Manyetik alan çizgileri

Deney için gereken malzemeler:

• Birkaç tane mıknatıs
• Demir tozu (demir talaşı da kullanılabilir)

Deneyin yapılışı:

Bu deneyde de neodym mıknatıslar kullandım ve bu mıknatısları güvenli bir şekilde sabitlemek için LEGO taşlarından yararlandım. LEGO zeminin üzerine de düz bir yüzey elde etmek için bir ayna ve aynanın üzerine de beyaz bir kağıt koydum. Bunlar yerine başka aletler de kullanılabilir. Daha sonra demir tozlarını hafifçe kağıdın üzerine serpiştirmeye başladım. Demir tozları kağıdın üzerinde mıknatısların konumuna göre oluşan manyetik alan boyunca dizilmeye başladılar. Demir tozları bu sırada sadece kağıt üzerinde değil ayrıca yukarıya doğru da diziliyor. Bu da manyetik alanın üç boyutlu olduğunu gösteriyor. 

Aşağıda deneyin videosunu izleyebilirsiniz.

Basit bir roket

Deney için gereken malzemeler:

• Sirke
• Kabartma tozu
• Fotoğraf filmi saklama kabı

Deneyin yapılışı: Film saklama kabına üç kaşık sirke ve bir kaşık kabartma tozu konulur. Kabın kapağı iyice kapatılır ve kısa süre çalkalanır. Sonra güvenli bir mesafeden roketin havalanışı gözlenir. 

Film kabı neden havalanıyor? Sirke ve kabartma tozu kimyasal tepkimeye girdiğinde açığa karbondioksit gazı ($\mathrm{CO_{2}}$) çıkıyor. Bu gaz kabın içindeki basıncın artmasına yol açıyor ve kapağı itiyor. Kutu kapak altta olacak şekilde yere konulduğundan bu ani basınç kutuyu havaya fırlatıyor.

Aşağıda Ümit'in deneyi nasıl yaptığını görebilirsiniz. Kap, rokete daha çok benzesin diye kartondan külah yapılıp kutuya yapıştırılabilir de. 

Roket deneyi

Gauß tüfeği

Mıknatıslarla yapılabilecek başka bir deney daha.

Burada bir hat üzerine güçlü mıknatıslar birbirlerinden yeteri kadar uzakta duracak şekilde dizdim. Mıknatısların önüne birkaç tane metal (ama mıknatıs tarafından çekilen) top koydum. Mıknatısın arkasına ise metal top koymadım. 

Ümit elindeki metal topu hafifçe ilk mıknatısa doğru yuvarladığında bu top mıknatısın çekim kuvveti sayesinde hızlanıyor ve kinetik enerji kazanıyor. Mıknatısla çarpıştığı anda enerjisinin bir kısmını mıknatısın önündeki topu çekim kuvvetinden kurtarmak için harcıyor. Bu top mıknatıstan biraz daha uzakta olduğundan bütün enerji kullanılmıyor ve artan kısım bu topun harekete başlangıçtaki kinetik enerjisini oluşturuyor. Bu şekilde her kademede harekete geçen top bir öncekinden daha da hızlı oluyor. 

Aşağıda deney videosunu görebilirsiniz. Deney sırasında bana yardımcı olan Ümit'in anlattığı şeylerin deneyle ilgisi yoktur.

Deney videosu

Rastgele salınımlı manyetik sarkaç

Elimdeki mıknatıslarla uzun zamandır bir deney yapmak istiyordum. ROMP adlı oyuncağı görünce bunu yapabileceğimi düşündüm. Önce zayıf mıknatıslarımı kullanarak basit bir düzenek oluşturdum. Masanın üzerine hepsini aynı kutupları yukarı gelecek şekilde bant ile yapıştırdım. Sonra da bir başka mıknatısı aynı kutup aşağı gelecek şekilde bir ipe bağladım. Böylece masadaki mıknatıslar sarkacı sürekli iteceklerdi. Sanırım deney için bu özellik şart değil ama bunun sarkacı daha uzun süre hareketli tutacağını düşündüm.

Sonra aynı deneyi çok daha güçlü mıknatıslarla yapmaya karar verdim. Bunlar sarkacı çok daha şiddetli iteceğinden salınım daha uzun sürer diye bekledim. Bu kadar güçlü mıknatısları bantla masaya tutturamayacağımdan başka bir çözüm aradım ve aradığımı LEGO kutusunda buldum. Takılı parçaları sökmeye çalışırken fark ettim ki bu iş hiç kolay değilmiş. O zaman mıknatıslara da dayanabilirler diye ümit ettim ve umduğum gibi oldu. 

Bu deneyi güçlü mıknatıslarla yapmayı düşünenlere küçük bir uyarım var. Bu mıknatıslar birbirlerini çok güçlü çektikleri için sürekli parmakların ya da başka organların ezilme riski var. Aşağıda deneyin videosunu görebilirsiniz.

Deney videosu

Mıknatıs ve yüksek sıcaklık

Mıknatıs deyince akla hemen "aynı kutuplar birbirini iter ve zıt kutuplar birbirini çeker" kuralı geliyor. Peki bir mıknatıs bu özelliğini kaybedebilir mi? Mıknatısı belli bir sıcaklığın üzerinde ısıttığımızda bu özellikler gerçekten de kayboluyor. Bu sıcaklığa Curie sıcaklığı deniyor ve mıknatısın yapıldığı malzemeye göre değişiyor.

Aşağıdaki deneyde mıknatıs olarak mıknatıslanmış metal iğneler (ferromanyetik bir malzemeden yapılmış) kullandım. Bu iğneleri bir mıknatısa sürterek mıknatısladım. Daha sonra ocak ateşinde bu iğneleri ısıtarak tekrar paramanyetik hale geçirdim. Soğuduktan sonra da bu iğnelerin artık birbirlerini çekmediklerini gördüm.

Deneyin yapılışı oldukça kolay ama tabii ki çeşitli güvenlik önlemleri alınmalı. Mıknatısla yapılan her deneyde metal parçaların etrafta uçabileceği unutulmamalıdır. Bu parçalar göze gelebilir. Ayrıca güçlü mıknatıslar kullanılırsa uçuşan metal parçalar elimizi ya da başka organlarımızı ezebilir. Ateşle çalışırken de çok dikkatli olunmalı. Metaller ısıyı çok iyi iletir ve bu sırada bunlara çıplak elle temas etmemek lazım. Unutmadan, ateşe de dokunmamak lazım.

Kristal üretme ($\mathrm{Cu(II)SO_{4}.5H_{2}O}$)

Bu deneyde piyasada satılan kristal büyütme deneyini  bakır(II)sülfat pentahidrat  ($\mathrm{Cu(II)SO_{4}.5H_{2}O}$) ile yapacağım. Bu formda açık mavi renkli bir toz halinde olan bu bileşik suda çözünür ve çevre için oldukça zararlıdır. Su arıtma tesislerinde kullanılan mikroorganizmaları öldürdüğü için şehir atık sularına karıştırılmamalıdır.  Gözleri ve cildi de tahriş eder. Kullandıktan sonra etiketlenmiş kaplar içinde kimyasal atık kabul eden çöp istasyonlarına verilmelidir. Bu deneyde gerekli bilgiler bakır (II) sülfatın sudaki çözünürlüğüdür. Bu da 0°C'da 316 $\frac{g}{l}$ 100°C'da da 2033 $\frac{g}{l}$'dır.

Deneyin ilk adımı aşırı doymuş bir bakır sülfat çözeltisi hazırlamak. Bunun için bir miktar suya çözünebilecekten daha fazla bakır (II) sülfat koyulur. Bu çözünmemiş fazla maddeyi çözmek için de çözelti ısıtılır. Daha sonra çözelti soğudukça çözünürlük azalacağından bakır (II) sülfat kabın dibine mini kristaller oluşturarak çökecektir. Bu mini kristaller deneyin sonraki aşamalarında kullanılır.

İkinci aşamada çökeltili çözelti tekrar ısıtılarak yine aşırı doymuş hale getirilir. Bir önceki aşamada elde edilen mini kristallerden birinin çevresine kristal düğümden düşmeyecek şekilde bir ip bağlanır. Sonra bu kristal çözeltinin yüzeyinden biraz aşağıya sarkıtılır ama dibe kadar indirmemek gerekir çünkü dibe indirilirse büyüyen bir kristal yerine birbirine zayıfça yapışmış bir sürü mini kristaller oluşur.

Çözelti soğuyunca sarkıtılan kristal dışarı çıkarılır ve sonra kapta kalan çözelti ısıtılarak tekrar aşırı doymuş hale getirilir. Sonra kristal yeniden aynı seviyeye kadar sarkıtılır ve soğumaya bırakılır. Bu adım kristal istenilen büyüklüğe ulaşana kadar tekrarlanır.

Aşağıdaki videoda deneyin yapılışını izleyebilirsiniz.