Fizyka

Lekcje Marii Skłodowskiej-Curie

Półkule Magdeburskie, pompa ssąco-tłocząca, syfon, Prawo Archimedesa i inne fragmenty książki „Lekcje Marii Skłodowskiej-Curie. Notatki Isabelle Chavannes z 1907 roku” w tłumaczeniu Małgorzaty Jarosiewicz [Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 2004]

...Eksperyment dydaktyczny, autorstwa Marii Skłodowskiej-Curie, zrodził się z jej niechęci do ówczesnej szkoły francuskiej i przekonania, że stosowane tam metody dydaktyczne (werbalizm) są przestarzałe, a materiał nie odpowiada nowym czasom. Swoim entuzjazmem zaraziła grupę przyjaciół, także uczonych, i tak powstała owa słynna „Spółdzielnia”, w której wybitni twórcy próbowali własnymi siłami uczyć swoje dzieci w sposób wcześniej niespotykany, nie przez ślęczenie nad książkami, lecz przez obcowanie z przyrodą, eksperymentem, dziełami sztuki i żywym językiem. Wykładowcami tej „Spółdzielni” byli: Maria Lekcje Marii Skłodowskiej-Curie Skłodowska-Curie, która uczyła dzieci fizyki, Jean Perrin, który uczył chemii, jego żona Henrietta Perrin – francuskiego i historii, Paul Langevin – matematyki, Henri Mouton – przyrody, Alice Chavannes – angielskiego i niemieckiego, i rzeźbiarz Magrou – rysunku. (...)

Można zadumać się nad tym, ileż to talentów gubi się wskutek rozpowszechnionego nadal nauczania werbalnego, gdzie wyrabianie w uczniach ciekawości świata zastępuje się dyktowaniem gotowych przepisów i wymaganiem recytowania wyuczonych formułek. Oby lektura zapisów lekcji prowadzonych przez Marię Skłodowską-Curie przekonała niektórych nauczycieli, że można inaczej, lepiej, i to prostymi środkami.

Andrzej Kajetan Wróblewski
z „Przedmowy do wydania polskiego”

Lekcja trzecia. Streszczenie lekcji, którą pani Curie przeprowadziła w swoim labolatorium w PCN, dla Jeana i Andre Langevin, Aline i Francisa Perrin, Irene Curie, Pierre’a Etienne i Mathieu Hadamart i Paula Magrou 10 lutego 1907 r.

    Pani Curie rozmawia z dziećmi o barometrze i pomaga im go konstruować. Wlewa rtęć do zamkniętej z jednej strony rurki, zatyka ją palcem i odwraca. Widzimy, że do rtęci dostało się trochę powietrza: pojawił się duży pęcherz, który pani Currie przesuwa, poruszając rurką tak, aby połączyły się z nim wszystkie pozostałe drobne pęcherzyki. Usuwa go wraz z odrobiną rtęci, przenosi rurkę do kuwety z rtęcią i cofa palec, którym ją przytrzymywała. Poziom rtęci w rurce obniża się. Mierzymy, na jakiej wysokości się zatrzymała: dzisiaj jest to 75 centymetrów.

    - Co utrzymuje rtęć w rurce?

    - Ciśnienie atmosferyczne.

    - Jeżeli w rurce uwięzione jest powietrze to co jest większe: ciśnienie tego powietrza czy ciśnienie atmosferyczne?

    Aline Perrtin wyjaśnia, że większe jest ciśnienie atmosferyczne, ponieważ jest ono równe sumie ciśnienia powietrza zamkniętego w rurce oraz podniesionego słupka rtęci.

    - Czy nie można by zwiększyć ciśnienia powietrza zamkniętego w rurce?

    - Można, sprężając je. Sprężamy je zanurzając rurkę głębiej: słupek rtęci zrobił się krótszy, ponieważ powietrze, które jest ponad nim, naciska mocniej.

