Interaktív és szórakoztató tevékenységek a gyermekek számára
V/03. Lecke: Kaleidoxop
Lecke célja:
A gyerekek megtanulták, hogyan használhatjuk a tükröket és a tükörtárgyakat a fény visszaverésére és minták létrehozására.
Kérdezze meg gyermekeit:
- Micsoda fény?
- A fény valóban fehér (átlátszó)?
- Felsorolhatja azokat az objektumokat, amelyekből a fény visszaverődik?
- Mi az a kaleidoszkóp?
- Milyen elv alapján működik a kaleidoszkóp?
- Ismerni fog egy másik, hasonló elven működő eszközt?
Optika
Az optika a fény természetének és a fényjelenségek törvényeinek tanulmányozásával foglalkozik, amelyek a fény terjedése, valamint a fény és az anyag kölcsönhatása során keletkeznek.
A kémia, a biológia, az orvostudomány és a pszichológia területén vizsgált fénysugárzás hatásai az optikába is bekerülhetnek. Az optika a mechanikával együtt a fizika legrégebbi területeihez tartozik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy egy személy vizuálisan megszerzi a világra vonatkozó információk több mint 80% -át. Az optika lehetővé tette az emberi szem számára elérhetetlen területek behatolását.
Optika
A Refraction Prism Optics képe az OpenClipartVectors [Public Domain] -ről a Pixabay-n keresztül
A fény
A fény egy keresztirányú elektromágneses hullám, amelynek terjedéséhez nincs szükség semmilyen anyagi környezetre (ezért terjed például vákuum által). Mint a hullámok más típusait, a fényt is hullámhossz jellemzi. A fény egy elektromágneses hullám, amelyre az emberi vizuális szerv érzékeny. A látásnak nevezett fiziológiai érzés elektromágneses hullámokat okoz 390–790 nm hullámhosszon.
A különböző frekvenciájú fény másfajta észlelést vált ki az emberben, amelyet a fény színének jellemzünk. A fényintervallumot ibolya színű (390 nm hullámhosszal) és piros szín határozza meg (790 nm hullámhosszal). Ez a meghatározás azonban csak tájékoztató jellegű, mert befolyásolják az emberi szem egyéni jellemzői. Ezenkívül a szem a legérzékenyebb a sárga-zöld színre (550 nm hullámhosszal).
A kolorimetria különböző színű lámpák összeszerelésével foglalkozik, amelynek ismerete fontos pl. színes televíziós jel továbbítására, rögzítésére és reprodukálására.
A fény terjedése
A fény terjedését befolyásolhatják a környezet tulajdonságai, amelyeken keresztül a fény áthalad. A következő esetek fordulhatnak elő:
- könnyű járat (szinte) változás nélkül - tiszta környezet (üveg, víz.)
- fényelnyelés - csak bizonyos hullámhosszúságú fény halad át (színszűrők.)
- fényszórás - a fény terjedésének iránya szabálytalanul változik (matt környezet)
- fényvisszaverődés - a fény nem jut át a környezeten, hanem visszaverődik (tükrök).
Azokra az anyagokra, amelyeken keresztül a fény áthalad, a következőket nevezik: optikai környezet. Lehet:
- átlátszó - olyan környezet, amelyben nem történik fényszóródás. A környezet lehet tiszta (üveg, víz.) Vagy színes (akkor csak bizonyos hullámhosszúságú fényt enged át). Ez a környezet látható.
- áttetsző - a fény átterjed a környezetben, de részben szétszóródik (tejüveg, víz tejjel.). Ez a környezet "megvilágítható".
- átlátszatlan - a fény erősen elnyelődik vagy visszaverődik a felületen
Fényvisszaverődés
Ha a fény két optikai közeg (eltérő törésmutatóval) határfelületére esik, akkor részben visszaverődik és részben átkerül az egyik környezetből a másikba. Ezt a jelenséget a fény visszaverődésének és fénytörésének hívjuk.
A reflexió törvénye
Ha a fény két közeg határfelületén α szögben esik, akkor α 'szöggel tükröződik. Az α 'visszaverési szög nagysága megegyezik az α beesési szög nagyságával, azaz. α = α '. A visszavert sugár az ütközési síkban fekszik.
A fény visszaverődése és törése esetén a sugarak felcserélhetőségének törvénye alkalmazandó, azaz. incidens és elbátortalanodott, vagy a beeső és a megtört fénysugár felcserélhető.
Kaleidoszkóp
Talán mindegyikünknek legalább egyszer volt a kezében egy kaleidoszkóp - egy trombita, három oldalról tükrökkel bélelve, és csavarodó hüvellyel. Minden, ami a hüvelybe kerül, háromszor pattan le a tükrökről. Ezen képek mindegyike ismét háromszor tükröződik. Ez szimmetrikus díszet hoz létre, tele kegyelemmel és szépséggel. A kaleidoszkópot már 1816-ban találta ki Sir David Brewster skót tudós. Neve görögből származik, és lazán lefordítható "eszközként, amelyen gyönyörű képek láthatók". A kaleidoszkóp még ma is, a determinisztikus káosz idején, még mindig nagyon népszerű, sőt, a művészi alkotás eszközévé válik.
A calei szépségű kaleidoszkóp olyan gyermekjáték, amely tükrök és színes testek rendszerét használva egyedi formákat hoz létre fényforrással szemben.
Kaleidoszkóp
Clément Bucco-Lechat [CC BY-SA 3.0] fekete-fehér Kaleidoszkóp csövének képe a Wikimedia Commonson keresztül
Kép egy kaleidoszkópban
A Kaleidoscope 2 képe: Hide-sp [CC-BY-SA-3.0], a Wikimedia Commonson keresztül
Kaleidoszkóp építése
Ez körülbelül 10 - 15 cm hosszú henger, amelynek egyik oldalán nyitott lyuk van, amelyen keresztül a hengerbe néz. Három tükör van behelyezve hosszirányban a hengerbe. A köztük lévő tér egyenlő szárú háromszög alakú. Másrészt van egy kis hely, amelybe színes testek kerülnek. A tükrök rendszerének köszönhetően rendszeresen többszörös visszaverődés van, amely létrehozza a kívánt optikai jelenségeket. A kaleidoszkóp forgatható a kis színű testek átrendezéséhez. Ez a megfigyelő alakváltozásával nyilvánul meg.
Ha érdekli a téma és szeretne többet megtudni:
Szüksége van tanácsra? Írjon nekünk [email protected]
Mi segíthetünk neked?
Nem tudja kitölteni az alkalmazást? Ha problémája van, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk: