2006
2008
2010
2012
2014
 |
"Ujarzmianie mgły"
"Wpływ fal ultradźwiękowych na prędkość opadania mgły"
Martyna Rachoń, Karolina Węgrzyńska
Opadanie mgły z włączonym wewnątrz głośnikiem |
|
Opis popularnonaukowy projektu
Manipulowanie zjawiskami pogodowymi, jak uczy wieść gminna, nie zawsze dobrze się kończy dla człowieka. Mitologia przytacza przypadek Odyseusza, który, uzyskawszy przychylność boga wiatrów, Eola, otrzymał wichry zamknięte w worku, aby nie przeszkadzały mu w żegludze. Uwolnione przedwcześnie rzuciły okręt króla Itaki z powrotem daleko od wytęsknionego brzegu. Tyle mówi legenda. Zjawiska atmosferyczne, jak dotąd nieuchronne, są jednak nie tylko tematem podań i przedmiotem wierzeń, ale też, od zarania nauki, są przedmiotem eksperymentów. Jednym ze spektakularnych przykładów na zgłębianie tajemnic pogody jest "złapanie" piorunu do butelki lejdejskiej, wg pomysłu Benjamina Franklina. Na pozór niewiele się to różni od mitologicznej fabuły, jednak jednym z owoców tych doświadczeń jest nasz powszedni, oczywisty piorunochron.W oczach współczesnego człowieka zjawiska atmosferyczne nie są już otoczone nimbem tajemnicy. Wygasły też już zabobony, które kazały naszym przodkom wiązać grzmoty i wichury z siłami nieczystymi. Dziś wiatry, burze i grad stanowią przede wszystkim uciążliwość w codziennym życiu i generują straty ekonomiczne. Doświadczamy tego wszyscy w jesienne, mgliste poranki, gdy wyprawa do pracy czy szkoły trwa kilkukrotnie dłużej niż zwykle. Bezpieczną zwykle trasę znaczą stojące na poboczu samochody z oznakami stłuczek - niegroźnych, ale kłopotliwych. Miejski ruch uliczny nie jest w stanie stawić czoła ograniczonej widoczności. Po kilku godzinach problem znika sam, lecz często na drugi dzień rozpoczyna się od nowa. Znacznie gorzej dzieje się na lotniskach. Skutki opóźnień lub odwołania lotów ciągną się przez wiele dni. Znalezienie sposobu na szybkie rozpraszanie mgły zapobiegłoby wielu niedogodnościom, a nawet wypadkom. Służą temu badania, które nawiązują i do Odyseusza, i Franklina, gdyż wymagają zamknięcia mgły w ograniczonej przestrzeni laboratoryjnego szkła. Fale ultradźwiękowe obiecująco przyspieszają ustępowanie mgły w eksperymentalnym naczyniu.
Od katastrofalnych tornad po uprzykrzony szron na szybach samochodów zjawiska pogodowe towarzyszyć będą człowiekowi do końca świata. Kiedyś ludzkość żyła pod ich dyktando, dziś próbuje je ujarzmić. Doświadczenie uczy, że nie musi to być nierealne.
Streszczenie naukowe
Celem projektu było zbadanie tezy, czy mgła w postaci pary wodnej pod wpływem ultradźwięków będzie opadać w krótszym czasie niż samoistnie. Jeśli okazało by się, że różnica czasu jest znacząca mogłoby to rozwiązać problemy na lotniskach i miałoby szerokie zastosowanie w motoryzacji. Do celów doświadczenia stworzyłyśmy odizolowane środowisko, o możliwie jak największych gabarytach. Wprowadziłyśmy do niego mgłę za pomocą nawilżacza i przeprowadzałyśmy naprzemiennie pomiary samoistnego opadania oraz wspomagane falami o różnych częstotliwościach. Do pomiaru gęstości mgły używałyśmy zestawu zielony laser-dioda, która bezpośrednio podłączona do komputera dawała wymierne zależności gęstości od czasu. Ultradźwięki uzyskiwałyśmy z różnych źródeł. Przetwornik piezoelektryczny, głośnik, płuczka ultradźwiękowa. Stan mgły sprawdzany był za pomocą zielonego lasera (długość fali 532 nm) umieszczonego z jednej strony środowiska (pudła z pleksi później szklanego słoja) i rejestrującej zmiany fotodiody umieszczonej z drugiej strony środowiska. Dane z fotodiody były wysyłane przez DAC-a do komputera na którym mogłyśmy obserwować zmiany na wykresie poprzez napisany w Labview program.
Nasze badania wykazały, że gdy źródła promieniowanie ultradźwiękowego umieszczone są w środku naszego odizolowanego środowiska (co dla użyteczności jest bardzo dużym pozytywem) to przy większych częstotliwościach mgła potrafi opaść nawet o 25% szybciej niż przy samoistnym opadaniu. Ograniczony czas w semestrze przeznaczony na własne projekty uniemożliwił nam kontynuowanie projektu. Zbyt mała ilość zebranych pomiarów sprawia, że nie mamy stuprocentowej pewności co do wyników naszych badań, są one jednak bardzo obiecujące. W najbliższym czasie chciałybyśmy ulepszyć nasz zestaw pomiarowy by móc prowadzić dalsze eksperymenty z większą dokładnością.
Komitet Organizacyjny
Sponsorzy
Patronat honorowy
Leszek Jodliński
Dyrektor Muzeum Śląskiego w Katowicach
Zygmunt Łukaszczyk
Wojewoda Śląski
Jan Malicki
Biblioteka Śląska
Piotr Uszok
Prezydent Katowic
Adam Matusiewicz
Marszałek Województwa Śląskiego
Patronat medialny
