Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/02.0055 Měření osvětlení svíčky, klasické a úsporné žárovky v závislosti na vzdálenosti od zdroje (experiment) Označení: EU-Inovace-F-9-05 Předmět: Fyzika Cílová skupina: 9. třída Autor: Mgr. Monika Rambousková Časová dotace: 1 vyučovací hodina Forma: dvojice Anotace: tento experiment lze zařadit při probírání učiva o světelných jevech a jejich využití Cíl: zjistit, jak závisí osvětlení od různých zdrojů na vzdálenosti od těchto zdrojů Pomůcky: luxmetr LS-BTA, LabQuest, počítač s programem LoggerLite, svíčka, zápalky, žárovka 100 W, úsporná žárovka, délkové měřidlo Teorie Fotometrie je část optiky, která zkoumá světlo z hlediska jeho působení na zrakový orgán. Veličiny, které určují velikost tohoto působení na lidské oko, se označují jako fotometrické veličiny. Mezi fotometrické veličiny řadíme např. svítivost zdroje, světelný tok, světelnou energii nebo osvětlení. Fotometrie se zaměřuje na viditelné světlo. Podobné metody jako fotometrie se používají pro studium celého elektromagnetického spektra v radiometrii. Běžná hodnota osvětlení: ve vnitřních prostorách se pohybuje v rozmezí 100 2000 lx
ve slunečný letní den na volném prostranství lze naměřit hodnoty větší než 70 000 lx (v zeměpisné šířce ČR) jasná měsíční noc při úplňku představuje osvětlenost do 0,5 lx Lidský zrak je natolik adaptabilní, že dokáže vnímat určité světelné podněty ještě při hladině 10 9 lx, samozřejmě bez možnosti rozlišovat jakékoliv předměty; a naopak, člověk je schopen číst výrazný text při osvětlení zhruba 10 8 lx (pochopitelně za cenu výrazného nepohodlí). Osvětleni měříme luxmetrem a jeho hodnoty jsou sledovaným parametrem pro hygienu práce. Jako přiklad lze uvést orientační hodnoty pro: čteni 300 lx rýsování 750 lx osvětleni chodeb 75 lx 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 umístí před svíčku bude měřit hodnotu osvětlení svíčky. 4. V menu Experiment Sběr dat zvolí Mód: události se vstupy a zadají parametry: Název sloupce vzdál, značka d, jednotka m 5. Na obrazovce se objeví graf závislosti osvětlení na vzdálenosti od svíčky. V Nastavení grafu zruší volbu Spojovat body. 6. Zatemní, vypnou osvětlení ve třídě, vynulují luxmetr. 7. Zapálí svíčku a spustí měření. 8. Jeden z žáků bude vzdalovat svíčku od luxmetru, druhý po ustálení polohy klikne na ikonu Zachovat, tím tuto hodnotu uloží a dodá údaj o vzdálenosti. 9. Naměří asi 15 hodnot po 3 5 cm. 10. V menu programu LoggerLite zvolí Experiment Uchovat poslední měření. 11. Graf vloží do pracovního listu. 12. Bod 3. 11. zopakují pro žárovku a pro úspornou žárovku. 13. Vysloví závěr, porovnají v něm jednotlivé zdroje osvětlení. Závěrečné zhodnocení:
Pracovní list: Název úlohy: EU-Inovace-F-9-05 LABORATORNÍ PRÁCE č. Měření osvětlení svíčky, klasické a úsporné žárovky v závislosti na vzdálenosti od zdroje Jméno: Datum: Třída: Školní rok: Spolupracovali: Úkol: zjistěte, jak závisí osvětlení na vzdálenosti od zdrojů Pomůcky: luxmetr LS-BTA, LabQuest, počítač s programem LoggerLite, svíčka, zápalky, žárovka 100 W, úsporná žárovka, délkové měřidlo Postup: 1. Na luxmetr nastavte rozsah 0 6000 lx 2. Zapojte luxmetr do konektorů LabQuestu a ten propojte přes USB s počítačem. 3. Luxmetr umístěte před svíčku bude měřit hodnotu osvětlení svíčky. 4. V menu Experiment Sběr dat zvolte Mód: události se vstupy a zadejte parametry: Název sloupce vzdál, značka d, jednotka m 5. Na obrazovce se objeví graf závislosti osvětlení na vzdálenosti od svíčky. V Nastavení grafu zrušte volbu Spojovat body. 6. Zatemněte, vypněte osvětlení ve třídě, vynulujte luxmetr. 7. Zapalte svíčku a spusťte měření. 8. Jeden z vás bude vzdalovat svíčku od luxmetru, druhý po ustálení polohy klikne na ikonu Zachovat, tím tuto hodnotu uložíte a dodáte údaj o vzdálenosti. 9. Naměřte asi 15 hodnot po 3 5 cm. 10. V menu programu LoggerLite zvolte Experiment Uchovat poslední měření. 11. Graf vložte do pracovního listu. 12. Bod 3. 11. zopakujte pro žárovku a pro úspornou žárovku. 13. Vyslovte závěr, porovnejte v něm jednotlivé zdroje osvětlení.
Vypracování: Graf pro svíčku Graf pro žárovku Graf pro úspornou žárovku Závěr:
Použité zdroje: [online] [ cit. 10. 1. 2014] Dostupné z:http://cs.wikipedia.org/wiki/fotometrie [online] [ cit. 10. 1. 2014] Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/osv%c4%9btlenost 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