Dzięki eksponatowi „Światło i dźwięk” poznasz różnice między falami świetlnymi a dźwiękowymi. Zobaczysz, co się z nimi dzieje w powietrzu i w próżni.
W powietrzu, czyli w stanie jaki znasz, na co dzień widzisz światło żarówki i słyszysz dźwięk dzwonka. Po wypompowaniu powietrza, czyli w próżni, widzisz światło, ale dźwięk staje się niesłyszalny. Fala dźwiękowa potrzebuje ośrodka, w którym będzie się rozchodzić, w próżni nie ma dźwięku. Sceny z filmów science-fiction, w których pojawiają się głośne eksplozje w kosmosie, pokazują nieprawdę. W kosmosie jest próżnia, a co za tym idzie – wszechogarniająca cisza!
1. Problem techniczny: dzwonek często się psuje
Rozwiązanie: trzeba opracować lepszy dzwonek
Dzwonek w drzwiach nie jest używany zbyt często. Kilka, czasem kilkanaście razy w ciągu dnia. A ten zainstalowany w „Świetle i dźwięku” dzwonił co najmniej tysiąc razy dziennie! Okazało się, że żaden producent domowego dzwonka nie założył tak intensywnego użycia, jak w pełnym zwiedzających Koperniku. Urządzenie musieliśmy wciąż wymieniać aż zastąpiliśmy je mosiężnym dzwonkiem okrętowym – mocniejszym i bardziej wytrzymałym. Ponadto, opracowaliśmy specjalny stukacz – „dzięcioł magnetyczny”. Dźwięk wydobywa się z dzwonka na skutek jego silnych uderzeń.
2. Problem merytoryczny: gdy wokół jest cicho, okazuje się, że dzwonek, jest słyszalny pomimo, że powietrze jest odpompowane z klosza, a w jego wnętrzu powinna być próżnia.
Rozwiązanie: Przeanalizować najdrobniejsze szczegóły konstrukcji i wyeliminować niedoskonałości.
Prawdziwe pomiary różnią się od zadań rozwiązywanych na tablicy tym, że zawsze są obarczone błędem zwanym niepewnością pomiarową. Taką sytuację wywołał nowy dzwonek okrętowy. Staramy się zminimalizować błąd. Okazało się, że nowy mosiężny dzwonek okrętowy jest bardziej wytrzymały i głośniejszy. Tuż po zamontowaniu był on tak aktywny, że dzwonił z powodu przenoszenia dźwięku przez konstrukcję eksponatu. Zastanawialiśmy się, jak sobie poradzić z tym problemem aż zawiesiliśmy go na sprężynkach i działa już dobrze.
3. Problem z trudnością obserwacji: gdy wokół jest głośno, nie słychać dzwonka
Rozwiązanie: zmienić konstrukcję eksponatu zachowując wymogi bezpieczeństwa.
Gdy mamy dużo zwiedzających, to jest głośno. Nie słychać wtedy dobrze dzwonka i ciężko zaobserwować różnice między falami świetlnymi a dźwiękowymi. Zastanawialiśmy się, jak zmienić konstrukcję, by wzmocnić dźwięk. Dzwonek i żarówka znajdowały się pod szklanym kloszem, nad którym była jeszcze osłona z pleksiglasu zabezpieczająca przed stłuczeniem. Stwierdziliśmy, że aby dźwięk był głośniejszy, powinniśmy zostawić tylko jeden klosz. Ale z czego wykonany? Najpierw sprawdzaliśmy pleksi, ale ten materiał choć ładnie się skleja, to podczas tłuczenia pęka na drobne, ostre kawałki. Ostatecznie zbudowaliśmy klosz z poliwęglanu, bo pęka na dwa, trzy duże kawałki, a zatem w sposób bezpieczny.