"Rozvoj vědy a pokrok poznání se stávají stále obtížnější. Na experimentování již nestačí zápalky a sláma." Richard Philips Feynman

Transkript

1 "Rozvoj vědy a pokrok poznání se stávají stále obtížnější. Na experimentování již nestačí zápalky a sláma." Richard Philips Feynman

2 Tato publikace vznikla díky operačnímu programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost v projektu Zavedení inovačních metod do výuky přírodních věd (CZ.1.07/1.1.16/ ), který byl realizován v letech na Gymnáziu a ZUŠ Šlapanice.

3 SEKUNDA OBSAH CHEMIE Ch-II-1 Teplota plamene 7 Ch-II-2 Vlastnosti plamene 11 Ch-II-3 Tvrdost vody 15 Ch-II-4 Určování kyselosti a zásaditosti roztoků 19 FYZIKA F-II-1 Průměrná rychlost 25 F-II-2 Třecí síla 29 F-II-3 Hydrostatický tlak 33 F-II-4 Vztlaková síla 37 F-II-5 Zobrazování zrcadly 41 F-II-6 Zobrazování čočkami 45 F-II-7 Atmosférický tlak 49 F-II-8 Závislost počasí na atmosférickém tlaku 51

4 SEKUNDA 4

5 SEKUNDA Chemie 5

6 SEKUNDA 6

7 SEKUNDA CHEMIE Ch-II-1 Teplota plamene Autor: Radmila Poláčková Úkol: Třída: Ch-II-1 Teplota plamene sekunda Úkol: Určení teploty plamene v jeho různých částech Pomůcky: LabQuest, teploměr Vernier TCA-BTA, svíčka, lihový kahan, zápalky, Petriho miska LabQuest Teploměr TCA-BTA Teorie: Plamen je viditelná oblast hořících plynů nebo par, podle jeho barvy a svítivosti můžeme odvodit, jaká látka je spalovaná a jak dokonale se spaluje. Žlutý čadivý plamen vzniká při nedokonalém spalování látek s vysokým obsahem uhlíku (parafin, ropa, guma, acetylen). Uhlík se nestačí spalovat a vznikají saze. Teplota plamene je nízká. Světle modrý plamen vzniká při spalování bezuhlíkatých látek, popř. látek s nízkým obsahem uhlíku (ethanol, oxid uhelnatý, síra, vodík ). Plamen svíčky, lihového i plynového kahanu nemá ve všech svých částech stejnou teplotu. V plameni můžeme najít několik pásem. Uvnitř plamene kolem knotu je teplota velmi nízká. Této části plamene se říká zplyňovací, roztavený parafin se teplem mění v páry. Kolem této části se mísí páry parafinu se vzduchem a dochází k zapálení směsi. Rozžhavené částečky uhlíku žlutě svítí. Poslední pásmo má nejvyšší teplotu, ale je neviditelné, v něm se spaluje rozžhavený uhlík na oxid uhličitý.!!! Ethanol je hořlavina, pozor na její rozlití v blízkosti plamene. 7

8 SEKUNDA CHEMIE Ch-II-1 Teplota plamene Postup: 1. Připravte si LabQuest. Do vstupu CH1 připojte termočlánek TCA-BTA. 2. Zapněte LabQuest, vyberte zobrazení graf. 3. Připravte si svíčku na podložku a zapalte ji. 4. Kovový konec drátku termočlánku vložte do spodní části plamene svíčky (ke knotu). 5. Na LabQuestu zmáčkněte Start a měřte teplotu, dokud se neustálí (max 2 min.). 6. Potom posuňte konec termočlánku do střední části plamene svíčky a nechte asi 2 min na daném místě. 7. Pak posuňte konec termočlánku nad plamen a nechte asi 2 minuty v dané poloze. Ukončete měření. 8

9 SEKUNDA CHEMIE 8. Z grafu odečtěte nejvyšší teploty v daných polohách. 9. Stejné měření proveďte u lihového kahanu. Opět měřte teplotu ve třech polohách (viz následující obrázky). 10. Výsledky měření vyhodnoťte. 9

