"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 SEPTIMA OBSAH BIOLOGIE Bi-VII-1 Srovnání síly stisku pravé a levé ruky 7 Bi-VII-2 Krevní tlak 11 Bi-VII-3 Tepová frekvence 13 Bi-VII-4 Analýza EKG křivky 15 FYZIKA F-VII-1 Voltampérová charakteristika diody 19 F-VII-2 Magnetická indukce v okolí cívky 23 F-VII-3 Obvod střídavého proudu s rezistorem 25 F-VII-4 Obvod střídavého proudu s cívkou 29 F-VII-5 Ochrana před UV zářením 33 F-VII-6 Zobrazovací rovnice čočky 35 F-VII-7 Závislost osvětlení na vzdálenosti od zdroje 37

4 SEPTIMA 4

5 SEPTIMA Biologie 5

6 SEPTIMA 6

7 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-1 Srovnání síly stisku pravé a levé ruky Autor: Miroslav Dvořák Úloha: Třída: Bi-VII-1 Srovnání síly stisku pravé a levé ruky septima Úkol: Srovnání síly stisku pravé a levé ruky 1) Porovnejte sílu pravé a levé ruky. 2) Vyhodnoťte maximální sílu dominantní ruky ve vaší skupině zvlášť mezi dívkami a chlapci. 3) Srovnejte výsledek s oficiálními údaji. Pomůcky: LabQuest, senzor síly stisku ruky Vernier HD BTA, notebook Teorie: Svalová soustava zajišťuje pohyb lidského těla nebo jeho částí. Síla stisku ruky je důležitá pro různé činnosti každodenního života, které člověk vykonává. Testování síly stisku může být využito po zranění jako součást rehabilitace či sledování a porovnání v mnoha sportovních disciplínách (tenis, gymnastika, horolezectví). Měření svalové síly je důležité pro posouzení funkčního stavu svalové tkáně a zhodnocení závažnosti klinického stavu. Jednoduchými pokusy, které slouží ke zjištění síly stisku ruky, si studenti porovnají a vyhodnotí naměřené výsledky a zároveň využijí svých znalostí o stavbě svalu k pochopení jeho funkce a uvědomí si i důležitý význam ruky pro člověka. 7

8 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-1 Srovnání síly stisku pravé a levé ruky Postup: 1. Zapojte dynamometr do LabQuestu a LabQuest do počítače. 2. Zaujměte polohu sed, paže podél těla. 3. Do pravé uchopte ruční siloměr dynamometr. 4. Během 20 sekund stiskněte 3krát maximální silou dynamometr, měření zahájíte a ukončíte stisknutím mezerníku na klávesnici. 5. Sledujte čas na vodorovné ose x a graf, který vytváříte svým stiskem (paže je během pokusu stále podél těla). 6. Po ukončení prvního měření (měření 1): stiskněte Ctrl+L, opakujte měření pro levou ruku (mezerníkem zahajte a ukončete pokus). 7. Po skončení tohoto měření (měření 2) stiskněte Ctrl+L, klikněte v záložkách na ANALÝZU STATISTIKA Měření 1, Měření Do protokolu zapište své naměřené maximální hodnoty síly stisku. 9. Tlačítkem DELETE ukončete analýzu dat. 10. V záložkách klikněte na: VLOŽIT TEXTOVÁ POZNÁMKA. 11. Potom klikněte na graf. 8

9 SEPTIMA BIOLOGIE 12. Stisknutím levého tlačítka po symbolu ručky zarovnejte tažením poznámku horizontálně na nejlepší výkon a doplňte text (možno i stejnou barvou jako graf), pro kterou ruku je graf určen. Opakujte pro druhou ruku. 13. Vytiskněte graf: SOUBOR TISK GRAFU Název: Síla stisku. 14. Do závěru práce: - zhodnoťte sílu stisku své pravé a levé ruky, - vyhodnoťte nejvyšší stisk dominantní ruky mezi hochy a dívkami, - srovnejte naměřené výsledky s oficiálními hodnotami. Síla stisku ruky se vyšetřuje ručním dynamometrem a vyjadřuje se v newtonech. Informuje o síle svalů ruky a předloktí. Průměrná síla stisku ruky: - u chlapců mezi 15. a 18. rokem kolem N, - u dívek N, - ve vedoucí ruce bývá v průměru o 50 N větší síla. 9

