wyprzedaz
strona
główna
usługi o firmie kontakt

Opisy przykładowych eksperymentów


1. Wyznaczanie ogniskowej soczewki

Wymagane elementy:

  1. Ława optyczna
  2. Oświetlacz halogenowy
  3. Przeźrocze przedmiotowe
  4. Mierzona soczewka A lub B
  5. Ekran

Opis eksperymentu:

Oświetlacz ustawiamy na jednym końcu ławy, przed kondensorem oświetlacza umieszczamy przezrocze przedmiotowe e uchwycie. Na drugim końcu ławy umieszczamy ekran. Przesuwając soczewkę wzdłuż ławy uzyskujemy, na ekranie ostry obraz fragmentu przezrocza.

Przykładowe polecenia dla uczniów:

  1. Opisz otrzymany przez soczewkę obraz. Wypisz wszystkie różnice między obiektem a jego obrazem.
  2. Powtórz doświadczenie używając soczewek A i B.
  3. Opisz różnice między obrazami uzyskanymi przez te soczewki.
  4. Badanie położenia obrazu
  5. Zmniejszaj dystans miedzy soczewką a obiektem jednocześnie poruszając ekranem aby zachować ostry obraz.
    Jaki ma to wpływ na położenie i rozmiar obrazu?
  6. Znajdź ogniskową
  7. Jeśli obiekt jest znacznie oddalony od soczewki, formowany obraz jest umieszczony mniej więcej w ognisku soczewki. Odległość między ogniskiem soczewki, a jej centrum nazywamy OGNISKOWĄ SOCZEWKI.
  8. Znajdź ogniskową soczewek A i B
  9. Mierząc odległość:
    x- przezrocze – soczewka
    y- soczewka – ekran
    ze wzoru 1/f=1/x+1/y wyznaczamy ogniskową soczewek

    Zastosowania:

    Aparaty używają soczewek aby skupić obraz na filmie. Projektory filmowe posiadają ruchomą soczewkę aby wyświetlać ostry obraz na ekranie. Twoje oko to soczewka. Obraz formowany z tyłu twojego oka jest odwrócony, to twój mózg interpretuje go jako właściwy.


    2. Demonstracja zasady działania lupy

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Przeźrocze przedmiotowe
    3. Soczewka A

    Opis eksperymentu:

    Przez soczewkę A obserwujemy przeźrocze przedmiotowe. Widzimy jego powiększony obraz pozorny. Znając ogniskową soczewki A ( zmierzyliśmy ją w poprzednim ćwiczeniu) możemy wyznaczyć powiększenie umowne lupy:

    Γ=250/F

    Gdzie :
    250- odległość dobrego widzenia
    f- ogniskowa wyrażona w [mm]

     

     

     

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    Powiększanie obrazu
    Spróbuj następujących ćwiczeń na każdej z trzech soczewek.

    1. Połóż soczewkę płasko na zapisanej kartce (np. na tej stronie). Powoli podnoś soczewkę ze strony. Opisz obraz liter widzianych przez soczewkę i zmiany jakie zachodzą w trakcie oddalania soczewki od kartki. Kontynuuj oddalanie soczewki aż odległość między nią, a kartką będzie większa niż ogniskowa.

    2. Opisz zmiany zachodzące w obrazie w czasie zbliżania soczewki do oka. Jeśli soczewka jest w stanie wytworzyć obraz większy od rzeczywistego obiektu, wtedy może być używana jako szkło powiększające.

    3. Opisz różnice w zachowaniu obrazu, które zauważyłeś stosując każdą z trzech soczewek.

    4. Trzymając soczewkę bardzo blisko oka zbliżaj ją do kartki tak aby litery stały jak największe. To jest poprawny sposób stosowania szkła powiększającego.

    Poznaj powiększenie.
    Używając tylko tych soczewek. które są szkłami powiększającymi obserwuj różne obiekty.

    5. Znajdź bardzo mały obiekt taki jak mała wydrukowana literka i patrz na nią przez szkło powiększające.

    6. Narysuj obiekt o rzeczywistej wielkości i potem dla porównania narysuj go w rozmiarze jaki zaobserwowałeś przez każde ze szkieł powiększających.


    Zastosowanie:

    Urządzenia powiększające pomagają nam w patrzeniu na bardzo małe obiekty. Niektóre urządzenia powiększające zbudowane z wielu soczewek powiększają obraz nawet ponad tysiąckrotnie.

