Jelenség leírása
Ferdén tartott, égõ gyertyából cseppentsük a megolvadt paraffint egy vízszintes helyzetû rajzlapra! Mérjük a rajzlapon keletkezõ paraffinfolt átmérõjét az esési magasság függvényében!
Összeállítás
A mérés elvégzése - a leírást követve - elvben egyszerû volt, de a tényleges megvalósítása számos nehézséget okozhatott. A gyertya megbízható módon való rögzítése szabaddá teszi a kísérletezõ kezét és az ejtési magasságot (a gyertya méretének igen lassú csökkenését leszámítva) állandó értéken tartja. Legtöbben iskolai Bunsen-állványhoz rögzítették a gyertyát, és a megdöntött üvegfogó segítségével még a függõlegessel bezárt szöget is állítani tudták. A rajzpapír óvatos elmozdításával (adott ejtési magasság mellett) egy csepp-sorozatot kaphatunk, amely utólag kiértékelhetõ.
Eszközök
gyertya, hosszú vonalzó vagy mérőszalag, rajzlap
Magyarázat
M. 184. Ferdén tartott, égõ gyertyából cseppentsük a megolvadt paraffint egy vízszintes helyzetû rajzlapra! Mérjük a rajzlapon keletkezõ paraffinfolt átmérõjét az esési magasság függvényében!
Megoldás. A mérés elvégzése - a leírást követve - elvben egyszerû volt, de a tényleges megvalósítása számos nehézséget okozhatott. A gyertya megbízható módon való rögzítése szabaddá teszi a kísérletezõ kezét és az ejtési magasságot (a gyertya méretének igen lassú csökkenését leszámítva) állandó értéken tartja. Legtöbben iskolai Bunsen-állványhoz rögzítették a gyertyát, és a megdöntött üvegfogó segítségével még a függõlegessel bezárt szöget is állítani tudták. A rajzpapír óvatos elmozdításával (adott ejtési magasság mellett) egy csepp-sorozatot kaphatunk, amely utólag kiértékelhetõ.
Többen felfigyeltek arra, hogy a megolvadt paraffin csepegésének kezdetekor a cseppek mérete csak egy kis idõ elteltével stabilizálódik, válik közel egyformává. (Az elsõ néhány csepp általában nagyobb, mint a többi.) Ronyecz Andrea (Kazincbarcika, Ságvári E. Gimn. II. o.t.) 2 cm és 2,5 m közötti ejtési magasságoknál végzett méréseket, különbözõ átmérõjû gyertyákkal. A csepegés közben nagyon lassan forgatta is a gyertyákat, mert elõzõleg megfigyelte, hogy a ,,féloldalasan'' leégett gyertyából szaporábban és kisebb cseppekben csepeg az olvadt paraffin, mint a szimmetrikus gyertyából. A megdermedt paraffinfoltok átmérõjét (kezdetben 10-10, késõbb 5-5 foltot ejtési magasságonként) tolómérõvel mérte és az adatokat átlagolta. Ez a lépés - a folt átmérõjének meghatározása - az egész mérés legkényesebb, leginkább pontatlan része. Voltak, akik nem rajzlapra, hanem milliméterpapírra cseppentették a paraffint, s azon (kb. 1/2 mm-es pontossággal könnyen le tudták olvasni a folt átmérõjét.
Keszler György (Sümeg, Kisfaludy S. Gimn. III. o.t.) észrevette, hogy a ,,recés szélû'', nem pontosan kör alakú paraffinfolt mérete helyett érdemes a rajzpapír túlsó oldalán, az átitatódott paraffin nyomát mérni. Ez a nyom sokkal jobban közelíthetõ körrel. Négyesi Gábor (Eger, Szilágyi E. Gimn. IV. o.t.) leírta és lerajzolta, hogy nagyobb esési magasságoknál a megdermedt paraffinfoltból számos kisebb ,,tüske'' ágazik ki. Ez a jelenség különösen a keményebb, simább papírokra volt jellemzõ.
Érdekes jelenségre figyelt fel Friedl Zita (Sopron, Széchenyi I. Gimn. I. o.t.). Leírása (és rajza) szerint a viszonylag magasról ejtett paraffin foltjának közepe vékonyabb, mint a széle. A vastagabb, gyûrû alakú ,,gallér'' szélessége kb. 4-5 mm. Az ejtési magasságot csökkentve a folt mérete csökken, de nem a gallér szélessége, hanem középsõ ,,lyuk'' mérete változik. 30 cm körüli magasságból csepegtetve a folt közepe már csak egy kis pont, még alacsonyabbról csepegtetett paraffin foltján pedig nem különíthetõ el a középsõ rész.
A mérési adatok szerint a folt (átlagos) mérete eleinte rohamosan nõ az ejtési magassággal, kis magasságnál kb. 8 mm, 1 méterrõl ejtve pedig kb. 15 mm a folt átmérõje. (Ezek az adatok függhetnek a gyertya vastagságától, állásától és a minõségétõl is.) Néhányan megfigyelték, hogy még magasabbról csepegtetve a paraffint a folt átmérõje nem növekszik tovább, hanem inkább egy kicsit csökken. Az adatok ezt a természetes várakozást nem igazolták egyértelmûen, de nem is cáfolták meg azt. (Az ,,elméleti megfontolások'' az olvadt csepp esés közbeni részleges megdermedésére, megszilárdulására hivatkoztak, de a mérési adatok erõs szórása miatt ennek a ,,hipotézis'' ellenõrzése nem volt meggyõzõ. Az adatok kiértékelésénél általában óvatosan kell eljárnunk: valamilyen elméleti várakozást megfogalmazhatunk, hiszen anélkül nehéz a kiértékelés, de nagy a kísértés, hogy néha olyankor is ,,lássuk'' a magunkban elõre eldöntött, vagy legalábbis várt eredményt, amikor az adatok nem, vagy nem eléggé egyértelmûen mutatják azt.)
A mérés pontosságát a folt méretének mérési hibája szabja meg. Az centiméter nagyságrendû folt mérete legfeljebb néhány tizedmilliméter pontossággal mérhetõ (ha a leolvasási hibát pl. egy tolómérõvel) csökkentjük is, a hasonló körülmények között csepegtetett foltok méretének statisztikus ingadozása nem tesz lehetõvé néhány százalékos (esetenként 5-10 százalékos) relatív hibánál pontosabb mérést. Ehhez képest az ejtési magasság mérési hibája általában elhanyagolható.
