Γιατί βουίζουν τα αυτιά μας;

Ένα ερώτημα που θέτουν οι μαθητές στη Β΄ Γυμνασίου όταν κάνουμε το μάθημα της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι για ποιο λόγο τα αυτιά "βουλώνουν" στα μεγάλα υψόμετρα ή στο αεροπλάνο. Η απάντηση σχετίζεται με τη λειτουργία της ευσταχιανής σάλπιγγας η οποία αποτελεί μέρος του αυτιού. Πρόκειται για ένα σωλήνα που έχει δύο στόμια, από τα οποία το ένα συγκοινωνεί με το φάρυγγα και το δεύτερο με το μέσο αυτί (δηλ. το χώρο πίσω από την τυμπανική μεμβράνη - δες φωτό).

Κανονικά η ευσταχιανή σάλπιγγα είναι κλειστή και δεν επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ αυτιού και φάρυγγα, όμως μπορεί να ανοίξει για να περάσει μικρή ποσότητα αέρα και να εξισωθεί η πίεση μεταξύ του μέσου αυτιού και του περιβάλλοντος. Όταν αυτό συμβαίνει, ακούει κανείς ένα "ποπ" (όπως συμβαίνει για παράδειγμα όταν κάποιος βρίσκεται σε ένα αυτοκίνητο που μετακινείται από μεγάλο υψόμετρο σε μικρό ή αντίστροφα). Το χασμουρητό ή η κατάποση συστέλλουν τους μύες του λαιμού και προκαλούν το άνοιγμα της σάλπιγγας. Χωρίς την ευσταχιανή σάλπιγγα, ο αέρας δεν θα μπορούσε να περάσει στο μέσο αυτί, το οποίο θα απομονωνόταν από την ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα τη διαφορά πίεσης και την εύκολη καταστροφή του τυμπάνου.

Πηγή: Wikipedia , www.l-medical.gr.

Μέση ταχύτητα και Τροχαία

Το παρακάτω πρόβλημα αποτελεί μια εφαρμογή της έννοιας της μέσης ταχύτητας που μαθαίνουμε στη Β΄ γυμνασίου και του αντίστοιχου θεωρήματος της μέσης τιμής που θα διδαχθεί στο Λύκειο. Ουσιαστικά δεν μπορούμε να ξεγελάσουμε την κρίση του τροχονόμου και καλό είναι να μην επιμείνουμε.

Ο πιο διαφορετικός φυσικός

Σήμερα στο Γ1 με την ευκαιρία μια φανέλας με τους Iron Maiden αναφέρθηκε το όνομα του κιθαρίστα των Queen,Brian May που είχε σπουδάσει φυσικός. Παρακάτω παρουσιάζω ένα άρθρο του Παπαγιαννούλη Κωνσταντίνου για τον Brian May με τίτλο "Ο πιο διαφορετικός φυσικός". 

Βρισκόμαστε στο 1971 στο Λονδίνο. Ο Brian σπουδάζει φυσική και ονειρεύεται να κάνει μεταπτυχιακές σπουδές στην αστροφυσική. Οι φίλοι συμφοιτητές του, συχνά τον σατιρίζουν σχετικά με την ομοιότητά του με τον Νεύτωνα. Στον ελεύθερο χρόνο του, ο Brian γράφει στίχους επηρεασμένους πολλές φορές από τη λατρεμένη του αστροφυσική όπως το"New horizons to explore". Όμως, ποτέ δεν πίστεψε, ότι θα γινόταν τόσο καλός στη Φυσική όσο καλός ήταν στο άλλο του ταπεραμέντο. Τελειώνει τις σπουδές του με διατριβή στη "διαστημική σκόνη" χωρίς να εγκαταλείψει ποτέ το πάθος του για την αστροφυσική. Έτσι, τριανταπέντε χρόνια μετά, αποφασίζει να κάνει διδακτορικό στην αστροφυσική!Παίρνει τον διδακτορικό του τίτλο το 2007 από το Imperial College του Λονδίνου. Την ίδια εποχή, το σκάφος της NASA "New Horizons" βγαίνει στις εσχατιές του ηλιακού μας συστήματος, περνώντας από την "Ultima Thule" Προγραμματισμένα, γίνεται η εκτέλεση του τραγουδιού με τους στοίχους του "New horizons to explore". Ο Brian διετέλεσε επίσημος ερευνητής - συνεργάτης της NASA στο συγκεκριμένο πρόγραμμα. Όμως, με τι ασχολείτο ο Brian τα 35 χρόνια που παρεμβλήθηκαν μέχρι να κάνει το διδακτορικό του; 