     

    3. Demonstracja zasady działania lunety Galileusza

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Soczewka ujemna C
    3. Przeźrocze
    4. Soczewka A

    Opis eksperymentu:

    Ustawiamy soczewkę C ( okular lunety) przed soczewką A ( obiektyw lunety) i obserwujemy przeźrocze, ustawione możliwie najdalej od soczewki A. Możemy również obserwować inny oddalony przedmiot

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    1. Porównaj uzyskany obraz z rzeczywistym obiektem.
    2. Narysuj obraz na widziany przez soczewki tak aby jego rozmiar odpowiadał temu co widzisz.
      Następnie narysuj obserwowany obiekt w jego naturalnych wymiarach.
    3. Zmierz wysokość obu obrazków aby obliczyć powiększenie uzyskane przez zrobiony przez ciebie teleskop.

     

    4. Demonstracja zasady działania lunety Keplera

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Soczewka B
    3. Soczewka A
    4. Przeźrocze

    Opis eksperymentu:

    Ustawiamy soczewkę B ( okular lunety) przed soczewką A ( obiektyw lunety) i obserwujemy przeźrocze, ustawione możliwie najdalej od soczewki A. Możemy również obserwować inny oddalony przedmiot.

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    1. Porównaj uzyskany obraz z rzeczywistym obiektem.
    2. Narysuj obraz na widziany przez soczewki tak aby jego rozmiar odpowiadał temu co widzisz.
      Następnie narysuj obserwowany obiekt w jego naturalnych wymiarach.
    3. Zmierz wysokość obu obrazków aby obliczyć powiększenie uzyskane przez zrobiony przez ciebie teleskop.
    4. Czym różni się ten teleskop od skonstruowanego przez ciebie w poprzednim eksperymencie?

     

    5. Demonstracja zasady działania Soczewki Fresnela

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Soczewka Fresnela
    3. Przeźrocze
    4. Ekran
    5. Ekran

    Opis eksperymentu:

    Cztery powyższe eksperymenty możemy powtórzyć używając zamiast soczewki A soczewkę Frsnela. Możemy zmierzyć jej ogniskową, użyć jej jako lupy lub obiektywu w lunecie Galileusza i Keplera.

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    1. Porównaj soczewki.
    2. Obejrzyj dokładnie soczewkę Fresnela.
      Powiedz czym w wyglądzie różni się od innych soczewek.
      Czy soczewka Frensla powiększa?
    3. Znajdź ogniskową

    Zastosowania:

    Soczewka Frensela jest cieńką soczewką. Tylko jedna strona soczewki jest zakrzywiona. Ta strona jest złożona z serii łuków odpowiadających krzywiźnie normalnej soczewki o tej samej ogniskowej. Soczewki Fresnela są czasem używane tam gdzie potrzebne są duże i jednocześnie lekkie soczewki np. w latarniach morskich.


     

    6.Demonstracja rozszczepienia światła przez siatkę dyfrakcyjną.

     

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Oświetlacz halogenowy
    3. Ekran
    4. Siatka dyfrakcyjna
    5. Filtry kolorowe

     

     

     

     

    Opis eksperymentu:

    Przed świecącym oświetlaczem ustawiamy ekran tak aby widzieć na nim ostry obraz włókna żarówki halogenowej. Między oświetlacz a ekran wstawiamy siatkę dyfrakcyjną. Na ekranie obserwujemy rozkład światła w 1 i –1 rzędzie ugięcia. Między tymi obrazami widać nie rozszczepiony 0 rząd.

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    Rozłożenie nie światła białego na widmo.
    1. Porównaj soczewki.
    2. Wypisz wszystkie zaobserwowane kolory w kolejności w jakiej występują.
      Spróbuj oświetlić siatkę innymi rodzajami światła np. neonowym, fluorestencyjnym.
    3. Zanotuj wszystkie kolory które widzisz.
    4. Czy kolory widma każdego ze źródeł światła są takie same?
    5. Użyj kolorowych filtrów.
      Filtr koloru przepuszcza tylko ściśle określoną barwę światła. Przymocuj jeden z filtrów przed
      siatką dyfrakcyjną. Uruchom oświetlacz i obserwuj co stało się z widmem. Na przemian usuwaj
      i przytwierdzaj filtr aby zaobserwować zmiany.
    6. Sporządź dwie listy. Na jednej wypisz kolory przepuszczane przez filtr, na drugiej natomiast te które są przez niego blokowane.
    7. 1.Sporządź podobne listy używając pozostałych filtrów.

