VY_52_INOVACE_2NOV67. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 9.

Transkript

1 VY_52_INOVACE_2NOV67 Autor: Mgr. Jakub Novák Datum: Ročník: 9. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Elektromagnetické a světelné děje Téma: Lom světla Metodický list: Žáci pokusem ověří chování světelného paprsku při přechodu z jednoho optického prostředí do druhého, prakticky vyzkouší lom světla ke kolmici i lom světla od kolmice, změří velikost mezního úhlu dopadu a vyzkoušejí úplný odraz světla. Laboratorní práce odpovídá jedné vyučovací hodině. Žáci pracují ve skupinách po dvou. Pomůcky tvoří školní zdroj elektrického napětí a souprava pro žákovské pokusy z optiky. Při volbě velikosti nastaveného napětí musí vyučující zohlednit jmenovitou hodnotu napětí žárovek zdrojů světla v soupravě. Výuka probíhá frontálně za dodržení všech bezpečnostních zásad podle přiloženého pracovního postupu. Žáci průběžně s pomocí vyučujícího vyplňují přiložený pracovní list, který odevzdají ke kontrole na konci hodiny. Nejprve si v části zvané příprava připomenou, kdy dochází k lomu světla, co je jeho příčinou a pojmy uhel dopadu a. Pracovní postup: Nejprve žáci sestaví zdroj světla ze soupravy a připojí jej ke školnímu zdroji elektrického napětí. Využijí spojnou optickou čočku jako kolimátor (seřídí vzdálenost optické čočky tak, aby žárovka zdroje ležela v jejím ohnisku), čímž vytvoří svazek rovnoběžných paprsků, což ověří pomocí stínítka, na kterém by v různých vzdálenostech od zdroje měl vznikat osvětlený kruh o stále stejném průměru. Tento svazek rovnoběžných paprsků nechají procházet přes štěrbinu, čímž získají světelný. Paprsek nechají dopadat na optický element ve tvaru půlkruhu podložený bílou destičkou opatřenou stupnicí úhloměru. Nejprve žáci vyzkoušejí lom ke kolmici, který nastává, vstupuje-li ze u do skla. Přitom nastavují různé velikosti úhlu dopadu a měří odpovídající úhly lomu. Obojí pak zaznamenávají do tabulky v pracovním listu. Pak žáci vyzkoušejí lom od kolmice, který nastává, vystupuje-li ze skla do u. Opět nastavují různé úhly dopadu, měří odpovídající úhly lomu a zaznamenávají je do tabulky. Poté změří velikost mezního úhlu dopadu (tedy úhlu dopadu, kterému odpovídá 90 ) a vyzkoušejí úplný odraz světla tak, že nastaví větší než mezní. Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.

2 LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Úloha: Příprava: Vyzkoušej lom světla ke kolmici i lom světla od kolmice, změř mezní úhel dopadu při lomu od kolmice a úplný odraz světla. Kde k lomu světla dochází?... Co je příčinou lomu světla?... Pomůcky: Provedení: Školní zdroj elektrického napětí, souprava pro žákovské pokusy z optiky. Připoj zdroj světla ze soupravy ke školnímu zdroji elektrického napětí a změnou vzdálenosti spojné čočky od žárovky vytvoř svazek rovnoběžných paprsků. Rovnoběžnost svazku ověř tak, že svazek paprsků nech dopadat na stínítko v různých vzdálenostech od světelného zdroje. Pokud jsou paprsky svazku rovnoběžné, měl by osvětlený kruh na stínítku mít stále stejný průměr bez ohledu na vzdálenost. Pak před spojnou čočku umísti štěrbinu, která vytvoří světelný. Vytvořený světelný nech dopadat na skleněné těleso tvaru půlkruhu položené bílé destičce se stupnicí úhloměru tak, aby střed úhloměru byl středem půlkruhu a zároveň místem dopadu paprsku na rozhraní. Podle následujících obrázků vyzkoušej lom ke kolmici i lom od kolmice. Při lomu od kolmice změř mezní m, což je, při kterém je úhel odrazu roven 90 a tedy vůbec nevystoupí ze skla, ale šíří se podél rozhraní. Na závěr vyzkoušej úplný odraz světla, který nastane, zvýší-li se až nad mezní úhel m. Ověř, že i při něm platí zákon odrazu světla.

3 Lom ke kolmici: Lom od kolmice: Mezní : m = Závěr:

4 LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Úloha: Příprava: Vyzkoušej lom světla ke kolmici i lom světla od kolmice, změř mezní úhel dopadu při lomu od kolmice a úplný odraz světla. Kde k lomu světla dochází? K lomu světla dochází na rozhraní dvou optických prostředí. Co je příčinou lomu světla? Příčinou lomu světla je různá rychlost šíření světla v obou prostředích. Pomůcky: Provedení: Školní zdroj elektrického napětí, souprava pro žákovské pokusy z optiky. Připoj zdroj světla ze soupravy ke školnímu zdroji elektrického napětí a změnou vzdálenosti spojné čočky od žárovky vytvoř svazek rovnoběžných paprsků. Rovnoběžnost svazku ověř tak, že svazek paprsků nech dopadat na stínítko v různých vzdálenostech od světelného zdroje. Pokud jsou paprsky svazku rovnoběžné, měl by osvětlený kruh na stínítku mít stále stejný průměr bez ohledu na vzdálenost. Pak před spojnou čočku umísti štěrbinu, která vytvoří světelný. Vytvořený světelný nech dopadat na skleněné těleso tvaru půlkruhu položené bílé destičce se stupnicí úhloměru tak, aby střed úhloměru byl středem půlkruhu a zároveň místem dopadu paprsku na rozhraní. Podle následujících obrázků vyzkoušej lom ke kolmici i lom od kolmice. Při lomu od kolmice změř mezní m, což je, při kterém je úhel odrazu roven 90 a tedy vůbec nevystoupí ze skla, ale šíří se podél rozhraní. Na závěr vyzkoušej úplný odraz světla, který nastane, zvýší-li se až nad mezní úhel m. Ověř, že i při něm platí zákon odrazu světla.

5 Lom ke kolmici: k Lom od kolmice: k Mezní : m = 42 Závěr: Při lomu ke kolmici jsme ve všech případech naměřili menší než úhel dopadu. Při lomu od kolmice jsme vždy neměřili větší než. Při úplném odrazu platil zákon odrazu světla, úhel odrazu byl vždy roven úhlu dopadu.