    - Teraz słupek rtęci w rurce obniżył się i jest na tym samym poziomie, co w kuwecie. Oznacza to, że ciśnienie zamkniętego w rurce powietrza jest takie samo, jak ciśnienie atmosferyczne. Żeby było większe niż ciśnienie atmosferyczne, trzeba byłoby zanurzyć rurkę tak głęboko by poziom znajdującej się w niej rtęci znalazł się poniżej poziomu rtęci w kuwecie.

    - Oto rurka w dwóch ramionach. Nalewamy do niej trochę rtęci. Jej poziom jest taki sam w obydwu ramionach. Z obydwu stron rtęć jest poddana ciśnieniu atmosferycznemu. Jeżeli z jednej strony dmuchnę do środka i zaraz to ramię zakorkuję, rtęć w nim obniży się trochę, bo dmuchając dodałam powietrza i ciśnienie stało się z jednej strony większe, niż z drugiej, gdzie działa tylko ciśnienie atmosferyczne. Teraz wciągnijmy powietrze zamiast dmuchać. Z której strony rtęć się podniesie?

    - Z tej, z której wciągamy powietrze.

    - To prawda, wciągając usuwamy powietrze, a ciśnienie pozostałego powietrza jest mniejsze.

Półkule Magdeburskie

    - To bardzo zabawne doświadczenie: oto miedziana kula, którą można rozdzielić na dwie półkule, tak jak otwiera się pudełko. Zobaczcie, łatwo możecie ją otworzyć. Przez kranik umieszczony na jednej z półkul, usuwam całe powietrze, które jest w środku, za pomocą pompki wodnej. Spróbujcie teraz rozdzielić półkule: nawet wszyscy razem nie zdołacie tego zrobić, tak silny jest nacisk powietrza z zewnątrz. Obracam kranik i powietrze wchodzi do środka: teraz półkule można rozdzielić bez wysiłku.

Dostarczanie wody do naszych domów

    - Oto wielki zbiornik wody. Rura łączy go z jakimś naczyniem. Jeżeli naczynie umieszczone jest wyżej niż zbiornik, nie dzieje się nic; jeżeli jest niżej, z rury wylewa się struga wody, która wpływa do naczynia. W ten właśnie sposób woda dociera do naszych domów. Jest dostarczana rurą połączoną ze zbiornikiem umieszczonym wyżej, niż nasze domy. Do mieszkania na szóstym piętrze woda musi dochodzić ze zbiornika położonego wyżej, niż szóste piętro domu. Do Jeana Langevin mieszkającego w Fontenay-aux-Roses woda dochodzi ze zbiornika umieszczonego na wzgórzu Robinson. Do Irene i Aline, przy bulwarze Kellemana, woda dociera z wielkiego zbiornika usytuowanego w pobliżu parku Montsouris.

    - A co doprowadza wodę do wielkiego zbiornika? Może tam dotrzeć rurą ze źródeł bijących w górach; ale jeżeli się ją czerpie z rzeki położonej niżej, niż zbiornik, trzeba ją dostarczać za pomocą pomp (rury doprowadzające wodę są wykonywane z ołowiu).

Pompa ssąco-tłocząca

    Pompa składa się z cylindra (korpusu pompy), tłoka, który przesuwa się wewnątrz tego korpusu, z rury ssącej i rury tłoczącej. Rurą ssącą pobiera się wodę na przykład ze studni. Podnosimy tłok i wytwarza się próżnia; woda, popychana przez ciśnienie atmosferyczne, napływa do rury ssącej i unosi zawór (rodzaj kulki), przez który wpływa do cylindra. Opuszczający się z powrotem tłok popycha wodę, która naciska na zawór rury ssącej i zamyka go. Woda wpływa teraz do rury tłoczącej; otwiera drugi zawór i dociera do zbiornika. Aby pompować wodę musimy wykonać pewną pracę: trzeba podnosić i opuszczać tłok.