    Zastosowania:

    Każdy materiał obserwowany w świetle widzialnym odbija tylko ściśle określoną część jego widma, wygaszając pozostałe barwy. Naukowcy wykorzystują tę właściwość aby określić z jakich materiałów zbudowane są np. odległe gwiazdy. Ten proces zwany SPEKTROSKOPIĄ jest bardzo przydatny ponieważ pozwala określić z czego zbudowany jest obiekt nie poddając go skomplikowanym analizą chemicznym.


     

    7. Demonstracja właściwości światła spolaryzowanego
    ( zestawienie prostego polaryskopu)

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Oświetlacz halogenowy
    3. Ekran
    4. Polaryzator
    5. Analizator
    6. Kawałek folii dwójłomnej, płatek miki, itp.
    7. Soczewka A

    Opis eksperymentu:

    Ustawiamy soczewką A za oświetlaczem tak aby wiązka światła za soczewką była Quazi równoległa. Za soczewką umieszczamy polaryzator, następnie skrzyżowany z nim analizator, na ustawionym dalej ekranie znika wiązka światła. Obracajac analizator natężenie światła na ekranie stopniowo wzrasta.
    Obserwacje polaryskopowe.
    Pomiędzy skrzyżowany polaryzator i analizator wkładamy płatek miki lub kawałek dwójłomnej folii ( bardzo dobre są torebki w które opakowane są elementy optyczne). Obracając lub przekrzywiając kawałek materiału dwójłomnego obserwujemy na ekranie zmieniające się barwy polaryskopowe. Dysponując odpowiednimi tabelami tych barw możemy wyznaczyć różnice dróg optycznych, wprowadzanych przez element dwójłomny. Zginając, lub lepiej ściskając, kawałek pleksi można zobrazować wytworzone w materiale naprężenia.

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    Patrz przez jeden polaryzator.
    Zainstaluj polaryzator na wsporniku i skieruj na niego światło oświetlacza. Zmieniaj położenie polaryzatora obracając go.
    1. Opisz zmiany jakie zachodzą obracając polaryzator.
    2. Patrz przez dwa polaryzatory.
    3. Opisz co dzieje się wraz z obracaniem polaryzatora. Umieść polaryzatory w pozycji w której nie przepuszczają światła. Nie zmieniając ich pozycji umieść między nimi kawałek rozciągniętego plastiku.
    4. Opisz co zaobserwowałeś.

    Zastosowania:

    Polaryzatory są używane w niektórych okularach przeciw słonecznych aby wygasić światło odbite. Są również używane przez inżynierów badających plastikowe modele budynków i maszyn aby odkryć ewentualne błędy konstrukcyjne.


     

    8. Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Siatka dyfrakcyjna
    3. Laser HeNe

    Opis eksperymentu:

    Laserem HeNe o znanej długości fali ( 632,8 nm) świecimy przez siatkę dyfrakcyjną, na ekran, lub w celu poprawienia dokładności pomiaru, na białą kartkę A4 lub ścianę.
    Obserwujemy ugięcie światła na siatce, dla załączonej siatki obserwujemy rząd 1,-1 i 0. Mierząc odległość ekranu ( ściany) od siatki dyfrakcyjnej[ X] i odległość 1 lub –1 rzędu od rzędu 0 [ Y] obliczamy kąt ugięcia.

    tgα= Y/X

    następnie, z równania siatki dyfrakcyjnej:

    d sinα=m λ,

    wyznaczamy stałą siatki d

    d=m λ/sinα

     

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    Wykonaj eksperyment używając lasera półprzewodnikowego i znając stałą siatki wyznacz jego długość fali.
    Wykorzystując równanie siatki dyfrakcyjnej d sinα=m λ.

     

    9.Demonstracja hologramu.
    ( zestawienie prostego polaryskopu)

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Oświetlacz halogenowy
    3. Hologram

     

    Opis eksperymentu:

    Zamocowany na ławie optycznej hologram oświetlamy białym światłem oświetlacza halogenowego. Zmieniaj położenie hologramu względem źródła światła aż ujrzysz wyraźnie wszystko co zostało na nim umieszczone

     

     

     

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    1. Jaki obraz jest na hologramie?
    2. Co dzieje się z obrazem jeśli zmienisz kąt światła padającego na powierzchnię hologramu?
    3. Czym różni się hologram od zwykłego zdjęcia, czy slajdu?

