Leikskólakassinn

Leikskólakassi Vísindasmiðjunnar er safn af nokkrum munum úr Vísindasmiðjunni sem henta sérlega vel fyrir leikskóla. Leikskólakassann má panta með því að vera í sambandi við Ara Ólafsson (ario@hi.is).

Hér að neðan er yfirlit yfir innihald kassans og stuttar útskýringar á þeim fyrirbærum sem skoða má með hlutunum.

 

 

 

 

 

Vatnshvirfilflöskur

Flöskurnar eru tengdar saman með litlu tengistykki með hæfilega litlu gati. Gatið er nógu stórt svo vatnið nái að dropa niður, en nógu lítið svo að vatn og loft þurfi að skiptast á að fara um gatið.

Þegar flöskuparinu er snúið á hvolf eins og tímaglasi dropar vatnið hægt niður, enda er neðri flaskan þá full af lofti sem vatnið þarf að ryðja í burtu svo það geti lekið niður. Þetta er þó ansi lélegt tímaglas þar sem hraði vatnsins getur verið æði misjafn.

Ein leið til að láta vatnið leka hraðar væri að gera gat um sitt hvora flöskuna miðja. Þá kemst loftið út um neðri flöskuna og inn um þá efri, og vatnið gæti húrrað niður um millistykkið.

Önnur er far öllu betur með flöskuna og er ennfremur nokkuð flottara. Sé gripið um botn efri flöskunnar og henni snúið svo vatnið hrærist aðeins myndast hvirfill; loftið kemst þá upp um miðju hvirfilsins á meðan vatnið hringsnýst niður um jaðar gatsins. Þannig nær vatnið að fara mun hraðar niður þar sem það þarf ekki að stoppa og taka af stað í sífellu.

Lofthvirfilflaska

Þetta má svosum gera úr hvaða plastflösku sem er, og jafnvel föndra úr hvers kyns dósum. Í kassanum er ein 2 L plastflaska til a.m.k. að byrja á.

Flöskunni er miðað með því að grípa um stútinn með annarri höndinni og ýta upp að maganum svo hún sé stöðug. Úr henni er svo pústað með því að slá létt á miðja flöskuna með lausu höndinni.

Á myndböndunum hér til hliðar eru hringirnir gerðir sýnilegir með reyk. Þótt þeir sjáist ekki með berum augum eru þeir þó merkilega sterkir þótt ekki sé nema bankað nema miðlungsfast í flöskuna og getur hvirfillinn borist um nokkurra metra leið.

Það getur þó verið nokkuð erfitt að læra að miða með flöskunni, svo það má vera best að byrja að pústa á létt gluggatjöld eða nálægt manneskju með sítt hár.

Mynthvirfill

Fyrir mynthvirfilinn þurfið þið krónupeninga eða einhverjar skífur til að láta rúlla niður rennibrautina. Þaðan rúlla skífurnar hring eftir hring eftir brunnveggnum.

Núningur hægir á skífunum sem renna þá neðar í brunninn. Þar er hann grennri en eins og skautadansari snýst hraðar þegar hann dregur hendur og fætur inn að sér viðheldur þetta fall peninginsins snúningshreyfingunni á meðan peningurinn sígur sífellt neðar í brunninn.

Hringekjur eins og þær sem fyrirfinnast á sumum leikvöllum byggja á þessu sama fyrirbæri (varðveislu hverfiþungans). Hringekjunni er snúið og stokkið upp á hana. Dragi farþegarnir sig inn að miðju snýst hún hraðar.

Syngjandi vatnsskál

Syngjandi vatnsskálin er lögð á korkplattann, vatni hellt í, lófarnir bleyttir og handföngin strokin. Ef vel tekst til tekur skálin að titra þannig að vatnið skvettist upp.

Til að fá skálina til að hljóma þarf að beita réttum þrýstingi á handföngin og strjúka þau á hæfilegum hraða. Eins þarf að gæta þess að hendurnar séu ekki fitugar. Húðfeitin getur verið nóg til að ekki náist sá titringur sem þarf til að magna upp hljóðið.

Til að finna titringinn má stinga fingri í vatnið eða bera fingur upp við brún skálarinnar. Eins má stöðva titringinn með því að taka utan um skálina. Titringur er alltaf forsenda hljóðs og við getum fundið titringinn í mörgum hljóðfærum. Raddböndin eru t.a.m. nærtæk og það má finna titring þeirra þegar fingur eru lagðir á barkann og sungið eða talað.

Annað áhugavert við titringinn í skálinni er að hann er bara á fjórum stöðum. Skálin er nefnilega ekki öllsömul að titra heldur gengur til í bylgjum. Tvær andstæðar hliðar skálarinnar sveiflast upp og niður á meðan hinar tvær sem á milli þeirra liggja sveiflast niður og upp (talað er um að þær séu að sveiflast í andstæðum fasa). Þetta er einnig reyndin í öllum hljóðfærum en við sjáum ekki þessi titringsmynstur þar sem titringurinn er svo smár að við tökum varla eftir því hvar hljóðfærin titra og hvar þau eru kyrr.

Speglasamloka

Speglasamlokuna má nota til að búa til skemmtileg mynstur eða bara skoða margfaldar spegilmyndir.

Sé samlokunni stillt upp eins og opinni bók upp á rönd má leggja undir hana blað með striki á, og mynda einföld form eins og marghyrninga og stjörnur. Eins má teikna mynd og leggja undir speglana og fá mynd eins og úr kviksjá (e. kaleidoscope).

Þegar hornið á milli speglanna er þriðjungur úr hring (120°) fást tvær spegilmyndir af því sem á milli speglanna er og myndnirnar (spegilmyndirnar auk fyrirmyndarinnar) þrjár. Þegar hornið eru fjórðungur úr hring eru myndirnar fjórar. Fimm ef hornið er fimmtungur o.s.frv. svo þetta má tengja við einfalda rúmfræði.

Sé litið í speglasamlokuna þegar 90° horn er á milli speglanna verður spegilmynd okkar alltaf í miðjunni, sama þótt við færum okkur til hliðanna. Ennfremur hefur spegilmyndin okkar víxlast sem sést ef við lokum öðru auga eða potum með annarri hendi í kinn eða grípum í annað eyrað.

Það er á svona rétthyrndum speglum sem endurskinsmerki virka; þau endurkasta alltaf ljósi beint til þess sem varpaði því á merkið.

Huldugrísinn

Í söngskálinni eru tveir íhvolfir speglar, annar með fæti en hinn með gati. Litli grísinn (eða annar hlutur sem rispar ekki speglana) er lagður í þann með fætinum og þeim götótta hvolft yfir. Þegar litið er í gatið (best ef undir horni; ekki beint á hlið og ekki beint ofan í gatið) virðist grísinn standa uppi yfir gatinu. Getið þið klappað grísnum?

Þessi huldugrís er einfaldlega spegilmynd gríssins ofan í spegilhólfinu. Þegar við horfum í flatan spegil virðist okkur spegilmynd okkar standa aftan við spegilplanið, jafn langt inn af því eins og við stöndum frá speglinum. Það er hins vegar ekkert náttúrulögmál og með því að sveigja speglana getum við fært staðsetningu spegilmyndarinnar, jafnvel fram fyrir spegilplanið svo spegilmyndin virðist vera í lausu lofti.

Regnbogar í ljósgreiðum

Regnbogar sjást stundum eftir regnskúra þegar sólarljósið lendir á aragrúa lítilla vatnsdropa á réttum stað séð frá okkur. Sólarljósið brotnar upp í (bókstaflega) alla regnbogans liti vegna þess að í raun er sólarljósið gert úr öllum þessum litum. Hvítt ljós er í raun ekkert annað en það hvernig við skynjum þessa samblöndu.

Hólkarnir tveir í kassanum eru með svokallaðri ljósgreiðu sem dreifir úr litum þess ljós sem um hana fellur, mun betur og handhægar en prismur, hvað þá vatnsdropar. Sé horft inn um stóra gatið og raufinni beint að ljósgjafa (gætið þess þó að horfa ekki beint í sólina) má sjá litróf ljósgjafans innan á hliðum hólksins.

Sé horft upp í himinninn fæst samfellt litróf eins og í regnboganum, en flúrperur gefa eingöngu frá sér einstaka liti sem birtast því sem línur með dökkum blettum á milli sín.

Í kassanum eru líka tvenn gleraugu úr pappírsumgjörð og ljósgreiðum með raufum sem ganga lárétt og lóðrétt. Horfið í kringum ykkur með gleraugun á nefinu og sjáið skemmtilega regnboga frá ljósgjöfum í kringum ykkur.

Ljóskastaraþrenna

Rétt eins og við getum dreift úr litum ljóss með ljósgreiðum getum við blandað ljósi saman til að búa til litablöndur. Ljóskastararnir í kassanum geta gefið frá sér fjölmarga liti en til að skoða litablöndunina á sem hreinastan hátt stillum við kastarana á frumliti ljóss: rauðan, grænan og bláan.

Litina má stilla með fjarstýringunni og virkar hún á alla kastarana. Til að stilla einn í einu þarf að halda fyrir hana svo innrauða ljósmerkið berist ekki til hinna ljóskastaranna.

Með frumlitina upp má varpa litunum á hvítan flöt í myrkvuðu herbergi og prufa að blanda litunum saman, annars vegar öllum þremur (sem býr til hvítan ef styrkur litanna er sæmilega jafn) eða færri með því að skyggja á einstaka liti.

Skautunarsíur og tvíbrot

Ljós ferðast sem bylgja sem sveiflast þvert á stefnu þess svipað og hlykkir á snúsnúbandi. Stefna sveiflunnar kallast skautunarstefna þess en almennt er ljós frá sólinni eða perum óskautað, þ.e. það er samsafn alls kyns skautunarstefna.

Gráu plastfilmurnar í kassanum eru þeim eiginleika gerðar að þær hleypa eingöngu í gegnum sig einni skautunarstefnu. Séu þær lagðar saman á sama veg kemst því ljósið eftir sem áður í gegn, svipað og hlykkur á sippubandi kemst í gegnum tvö grindverk sem snúa eins, komist hann í gegnum annað þeirra. Sé annarri plastfilmunni hins vegar snúið, síar sú síðari út allt það sem komst í gegnum þá fyrri og saman verða þær ógegnsæjar.

Það er reyndar leið til að hleypa ljósi í gegnum filmuparið í þessari uppstillingu: Með því að snúa skautunarstefnunni á leiðinni. Þetta má gera með jafn hversdagslegum hlut og glæru límbandi. Með í kassanum er einnig plexíglerþynna með nokkrum límbandsrenningum límt á. Sé þessari plötu skotið inn á milli skautunarsíanna, undir 45° horni, snýst skautunarstefnan. Mismikið þó eftir lit ljóssins (munum að hvítt ljós er sambland ýmissa lita regnbogans, minnst rauðs, græns og blás). Sá litur sem hefur snúist um margfeldi af 90° nær þannig í gegn.