H2SO4

A világ érdekes, de ezt nem mindenki veszi észre az iskolában, vagy pedig már rég elfelejtette.
Ez a blog az ismeretterjesztésről szól. Aki minden, a blogban előforduló fogalmat ismer és ért, annak valószínűleg nem mondanak sok újat ezek a bejegyzések. Inkább azoknak szól, akik természettudományos okosságokról és butáskodásokról szeretnének valamit olvasni, (ál)tudományoskodás nélkül, egyszerű, közérthető nyelven.
Ez a blog nem tankönyv, nem törekszik teljességre, nem akar az érdeklődőre ráborítani egy kisebb kérdésnél egy egész könyvtárat. Az sem rossz, de az legyen az érdeklődő döntése.

Főző Attila László

facebook

Hozzászólások

vidzset.

Budapesti légszennyezés

Budapest szmogtérképe

A Föld által felhalmozott hő

Türkkös tudmoáyn

2012.12.31. 18:02 :: H2SO4

A Trükkös tudomány a Discovery Channel tévécsatorna egyik népszerű sorozata, amelyben bűvésztrükknek álcázott kísérletek szerepelnek. Most, amikor Középföldén a fizika és a kémia oly sanyarú megítélés alá esik, örülni kell annak, hogy a televízióban vannak ilyen műsorok, ahol olyan szavak hangoznak el fényes nappal, hogy súrlódás, légnyomás, molekula. Mégis meg kell említeni az egyik adásban felbukkanó, a kémiai hibák toplistáján szereplő bakit. Ez a hiba jól mutatja, hogy a külső szemlélő számára apró eltérés valójában komoly hiányosságra utal. 
Az egyik műsorban egy zakót öntenek le piros folyadékkal (mintha vörösbor lenne), aztán lemossák vízzel (ami valójában alkohol), aztán meggyújtják, és szén-dioxidos oltóval leküzdik a lángokat és lám, a zakó sem nem foltos, sem nem égett. A filmesek szerint valójában fenolftaleines lúg a vörös folyadék, amit alkohollal törölgetnek, ez az alkohol ég egy kis ideig és végül a szén-dioxid hatására eltűnik a vörös folt. Ha az utcán megállítunk valakit és hirtelen megkérjük, hogy mondjon egy indikátort, akkor százból tízen a lakmuszt említenék (89-en nem értenék a kérdést :-)), de a fenolftalein is indikátor, vagyis színváltozással jelzi, ha lúgos oldatban van és lilás lesz (nem igazán vörös). Talán a filmesek másik indikátort használtak, ami valóban vörös színű lúgban, de nem merték elmondani? A hiba ezután érkezett a képernyőre. A zakón levő folt (színét hagyjuk) attól színtelenedett el, hogy az oltópalackból származó szén-dioxid egy része a zakón levő vizes oldatban szénsavvá alakulva a lúgos oldatot semlegesíti (és a fenolftalein színtelen ilyen kémhatásnál). Okosan meg is mutatták egy grafikán a CO2 és a H2O molekuláját, de hoppá, ezzel elkövették a legendás, ám súlyos hibát.
co2hibas.jpg
A képen látható molekulák közül a szén-dioxidé ugyanis hibás. Nem kicsit. Az oxigénatom kisebb a valóságban, mint a szénatom, de ez a kisebbik nagy hiba. A nagyobbik nagy hiba, hogy a szén-dioxid molekulája egyenes, nem olyan hajlott, mint a grafikán. Ó, ez apróság, mondhatnák sokan. Olyan szép, hogy sokfélék vagyunk, van, aki így rajzolja, van, aki úgy. Csakhogy aki így rajzolja, mint a filmben (és aki ellenőrizve azt, nem javíttatta ki) nem tudja az iskolás tananyagot. A szénatom ugyanis nem egyszeres, hanem kettős kötéssel kapcsolódik mindegyik oxigénatomhoz (négy kötés, darabja 2 elektron, összesen 8, ez a cél). Az oxigénatomok ennek rendkívül örülnek, mert a kettős kötés 4 elektronja mellett nekik még van kétszer kettő, vagyis 4 és így összesen szintén 8. Az oxigénatomok darabonként 2x2 elektronja taszítja egymást, de annyira, mintha legalábbis utálnák egymást és úgy lehetnek legtávolabb, ha a CO2 molekulája egyenes. Ráadásul a kettős kötés sem olyan egyszerű, mint egy = jel, ahogyan ábrázolni szokták.

Carbon_dioxide_3D_spacefill.png
A szén-dioxid molekula grafikája helyesen (By Jynto [CC0], via Wikimedia Commons)

Ezeket nem tudja, aki a rajzot így készíti el, ez pedig általános iskolai kémia tananyag. Ha ez a hiba benne maradt ebben, az amúgy érdekes filmben, akkor az jelezheti azt is, hogy más részeket sem ellenőriztek, lektoráltak. Ez a hiba nagyon gyakori, mert a szép grafikákat nem kémikusok készítik, de hogy miért nem nézik át? Az eredmény nem trükkös tudomány, hanem türkkös tudmoáyn.

Ez a helyzet.

Szólj hozzá!

Címkék: sav lúg molekula kovalens kötés indikátor fenolftalein szén-dioxid

Bozonvadászat trófeával

2012.09.29. 21:45 :: H2SO4

cern-atlas-detector.jpgA világ építőkövei nem unalmas társaság. Több mint száz éve egészen komolyan kutatják őket, és a fizikusok számos olyan törvényszerűséget fedeztek fel, amelyek elmesélik nekünk, hogy miért ilyen a Világegyetem és benne a mi szerény világunk. 2012. július 4-én a CERN olyan (régóta várt) eget rengető bejelentést tett, amely a tudomány történetében csak ritkán fordul elő. Európa részecskefizikai centrumában minden valószínűség szerint egy már megjósolt építőkő, egy bozon létezését sikerült igazolni. Nagyon nagy valószínűséggel nem is akármilyen bozon nyomára bukkantak a vadászok, hanem a legnagyobb trófeát sikerült becserkészni, ami nem más, mint a Higgs-bozon. Az évszázad eddigi legjelentősebb felfedezésének tudományos közlése kevéssel a Nobel-díjak októberi kihirdetése előtt, 2012. szeptember 17-én jelent meg a Physics Letters B folyóiratban. Érdekes, hogy a cikknek kb. 2000 szerzője van :-)
A Higgs-bozon ott volt a Balaton Soundon és ott volt a Szigeten is. A július 4-i bejelentést követően az átlagember (tévénéző) számára ez az eget rengető hír nem lett fontosabb, mint az, hogy egy csepeli általános iskolában elszabadult egy varánusz (tv2) vagy 9,5 métert ugrott egy kutya (RTL Klub). Ez már nem változik.

A Mértékbozonok Klubjában új tagsági igazolványokat kell kiadni. A klubtagok 2012. július 4-én is ugyanúgy nyüzsögtek, mint máskor.
- Elkapták a grabancukat - rohant be izgatottan a klubba Gluon Gerzson.
- Várható volt. - szólt egyszerre W és Z.
- Mindannyian tudtuk, hogy egyszer elkapják őket. Így is elég sokáig bújkáltak H-ék a sötétben. - mondta Foton Fanni és elhullámzott.

Íme a BBC kitűnő dokumentumfilmje a bozonvadászatról néhány tudós szemszögéből. Nagyon jó film, angolul tudóknak mindenképp érdemes megnézni.


Higgs,_Peter_(1929)3.jpgA Higgs-bozon létezését először Peter Higgs angol fizikus jósolta meg 1960-ban, de később többen hozzájárultak az elmélet kidolgozásához. A Higgs-bozon (és a Higgs-mező) nagyon fontos, eddig hiányzó rész volt a tudomány egyik legnagyobb szabású elméletében, a Standard Modellben. Ez az elmélet a világ építőköveinek a létét, működését írja le, többek között azt is, hogy az atomok miből állnak és mi tartja össze az alkotórészeket. Az atommagban levő protonok és neutronok például nem elemi részecskék, hanem kvarkokból állnak. A kvarkokat az ún. erős kölcsönhatás tartja össze, amelyet bozonok közvetítenek. Ha valaki a diszkó klubban érdeklődik, mondjuk el, hogy ezeket a ragasztó hatású bozonokat gluonoknak hívjuk. Az elektromágneses kölcsönhatást is bozonok közvetítik, őket a jól ismert foton néven illetjük.