    Zastosowania:

    Hologramy są w stanie utworzyć trójwymiarowy obraz z płaskiej powierzchni filmu. Niektóre hologramy mogą pokazywać wszystkie strony obiektu na płaskiej powierzchni. Są one używane do projekcji bardzo realistycznie wyglądających obrazów. Inżynierowie stosują hologramy urządzeń aby wykryć słabe i zużyte miejsca. Hologramy są również zamieszczane na niektórych kartach kredytowych aby utrudnić zadanie fałszerzą.


     

    10.Przesyłanie światła przez światłowód.

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Laser HeNe
    3. Światłowód

    Opis eksperymentu:

    Zamocowanym na ławie optycznej laserem świecimy w jeden koniec światłowodu.

    Przykładowe polecenia dla uczniów:
    Opis światłowodu:
    Światłowód jest częściowo zbudowany ze szkła. Spróbuj delikatnie wygiąć światłowód aby sprawdzić czy jest sztywny, czy giętki.

    1. Czy światłowód jest sztywny jak szkło? Obejrzyj końcówkę światłowodu przez soczewkę powiększającą
    2. Narysuj to co zaobserwowałeś i zaznacz która część według ciebie zbudowana jest ze szkła.
      Prześlij światło przez światłowód
      Przystaw jeden ze końców światłowodu blisko źródła światła np. lasera.
    3. Czy światło ‘wychodzi’ drugim końcem? Zagnij światłowód na rogu (trzymając jeden z końców blisko źródła światła)
    4. Czy ma to wpływ na ‘wychodzenie’ światła drugim końcem? Umieść ołówek na przeciwko końca światłowodu do którego wpada światło.
    5. Czy osoba patrząc tylko na drugi koniec światłowodu może powiedzieć kiedy ruszasz ołówkiem?
      Czy możesz w ten sposób przesyłać zakodowane informacje?

    Zastosowania:

    Informacje mogą być przesyłane przez strumień światła biegnący przez światłowód. Światłoczułe mikroprocesory mogą sczytywać informacje przesyłane przez światłowody z częstotliwością 9 miliardów malutkich impulsów na sekundę. Światłowody optyczne tak cienkie jak ten którego używałeś w doświadczeniach mogą obsłużyć wiele rozmów telefonicznych w tym samym czasie. Lekarze mogą włożyć światłowód w naczynia krwionośne pacjenta i obserwować jego serce. O nowych zastosowaniach światłowodów wciąż informują gazety i czasopisma.


     

    11.Projektor

    Wymagane elementy:

    1. Ława optyczna
    2. Oświetlacz halogenowy
    3. Przeźrocze przedmiotowe
    4. Soczewka A lub B
    5. Ekran

    Opis eksperymentu:

    Skonstruuj rzutnik
    Włącz oświetlacz i przymocuj w niewielkiej odległości slajd który chcesz wyświetlić. Następnie na kolejnym wsporniku zamocuj jedną z soczewek i ustaw ją przed slajdem. Ustaw soczewkę tak aby na ekranie pojawił się ostry obraz wyświetlanego slajdu.

    Przykładowe polecenia dla uczniów:

    1. Porównaj slajd z jego obrazem uzyskanym na ekranie. Spróbuj tego samego z pozostałymi dwiema soczewkami.
    2. Która soczewka daje najlepszy obraz
    3. Co zadecydowało o poprawin jakości obrazu? Spróbuj oddalić ekran od soczewki.
    4. Jeśli otrzymałeś obraz, opisz jak się zmienił.
    5. Czy osoba patrząc tylko na drugi koniec światłowodu może powiedzieć kiedy ruszasz ołówkiem?
      Czy możesz w ten sposób przesyłać zakodowane informacje?

    Zastosowania:

    Ten rodzaj układu soczewek jest używany m.in. w rzutnikach slajdów oraz w projektorach filmowych. Światło przechodzi przez obraz i jest rzutowane przez soczewkę na ekran. Na tej samej zasadzie działają duże ekrany telewizyjne.