10 SEKUNDA CHEMIE 10

11 Ch-II-2 Vlastnosti plamene SEKUNDA CHEMIE Autor: Radmila Poláčková Úkol: Třída: Ch-II-2 Vlastnosti plamene sekunda Úkol: Pozorování vlastností plamene plynového kahanu Pomůcky: plynový kahan, špejle, zápalky, karton, porcelánový střep, chemické kleště Teorie: V laboratoři se používají plynové kahany, tyto kahany se mohou lišit některými úpravami, fungují však na podobném principu. Bunsenův kahan Tecluho kahan 11

12 SEKUNDA CHEMIE Ch-II-2 Vlastnosti plamene Do Bunsenova kahanu se plyn přivádí tryskou zdola (1). V hořákové trubici (2) se plyn mísí se vzduchem a na jejím konci po zapálení hoří. Intenzita plamene závisí na poměru objemů zemního plynu a vzduchu. Tento poměr lze regulovat pomocí šroubu pro regulaci přívodu vzduchu (3). 2. Hořáková trubice 3. Regulace vzduchu 1. Přívod plynu!!! Postup při zapalování kahanu: 1. Nejprve zkontrolujte, zda je uzavřený přívod vzduchu. 2. Otevřete přívod plynu a unikající plyn na konci trubice zapalte. Vzniká žlutý svítivý plamen. 3. Pomalu otáčejte prstencem s otvory pro přívod vzduchu, vzniká nesvítivý plamen, jehož teplota je větší. Teplota jednotlivých částí plamene plynového kahanu (ale i svíčky) se od sebe výrazně liší. 12

13 SEKUNDA CHEMIE Svítivý plamen Nesvítivý plamen Nesvítivý plamen seřízený Postup: 1. Do nesvítivého plamene kahanu vložte na 1 až 3 sekundy špejli nebo čtverec z tvrdého kartonu. Po vyjmutí z plamene pozorujte jejich vzhled. 2. Do spodní části vnitřního kuželu plamene rychle vložte hlavičku zápalky. Zapálí se dřívko nebo hlavička zápalky? 3. Do svítivého plamene kahanu vložte na chvíli kousek porcelánového střepu (popř. porcelánovou misku). Jak se změnil vzhled předmětu po vyjmutí z plamene? 13

14 SEKUNDA CHEMIE 14

15 Ch-II-3 Tvrdost vody SEKUNDA CHEMIE Autor: Radmila Poláčková Úkol: Třída: Ch-II-3 Tvrdost vody sekunda Úkol: Určení množství Ca 2+ ve vzorku destilované vody, vody z vodovodu, vody z vodovodu přefiltrované přes uhlíkový filtr a převařené vody Pomůcky: 5 kádinek, stojan, držák, křížová svorka, LabQuest, sonda vápenatých iontů Vernier CA-BTA, střička s destilovanou vodou LabQuest Čidlo CA-BTA Teorie: Voda se v přírodě nikdy nevyskytuje čistá, obsahuje větší či menší množství rozpuštěných minerálních látek, které se do vody dostávají při průchodu horninami. Podle množství rozpuštěných Ca 2+ a Mg 2+ solí můžeme určit tzv. tvrdost vody. Tvrdost vody se udává jako množství vápníku a hořčíku obsaženého ve vodě v mmol/l. Často se také tvrdost vody uvádí ve starších jednotkách, jako jsou německé stupně N nebo dn (1mmol/l = 5,6 N) nebo francouzské stupně F (1 mmol/l = 10 F). Podle množství rozpuštěných Ca 2+ a Mg 2+ rozlišujeme vodu: velmi měkkou měkkou středně tvrdou dosti tvrdou tvrdou velmi tvrdou 0 0,7 mmol/l 0,7 1,3 mmol/l 1,3 2,1 mmol/l 2,1 3,2 mmol/l 3,2 5,3 mmol/l > 5,3 mmol/l 15

16 SEKUNDA CHEMIE Ch-II-3 Tvrdost vody Podle druhu rozpuštěných minerálních látek rozlišujeme: Přechodnou tvrdost ta je způsobena rozpuštěným hydrogenuhličitanem vápenatým nebo hořečnatým. Můžeme ji odstranit převařením vody, kdy vzniká nerozpustný uhličitan, který se usazuje na stěnách (např. varné konvice). Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + H 2 O + CO 2 Trvalou tvrdost ta je způsobena vápenatými a hořečnatými sírany a chloridy. Odstraníme ji destilací nebo změkčováním iontovou výměnou nebo použitím změkčovadel (např. Na 2 CO 3 ). CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4 Postup: 1. Kalibrace: Připojte čidlo k dataloggeru, nastavte dvoubodovou kalibraci. Vysoký kalibrační bod sondu máte namočenou do roztoku vysoké kalibrace alespoň 30 minut, zadejte na dataloggeru hodnotu 1000, po cca 1 minutě, až se hodnota ustálí, potvrďte. Sondu vytáhněte z roztoku a pomocí střičky důkladně opláchněte destilovanou vodou, pak osušte papírovou utěrkou. Nízký kalibrační bod sondu vložte do standardního roztoku nízké kalibrace, na dataloggeru zadejte hodnotu 10 a po 1 minutě potvrďte. Sondu vytáhněte z roztoku, opláchněte destilovanou vodou a pak otřete papírovou utěrkou. 16

17 SEKUNDA CHEMIE 2. Měření: 1. Čtyři kádinky postupně označte čísly. 2. Do první nalijte destilovanou vodu, do druhé vodu z vodovodu, do třetí přefiltrovanou vodu z vodovodu a do čtvrté převařenou vodu z vodovodu. 3. Připravte si střičku s destilovanou vodou, prázdnou kádinku a papírové utěrky. 4. Z připravené vápníkové sondy odšroubujte lahvičku s roztokem pro uchování. 5. Opláchněte sondu destilovanou vodou a jemně osušte papírovou utěrkou. 6. Ponořte sondu do první kádinky (s destilovanou vodou). Ujistěte se, že se sonda nedotýká dna kádinky a bílé referenční kontakty jsou ponořeny. Také se ujistěte, že pod sondou není vzduchová bublina. 7. Zmáčkněte tlačítko pro sběr dat. Po ustálení hodnoty (cca po 1 minutě) sběr dat zastavte a hodnotu si zapište. 8. Sondu vyjměte ze vzorku, opatrně osušte papírovou utěrkou. 17

18 SEKUNDA CHEMIE Ch-II-3 Tvrdost vody 9. Ponořte sondu do druhé kádinky (s kohoutkovou vodou). Zkontrolujte umístění sondy a zahajte sběr dat. Po ustálení zastavte měření a hodnotu zapište. 10. Zmáčkněte tlačítko pro sběr dat. Po ustálení hodnoty (cca po 1 minutě) sběr dat zastavte a hodnotu si zapište. 11. Vyjměte sondu, důkladně opláchněte destilovanou vodou a opatrně osušte. 12. Vložte sondu do třetí kádinky, zkontrolujte a určete množství vápenatých iontů. 13. Poslední dva body postupu opakujte pro poslední vzorek. 14. Nakonec vyjměte sondu z roztoku, důkladně ji opláchněte destilovanou vodou, opatrně osušte papírovou utěrkou a vložte ji do lahvičky s houbičkou, která je určena pro dlouhodobé skladování sondy. 18

19 Ch-II-4 Určování kyselosti a zásaditosti roztoků Úkol: Třída: Ch-II-4 Určování kyselosti a zásaditosti roztoků sekunda SEKUNDA CHEMIE Autor: Radmila Poláčková Úkol: Pomůcky: Určení ph různých roztoků pomocí indikátorového papírku a pomocí ph-metru LabQuest, sonda PH-BTA, kádinky, stojan, držák, křížová svorka, střička s vodou, vzorky roztoků (ochucená minerálka, coca-cola, ocet, roztok jedlé sody, mléko, mýdlový roztok, 0,1 M roztok NaOH, 0,01 M roztok HCl), indikátorový papírek PHAN Lachema. Sonda PH-BTA Datalogger Roztoky Teorie: K určování kyselosti nebo zásaditosti roztoků se používají indikátory. Jsou to látky, které mají jinou barvu v kyselém a jinou v zásaditém prostředí. Neutrální prostředí není ani kyselé ani zásadité. Příklady indikátorů: indikátor Zbarvení v kyselém prostředí Zbarvení v zásaditém prostředí Fenolftalein Bezbarvý Fialový Lakmus Červený Modrý Methyloranž Červená Oranžová 19

20 SEKUNDA CHEMIE Ch-II-4 Určování kyselosti a zásaditosti roztoků Pomocí indikátorů lze zjistit jen, zda je roztok kyselý nebo zásaditý, ale ne jak moc je kyselý nebo zásaditý. K přesnějšímu určení kyselosti a zásaditosti roztoku slouží stupnice ph. Její hodnoty jsou od 0 do 14. Barevná stupnice pro UIP Látky, které mají ph < 7 jsou kyselé, Látky, které mají ph = 7 jsou neutrální, Látky, které mají ph > 7 jsou zásadité. K měření ph používáme univerzální indikátorové papírky (UIP). Pro přesnější určení ph slouží přístroje, tzv. ph-metry. Postup: 1. Přibližné určení ph: Nachystejte si vzorky různých roztoků, postupně z každého odeberte skleněnou tyčinkou kapku, kápněte ji na indikátorový papírek, barvu porovnejte se stupnicí na obalu a určete ph. 20

21 SEKUNDA CHEMIE 2. Pro přesnější určení kyselosti použijeme čidlo ph: Do označených kádinek odlejte vybrané roztoky. Čidlo kyselosti PH-BTA připojte k LabQestu, zapněte LabQuest. Objeví se hodnota ph ukládacího roztoku (ph = 4). Odšroubujte lahvičku s ukládacím roztokem. Opláchněte vodou a pak čidlo ponořte do vybraného vzorku a po ustálení odečtěte hodnotu ph. Příklad určení ph roztoku NaOH Po odečtení hodnoty čidlo dobře opláchněte vodou a vložte do kádinky s dalším vzorkem. Po změření ph posledního vzorku, čidlo opláchněte vodou, otřete a uložte do lahvičky s ukládacím roztokem. 21

22 SEKUNDA 22

23 SEKUNDA Fyzika 23

24 SEKUNDA 24

25 SEKUNDA FYZIKA F-II-1 Průměrná rychlost Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-1 Průměrná rychlost sekunda Úkol: Sestrojte graf závislosti dráhy na čase dvou přímočarých pohybů a určete jejich průměrné rychlosti. Pomůcky: LabQuest 2, Motion detector 2 (čidlo pohybu), software LoggerPro, notebook Obr. 1 Teorie: Dráha rovnoměrného pohybu je přímo úměrná délce pohybu (čím delší dobu se těleso pohybuje, tím delší dráhu urazí). Průměrnou rychlost nerovnoměrného pohybu určíme tak, že celkovou dráhu pohybu vydělíme celkovou dobou, po kterou pohyb trval. 25

26 SEKUNDA FYZIKA F-II-1 Průměrná rychlost Postup: 1. LabQuest 2 zapněte a připojte k němu Motion detector 2 (obr. 1), na jehož přepínači navolíte volbu člověk (vpravo). 2. Motion detector 2 můžete umístit na lavici nebo podržet v ruce, ale mřížka s čidlem (a svítící diodou) musí během měření směřovat na pohybující se těleso. 3. Na dotykovém displeji LabQuestu 2 zvolte záznam do grafu (viz obr. 2) a stisknutím zeleného tlačítka ve tvaru šipky spusťte měření. Obr Nyní se jeden z dvojice musí rovnoměrným pohybem vzdalovat od čidla pohybu. Na displeji LabQuestu 2 se vykreslí graf závislosti dráhy na čase (druhého grafu si nevšímejte). Pokud je graf v pořádku, pak jej uložte do přístroje přes Soubor, Uložit (viz obr. 3). Pozn.: pokud graf vykazuje nezvyklé výkyvy v měřené vzdálenosti, měření opakujte. Obr. 3 26

27 SEKUNDA FYZIKA 5. Měření proveďte ještě jednou, nyní se však nebudete od senzoru vzdalovat rovnoměrným pohybem, ale pohybem nerovnoměrným (například zrychlujte). Měření opět stejným způsobem uložte (zvolte jiné jméno souboru). 6. Připojte LabQuest 2 k počítači a spusťte program LoggerPro. Zvolte Soubor, Prohlížeč souborů v LabQuestu a Otevřít (obr. 4). Obr Po načtení souboru odečtěte z grafu závislosti dráhy na čase dvojice hodnot času a dráhy vždy na začátku a na konci daného pohybu (stav 1 a stav 2). Tyto hodnoty si poznačte do protokolu pro následný výpočet (viz obr. 5). Odečty proveďte pro obě měření. Obr Nejdříve na druhou stranu protokolu vytiskněte grafy a po uklizení pomůcek proveďte výpočty. 27

28 SEKUNDA FYZIKA 28

29 SEKUNDA FYZIKA F-II-2 Třecí síla Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-2 Třecí síla sekunda Úkol: Změřte velikost třecí síly při pohybu a ověřte, že velikost třecí síly závisí na materiálu a úpravě třecích ploch. Pomůcky: LabQuest 2, siloměr Vernier, software LoggerPro, notebook Teorie: Pokud se těleso pohybuje po podložce, pak mezi stykovými plochami vzniká třecí síla. Směr této síly je vždy proti směru pohybu tělesa. Velikost síly závisí na materiálu a úpravě obou ploch a velikosti kolmé tlakové síly. Dle 1. Newtonova zákona těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud je výslednice sil na něj působících nulová. Pokud tedy táhneme těleso na siloměru rovnoměrným pohybem, pak síla, kterou ukazuje siloměr, je stejná jako třecí síla mezi plochami. 29

30 SEKUNDA FYZIKA F-II-2 Třecí síla Postup: 1. K notebooku připojte zapnutý LabQuest 2 a k němu připojte siloměr Vernier. 2. Spusťte program LoggerPro (počkejte, až se připojí siloměr) a ve volbě Nastavení, Nastavení grafu nastavte na ose y rozsah od -1 N do +1 N. Na ose x pak od 0 s do +5 s. Dále ve volbě Experiment vyberte možnost Sběr dat a nastavte dobu měření 5 sekund a vzorkovací frekvenci 5 Hz. 30

31 SEKUNDA FYZIKA 3. Siloměr spojte s tělesem a to pak táhněte na siloměru rovnoměrným pohybem ve vodorovném směru. 4. Na obrazovce notebooku pak vyberte okamžik, kdy se neměnila velikost síly (šlo tedy o rovnoměrný pohyb, i když jen krátkodobý). Hodnotu síly pak zapište do tabulky v pracovním listu. 5. Měření zopakujte pro jiný povrch (celkem pro 2 různé povrchy). Pro oba povrchy měření opakujte 10krát a vypočtěte průměrnou hodnotu. 31

32 SEKUNDA FYZIKA 32

33 SEKUNDA FYZIKA F-II-3 Hydrostatický tlak Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-3 Hydrostatický tlak sekunda Úkol: Sestrojte graf závislosti hydrostatického tlaku na hloubce pod volnou hladinou vody a technického lihu. Pomůcky: LabQuest 2, senzor tlaku Vernier s hadičkou, software LoggerPro, notebook, odměrný válec, voda, technický líh, dlouhé pravítko Teorie: Jestliže se kapalina nachází v gravitačním poli, je ovlivněna gravitační silou a horní vrstvy kapaliny působí silou na vrstvy spodní. Spodní vrstvy jsou pak vystaveny většímu tlaku. Velikost hydrostatického tlaku pak vyjádříme: Postup: 1. K notebooku připojte zapnutý LabQuest2 a k tomu pak připojíme tlakoměr Vernier. 2. Spusťte program LoggerPro (počkejte, až se připojí tlakoměr) a vynulujte měřič (stisknutím Ctrl + 0). 33

34 SEKUNDA FYZIKA F-II-3 Hydrostatický tlak 3. Ve volbě Experiment vyberte možnost Sběr dat a nastavte mód události se vstupy. Sloupec pojmenujte hloubka, označte jej h a jednotkou bude cm. 4. Dále ve volbě Nastavení zvolte Nastavení grafu. Na ose y nastavte rozsah od 0 kpa do 2,5 kpa a na ose x od 0 cm do 25 cm. 5. Srovnejte si vodní hladinu ve válci s pravítkem. Měření proveďte vždy stisknutím tlačítka Zachovat a přitom ručně dopište hodnotu hloubky hadičky pod hladinou, a to v centimetrech. 34

35 SEKUNDA FYZIKA 6. První měření proveďte nad volnou hladinou (hloubka 0 cm) a poslední měření pak v 25 cm pod hadinou. Proveďte celkem 11 měření u každé úlohy. 7. Úlohy naměřte nejdříve pro vodu a poté pro technický líh. Všech 11 měření u každé úlohy zapište do pracovního listu. Oba grafy vytiskněte na druhou stranu pracovního listu. 35

36 SEKUNDA FYZIKA 36

37 SEKUNDA FYZIKA F-II-4 Vztlaková síla Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-4 Vztlaková síla sekunda Úkol: Ověřte, že velikost vztlakové síly závisí na objemu ponořené části tělesa a na hustotě kapaliny, v které je těleso ponořeno. Pomůcky: LabQuest 2, siloměr Vernier, odměrný válec, voda, technický líh, provázek, stojan Teorie: Na těleso ponořené do kapaliny působí svisle vzhůru vztlaková síla. Vztlaková síla závisí na objemu ponořené části tělesa a hustotě kapaliny dle vztahu Pokud je těleso zavěšeno na siloměr, pak se na něm ukáže velikost gravitační síly působící na toto těleso. Pokud je těleso zavěšeno na siloměr a ponořeno do kapaliny, pak siloměr ukáže velikost výslednice F, kde: 37

38 SEKUNDA FYZIKA F-II-4 Vztlaková síla Postup: 1. K LabQuestu připojte siloměr Vernier. 2. Siloměr upevněte na stojan (dle obrázku) a vynulujte jej. (V LabQuestu vybereme volbu senzory a vynulovat.) 3. Postupně zavěšujte 1, 2, 3, 4 a 5 závaží na siloměr a měřte gravitační sílu, kterou Země působí na tato tělesa. (obr. 2) Obr. 2 38

39 SEKUNDA FYZIKA 4. Poté opět zavěšujte 1, 2, 3, 4 a 5 závaží na siloměr, avšak tentokrát je ponořte do kapaliny a měřte velikost výslednice F. (obr. 3) Obr Vše zapište do tabulky v pracovním listě a dopočítejte F vz pro každé měření. Úlohy naměřte nejdříve pro vodu a poté pro technický líh. 39

40 SEKUNDA FYZIKA 40

41 SEKUNDA FYZIKA F-II-5 Zobrazování zrcadly Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-5 Zobrazování zrcadly sekunda Úkol: 1. Experimentálně ověřte pravidla pro odraz na rovinném, dutém a vypuklém zrcadle. 2. Vyznačte do pracovního listu odrazy paprsků na zrcadlech. 3. U každého odraženého paprsku dorýsujte kolmici dopadu. 4. Určete polohu ohniska dutého a vypuklého zrcadla. Pomůcky: studentská sada Optika 1 Teorie: Při odrazu světla od jakékoli plochy platí zákon odrazu: Úhel odrazu je roven úhlu dopadu. α = α Úhly se měří od kolmice dopadu. Pokud se světlo odráží od nerovného povrchu (např. zdi) nebo od zakřiveného povrchu (duté zrcadlo), pak zákon odrazu stále platí, ale je nutno vzít v úvahu pouze velmi malé okolí místa dopadu. Duté a vypuklé zrcadlo mají důležité body: C, V a F. C střed křivosti zrcadla V vrchol zrcadla F ohnisko zrcadla Všechny tři body leží na tzv. optické ose. 41

