Optika - Japonské krabičky

Vážení učitelé,

nabízíme k zapůjčení další pomůcku do fyziky.

Zapůjčení je možné u Mgr. Hany Vojtové ze ZŠ Smíškova po předchozí domluvě - vojtova.hana@zssmiskova.eu
(půjčování je možné ve středu či ve čtvrtek dopoledne, tj. od 8.00 do 11.30 hod.) 

Popis pomůcky:

JAPONSKÉ KRABIČKY

Žákovská sada

Základem pro žákovské zdroje světla je řada 4 LED zapojených paralelně přes ochranný rezistor na plochou baterii.
Použité jsou vysoko-svítivé zelené LED se svítivostí 13 000 mCd a vyzařovacím úhlem 10°. LED jsou osazeny v krabičce o délce 12 cm, která má v čelní stěně štěrbinu o šířce 2 mm. Po zapojení na zdroj vytváří světlo diod na podložce proužek, který při troše drzosti můžeme prohlásit za model paprsku. Je dostatečně silný na to, aby se při pokusech nemuselo zatemňovat

Krabičky jsou doplněny modely zrcadel - rovinné zrcadlo a kulové zrcadlo. 

Sadu doplňují pracovní „lístky“, které si můžete stáhnout v samostatném souboru. Lístky obdrží každý žák, krabičkou si posvítí po naznačeném dopadajícím paprsku a zakreslí, kam se paprsek odráží. 

 

Stručný popis možných pokusů:

1. Zákon odrazu 
Žáci hledají odrazy dvou náhodných paprsků. Do lístku mohou dodatečně dokreslit kolmice v bodech dopadu, úhel dopadu a úhel odrazu. Doplňkovým problémem je, jak svítit, aby se světlo odráželo zpět ke zdroji.

2. Zobrazení rovinným zrcadlem
Děti hledají odraz tří paprsků vycházejících z jednoho bodu. Vznikne rozbíhavý svazek. Nyní nastává zřejmě nejsložitější část geometrické optiky – přesvědčit žáky, kde  oko vidí obraz bodu.

3. Soustavy rovinných zrcadel
S použitím dvou rovinných zrcadel mohou žáci zkoumat chování paprsku mezi dvěma zrcadly (kolmými, rovnoběžnými, šikmými).

4. Zobrazení vypuklým zrcadlem
Podobně jako v předchozím případě hledají obraz bodu ve vypuklém zrcadle. Použití reálného světla a zrcadla umožňuje nalezení obrazu bez toho, aniž by znali konstrukční paprsky (chod význačných paprsků).​​​​​​

5. Hledání ohniska vypuklého zrcadla
Zde narazíme na „kulovou vadu“ - odražené paprsky nevycházejí z jednoho bodu ležícího na polovině poloměru křivosti (spíše z jakési „oblasti“). Namísto meditací nad paraxiálním prostorem doporučujeme s žáky uzavřít dohodu o tom, že se budeme tvářit, jako by paprsky z jednoho bodu vycházely. Usnadní nám to život.

6/7. Zobrazení dutým zrcadlem
Tak, jako předtím, hledají obraz bodu. S ohledem na chování dutého zrcadla jsou zde dva pracovní lístky pro dva rozdílné výsledky (tj. jednou vzniká skutečný a podruhé neskutečný obraz).

8. Hledání ohniska dutého zrcadla
Opět se odražené paprsky neprotnou v jednom bodě. Je zde pěkně vidět, že čím dále jsme s paprskem od osy, tím dále od ohniska paprsek protíná osu.

 

 

Poznámka: podrobná, názorná a srozumitelná metodika na https://fyzikalnisuplik.websnadno.cz/ v disertační práci Mgr. Václava Piskače. 

Nebo pak na adrese https://fyzikalnisuplik.websnadno.cz/Optika_-astronomie.html pod názvem Žákovská optická lavice – zrcadla.

Pracovní listy naleznete zde