Κάποιοι θα τον αναγνώρισαν ήδη ,καθότι ήταν στιχουργός και κιθαρίστας σε μία από τις ξεχωριστές ροκ μπάντες όλων των εποχών: τους QUEEN! Αν λέγεται, ότι οι Queen δεν θα υπήρχαν χωρίς τον Freddie Mercury, η απάντηση είναι, ότι ο Freddie Mercury δεν θα υπήρχε χωρίς τον Brian May, που ήταν ο στιχουργός των "We Will Rock You", "I Want It All", "Who Wants to Live Forever","The Show Must Go On" και άλλων ιστορικών ροκ επιτυχιών. Ο Brian May αποτελεί σπανιότατο παράδειγμα πλήρους επιτυχημένης ενασχόλησης και με τις δύο φύσεις, καλλιτεχνική – επιστημονική, καθότι σε κάθε άλλη γνωστή περίπτωση η μία από τις δύο υποχωρεί συρρικνούμενη πλήρως. 

Ο αστεροειδής 52665 τιμητικά πήρε το όνομα "Brian May" , καθότι ο Brian είναι ιδρυτής του οργανισμού "Asteroid day" με αντικείμενο την πρόβλεψη και παρακολούθηση αστεροειδών που θα μπορούσαν να πέσουν στη Γη!

Πως ο άνθρωπος εντοπίζει την τοποθεσία προέλευσης του ήχου;

Με αφορμή ερώτηση μαθητή κατά τη διάρκεια του μαθήματος της Φυσικής θα προσπαθήσω να δώσω μια απάντηση στο παραπάνω ερώτημα. 

Στην εικόνα φαίνονται πέντε πηγές ήχου με τον άνθρωπο στο κέντρο τους. Πως θα εντοπίσει από ποια πηγή προέρχεται ο ήχος; 

Στον ανθρώπινο εγκέφαλο βρίσκεται μια περιοχή η οποία περιέχει τους νευρώνες τους υπεύθυνους για τον εντοπισμό του ήχου και διατεταγμένους σε ένα επίπεδο. Φανταστείτε κάτι σαν το γείσο ενός καπέλου. Αξιοποιώντας τη χρονική διαφορά άφιξης των ηχητικών κυμάτων στην περιοχή προσδιορίζει σε ποια ακριβώς θέση βρίσκεται η ηχητική πηγή. Παρατηρώντας την παρακάτω εικόνα ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πως επιτυγχάνεται αυτό.

Ας θεωρήσουμε ότι ο ήχος εκπέμπεται από την αριστερή γαλάζια ηχητική πηγή. Τότε θα εισέλθει πρώτα στο αριστερό αυτί και κατόπιν από το δεξί αυτί. Έτσι διανύοντας τις περιοχές του χάρτη θα συναντηθεί σε σημείο δεξιότερα της κεντρικής περιοχής, ενώ το αντίθετο θα συμβεί εφόσον ο ήχος εκπέμπεται από την αριστερή ηχητική πηγή. Σε περίπτωση που ο ήχος προέλθει από την μπροστινή μωβ ηχητική πηγή, η οποία ισαπέχει από τα δύο αυτιά θα συναντηθούν οι δύο ήχοι στο κέντρο. Αφού λοιπόν διεγερθούν οι αντίστοιχες περιοχές ο εγκέφαλος ανάλογα με την περιοχή καταγραφής  θα ερμηνεύσει που πρέπει να στρέψει το κεφάλι. 

Πηγή: Illinois Science Council