42 SEKUNDA FYZIKA U dutého i vypuklého zrcadly jsou definovány tzv. 3 význačné paprsky: F-II-5 Zobrazování zrcadly 3 význačné paprsky pro duté zrcadlo: 1. Paprsek rovnoběžný s optickou osou po odrazu od zrcadla směřuje do ohniska. 2. Paprsek procházející středem křivosti se odráží v opačném směru. 3. Paprsek procházející ohniskem po odrazu od zrcadla pokračuje rovnoběžně s optickou osou. 3 význačné paprsky pro vypuklé zrcadlo: 1. Paprsek rovnoběžný s optickou osou po odrazu od zrcadla směřuje z ohniska. 2. Paprsek směřující do středu křivosti se odráží v opačném směru. 3. Paprsek směřující do ohniska se odráží rovnoběžně s optickou osou. 42

43 SEKUNDA FYZIKA Postup: 1. Na optickou lavici upevněte následující součásti sady Optika 1: - optickou lampu (připojte na svorky stejnosměrného napětí) - kondenzor (vypadá jako spojka bez označení ohniskové vzdálenosti) s destičkou se 3 otvory (3 pruhy) - stolek s úhloměrem 2. Každá součástka má svůj plastový držák s ryskami, které nastavte do následujících pozic: - lampa na rysku 3 cm - kondenzor na rysku 11 cm - přední část stolku na rysku 16 cm 3. Na stolek pak postupně umístěte rovinné, duté a vypuklé zrcadlo. Vždy zakreslete do pracovního listu chod paprsků. U kulových zrcadel vyznačte ohnisko. 43

44 SEKUNDA FYZIKA Pozice rovinného zrcadla F-II-5 Zobrazování zrcadly Pozice dutého zrcadla Pozice vypuklého zrcadla 44

45 SEKUNDA FYZIKA F-II-6 Zobrazování čočkami Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-6 Zobrazování čočkami sekunda Úkol: 1. Experimentálně ověřte pravidla pro lom paprsků na spojce a rozptylce. 2. Určete polohu obrazového ohniska spojky a rozptylky. Pomůcky: studentská sada Optika 1 Teorie: Pokud svazek paprsků dorazí na rozhraní 2 prostředí, pak se část paprsků láme a část odráží. Při průchodu paprsků čočkou tedy dochází k lomu světla (dvakrát). Pro jednoduchost se však uvažují tenké čočky. Spojky i rozptylky mají důležité body: S, F a F. S střed čočky F předmětové ohnisko F obrazové ohnisko Všechny tři body leží na tzv. optické ose. U spojky i rozptylky jsou definovány tzv. 3 význačné paprsky: 3 význačné paprsky pro spojku: 1. Paprsek rovnoběžný s optickou osou se láme do ohniska. 2. Paprsek procházející středem čočky nemění směr. 3. Paprsek směřující do ohniska se láme a pokračuje rovnoběžně s optickou osou. 45

46 SEKUNDA FYZIKA F-II-6 Zobrazování čočkami 3 význačné paprsky pro rozptylku: 1. Paprsek rovnoběžný s optickou osou se láme a směřuje z ohniska (F ). 2. Paprsek procházející středem čočky nemění směr. 3. Paprsek směřující do ohniska (F) se láme a pokračuje rovnoběžně s optickou osou. Postup: 1. Na optickou lavici upevněte následující součásti sady Optika 1: - optickou lampu (připojte na svorky stejnosměrného napětí) - kondenzor (vypadá jako spojka bez označení ohniskové vzdálenosti) s destičkou se 3 otvory (3 pruhy) - stolek s úhloměrem 46

47 SEKUNDA FYZIKA 2. Každá součástka má svůj plastový držák s ryskami, které nastavte do následujících pozic: - lampa na rysku 3 cm - kondenzor na rysku 11 cm - přední část stolku na rysku 16 cm 3. Na stolek pak postupně umístěte řezy spojky a rozptylky. Vždy zakreslete do pracovního listu chod paprsků a vyznačte ohnisko. pozice spojky pozice rozptylky Pozn.: rozptylku nastavte i obráceně 47

