O co jde?

V 50. letech minulého století fyzikové začali pociťovat potřebu zachytávat různé částice pro další výzkum. První, kdo přišel s řešením, byl jistý pan Paul, podle něhož se celé toto zařízení jmenuje Paulova past (anglicky Paul trap). O několik desetiletí později za to dostal Nobelovu cenu. V dnešní době existuje více různých geometrických uspořádání, které se používají v různých zařízeních především pro vědecké účely. Má past vypadá takto:

Past ve své plné kráse.

Čtyři rovnoběžné dráty, každé dva protější jsou spojeny, to celé v podstavci z PVC. Za výrobu děkuji Jiřímu Bartošovi. Na ně se přivede elektrické napětí, to vytvoří elektrické pole a některá zrníčka nabité polohrubé mouky se do něj chytí. A proč zrovna polohrubá mouka? Měl jsem jí doma dost. Použít lze i jakýkoli jiný prášek. Jen si dobře rozmyslete, co se vám pak bude chtít uklízet.

Past máme, mouku máme, teď ještě musíme zajistit přísun elektřiny. S řešením tohoto oříšku mi pomáhal Pavel Konečný, za což mu velmi děkuji. Rozebírali jste někdy mikrovlnku? Její nejtěžší část je vysokonapěťový transformátor (2). Ten umí z 230 voltů, které tam pouštíme ze zásuvky, vytvořit 2000 voltů! POZOR, VYSOKÉ NAPĚTÍ, NEBEZPEČÍ ÚRAZU. NEZKOUŠET BEZ DOZORU ZKUŠENÉHO ELEKTRIKÁŘE! Či bláznivého fyzika. Před transformátor je umístěný ještě transformátorový regulátor (1), který umožňuje plynule snižovat napětí až na nulu. Ten není k chytání částic důležitý, ale velmi se hodí pro ukazování zajímavých jevů, které uvidíte dále. A jelikož já se mám rád a ještě nechci umřít, tak na výstupu z transformátoru jsou připojeny ochranné odpory.

Nakonec budeme ještě potřebovat hůlku Harryho Pottera (Fly Stick Van De Graff Levitation Wand) (3), která nám nabije polohrubou mouku elektrickým nábojem, a již zmíněný zelený laser (4). Celé experimentální vybavení je na následujícím obrázku:

Transformátorový regulátor (1), transformátor z mikrovlnné trouby ukrytý v plastové nádobě (2), hůlka Harryho Pottera (3), zelený laser (4).

Víte, jak poznáte teoretického fyzika? Když jsem poprvé svému vedoucímu ukazoval fungující past a řekl jsem mu, že na těch drátech je momentálně napětí kolem 1500 V (to je opravdu hodně a bez ochranných odporů by to bylo velmi nebezpečné!), ale že by to MĚLO být bezpečné, jen ještě nikdo neměl odvahu to zkusit, tak jeho první reakce byla: „Jéé, ukažte!“ a začal na to sahat!

A jak takové nabíjení vypadá? Mrkněte na následující obrázek i video.

Pohled shora na nabíjení částic. Světlý podklad vlevo je alobal na konci hůlky, na kterém je nasypaná hromádka polohrubé mouky.

K natáčení jsem používal fotoaparát, který mimo jiné umí natáčet videa snímkovou frekvencí 210fps, 420fps a dokonce 1000fps. (fps = frames per second = snímků za sekundu). Nahraná videa se pak přehrávají rychlostí 30fps, tzn. jsou zpomalená. Jen tak pro představu, běžný fotoaparát natáčí snímkovou frekvencí 25fps nebo 30fps. Velmi efektní je sedmkrát zpomalené nabíjení mouky na následujícím videu:

K tomu už chybí pouze vhodná hudba. Máte-li nějaké návrhy, napište mi je do komentářů. Díky