Udvardi Imre tanár úr az ELTE TTK matematika-fizika szakán diplomázott 1984-ben. A Szakvizsgáját az ELTE Pedagógiai és Pszichológiai karán szerezte tehetséggondozás témaköréből. 2004-től nyugdíjba vonulásáig dolgozott a Könyvesben. Bár a mindennapi oktatás már nem része életének, az iskola Kulin Györgyről elnevezett bemutató csillagvizsgálóját azóta is vezeti, rendszeresen tart bemutatókat, előadásokat, nemcsak az iskola diákjainak.
2012-től 10 éven át volt a Nemzetközi Csillagászati és Asztrofizikai Diákolimpia (IOAA) egyik hazai koordinátora, felkészítője, csapatvezetője. Számos diákja ért el hazai, és nemzetközi versenyeken szép eredményt. A Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) középiskolákat segítő szervezetének (NAEC) egyik hazai koordinátora. A MOL Tehetséggondozásért Díj, a Bonis Bona a Nemzet Tehetségeiért Díj, az ERICSSON Díj tulajdonosa.
Idén a Kutatók Éjszakájára is meghívást kapott. A Fizikai Szemle 2025 / 2. számában erről számolt be.
(A cikket a szerzőtől kapott formában közöljük változtatás nélkül.)
„Kísérletek tűzön- vízen át
Elképzelhetetlennek tartom a fizika oktatását kísérletezés nélkül. Erre módom is volt, hiszen a 40 éves tanári pályafutásom alatt zömmel fizikát tanítottam, szerencsémre olyan iskolákban, ahol jól felszerelt fizikaszertár állt rendelkezésemre.
Egy fizikai probléma felvetése, egy jelenség bemutatása, a természeti törvények működésének láttatása, megértetése nem lehet meg kísérletek nélkül. Az általános és középiskolai korosztály számára a „krétafizika” igen ritkán teszi vonzóvá a tantárgyat. A sors különös ajándékának tartom, hogy az utóbbi 20 évben a ma 119 éves Újpesti Könyves Kálmán Gimnáziumban (egykori nevén Könyves Kálmán Főreál Gimnázium) taníthattam. Munkatársaimmal igyekeztünk az iskola hajdanvolt nagy tanár-elődei (Babits Mihály, Kulin György, Hack Frigyes, Flórik György…) szellemi örökségét felvállalni, ahhoz méltó módon tanítani. Az iskola jólműködő kapcsolatrendszere is segítette törekvéseinket. A kutatók éjszakáján bemutatott kísérleteimet is egy ilyen külső kapcsolatra alapoztam, ennek köszönhetően igényeink szerint juthatunk hozzá olyan anyagokhoz, mint a hélium, folyékony nitrogén, szárazjég, és kén-hexafluorid (SF6 ). Egy ilyen esemény nyilván nem egy fizikaóra, nem nélkülözheti a látványelemeket, nincs is idő a fizikai háttér mélyebb bemutatására, de az általuk nyújtott élmény mindenképpen hozzájárul a természettudományok iránti érdeklődés felkeltésére.
Bepillantás a hideg birodalmába
Első kísérleteim a hideg világába kalauzolták el a résztvevőket. Folyékony nitrogént (-196 ° C) használva mutattam meg az anyag különleges viselkedését alacsony hőmérsékleten. Szerepeltek az ebben a körben jólismertek is, de igyekeztem kevésbé ismerteket is bemutatni. Bár a videomegosztókon sokan látják ezeket a kísérleteket, de élőben látni a folyékony nitrogén heves forrását, a bőrünkön érezni a kezünkről lepattanó gázbuborékok kiváltotta hatást, az azért egészen más élményt nyújt.
Véleményem szerint az ebben a körben bemutatott kísérletek közül az egyik legfontosabb, legmeggyőzőbb az, amikor a felfújt luftballonra folyékony nitrogént öntünk. Az ideális gáz kinetikus modelljének nyomás-értelmezését ennél szemléletesebben nem lehet bemutatni. Hiszen gondolhatják azt is a nézők, hogy a léggömb azért esett össze, mert valahogy „kiszökött” belőle a levegő, de amikor az összeesett lufit kivesszük az edényből, és kezünkkel, mellkasunkon melegítjük, az eredeti alakját gyorsan visszanyeri. Ilyenkor jól hallható a jelenlévők csodálkozása, álmélkodása.