De mit csinál a Higgs-bozon körünkben? Az elmélet (amely most igazolást nyert) azt mondja, hogy a világot egy Higgs-mező tölti ki, amely állandó, ezért nem is tűnik fel a létezése. Bizonyos részecskék ebben a mezőben zavartalanul jönnek-mennek (nincs is (nyugalmi)tömegük, mint szegény fotonnak), mások mozgolódás, hullámzás révén teszik ezt és ezáltal tömegüket ebből a mezőből nyerik. A Higgs-mező “hullámzása” maga a Higgs-bozon, amely nagyon kis ideig létezik, ezért a Nagy Hadronütköztetőben sem őt magát, hanem a hatását sikerült kimutatni.
A híradásokban sokszor szerepel, hogy a Higgs-bozon tömeget ad a részecskéknek. Bizonyosaknak (köztük az elektronnak is, amely igen nagy haverunk). Kevesen tudják, hogy az elemi részecskék tömegével kapcsolatosan Peter Higgs előtt is voltak elméleti fizikai eredmények, így a magyar Novobátzky Károly és Marx György már az 1950-es években leírt olyan képleteket, amelyek a későbbi elméletben is helyet kaptak.

A BBC adásában ping-pong labdákkal magyarázták el a Higgs-mezőt

Az LHC ATLAS (a felső képen) és CMS detektoraiban dolgozó fizikusok szerint a Higgs-bozon tömege 125 GeV. Az ilyen kicsi részecskék tömegét energiában szokás kifejezni (az E=mc2 képlet alapján), ez több mint százszorosa a proton tömegének (ami maga három kvarkból áll). A régen várt és üldözött részecske tömegét már alaposan körbelőtték a CERN tudósai is és az USA-beli Fermilab is dolgozott az ügyön a Tevatron gyorsítóban. A Fermilab pár nappal a CERN előtt tett bejelentés a bozonvadászat eredményeiről, de az ő megtalálási valószínűségük alacsonyabb volt, mint Európában dolgozó kollégáiknak.

Aki a Higgs-bozon fizikájáról többet szeretne tudni és egy kicsit ért a fizikához, feltétlenül nézze meg Dávid Gyula fizikus előadását (fóliák, videó) az ELTE Az atomoktól a csillagokig előadássorozatból.

A Higgs-bozont isteni részecskeként is aposztrofálják egy tévedés miatt. Leon Lederman Nobel-díjas fizikus inkább istenverte részecskének akarta nevezni  egy könyvében, de marketing okokból a kiadó megváltoztatta a nevet.

A 2012-es Nobel-díjak bejelentése előtt fellángoltak a viták és sokan jósolnak. Vajon ölébe hull-e Peter Higgsnek a Fizikai Nobel-díj 2012-ben? A fantasztikus tudományos eredmény azonban még kiegészítésekre, újabb eredményekre szorul. Ráadásul igen sok ember működött közre a Higgs-bozon és ezzel a Higgs-mező megtalálásában. Meglepetés lenne, ha 2012-ben Peter Higgsnek kellene Stockholmba utazni szmokingban.

Egy biztos: a fizikusok felfedezték, hogy mi a semmi. És ez nem semmi.

Ez valami.