10 SEPTIMA BIOLOGIE 10

11 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-2 Krevní tlak Autor: Miroslav Dvořák Úloha: Třída: Bi-VII-2 Krevní tlak septima Úkol: Měření krevního tlaku 1) Proveďte měření krevního tlaku v klidu. 2) Proveďte měření krevního tlaku po mírné fyzické zátěži (10 dřepů). 3) Srovnejte hodnotu tlaku v klidu a porovnejte s hodnotami v tabulce. 4) Do závěru zhodnoťte naměřené výsledky tlaku i tepové frekvence. Pomůcky: LabQuest, notebook, senzor tlaku krve BPS-BTA Teorie: Krevní tlak patří k nejdůležitějším ukazatelům funkčního stavu kardiovaskulárního systému člověka. Krevní tlak je vlastně síla, kterou krev působí na stěnu tepen. Je charakterizován dvěma hodnotami, které souvisí s rytmickou činností srdce, při níž se střídá srdeční stah systola a uvolnění diastola. Tlak je nejvyšší v okamžiku, kdy se srdce stahuje a vypuzuje krev do tepen. Tento tlak se nazývá systolický (horní). Mezi dvěma stahy srdce krátce odpočívá a tlak klesá, jedná se o diastolický tlak (dolní, spodní). Proto je krevní tlak udáván dvěma čísly, tj. jako tlak systolický a diastolický. Obě hodnoty jsou důležité. Mezi ně se nejčastěji vkládá lomítko, např. 120/80. Jednotkou jsou milimetry rtuťového sloupce (mmhg). 11

12 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-2 Krevní tlak Postup: 1. Zapojte senzor tlaku krve do LabQuestu a LabQuest do počítače. 2. Na levou paži navlékněte manžetu (2 cm nad loktem), dbejte na správnou polohu, která je určena šipkou ( doprostřed předloktí) a optimální stažení. 3. Napojte konec hadičky z manžety na senzor tlaku, mírným otočením vpravo utáhněte. 4. Zaujměte polohu sed, předloktí levé paže opřete volně o lavici, dlaní vzhůru. 5. Stisknutím mezerníku zahájíte měření, pracujte pravou rukou. 6. Pomocí gumového balónku nafoukněte manžetu na hodnotu tlaku 160 mmhg. 7. Sledujte graf na monitoru a hodnoty tlaku. 8. Při poklesu tlaku pod 50 mmhg ukončete měření stisknutím mezerníku. 9. Z manžety vypustíme zbytek vzduchu stisknutím šedého plastového ventilu. 10. Do protokolu zapište naměřené hodnoty tlaku a tepové frekvence v klidu. 11. Záložky: experiment vymazat poslední měření. 12. Zopakujte měření po 10 dřepech, dejte pozor na zapojení, zapište naměřené hodnoty tlaku a srdeční frekvence. 13. Záložky: automatické měřítko grafu. 14. Záložky: soubor tisk (zvolte 1. stránku), název krevní tlak zátěž. 15. Doplňte závěry

13 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-3 Tepová frekvence Autor: Miroslav Dvořák Úloha: Třída: Bi-VII-3 Tepová frekvence septima Úkol: Měření tepové frekvence 1) Proveďte měření tepové frekvence v klidu. 2) Srovnejte hodnoty frekvence v klidu v různých časových intervalech. 3) Do závěru zhodnoťte naměřené výsledky tepové frekvence. Pomůcky: LabQuest, notebook, snímač srdečního tepu HGH-BTA Teorie: Tepová frekvence patří k důležitým indikátorům zdravotního stavu člověka. Změny tepové frekvence mohou být způsobeny nemocí, dehydratací, vzrušením, stresem, fyzickou zátěží a dalšími faktory. Po fyziologické stránce je tep (pulz) tlaková vlna způsobena systolou (stahem) levé srdeční komory a vypuzením krve do aorty. Tepová frekvence je tedy počet systol za 1 minutu. Tep zjišťujeme dvěma prsty na krkavici (tepně na krku) nebo na zápěstí na vřetenní tepně (palcová strana). Rozeznáváme: klidovou tepovou frekvenci (ráno, vleže po probuzení, bez aktivity, tepů za 1 minutu), aktuální tepovou frekvenci (hodnoty dle momentálního stavu, fyzické i psychické zátěže) a maximální tepovou frekvenci ( tepů). U trénovaných jedinců bývá tepová frekvence obecně nižší než u netrénovaných. 13