Persze beiktattam az ide vonatkozó „kötelező” kísérleteket is, virág, radírgumi lefagyasztása, a felkeményedett anyag törésprofiljának megmutatása, keményre főtt tojás bejuttatása a szűknyakú lombikba, élelmiszerek jellegének megváltozása a hideg hatására. (Nyers tojás, Cola) Szerepelt az itt szokásos szökőkút, rakéta, lufi felrobbantása, a folyékony nitrogén kézfejre való öntése.
Bemutattam egy szerintem ritkán látott kísérletet is, folyékony oxigént állítottam elő folyékony nitrogén segítségével. Ehhez a legalkalmasabb eszköz egy alumínium teáskanna. A legkönnyebben elérhető ilyen eszköz a régebbi időkből itt maradt, teáskanna, amikből még elég sok fellelhető. Mivel ebből egyre kevesebb van már, ha találkozunk ilyen kidobásra ítélt darabbal, mentsük el a fizikaszertárba, hátha hozzájutunk valamikor folyékony nitrogénhez. Hungarocell tartóba öntjük a nitrogént, beleállítjuk a teáskannát, és abba is töltünk, legalább a harmadáig. 4-5 perc várakozás után kiemeljük. A kannáról víz-szerű folyadék csepeg le. Célszerű megvilágítani a kannát, például mobiltelefonnal, mert az azt körülvevő gőzben a lefolyó oxigén nehezen látszik. És hogy a laikusokat megnyugtassuk, hogy nem vízről van szó, hanem égést tápláló anyagról, a lecsepegő anyag útjába gyújtópálcát teszünk. Ekkor csillagszóró-szerű szikrákat, fellobbanásokat látunk. Az igazság az, hogy gyújtópálcával a kísérlet nagyon nehezen működik. A legszebb látványt az égő cigaretta parazsa nyújtja, de ezt elvi okokból diákjaink előtt nyilván nem mutatjuk. Számomra nagyon alkalmasnak bizonyult egy szorosra feltekert meggyújtott papírlap. Mivel nekünk a látványhoz parázs kell, ha a papírtekercs lángra kap, el kell fújni a lángot. A kevés parázs is szépen szórja a szikrákat.
Maradva a hideg világában, a szárazjéggel történő kísérletek következtek. Ezeket a kísérleteket már nagyobb eséllyel láthatja egy diák, főleg kémia órán. Az ismert idevonatkozó kísérleteket én is bemutattam, egy pohár tiszta vízbe, majd mosószeres vízbe dobva a szárazjég pelletet, a jólismert látványban volt részünk. De itt is igyekeztem egy kevésbé ismert bemutatóval előállni. Ehhez először tudatisítani kell, hogy a szárazjég azért „száraz”, mert a normál légnyomáson nem cseppfolyósodik. A szilárd szén-dioxid ilyenkor szublimál. Ezt egy pár pelletet kalapáccsal összetörve meg is mutatjuk. Ezután a szárazjeget jól záródó, átlátszó, nagy nyomást elviselő műanyag kapszulába zárjuk. A legalkalmasabb erre a PET-palackok gyártása során előállított kapszula, ilyenekre egy osztálykirándulás alkalmával tettem szert, amikor egy ásványvízgyártó üzemet is meglátogattunk. A bezárt szárazjég gyorsan szublimál, 3-4 perc elteltével jól láthatóan cseppfolyósodni kezd a megnövekedett nyomás következtében. Ilyenkor megfigyelhetjük a három halmazállapot jelenlétét. Ezután a kupakot lecsavarva, a normál légnyomást visszaállítva, hangos szisszenés kíséretében szép, egész maroknyi széndioxid havat kapunk.
Melegebb tájakon
Áttérve a tüzes kísérletekre, fontos felhívni a diákjaink figyelmét, hogy ezeket csak felnőtt végezheti! (Mint ahogy a fentieket is!)
Első kísérletem a víz nagy fajhőjének igen látványos demonstrálása volt. Egy edénybe mosószeres vizet öntünk, majd ebbe trafikokban kapható, öngyújtók utántöltését szolgáló palackból bután gázt nyomunk. Megvizezett kezünkbe egy maréknyit véve a gázhabból, azt meggyújtva látványosan, nagy lánggal ég el a kezünkön. Ez a kísérlet nagy óvatosságot, odafigyelést igényel.
A másik kísérlet ebből a témakörből a nikkel Curie-pontjának megmutatását célozta. A Magyar Nemzeti Bank által 1971-1982 között forgalomba hozott 10 Ft-os érmék nikkelből készültek. Ilyenek ma még könnyen beszerezhetők, elérhető áron. Egy ilyen érmét bifilárisan felfüggesztettem, úgy hogy azt egy rúdmágnes magához tudja vonzani. A nikkel ekkor ferromágneses. Gázmelegítő fáklyával izzítva az érmét, az pár perc alatt eléri a 358 °C-ot, az ún. Curie pontját, megszűnik ferromágnes anyagnak lenni, visszaesik eredeti helyzetébe. Ilyenkor elég egy rövid idejű hűtés, (pl. ráspriccelni kevés hidegvizet) a ferromágneses állapot gyorsan visszaáll, így a rúdmágnes ismét magához rántja. Ha van időnk, látványos giling-galang játékká is formálhatjuk.
A bemutató végén két gázzal kísérleteztem: héliummal, és kén-hexafluoriddal. (SF6 ). Ez utóbbi az egyik legerősebb üvegházhatású gáz, így módunk van felhívni tanulóink figyelmét a környezettudatosságra is. A klasszikus kísérlet mindkét gáz esetében azok belélegzése, minek következtében az emberi hang hélium esetében magasabb, SF6 esetén mélyebb lesz. Az ember vokális traktusa ugyanis nem más, mint egy akusztikus rezonátor, sajátfrekvenciája egyenesen arányos az üreget kitöltő gázban uralkodó hangsebességgel. Hélium esetén a hang terjedési sebessége háromszorosa a levegőbelinek, SF6 esetében 0,44-szerese. Mivel hélium bőven állt rendelkezésünkre, így annak hatását mindenki kipróbálhatta. Alkalmi kórust verbuválva a közönség soraiból, a luftballonból belélegzett hélium hanghatása igencsak szórakoztató volt. Az SF6 belélegzését szigorúan csak magamnak engedélyeztem, hiszen ez veszélyessé is válhat. Kiszorítja ugyanis a tüdőből az oxigént, és a légzési reflexet kiváltó szén-dioxidot. Így a mutatvány végén ügyelni kell arra, hogy kiürüljön a tüdőből. Jómagam ezt egy speciális légzőgyakorlattal segítem elő.
A környezettudatosság miatt a „semmin úszó kishajó” kísérletet az utóbbi időben már nem szoktam bemutatni, ez ugyanis meglehetősen sok gázt igényel. Inkább egy korábbi kísérletem video-felvételét vetítem le. ( Akváriumot megtöltünk hexafluoriddal, és egy alufóliából hajtogatottkishajót helyezünk a gázra. A kishajó a felszínen marad. Laikusok számára a látvány meghökkentő, hogy a láthatatlan gázon úszik a kishajó. A kísérlet szépen mutatja, hogy az Arkhimédész törvény gázokra is igaz.)
Helyette három lufit készítek, egyet levegővel, egyet héliummal, egyet pedig kén-hexafluoriddal töltök meg. Az egyforma nagyságú gömböket azonos magasságban egyszerre elejtem. Mivel az SF6 moláris tömege mintegy ötszöröse a levegő moláris tömegének, az gyorsan leesik. A hélium gömb gyorsan felszáll, míg a levegővel teli komótosan esik a padlóra.
Azt hiszem a látványokban bővelkedő kísérlet-sorozat hozzájárult a közönség természettudományok iránti érdeklődésének felkeltéséhez. Köszönöm a szervezőknek, hogy ezt lehetővé tették számomra!”
Udvardi Imre
A szerző ezúton szeretne köszönetet mondani két kollégájának: Szászfai-Földes Dóra tanárnőnek, aki a kísérletek összeállításánál és bemutatásánál volt segítségére, illetve Zobory Györgynek a technikai megvalósításban nyújtott segítségéért.