اگر در مدرسهای که در آن درس میدهید یا از آن فارغ التحصیل شدهاید، آزمایشگاه فیزیک همیشه بسته است و آزمایش هیچ نقشی در آموزش فیزیک ندارد، شاید بتوانید با یک مسابقهی آزمایشگاهی کوچک و ساده، این وضع را تغییر دهید. در این مسابقه من، که آن زمان دانشآموز پیشدانشگاهی بودم، از بچههای سال پایینی خواستم که با یک لوله آزمایش و کمی چسب و کاغذ و سنگ، وسیلهای بسازند که چگالی مایعات را اندازه بگیرد.
اگر یک لولهی آزمایش را با مقدار مناسبی سنگ (یا هر جسم سنگین دیگری) پر کنید و آن را در یک ظرف حاوی مایعی شناور کنید، خواهید دید که لولهآزمایش به طور عمودی در مایع شناور میشود و به نرمی در راستای بالا و پایین نوسان میکند. با نوشتن رابطهی تعادل نیروها برای این جسم، به رابطهای میرسیم که در آن چگالی مایع را میتوان با دانستن بعضی از مشخصات لولهآزمایش (مانند وزن، قطر لوله و از همه مهمتر ارتفاعی که لوله در مایع فرورفته است) به دست آورد.
در زمستان سال ۸۱، من این پدیده را به شکل یک مسابقهی آزمایشگاهی طرح کردم و از دانشآموزان خواستم که با ساختن یک چگالیسنج به این روش و درجهبندی آن در مسابقه شرکت کنند. معیارهای ارزشیابی در مسابقه هم از دو بخش تشکیل میشد: نوشتن دقیق و واضح شرح ساختن چگالیسنج (یعنی گزارش کار)، و اندازهگیری واقعی با آن در قسمت عملی. در قسمت عملی، چند مایع مختلف (آب و نمک با غلظتهای مختلف، نفت و بنزین) را تهیه کردم و چگالی آنها را با دقت زیادی (به وسیلهی ترازوی سهوزنهای و بالن ژوژه) اندازه گرفتم. نمرهی عملی از مقایسهی اختلاف عددی که آنها گزارش میکردند با چگالیای که من اندازه گرفته بودم داده میشد.
پیش از برگزاری مسابقه، در جلسهی کوتاهی با حضور دانشآموزان علاقهمند، راهنماییهای اولیه دربارهی ساخت چگالیسنج را به آنها بیان کردم. برگزاری مسابقه حدود دو هفته طول کشید. در این مدت دانشآموزان با هماهنگی مدرسه میتوانستند به آزمایشگاه فیزیک بروند و از ابزارهایی مانند ترازو، کولیس و غیره استفاده کنند.
سه یا چهار تیم دونفره از دانشآموزان سوم راهنمایی، اول و دوم دبیرستان در این برنامه شرکت کردند. در پایان، از آنجا که هیئت داوران (یعنی خودم!) هیچ کدام از کارها را شایستهی دریافت جایزهی اول تشخیص نداد (البته همهی کارها کیفیت نسبتاً خوبی داشتند) به همهی شرکت کنندگان یک جلد کتاب هدیه داده شد (کتاب «درآمدی بر فیزیک امروز»، نوشتهی هانس اهانیان، ترجمهی مهدی گلشنی و ناصر مقبلی، انتشارات خوارزمی).