48 SEKUNDA FYZIKA 48

49 F-II-7 Atmosférický tlak SEKUNDA FYZIKA Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-7 Atmosférický tlak sekunda Úkol: Určete změnu nadmořské výšky ze změny atmosférického tlaku. Pomůcky: LabQuest 2, senzor tlaku Vernier (bez hadičky a injekční stříkačky) Teorie: Hodnota atmosférického tlaku závisí na nadmořské výšce (podobně jako hydrostatický tlak v kapalinách závisí na hloubce pod hladinou, avšak hustota atmosféry není stále stejná, protože plyny jsou stlačitelné). Pro nadmořskou výšku do 1 km přibližně platí, že při změně nadmořské výšky o 100 m se tlak změní o 1 kpa (čili o 10 Pa při změně výšky o 1 m). Postup: 1. Připojte senzor tlaku k LabQuestu a změřte atmosférický tlak v učebně fyziky. 2. Poté vyjděte do kopce a změřte atmosférický tlak u kostela, školní jídelny a hřbitova. 3. Všechny hodnoty zapište do pracovního listu a určete rozdíly nadmořských výšek mezi jednotlivými místy. 49

50 SEKUNDA FYZIKA 50

51 F-II-8 Závislost počasí na atmosférickém tlaku SEKUNDA FYZIKA Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-II-8 Závislost počasí na atmosférickém tlaku sekunda Úkol: Experimentálně ověřte závislost počasí na atmosférickém tlaku. Pomůcky: LabQuest 2, senzor tlaku Vernier (bez hadičky a injekční stříkačky) Teorie: Hodnota atmosférického tlaku závisí na nadmořské výšce a na počasí. Při vyšším tlaku bývá zpravidla jasno, při nižším tlaku pak oblačno, srážky. Dohodou byla proto stanovena hodnota tzv. normálního atmosférického tlaku na: p n = 101,325 kpa. Hodnoty v MFCh tabulkách pak bývají udávány zpravidla při tomto tlaku. Postup: 1. Připojte senzor tlaku k LabQuestu a změřte atmosférický tlak v místnosti. 2. Měření provádějte každý den ráno a večer po dobu jednoho týdne. 3. Všechny hodnoty zapište do pracovního listu. Připište také teplotu vzduchu ve stínu a stav počasí (jasno, oblačno, déšť atd.) 51

52 SEKUNDA FYZIKA 52

53 Použitá literatura: [1] BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. 3. vyd. Praha: Fortuna, 2000, 143 s. ISBN [2] OPAVA, Zdeněk. Chemie kolem nás. 1. vyd. Praha: Albatros, [3] ŠKODA, Jiří a Pavel DOULÍK. Chemie 8: pro základní školy a víceletá gymnázia: učebnice. 1. vyd. Plzeň: Fraus, 2006, 136 s. ISBN [4] KOLÁŘOVÁ, Růžena a Jiří BOHUNĚK. Fyzika pro 7. ročník základní školy. 2. upr. vyd. Praha: Prometheus, 2003, 199 s. Učebnice pro základní školy (Prometheus). ISBN Zdroje fotografií na obálce: [5] BOCK, Christoph. DNA (CC BY-SA). [fotografie] In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, Formát: (upraveno). Dostupné z: [6] AWESOMOMAN. Fire. [fotografie] In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, Formát: 1,944 2,896 (upraveno). Dostupné z: [7] GERALT. Flash. [fotografie]. In: Pixabay.com [online]. Formát: (upraveno). Dostupné z:

54 SEKUNDA Redakce: Mgr. Gabriela Kokešová, Mgr. Radmila Poláčková, Mgr. Miroslav Dvořák, Mgr. Jiří Gončár Jazyková korektura: Mgr. Jaroslav Kotulán Fotografie: autoři úloh Návrh úvodní strany obálky: Pavlína Sikorová Grafická úprava: Mgr. Roman Ondrůšek Tisk: Marais, s.r.o. Náklad: 50 ks tiskem Zdarma digitálně na: