IYL – International Year of Light 2015

IYL – International Year of Light 2015 teemavuosi sopi aiheena FY3 Aallot –kurssille erinomaisesti. Käsitteeleehän kurssin niin mekaanisia kuin sähkömagneettisia aaltoja, ääntä ja valoa erityisesti sekä niiden ominaisuuksia ja sovelluksia. Valoilmiöt, joskin jotkin, ovat yleismaailmallisia ilmiöitä ja tätä juhlavuotta sopi kurssin aikana sivuta kansainvälisyysilmiön puitteissa.

Light2015.org sivusto toimi erinomaisena lähdemateriaalina opiskelijoiden perehtyessä erilaisiin valoon liittyviin teknisiin sovelluksiin kuten silmälaseihin, valokuituihin ja lasereihin sekä erilaisiin valoilmiöihin, kuten sateenkaaren ja saippuakuplien väreihin. Myös avaruussäteilyyn ja punasiirtymään tutustuttiin ja yhtenä syynä vuoden 2015 valitsemiseksi kansainväliseksi valon vuodeksi on Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian 100v-juhlavuosi. Oppikirjoissa asiat käsitellään suomen kielellä, mutta noilla kansainvälisillä sivuilla moni termi tuli tutuksi myös englanninkielisenä.

Kurssin aluksi opiskelijat tutustuivat sivustoon ja selvittelivät mikä ihme Unesco ja kansainvälinen valonvuosi oikein ovat ja mitä fotoniikka mahtaakaan tarkoittaa. Tämä, kuten ryhmissä toteuttava oma aihe –esitys, toteutettiin jaettuina dokumentteina ja esityksinä, sillä niiden kautta työskenteleminen on koettu näppäräksi ja teknisesti helpoksi. Sen lisäksi, että opiskelijat kokosivat esityksiä, he esittivät ne muille kurssilaisille ja lopuksi tekivät niistä yhden sivun mittaisen posterin.

Huhtikuussa neljä tiedetutoriamme oli MAOLin Valoa Pilvessä -kevätkoulutuspäivillä esittelemässä mitä kaikkea he tiedetutoreina ovat tehneet ja mitä toiminta on heille antanut. Tuo tapahtuma oli yksi lukuisista kansainvälisen valovuoden tapahtumista Suomessa Lux Helsingin ja SciFest Power of Light –tapahtumien lisäksi.

Fy3 ilmiöterveiset mereltä!

Kurssimme ilmiönä esiintyi energia. Kurssin aihe oli aallot, joten käsittelimme ilmiötä aaltojen yhteydessä. Arviointi toteutettiin projekteilla ja parilla välikokeella. Projekteissa tutkimme valon säteiden heijastumista, peilejä ja linssejä sekä seisovaa aaltoliikettä.

Lähdimme palautetunnilla tutkimaan aaltoja Soutustadionin edustalle Seurasaaren vesille. Siellä meloimme kajakeilla ohi presidentin asunnon, Mäntyniemen. Mukana oli myös tyttöjen liikuntaryhmä.


Kuva 1. Ennen melontaa kuivaharjoittelimme melan käyttöä ja laiturilla saimme ohjeet kuinka kajakkiin pääsee sitä kaatamatta.


Kuva 2. Ensimmäiset rohkeat jo vesillä!


Kuva 3. Meitä oli aika monta: 24 melojaa.

Pari tuntinen sujui mukavasti veden pintaa ja valon käyttäytymistä havainnoiden. Kajakin liikkeiden kokeilu ja pohtiminen vie ajatukset jo syksyn mekaanikan kursseille. Toivotta-vasti monet innostuvat kesällä kokeilemaan lajia uudelleen. On ihmeellistä miten stabiili kajakki onkaan, kun vedenrajassa istuu. Sieltä myös maisemat ovat aivan erilaiset.

Aalto-opin kurssilla mittailtiin ja tutkittiin

Aalto-opin kurssi toteutettiin pitkälti töitä tehden ja ilmiöitä tutkien. Mekaaniset aallot, kuten veden aallot, ääniaallot paineaaltoina sekä valoaallot muodostivat kurssin pääsisällön erilaisine aaltoihin liittyvine ilmiöineen.

Erityisesti opiskelijoille oli jäänyt mieleen jousen potentiaalienergian muuttuminen liike-energiaksi ja siitä syntyvä värähtelyn amplitudin yhteys aallon energiaan. Resonanssista (energia siirtyy värähtelijältä toiseen, jos niillä on sama ominaistaajuus) tuli mukavia keskusteluja. Myös äänen yhteydessä intensiteettitaso ja desibeli tulivat tutuiksi sekä nii-den liittyminen energiaan. Opiskelijat tutkivat mielellään Vernier-mittalaitteiston mikro-fonin avulla äänirautojen taajuutta sekä kahden liki samantaajuisen ääniraudan avulla syntyvää huojuntaa. Samoin seisovan aaltoliikkeen avulla saatiin hyviä tuloksia kirjallisuus-arvoihin verrattuna äänen nopeudesta alumiinissa ja ilmassa.

Kuva 1. Labquest2-tiedonkeräin, kaksi äänirautaa sekä mikrofoni

Kuva 2. LoggerPro-analyysiohjelman kuvaaja huojunnasta

Kuva 3. Kaksi eri voimakkuista pitkittäistä ääniaaltoa mikrofonin muuttamana sähköiseksi poikittaiseksi aalloksi, jolloin amplitudiero on helposti havaittavissa. 

Valo-opin puolelta erityisesti laserin valontuottotapaa ja energeettisyyttä pohdittiin sekä määritettiin CD-levyn uranleveys punaisen laservalon diffraktion avulla.