Fizyk w ogrodzie
Transkrypt
Fizyk w ogrodzie
Gazeta Poznańska NIE Z TEJ ZIEMI Trafić twarzą w pajęczynę? Nieprzyjemne to dla zwykłego śmiertelnika. Ale nie dla fizyka. Ten, nagle wpatrzywszy się w pajęczynę, której nitki wyginają się w typowy kształt, widzi całą stronę skomplikowanego wzoru na krzywą łańcuchową. Pająk według tego wzoru tak tka swoją pajęczynę. Wtedy siły działają wzdłuż nitek, co chroni je przed zerwaniem. ... i przyciąganie Pająk tka według wzoru na krzywą łańcuchową. T Trochę deszczu Pada deszcz? Jeśli wsłuchać się w dźwięk spadających z III Fizyk w ogrodzie su, mają wielkości nanometrowe, czyli milionowe części milimetra. Niewidoczne dla oka, lecz dla kropli – dobrze wyczuwalne. Na tej samej zasadzie, co liść dyni czy lotosu, działa powierzchnia patelni teflonowej. en wzór wykorzystywali budowniczowie łuków – jeśli chce się wznieść wysoki łuk, niczym w środku nie podparty, trzeba skorzystać ze wzoru na krzywą łańcuchową. Pająk nie liczy, a wie, jak to zrobić. – Przy okazji odkryłem ciekawe zjawisko – mówi prof. Piotr Pierański, fizyk, który ma ogród – kropelki rosy na pajęczynie są umieszczone regularnie, na przemian kropelki są małe i duże. Idealnie równy naszyjnik. Trzeba zbadać, dlaczego tak się dzieje. Bo krzywą zaniku piany na piwie fizycy już zbadali – otóż zanikaniem piany kieruje to samo prawo, co rozkładem cząsteczek promieniotwórczych. Krótko mówiąc, piana zanika najpierw wolno, a potem coraz szybciej. 4-5 listopada 2006 SOBOTA - NIEDZIELA belki werandy kropli, to rytm jest bardzo zmienny _ raz regularny, a raz nie. Dlaczego właśnie tak jest? Kropla to bardzo ciekawy twór – mówi prof. Pierański – bo niełatwo uchwycić moment, kiedy kropla się oderwie. Jedno z najciekawszych doświadczeń, to wlanie asfaltu do lejka. Asfalt jest tak gęsty, że kropla tworzy się cały rok i jeszcze nie udało się złapać momentu, kiedy ta wielka kropla oderwała się i spadła na dół. Odpychanie... Na omszonych liściach dyni zobaczyć można regularne kulki wody. Dlaczego nie rozpływają się? Bo są w tak zwanym ,,stanie fakira’’, trzymając się na czubkach cieniutkich włosków porastających liść. Mistrzem świata w odpychaniu kropel wody są liście lotosu. Na pozór gładkie i błyszczące, a mimo to kropla się na nich nie rozlewa. Włoski, które pokrywają liść loto- A co ma mucha w ogrodzie wspólnego z patelnią teflonową? Mucha chodzi po suficie też wykorzystując mikroskopijne włoski na nogach. Między dwiema powierzchniami działają siły van der Waalsa. Van der Waals, laureat Nagrody Nobla, żył na przełomie XIX i XX wieku. Nawiasem mówiąc, był tylko nauczycielem i musiał specjalnie starać się o przyjęcie na studia, ponieważ nie znał łaciny i greki, co wtedy było warunkiem koniecznym. Doszedł do wniosku, że jeśli działałyby między cząsteczkami klasyczne siły przyciągania, cały świat zapadłby się w czarną dziurę. Muszą istnieć więc odrębne siły odpychania i przyciągania między cząsteczkami. To są właśnie siły van der Waalsa. Gdy zbliżenie między dwiema obojętnymi cząsteczkami jest dostatecznie małe, następuje ich przyciąganie, a po przekroczeniu pewnej granicy bliskości – odpychanie. Siły te są bardzo słabe, dlatego dla nas, w skali makro, nieodczuwalne. Tak jak mistrzem włosków odpychających krople wody jest liść lotosu, tak mistrzem przylegania do powierzchni jest gekon, chodzący po suficie. Nie używa kleju – jego łapki od spodu pokryte są szczoteczką o rozmiarach nanometrowych, a na dodatek stawia je ruchem wcierającym, co jeszcze bardziej zbliża włoski szczoteczki do powierzchni. >> Czy słonecznik umie liczyć? Naśladownictwo niełatwe Ludzie oczywiście próbowali naśladować muchy i gekony, jednak otrzymane syntetycznie sztuczne szczoteczki szybko się zużywały. Wiadomością z ostatniej chwili jest komunikat o stworzeniu udanego sztucznego przylepca przez niemieckich uczonych. Wzorowali się na chrząszczu z rodziny stonek. Szczoteczka składa się z mikroskopijnych grzybków o sześciokątnych kapelusikach i cienkich nóżkach. Pięć centymetrów takiego plastra utrzyma 10-dekowy przedmiot. Najtrudniejsze było stworzenie formy, w której z polimerów odlewało się precyzyjną szczoteczkę. Było to niewiarygodne zadanie – mówią sami uczeni. Czy słonecznik umie liczyć? Jeśli spojrzymy mu ,,w twarz’’ to zobaczymy, że ziarenka ułożone są w łukowatych rzędach, wychodzących ze środka. Bez względu na to, czy tarcza słonecznika jest duża, czy nie, liczba tych rzędów jest ściśle określona i układa się w ciąg Fibonacciego – autora niejednej ciekawej zagadki matematycznej. Mądry jest słonecznik, ale także każda gałązka, bo na każdej listki nie rosną bezmyślnie, lecz tak, by każdy miał równy dostęp do życiodajnego światła. W zależności od tego, jak rośnie gałązka, układają się w idealną spiralę lub przeciwlegle. A jaki bystry jest groszek pachnący! Sam wie, że aby czepnymi wąsami sięgnąć do podpórki, musi skręcać się raz w lewo, a raz w prawo, kręcąc zawsze tyle samo spiralek. Ziarenka w słoneczniku ułożone są w ciągu Fibonacciego. >> Wykłady otwarte O tym wszystkim, co widzi fizyk w ogrodzie, będzie mówił 15 listopada o godz. 10.45 w Collegium Physicum na Morasku prof. Piotr Pierański z Politechniki Poznańskiej. Tak rozpoczyna się tegoroczny cykl wykładów otwartych z fizyki: poświęcone będą w tym roku budowaniu bomb atomowych, nanotechnologii, symetrii, bardzo niskim temperaturom i astronomii. Wstęp wolny. Maria RYBICKA Zdjęcia: Archiwum prof. Piotra Pierańskiego Fizyk w ogrodzie, czyli profesor Piotr Pierański.