1 komment

Címkék: atom elektron kvarkok Higgs-bozon CERN LHC bozonok

Repülő fül

2012.09.08. 18:01 :: H2SO4

repuloful3.jpgAki utazott már repülőn, találkozhatott azzal a problémával, hogy „bedugult” a füle, esetleg fájt is. Ilyen bárkivel megeshet, még a vájtfülű emberekkel is. Igaz, az ő fülük nem fizikailag, hanem zeneileg „vájt”. Ez a jelenség autóban is megesik, ha magasabb hegyen közlekedünk, és bizonyára megesik más járművekben is.
A fülünk legérdekesebb része nagyon kicsi. Az alábbi videóban például egy ún. videó otoszkóppal néznek be egy ember fülébe. A külső hallójáratban járkálva (túljutva a szőröcskéken) egyszer csak felbukkan a dobhártya és áttetszenek rajta a pici hallócsontocskák. Érdemes megnézni a videót például most azonnal.

A dobhártya mögött a középfül van és a dobhártyán nincs átjárás. A középfülben is van levegő. A középfülbe levő levegő a külső (lapát vagy elálló) fülünkön keresztül kerül a helyszínre, hanem a szájüregen, majd a garaton át utazik oda. A garat után egy alagúton kell végighaladnia, amelyet fülkürtnek vagy Eustach-féle kürtnek neveznek. Ez a kürt inkább kürtő, mint hangszer, de ez nem olyan fontos.

A külső fül levegője és a középfül levegője, mint két egymással szemben levő csapat, a dobhártyának feszül és nyomja azt. Az esetek nagy többségében ugyanolyan a nyomás kint és bent, ezért a dobhártyát nem nyomja jobban egyik „levegőcsapat” sem.
Ha a légnyomás különböző a két oldalon, akkor érezzük úgy, hogy „bedugult a fülünk”, pedig nem is. A fájdalom is emiatt lép fel.
Ha tehát repülőgép segítségével utazunk jó magasan, például 10668 méteren, akkor a gépmadár belsejében a légnyomás kisebb, mint a földfelszínen. Ahogyan levegőt veszünk, nyelünk, esetleg ásítunk, bizonyára a középfülünkben is kissé alacsonyabb a légnyomás. A repülőgép fedélzetén nem akkora a légnyomás, mint a földfelszínen, de nem is akkora, mint a repülési magasságon, hanem a kettő között van és ez típusonként változik. Például a hatalmas Airbus 380 kb. 13000 méter magasan utazgat, de belsejében a légnyomás ekkor az 1500 m-en levő légnyomásnak felel meg. Ha nem így lenne, akkor oxigénmaszkban ülnének az utasok, mint a vadászpilóták.
repuloful1.jpgDe ez a kisebb különbség is kellemetlen a fülünknek, ha a gép ereszkedni kezd és a légnyomás egyre inkább nő és közelít a felszíni értékhez. Ekkor a középfülben levő levegőnek nem mindig van lehetősége gyorsan újabb levegőt segítségül hívni és kívül nagyobb lesz a légnyomás, mint odabent. Segít, ha sokat beszélünk, ásítunk, de régebben ilyenkor kedves stewardessek (légi utaskísérők) cukorkát osztogattak. Ma már erről leszoktak, mert sokba kerül a sok cukorka vagy nagyon sok helyet foglal vagy nem tudom, hogy miért :-)

A jelenséget bárki kipróbálhatja, ha repülőn utazik. Ehhez egy üres, lezárt PET-palack szükséges. (Jobb, ha üres, mert, ha például van benne egy kevés szénsavas üdítő, az fűszerezi a helyzetet a maga szén-dioxidjával.) A palackot ki kell nyitni a repülési magasságon, majd visszazárni. Aztán jól látható, ahogyan egyre inkább behorpad a repülő ereszkedése, leszállása közben.

repuloful2.jpg

a brüsszeli vizespalack összehorpadt, mire Ferihegyen leszállt a repülőgép

Érdemes megnézni Zsiros László Róbert videóját is a palackos folyamatról, de el kell olvasni a szöveget hozzá itt a pontosítás miatt!

Hasonló nyomáskülönbség kialakul a búvárkodó emberek életében is, de az nem repülő fül, hanem merülő fül lenne.
Ez a helyzet.

2 komment

Címkék: fül repülőgép nyomás légnyomás

süti beállítások módosítása