Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/02.0055 Označení: EU-Inovace-F-9-08 Předmět: Fyzika Cílová skupina: 9. třída Autor: Mgr. Monika Rambousková Časová dotace: 1 vyučovací hodina Forma: dvojice Měření odrazu a absorpce světla (experiment) Anotace: tento experiment lze zařadit při probírání učiva o světelných jevech a jejich využití Cíl: změřit odrazivost a absorpci různých povrchů Pomůcky: luxmetr LS-BTA, LabQuest, počítač s programem LoggerLite, modely povrchů různých barev, hliníková folie, stojan s držákem na zkumavky Teorie Albedo je míra odrazivosti tělesa nebo jeho povrchu. Jde o poměr odraženého elektromagnetického záření k množství dopadajícího záření. Zlomek, obvykle vyjadřovaný procentuálně od 0 do 100 %, je důležitým pojmem v klimatologii a astronomii. Poměr závisí na frekvenci uvažovaného záření: pokud není specifikována, bere se průměr podél spektra viditelného světla. Závisí také na úhlu dopadu záření: pokud není specifikován, uvažujeme o pravém úhlu. Albedo čerstvého sněhu je vysoké: až 90 %. Povrch oceánu má albedo nízké. Průměrné albedo Země je 37 39 %, zatímco u Měsíce dosahuje jen asi 12 %. Nejvyšší albedo mají oxid horečnatý a síran (96 98 %). V astronomii lze podle albeda satelitů a asteroidů usuzovat na jejich složení, především na podíl ledu.
Lidská činnost mění albedo různých oblastí zemského povrchu (například kácením lesů a farmařením). Přesné vyčíslení tohoto efektu v globálním měřítku je však obtížné: není zřejmé, zda tyto změny přispívají ke zvyšování nebo snižování globálního oteplování. Typickým příkladem albedo efektu je zpětná vazba teploty sněhu. Pokud se v oblasti pokryté sněhem oteplí a sníh taje, albedo se sníží, je absorbováno více slunečního záření, což přispívá k dalšímu oteplování. Obráceně to platí také: při vytváření sněhu se uplatňuje ochlazovací cyklus. Intenzita albedo efektu závisí na velikosti změny albeda a na množství slunečního záření; z toho důvodu je v tropických oblastech potenciálně velmi výrazný.
Motivace: Může být Albedo povrchu různých míst na Zemi jednou z příčin globálního oteplování Země? Může nám znalost Albeda materiálu pomáhat v běžném životě? Postup: 1. Žáci na luxmetru nastaví rozsah 0 6000 lx. 2. Zapojí luxmetr do konektorů LabQuestu a ten propojí přes USB s počítačem. 3. Luxmetr upevní do stojanu. 4. Na obrazovce se objeví graf závislosti osvětlení na druhu povrchu. V Nastavení grafu zruší volbu Spojovat body. 5. Stisknou tlačítko na LabQuestu a zahájí měření. 6. Jeden z žáků bude posunovat upevněný luxmetr rovnoměrným pohybem nad modely povrchů různých barev a hliníkovou folií, druhý vždy po ustálení polohy klikne na ikonu Zachovat, tím tuto hodnotu uloží a dodají údaj o vzdálenosti. 7. V menu programu LoggerLite zvolí Experiment Uchovat poslední měření. 8. Graf vloží do pracovního listu. 9. Vysloví závěr, porovnají v něm jednotlivé modely povrchů různých barev a hliníkové folie. Závěrečné zhodnocení: Pracovní list:
Název úlohy: EU-Inovace-F-9-08 LABORATORNÍ PRÁCE č. Měření odrazu a absorpce světla Jméno: Datum: Třída: Školní rok: Spolupracovali: Úkol: změřte odrazivost a absorpci různých povrchů Pomůcky: luxmetr LS-BTA, LabQuest, počítač s programem LoggerLite, modely povrchů různých barev, hliníková folie, stojan s držákem na zkumavky Postup: 1. Na luxmetr nastavte rozsah 0 6000 lx 2. Zapojte luxmetr do konektorů LabQuestu a ten propojte přes USB s počítačem. 3. Luxmetr upevněte do stojanu. 4. Na obrazovce se objeví graf závislosti osvětlení na druhu povrchu. V Nastavení grafu zrušte volbu Spojovat body. 5. Stiskněte tlačítko na LabQuestu a zahajte měření. 6. Jeden z vás bude posunovat upevněný luxmetr rovnoměrným pohybem nad modely povrchů různých barev a hliníkovou folií, druhý vždy po ustálení polohy klikne na ikonu Zachovat, tím tuto hodnotu uložíte a dodáte údaj o vzdálenosti. 7. V menu programu LoggerLite zvolte Experiment Uchovat poslední měření. 8. Graf vložte do pracovního listu. 9. Vyslovte závěr, porovnejte v něm jednotlivé modely povrchů různých barev a hliníkové folie.
Vypracování: Graf Závěr: Doplňující úkol: Určete odrazivost různých materiálů v přírodě, např. písku, hlíny, sněhu, vody.
Použité zdroje: [online] [ cit. 18. 3. 2014] Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/albedo obrázek mapa světa [online] [ cit. 31.1.2014] Dostupné z: http://earthobservatory.nasa.gov/iotd/view.php?id=2599 obrázek břeh oceánu [online] [ cit. 31.1.2014] Dostupné z: http://www.pbslearningmedia.org/resource/ipy07.sci.ess.watcyc.albedo/earths-albedoand-global-warming/ obrázek lesa [online] [ cit. 15.1.2014] Dostupné z: http://geode.colorado.edu/~small/foresthydro.html KOLÁŘOVÁ, R. BOHUNĚK, J., Fyzika pro 9. ročník základní školy Praha: Prometheus, spol. s r. o., 2000. 236 s. ISBN 978-80-7196-193-2 Doc. Dr. Ing. RAUNER K. a kol., Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia Plzeň: Nakladatelství Fraus, 2007. 136 s. ISBN 80-7238-617-8