Syfon

    - Pokażę wam teraz bardzo wygodny sposób, żeby przelać wodę z jednego naczynia do drugiego. Biorę zgiętą rurkę, której ramiona są różnej długości. Do obydwu ramion rurki nalewam wody. Kiedy są pełne mówimy, że syfon jest zalany. Zamykam oba ramiona i odwracam syfon. Jego krótsze ramię wkładam do naczynia, z którego chcę czerpać wodę, a dłuższe umieszczam nad tym, do którego chcę ją przelewać. Woda znajdująca się w dłuższym ramieniu wypływa. Tworzy się próżnia, a ciśnienie atmosferyczne powoduje podnoszenie się w krótszym ramieniu wody z naczynia, w którym jest ono zanurzone. W ten sposób cała woda przelewa się z niego przez syfon do drugiego naczynia.

    Każde dziecko przelewa w ten sposób wodę z jednego naczynia do drugiego.

Prawo Archimedesa

    - Oto trzy cylindry; w każdym widzicie jajko. Cylinder A zawiera czystą wodę; jajko, o większej niż woda gęstości opada tu na dno. Woda w cylindrze B jest lekko słona; jej gęstość jest dokładnie taka, jak jajka: w tej wodzie jajko jest zawieszone między dnem a powierzchnią. W cylindrze C woda jest bardziej słona; jajko pływa na powierzchni, ponieważ jego gęstość jest mniejsza niż gęstość tej wody.

    - Jeżeli jajko może pływać w słonej wodzie, to znaczy, że traci w niej trochę na swoim ciężarze. Niektórzy z was umieją pływać. Potrafimy utrzymywać się na wodzie, ale w powietrzu nie: to dlatego, że w wodzie tracimy sporą część swojego ciężaru.

    Oto dwa miedziane cylindry: jeden jest wewnątrz pusty, drugi pełny. Pełny wsunąć w pusty, czyli oba mają tę samą objętość.

    Ustawiamy wagę. Pod jedną z szalek zawieszamy oba cylindry. Na drugą szalkę sypiemy śrut ołowiany, aż ustali się równowaga.

    - Teraz zobaczymy, co się stanie, jeżeli cylinder pełny zanurzymy w wodzie. Szalka ze śrutem ołowianym opada.

    Pani Curie prosi wszystkie dzieci o powtórzenie:

    - Jeżeli ciało zanurzymy w wodzie, zachowuje się ono tak, jakby ważyło mniej, niż w powietrzu.

    - Woda naciska od dołu i od góry, ale z dołu nacisk jest większy i podnosi ciało.

    - Zobaczymy, o ile lżejszy jest cylinder zanurzony w wodzie, niż znajdujący się w powietrzu. Napełnijmy wodą cylinder pusty, który jest zawieszony wyżej: równowaga została przywrócona. Tak więc cylinder zawieszony w wodzie ważył mniej o tyle, ile ważyłby taki sam cylinder gdyby był utworzony z wody. Gdyby całą Irene zanurzyć w wodzie, jej ciężar zmniejszyłby się o ciężar Irene, gdyby była utworzona z wody.

    - Teraz jeszcze jedno ciekawe doświadczenie. Oto naczynie z rurką, którą nazywa się przelewem. Pod szalką wagi zawieszamy pusty cylinder, pod nim pełny, a na szalce stawiamy małą szklaną zlewkę. Naczynie pod wagą napełniamy wodą aż do przelewu. Zanurzamy w nim pełny cylinder i zbieramy do naszej zważonej zlewki wodę, która wylała się przez przelew przy zanurzaniu cylindra. Stawiamy zlewkę z wodą z powrotem na szalce: waga jest znowu w równowadze. Cylinder stracił więc na wadze tyle, ile waży objętość wody, która wylała się na skutek jej zanurzenia.

Lekcje Marii Skłodowskiej-Curie. Notatki Isabelle Chavannes z 1907 roku. Tł. Małgorzata Jarosiewicz. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 2004

Leçons de Marie Curie
Copyright 2003 Editions EDP Sciences- Les Ulis, France.

Książkę można kupić tutaj >>>

Przykładowe lekcje zamieszczamy za zgodą Wydawnictwa i Tłumaczki.

skocz do góry

Fizyka Lekcje Marii Skłodowskiej-Curie

Fizyka

Lekcje Marii Skłodowskiej-Curie