14 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-3 Tepová frekvence Postup: 1. Snímač má 2 části 2 spojené rukojeti (na levé je šipka ), a přijímač signálu. 2. Zapojte přijímač signálu srdečního tepu do LabQuestu a LabQuest do počítače. 3. Zaujměte polohu sed, uchopte spojené rukojeti snímače svisle do rukou podle nákresu pro dlaně a prsty, šipkou označenou rukojeť držte v levé ruce, šipka směřuje nahoru, paže pokrčené před tělem, rukojeti držte v úrovni hrudníku. 4. Pracujte ve dvojici přijímač signálu (2. student) držte svisle šipkou nahoru maximálně 60 cm od rukojeti se šipkou. 5. Zahajte měření stisknutím mezerníku, na obrazovce se automaticky objeví body grafu v prvních sekundách se čidlo uvádí do chodu, hodnoty jsou proto nesprávné (nižší než klidová frekvence). 6. Kromě grafu a času na spodní ose x sledujte také tabulku s časem a srdeční frekvenci. 7. Po 120 sekundách měření ukončete stisknutím mezerníku. 8. Do protokolu zapište zjištěné hodnoty frekvence v daných časových intervalech. 9. Klikněte na horní graf a potom v záložkách na autom. měřítko grafu. 10. V záložkách nastavení nastavení grafu spojovat body. 11. Záložky: soubor tisk (zvolte 1. stránku), název: srdeční frekvence. 12. Doplňte závěry. 14

15 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-4 Analýza EKG křivky Autor: Miroslav Dvořák Úloha: Třída: Úkol: Pomůcky: Bi-VII-4 Analýza EKG křivky septima Analýza EKG křivky 1) Proveďte měření EKG v klidu. 2) Vytvořte graf elektrické aktivity v srdci pomocí senzoru EKG-BTA. 3) Označte v grafu vlny P, T a kmity Q R S. 4) Vypočítejte srdeční frekvenci. LabQuest, notebook, senzor EKG-BTA Teorie: Elektrokardiogram neboli EKG je grafický záznam elektrické aktivity srdce. Tento záznam je pořízen elektrokardiografem. Na křivce EKG rozlišujeme tzv. vlny, kmity či intervaly a segmenty úseky. Na EKG záznamu zdravého srdce jsou přítomny dvě vlny (P, T) a tři kmity (Q, R, S). Vlna P (*depolarizace síní), interval PQ, interval komplex QRS (*depolarizace komor), pozitivní kmit R, negativní kmity Q a S, úsek ST s vlnou T (*repolarizace komor). V tomto cvičení použijete čidlo pro EKG k vytvoření grafického záznamu elektrické aktivity, ke které docházelo ve vašem srdci po dobu pěti sekund. 15

16 SEPTIMA BIOLOGIE Bi-VII-4 Analýza EKG křivky Postup: 1. Zapojte senzor EKG do LabQuestu a LabQuest do počítače. 2. Zaujměte polohu sed, na vnitřní stranu pravého zápěstí, na vnitřní stranu pravého loktu a na vnitřní stranu levého loktu nalepte tři kusy samolepicí elektrody a potom tři svorky (vodiče) z EKG senzoru dle barev (schéma na obrázku a na senzoru). 3. Záložky EXPERIMENT Sběr dat nastavte trvání na 5 s, posaďte se uvolněně, prohlubte dýchání, dýchání je plynulé, měření zahajte stisknutím mezerníku nebo kliknutím na tlačítko sběr dat. 4. Sledujte graf srdeční frekvence po dobu 5 s, měření se automaticky zastaví. 5. Vytiskněte graf na 2. stranu protokolu. 6. Do grafu doplňte vlny P, T a kmity Q R S. 7. vypočítáme srdeční frekvenci 16 a výsledek zapíšeme do protokolu 8. doplňte závěry

