Nožička LED by měla fungovat jako spínač,můžete ji případně od baterky více oddálit, nožičky roztáhnout.

 Na pouzdro LED navlékněte kousek brčka. Brčko by mělo být dlouhé tak 2 cm. DO druhého konce brčka pak přijdou optická vlákna. Těch si nastříhejte libovolné množství, které se do brčka ještě vejde, na jednom konci je slepte izolepou a vložte do brčka, případně opět izolepou upevněte k sobě.

Baterku s LED a vlákny přilepte rozumně izolepou na zadní stěnu nejlépe do levého spodního rohu, kde se vám bude dobře spínat. Dejte si pozor na to, abyste nezalepily všecny kontakty, kde se má LED a baterka dotýkat vodivě. 

Tam, kde chcete vlákno dovézt udělejte připínáčkem dírku. Provlečte optické vlákno tak, aby kousek na přední straně přesahovalo, na zadní straně ho připevněte izolepou.

Nakonec odstřihněte přesahující kousky vláken z přední strany. Vlákna ale můžete nechat i "čouhat", prostě fantazii se meze nekladou. Pokud se vám podaří stříhat šikmo, bude na vás vlákno svítit větší ploškou.

Aby přáníčko bylo opravdu hezké, můžete další černou A5 využít na zakrytí obvodu a vláken. 

3. Obvody z vodivé pásky

Jako zajímavý typ na tvoření 2D obvodů na papír jsme si zkusili práci s vodivou páskou měděnou. Najdete ji v různých průměrech, dá se dobře pájet. Ke koupi například zde: laskakit.cz.

Vytvářeli jsme jednoduchý obvod s baterkou, LED a jazýčkovým magneticým spínačem pro obzvláštnění. Jedná se o zajímavou alternativu na tvorbu obvodů. Nevýhodou jsou chatrné spoje, které často zlobí.

Nápady na práci s dětmi najdete zde: 

4. Granulace na Slunci

Povrch Slunce není homogenní a tím nemyslíme sluneční skvrny ani fakulová pole. Teplými stoupajícími a studenými klesající proudy na povrchu Slunce vznikají jakési buňky, kterým říkáme granulace. Mají rozměr stovek kilometrů a neustále se vyvýjí. Pvrch Slunce tak doslova neustále klokotá. Uprostřed granulí je nejtepleji a vidíme stouající proudy, na krajích pak klesající. Jde o šikovnou ukázku konvektivního proudění.

Videa granulace najdete například zde: https://udif.cz/advent/2023/blystive/

Jak konvekci ukázat žákům? Pomocí blištivého prášku z kosmetiky (například Mica), který je tvořen obarvenou rozemletou slídou. Ideálně doporučuji zlatou barvu. Ke koupi například zde: https://www.ekokoza.cz/mica-zlata-gold-sparks-p5422/?vid=5423

Práškem můžete ukázat proudění v kapalinách. Pohrajte si s prouděním ve vodě. Granulaci ale lépe ukážete pomocí prášku v oleji, který začnete zahřívat nad plotnou. Nechte olej přejít na vyšší teplotu a sundejte z plotny. Granule by po chvilce měly být malinké a postupně s klesající teplotou se budou granule zvětšovat. Konvekce probíhá v oleji i po sundání z plotny, protože shora se povrch oleje neustále ochlazuje.