17 SEPTIMA Fyzika 17

18 SEPTIMA 18

19 SEPTIMA FYZIKA F-VII-1 Voltampérová charakteristika diody Autor: Gabriela Kokešová Úloha: Třída: F-VII-1 Voltampérová charakteristika diody septima Úkol: Naměřte voltampérovou charakteristiku diody a LED v propustném směru. Pomůcky: LabQuest, dioda, LED, rezistor (50 ), voltmetr DVP-BTA, ampérmetr DCP-BTA, notebook, vodiče, reostat, zdroj napětí (6 V) Teorie: Dioda je polovodičová součástka, která obsahuje PN přechod. Její charakteristickou vlastností je, že propouští proud pouze jedním směrem. Toho lze s výhodou využít pro usměrnění proudu v obvodu. LED (light emitting diode) je dioda, která v propustném směru vysílá záření v různých oblastech spektra. Postup: 1. Sestavte elektrický obvod podle následujícího schématu: Diodu zapojte v propustném směru. Při zapojení ampérmetru dávejte pozor na polaritu! Obvod zatím nepřipojujte k záporné svorce zdroje napětí, nechte si zapojení zkontrolovat vyučujícím. 2. Připojte ampérmetr a voltmetr pomocí LabQuestu k notebooku. Spusťte program LoggerPro. Proveďte následující nastavení: - smažte graf závislosti U = f(t) 19

20 SEPTIMA FYZIKA F-VII-1 Voltampérová charakteristika diody - přizpůsobte velikost grafu obrazovce a nastavte jeho osy pomocí Nastavení a Nastavení grafu Na svislou osu zvolte proud a přizpůsobte rozsah měření (0 0,5 A). Na vodorovnou osu zvolte napětí (rozsah 0 3 V). Dále zrušte možnost Spojovat body - pomocí tlačítka sběr dat nastavte pouze vybrané události. 3. Nastavte jezdce potenciometru tak, aby bylo na rezistoru nulové napětí. Pomocí tlačítka vynulujte ampérmetr a voltmetr. 4. Spusťte měření. Pomocí jezdce postupně zvyšujte napětí a pomocí tlačítka Zachovat ukládejte aktuální dvojici hodnot napětí proud. Proveďte aspoň 15 měření. Pozor! Napětí na diodě zvyšujte pouze do 3 V. 5. Po naměření hodnot pro běžnou diodu uložte její VA charakteristiku a proveďte stejné měření pro LED diodu (katoda LED diody je kratší). Zvolte stejné nastavení a měřítko os VA charakteristiky. 20

21 SEPTIMA FYZIKA 6. Nezapomeňte vytisknout grafy do protokolu LP. Z grafů se pokuste zjistit prahové napětí obou diod. 7. V závěru porovnejte oba naměřené grafy a dále rozhodněte, jestli dioda patří mezi lineární součástky. 21

22 SEPTIMA FYZIKA 22

23 SEPTIMA FYZIKA F-VII-2 Magnetická indukce v okolí cívky Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-VII-2 Magnetická indukce v okolí cívky septima Úkol: Sestrojte závislost magnetické indukce v okolí cívky na velikosti proudu protékajícího cívkou. Pomůcky: čidlo magnetické indukce Vernier, ampérmetr Vernier, LabQuest 2, software LoggerPro, notebook, cívka s jádrem, vodiče, zdroj napětí, potenciometr, stojan Teorie: Velikost magnetické indukce v okolí cívky závisí na hustotě závitů, permeabilitě prostředí a na proudu, který protéká cívkou. Postup: 1. Čidlo magnetické indukce a ampérmetr připojte k LabQuestu 2 a ten pak připojte k notebooku. Zapněte LabQuest 2 a v počítači spusťte program LoggerPro. 2. V programu LoggerPro klikněte na liště nahoře na Experiment, vyberte Sběr dat a poté v kolonce Mód nastavte Vybrané události. Dále v Nastavení vyberte možnost Nastavení grafu a na ose y nastavte rozsah od 0 do +7. Na ose x pak vyberte elektrický proud a rozsah od 0 do 0,5. 3. Na čidle magnetické indukce nastavte vyšší rozsah (6,4 mt) 23

24 SEPTIMA FYZIKA F-VII-2 Magnetická indukce v okolí cívky 4. Sestavte elektrický obvod dle schématu. Čidlo magnetické indukce upevněte k cívce do stojanu. 5. Zeleným tlačítkem se šipkou spusťte Sběr dat. Vždy, když nastavíte vhodnou hodnotu proudu, stiskněte tlačítko zachovat. Proveďte celkem 10 měření, a to od nejmenšího proudu po největší. 6. Přes klávesovou zkratku Ctrl + L uložte naměřenou závislost na pozadí a začněte měřit druhou závislost pro cívku s jádrem z magneticky měkké oceli. 7. Výsledky přepište do pracovního listu a na druhou stranu vytiskněte graf (jeden graf obsahuje obě závislosti). Pozor, velikost magnetické indukce nesmí překročit hodnotu 6 mt! Může dojít ke zničení přístroje! 24

25 SEPTIMA FYZIKA F-VII-3 Obvod střídavého proudu s rezistorem Autor: Gabriela Kokešová Úkol: Třída: F-VII-3 Obvod střídavého proudu s rezistorem septima Úkol: 1. Sestavte grafy závislosti střídavého proudu a napětí na čase. 2. Určete fázový posun proudu a napětí. 3. Určete odpor rezistoru. Pomůcky: LabQuest, rezistor 51, zdroj střídavého napětí 3 V, ampérmetr, voltmetr, notebook Teorie: Obvod s rezistorem je nejjednodušší obvod střídavého proudu. Odpor rezistoru R v obvodu střídavého proudu je stejný jako v obvodu stejnosměrného proudu. Nazývá se též rezistance. Rezistance nemá vliv na fázový rozdíl střídavého napětí a proudu. Rezistanci lze vypočítat pomocí Ohmova zákona. Postup: 1. Sestavte elektrický obvod podle schématu: 25

26 SEPTIMA FYZIKA F-VII-3 Obvod střídavého proudu s rezistorem Propojte ampérmetr a voltmetr s Labquestem a s počítačem. Spusťte program LoggerPro. 2. Na liště zvolte Sběr dat a nastavte dobu trvání měření 0,1 s a vzorkovací frekvenci 10 khz. Dále nastavte spuštění měření pomocí triggeru (měření se spustí v okamžiku, kdy bude hodnota napětí 0 V a dále bude narůstat). 3. Nastavte graf následovně: na osu y zvolte vlevo napětí a vpravo elektrický proud. 4. Měření spusťte kliknutím na. 26

27 SEPTIMA FYZIKA 5. Po naměření časových závislostí nechte proložit grafy sinusoidami. Proložení grafů naleznete v záložce Analýza Proložit křivku. Po volbě křivky zvolte Aproximovat 6. Z grafů určete rovnice pro okamžitou hodnotu proudu a napětí, fázový posun mezi proudem a napětím. 7. Výpočtem určete odpor rezistoru. 8. Nezapomeňte vytisknout grafy (včetně proložených křivek a rovnice funkce). 9. V závěru porovnejte hodnotu odporu získanou výpočtem s hodnotou uvedenou na rezistoru. 27

28 SEPTIMA FYZIKA 28

29 SEPTIMA FYZIKA F-VII-4 Obvod střídavého proudu s cívkou Autor: Gabriela Kokešová Úkol: Třída: F-VII-4 Obvod střídavého proudu s cívkou septima Úkol: 1. Sestavte grafy závislosti střídavého proudu a napětí na čase. 2. Určete fázový posun proudu a napětí. 3. Určete induktanci cívky. Pomůcky: LabQuest, zdroj střídavého napětí 3 V, cívka 600 závitů s jádrem, ampérmetr, voltmetr, notebook Teorie: Obvod s cívkou patří mezi jednoduché obvody střídavého proudu. Střídavý proud, který prochází cívkou, vyvolává proměnné magnetické pole kolem cívky. Na koncích cívky se pak indukuje napětí, které podle má podle Lenzova zákona opačnou polaritu než zdroj napětí. To pak způsobuje fázový posun proudu za napětím o. Induktanci cívky lze určit z následujícího vztahu: Induktance cívky závisí na frekvenci zdroje a na indukčnosti cívky: Jednotkou induktance je ohm. 29

30 SEPTIMA FYZIKA F-VII-4 Obvod střídavého proudu s cívkou Postup: 1. Sestavte elektrický obvod podle schématu: Propojte ampérmetr a voltmetr s LabQuestem a s počítačem. Spusťte program LoggerPro. 2. Na liště zvolte Sběr dat a nastavte dobu trvání měření 0,1 s a vzorkovací frekvenci 10 khz. Dále nastavte spuštění měření pomocí triggeru (měření se spustí v okamžiku, kdy bude hodnota napětí 0 V a dále bude narůstat). 3. Nastavte graf následovně: na osu y zvolte napětí i elektrický proud. Měřítko zvolte od -5 do 5. 30

31 SEPTIMA FYZIKA 4. Měření spusťte kliknutím na. 5. Po naměření časových závislostí nechte proložit grafy sinusoidami. Proložení grafů naleznete v záložce Analýza Proložit křivku. Po volbě křivky zvolte Aproximovat 6. Z grafů určete rovnice pro okamžitou hodnotu proudu a napětí, fázový posun mezi proudem a napětím. 7. Výpočtem určete induktanci cívky. 8. Nezapomeňte vytisknout grafy (včetně proložených křivek a rovnic). 9. V závěru vysvětlete, proč není fázový posun proudu za napětím přesně. 31

32 SEPTIMA FYZIKA 32

33 SEPTIMA FYZIKA F-VII-5 Ochrana před UV zářením Autor: Gabriela Kokešová Úkol: Třída: F-VII-5 Ochrana před UV zářením septima Úkol: Ověřte, zda: - draselné sklo propouští UVA záření, - dioptrické/sluneční brýle chrání oči před UVB zářením, - opalovací krém chrání pokožku před UVB zářením. Pomůcky: LabQuest, UVA senzor, UVB senzor, dioptrické brýle nebo sluneční brýle, opalovací krém, PET sáček Teorie: Ultrafialové (UV) záření je elektromagnetické záření s vlnovými délkami kratšími než viditelné světlo. Zaujímá oblast vlnových délek od 100 nm do 400 nm. Pro člověka je neviditelné. Zdrojem tohoto záření je i Slunce, část tohoto záření je pohlcováno ozonovou vrstvou. UV záření lze rozdělit do tří skupin: - UVA (dlouhovlnné) je považováno za méně nebezpečné, obvykle nezpůsobuje zčervenání kůže, na zemský povrch ozonová vrstva propouští asi 90 až 99 % záření ze Slunce - UVB (středněvlnné) zpravidla způsobuje poškození kůže nebo zraku, je z velké části absorbováno ozonovou vrstvou (asi 90 %) - UVC (krátkovlnné) je nejnebezpečnější, je téměř zcela absorbováno ozonovou vrstvou a na zemský povrch tedy nedopadá. UV záření má i pozitivní vliv na člověka, a to především při tvorbě vitamínu D a zpracování vápníku. 33

34 SEPTIMA FYZIKA F-VII-5 Ochrana před UV zářením Ochrana před UV zářením: Biologické účinky UV záření závisí na intenzitě záření, na době trvání ozáření, schopnosti absorpce záření tkání a na reaktivitě organismu. Člověk by měl znát fototyp své kůže, dle toho přizpůsobit pobyt na Slunci a volit opalovací prostředky. Pro ochranu očí jsou vhodné brýle s UV filtrem. Postup: 1. Připojte UVA sondu k LabQuestu, natočte sondu proti Slunci a změřte intenzitu tohoto záření, totéž měření pak proveďte přes sklo okna. Naměřené hodnoty porovnejte. 2. Připojte UVB sondu k LabQuestu, změřte intenzitu UVB záření a totéž měření proveďte přes skla brýlí. Porovnejte naměřené hodnoty. 3. Připojte UVB sondu k LabQuestu a změřte intenzitu UVB záření přes PET folii. Tuto folii pak natřete vrstvou opalovacího krému a měření zopakujte. Porovnejte naměřené hodnoty. 34

35 SEPTIMA FYZIKA F-VII-6 Zobrazovací rovnice čočky Autor: Jiří Gončár Úloha: Třída: F-VII-6 Zobrazovací rovnice čočky septima Úkol: Experimentálně ověřte platnost zobrazovací rovnice čočky. Pomůcky: studentská sada Optika 1 Teorie: Pro zobrazování za pomocí tenké spojky i rozptylky platí zobrazovací rovnice čočky: a - je předmětová vzdálenost a - obrazová vzdálenost f - ohnisková vzdálenost Při vhodném nastavení vzdáleností předmětu, čočky a stínítka vznikne na stínítku skutečný obraz (převrácený, zvětšený). Jakmile se vytvoří ostrý obraz, lze pomocí optické lavice určit hodnoty a a a. 35

36 SEPTIMA FYZIKA F-VII-6 Zobrazovací rovnice čočky Postup: 1. Na optickou lavici upevněte následující součásti sady Optika 1: - optickou lampu (připojte na svorky stejnosměrného napětí), - kondenzor s obrázkem (vypadá jako spojka, u které není označená ohnisková vzdálenost), - spojku s ohniskovou vzdáleností + 50 mm, - stínítko. Každá součástka má svůj plastový držák s ryskami, díky kterým budete odečítat vzdálenosti. 2. Lampu s kondenzorem umístěte na levou stranu optické lavice. Čočku pak umístěte do náhodné vzdálenosti a od předmětu (obrázek před kondenzorem). Posunováním stínítka na něm zachytíte ostrý obraz. 3. Odečtěte hodnoty a a a z optické lavice. Zapište do pracovního listu. 4. Měření pětkrát opakujte a nakonec proveďte výpočet ohniskové vzdálenosti f. 5. Doplňkový úkol: za pomoci spojky (např mm) zobrazte na stínítko samotný zdroj světla. Z optické lavice je pak nutné odstranit kondenzor. 36

37 SEPTIMA FYZIKA F-VII-7 Závislost osvětlení na vzdálenosti od zdroje Autor: Gabriela Kokešová Úkol: Třída: F-VII-7 Závislost osvětlení na vzdálenosti od zdroje septima Úkol: Zjistěte, jak závisí osvětlení žárovky na vzdálenosti. Pomůcky: LabQuest, notebook, LoggerPro, luxmetr, žárovka, optická lavice Teorie: Fotometrie je část fyziky, která popisuje světelné zdroje a osvětlení předmětů z hlediska vnímání lidským okem. Mezi základní fotometrické veličina patří: - světelný tok Φ vztahuje se k přenosu světla prostředím, jedná se o světelnou energii, která projde danou plochou v okolí zdroje za jednotku času (měříme v lumenech) - svítivost zdroje I vyjadřuje vlastnost zdroje (základní jednotkou je kandela) - osvětlení E určuje účinky světla při jeho dopadu na plochu tělesa (jednotkou je lux) Osvětlení je definováno jako světelný tok dopadající rovnoměrně na plochu 1 m 2 osvětleného tělesa Osvětlení závisí na svítivosti zdroje I, na vzdálenosti osvětlené plochy od zdroje r a na úhlu dopadu světla na tuto plochu. Platí: 37

38 SEPTIMA FYZIKA F-VII-7 Závislost osvětlení na vzdálenosti od zdroje Pokud bude světlo dopadat na povrch tělesa kolmo (tedy pod úhlem 0 ), bude osvětlení maximální a vztah se zjednoduší na. Osvětlení měříme luxmetrem. Postup: 1. Připojte luxmetr k LabQuestu, vše propojte s počítačem a spusťte program LoggerPro. Na luxmetru zvolte rozsah do lx. Luxmetr umístíme před žárovku. 2. Na záložce zvolte Data a Nový manuálně zadávaný sloupec 38

39 SEPTIMA FYZIKA 3. V Nastavení grafu zvolte závislost osvětlení na vzdálenosti a možnost nespojovat body. 4. Na liště vyberte Sběr dat a nastavte mód vybrané události 5. Rozsviťte žárovku a postupně vzdalujte luxmetr od zdroje. Zaznamenejte měření a dopište vzdálenost luxmetru od zdroje. 6. V závěru popište naměřenou křivku a rozhodněte, zda se její průběh shoduje se vztahem uvedeným v teoretickém úvodu. 39

40 SEPTIMA 40

41 Použitá literatura: [1] SVOBODA, Emanuel. Přehled středoškolské fyziky. 4. uprav. vyd. Praha: Prometheus, c2006, 531 s. ISBN [2] BÍNA, Petr. Ekg schéma [graf]. In: Wikiskripta.eu [online]. Formát: Dostupné z: Zdroje fotografií na obálce: [3] BOCK, Christoph. DNA (CC BY-SA). [fotografie] In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, Formát: (upraveno). Dostupné z: [4] AWESOMOMAN. Fire. [fotografie] In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, Formát: 1,944 2,896 (upraveno). Dostupné z: [5] GERALT. Flash. [fotografie]. In: Pixabay.com [online]. Formát: (upraveno). Dostupné z:

42 SEPTIMA 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. Vydalo: Gymnázium a ZUŠ Šlapanice, červen 2014 Náklad: 50 ks tiskem Zdarma digitálně na: