rJPJAKDI CM - Private Schoolsold.privateschools.gr/books/lykeio/c_lyk/Fysikh... ·...

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ

Κ- Χ -*. " p p f "

mm fefeiii

rJPJAKDI CM : ,

c

Γ Ε Ν I Κ : - . | ' Λ ρ Ι ΓΕΝΙΚΟΥ Λ

:..

wimms&m, ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΚΔΟΣΕΩΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ ΒΙΒΛΙΩΝ

SaKjfeBC s i l l i l l

,

Ε Ρ Γ Α Σ Τ Η Ρ Ι Α Κ Ό ς Ο Α Η Γ Ο ς

Φ Υ Σ I Κ Η

Γ Ε Ν Ι Κ Η Σ Π Α Ι Δ Ε Ι Α Σ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΟΜΑΔΑ ΣΥΓΓΡΑΦΗΣ Πέτρος Γεωργακάκος, φυσικός, καθηγητής 3ου Λυκείου Ηλιούπολης Αθανάσιος Σκαλωμένος, φυσικός, καθηγητής 1ου Λυκείου Ζωγράφου Νικόλαος Σφαρνάς, φυσικός, καθηγητής 56ου Λυκείου Αθηνών Ιωάννης Χριστακόπουλος, φυσικός, καθηγητής του Ε.Π.Λ. Νέας Φιλαδέλφειας «Μίλ-τος Κουντουράς»

ΟΜΑΔΑ ΚΡΙΣΗΣ Ευάγγελος Κούκλης, φυσικός, καθηγητής 6ου Λυκείου Ζωγράφου Σπύρος Τζαμαρίας, φυσικός στοιχειωδιόν σωματιδίων. Κύριος ερευνητής Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. «Δημόκριτος» Χρήστος Χρονόπουλος, φυσικός, καθηγητής 4ου Λυκείου Αμαρουσίου

ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΣΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΤΟΥ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟΥ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟΥ Χρήστος Δούκας, πάρεδρος Παιδαγωγικού Ινστιτούτου, τομέας Φυσικών Επιστημών

ΓΛΩΣΣΙΚΗ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ Μαιρίτα Κλειδωνάρη, φιλόλογος, καθηγήτρια Λυκείου Αγίου Στεφάνου

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ

ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ

ΠΕΤΡΟΣ ΓΕΩΡΓΑΚΑΚΟΣ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΣΚΑΛΩΜΕΝΟΣ

ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΦΑΡΝΑΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΧΡΙΣΤΑΚΟΠΟΥΛΟΣ

Ε Ρ Γ Α Σ Τ Η Ρ Ι Α Κ Ο Σ Ο Δ Η Γ Ο Σ

Φ Υ Σ Ι Κ Η

Γ Ε Ν Ι Κ Η Σ Π Α Ι Δ Ε Ι Α Σ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΚΔΟΣΕΩΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ ΒΙΒΛΙΩΝ - ΑΘΗΝΑ

... Στις Φυσικές Επιστήμες το πείραμα αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο της διαδικασίας προσέγγισης των γνώσεων. Το πείραμα είναι τρόπος επικοινωνίας με τη φύση, η βάση της μεθοδολογίας των Φυσικών Επιστημών και δε νοείται αποκομμένο από τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά της μεθοδολογίας, όπως η πα-ρατήρηση, η διατύπωση υποθέσεων και ο έλεγχος των υποθέσεων - θεωριών.

... Έρευνες και εμπειρία έχουν δείξει ότι είναι απαραίτητο να συνειδητοποιή-σει ο εκπαιδευτικός την ανάγκη των μαθητών του να αυτενεργούν πάνω στο γνωστικό αντικείμενο, για να υλοποιηθούν οι σκοποί και οι στόχοι της πειρα-ματικής διδασκαλίας...

Απόσπασμα από το βιβλίο Οδηγός τον εκπαιδευτικού, UNESCO

Με το νέο αναλυτικό πρόγραμμα για τη διδασκαλία των Φυσικών Επιστη-μών στο Ενιαίο Λύκειο προβλέπεται, παράλληλα με τη θεωρητική, να γίνεται και εργαστηριακή - πειραματική διδασκαλία του μαθήματος.

Ο εργαστηριακός οδηγός του μαθήματος της Φυσικής Γ' τάξης Ενιαίου Λυ-κείου Γ ενικής Παιδείας περιλαμβάνει τρεις εργαστηριακές ασκήσεις, οι οποίες έχουν ως σκοπό να κατανοήσουν οι μαθητές όσο το δυνατόν καλύτερα διάφο-ρα φυσικά φαινόμενα που περιγράφονται στις ενότητες του βιβλίου του μαθη-τή. Γι' αυτό γίνεται αναλυτική παρουσίαση του τρόπου εκτέλεσης των ασκή-σεων, οι οποίες συνοδεύονται από φύλλα εργασίας.

Όλες οι ασκήσεις εκτελούνται από τους μαθητές και μπορούν να ολοκλη-ρωθούν σε μία διδακτική ώρα η καθεμία. Η καθιέρωση εργαστηριακής ώρας για τη διδασκαλία των εργαστηριακών ασκήσεων Φυσικής, Χημείας και Βιο-λογίας θα επιτρέψει στην εκπαιδευτική κοινότητα (καθηγητές - μαθητές) να υλο-ποιήσουν πλήρως το νέο αναλυτικό πρόγραμμα.

Αθήνα, Ιανουάριος 1999

Π Ε Ρ

Σκοποί, και στόχοι των εργαστηριακών ασκήσεων Φ Κανόνες ασφάλειας στο

εργαστήριο Φυσικής j 1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ

Ανάλυση του φωτός με πρίσματα Παρατήρηση και καταγρα| διάφορων φασμάτων. Φύλλο εργασίας

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ a

Πειράματα με τα

Τ Φύλλο εργασίας

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου με τον απαριθμητή Geiger-Mulle| Φύλλο εργασίας

Ο Μ Ε Ν Α

ς Κ Η ς Η 3

I Μ

II

17

17 23

25 31

33 39

IH m h

Σ κ ο π ο ί και σ τ ό χ ο ι τ ω ν ε ρ γ α -σ τ η ρ ι α κ ώ ν α σ κ ή σ ε ω ν Φ υ σ ι κ ή ς

Αυτός ο εργαστηριακός οδηγός του μαθητή απορρέει από την πειραματική - εργα-στηριακή ανάπτυξη της ύλης της Γ' τάξης Λυκείου Γενικής Παιδείας και τους σκο-πούς της διδασκαλίας του μαθήματος της Φυσικής. Αναλυτικότερα, οι εργαστηριακές δραστηριότητες έχουν ως σκοπό και στόχο οι μαθητές:

V Να αντιληφθούν τη σημασία των εργαστηρίων στη μελέτη της Φυσικής με την αποδοχή των παρατηρούμενων φαινομένων.

V Να εξοικειωθούν με τη χρήση εργαστηριακών οργάνων και να συναρμολογή-σουν απλές πειραματικές συσκευές.

V Να αποκτήσουν επιδεξιότητα στο χειρισμό οργάνων και συσκευών.

V Να καταλαβαίνουν και να εκτελούν σωστά τις οδηγίες.

V Να εξασκηθούν στην ακριβή παρατήρηση και μέτρηση.

V Να μάθουν να κρατούν σημειώσεις σωστά και με προσοχή.

V Να μπορούν να σχεδιάζουν και να εξηγούν απλές γραφικές παραστάσεις.

V Να εξασκηθούν στη διατύπωση υποθέσεων, προκειμένου να ερμηνεύουν τις πα-ρατηρήσεις τους.

V Να μάθουν να καταγράφουν και να παρουσιάζουν με ειλικρίνεια τα πειραματι-κά αποτελέσματα, όσα δηλαδή αναμφισβήτητα εξάγονται κατά την πειραματι-κή διαδικασία, ανεξάρτητα από το αν τους φαίνονται ορθά ή μη.

V Να βγάζουν συμπεράσματα και να τα δατυπώνουν.

V Να μάθουν να εργάζονται στο εργαστήριο σύμφωνα με τους κανόνες ασφάλειας.

V Να συνδέουν τη μάθηση στην αίθουσα διδασκαλίας με αυτή στο εργαστήριο, για να εμβαθύνουν σε όσα διδάσκονται.

V Να αυξηθεί το ενδιαφέρον τους για το μάθημα της Φυσικής.

V Να μάθουν να συνεργάζονται με άλλους και να παίρνουν πρωτοβουλίες.

Με τη συνεργασία επιτυγχάνουμε τους στόχους μας

θ

1. Να φοράτε, όταν κάνετε πειράματα, την εργαστηριακή σας μπλούζα.

2. Να ακολουθείτε επακριβώς όλες τις οδηγίες του πειράματος που εκτε-λείτε.

3. Να εκτελείτε το πείραμα όπως σας έχει υποδειχθεί από τον υπεύθυνο καθηγητή.

4. Μη συνδέετε τις ηλεκτρικές συσκευές με το δίκτυο της ΔΕΗ. Η σύν-δεση θα γίνεται μόνο από τον υπεύθυνο καθηγητή.

5. Μην εργάζεστε στο εργαστήριο χωρίς επίβλεψη.

6. Μη χρησιμοποιείτε κανένα όργανο και συσκευή, αν δεν έχετε την άδεια του υπεύθυνου καθηγητή.

7. Μη μεταφέρετε κανένα εργαστηριακό όργανο ή συσκευή ή υλικό έξω από το εργαστήριο, εκτός και αν αυτό σας ζητηθεί από τον υπεύθυνο καθηγητή.

8. Μην τρώτε και μην πίνετε στην αίθουσα του εργαστηρίου.

9. Μη βραχυκυκλώνετε μπαταρίες, τροφοδοτικά ή άλλες ηλεκτρικές συ-σκευές. Η θερμοκρασία που θα αναπτυχθεί στα καλώδια σύνδεσης μπορεί να σας προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα και καταστροφή των ηλεκτρικών στοιχείων.

10. Μην πιέζετε με δύναμη εύθραυστα αντικείμενα που χρησιμοποιείτε στο εργαστήριο.

11. Μην αγγίζετε υλικά και συσκευές που βρίσκονται π ά ν ω στον πάγκο επίδειξης.

12. Να είστε ενήμεροι για το πού βρίσκονται και πώς λειτουργούν οι πυ-ροσβεστήρες και τα άλλα είδη πρώτων βοηθειών.

13. Μετά το τέλος της εργαστηριακής άσκησης να καθαρίζετε, να στε-γνώνετε και να ξαναβάζετε όλα τα όργανα και τις συσκευές που χρη-σιμοποιήσατε στη θέση τους.

Ό ρ γ α ν α και σ υ σ κ ε υ έ ς π ο υ θα χ ρ η σ ι μ ο π ο ι η θ ο ύ ν για την π ρ α γ μ α τ ο π ο ί η σ η των εργαστηριακών α σ κ ή σ ε ω ν

Βάση παραλληλόγραμμη (ΓΕ 010.0) Σύνδεσμος απλός (ΓΕ 030.0)

Λαβίδα μεταλλική απλή (ΓΕ 045.0) Τραπεζίδιο μεταβλητού ύψους (ΟΠ 195.1)

Οθόνη αδιαφανής (ΟΠ 025.1) Πρίσματα με στέλεχος (ΟΠ 060.0)

Πολωτικό σώμα (polaroid) (ΟΠ 140.0) Φίλτρα έγχρωμα (ΟΠ 146.0)

Προβολέας Reuter (ΟΠ 005.2) Σωλήνες Geisler (ΗΛ 545.1)

Λυχνιολαβή σε βάση (ΗΛ 195.0) Λυχνία απαριθμητή Geiger-Muller

Τροφοδοτικό (AC - DC)

J Πολυδύναμο όργανο με απαριθμητή Geiger - Muller

Επαγωγικό πηνίο Ruhmkorff (ΗΛ 475.0)

Φασματοσκόπιο (ΟΠ 220.0)

Ράβδος μεταλλική 0,60m (ΓΕ 040.3)

Ράβδος μεταλλική lm (ΓΕ 040.

Συναρμολογούμενη οπτική τράπεζα

Μερικά σ ύ μ β ο λ α κ ί ν δ υ ν ο υ

/Κ Α Τοξικό Ραδιενεργός ακτινοβολία Εύφλεκτο

Α, Jk Α\ Υψηλή τάση Εκρηκτικό Κίνδυνος

Διαβρωτικό Laser σε λειτουργία

Ο

Β Ι Β Λ Ι Ο Γ Ρ Α Φ Ι Α

UNESCO, Οδηγός του εκπαιδευτικού

Εικονογραφημένος κατάλογος εποπτικών μέσων διδασκαλίας, Σιδε-ρής Μητσιάδης, Ο.Ε.Δ.Β.

Πειράματα Φυσικής, Μπουρούτης Ιωάννης Ο.Ε.Δ.Β.

Εργαστηριακές ασκήσεις Φυσικής, Λ. Ανδριτσάκης, Α. Αραβανχινός, κ.α. Μακεδόνικες εκδόσεις.

Πειράματα Φυσικής, Π. Κόκκοτας, Βασ. Καραπαναγιώτης, κ.α. Εκ-δόσεις Γρηγόρη.

P.S.S.C. Φυσική, Εργαστηριακός οδηγός, Ίδρυμα Ευγενίδου.

Εργαστηριακές ασκήσεις Β' και Γ Γυμνασίου, Ο.Ε.Δ.Β.

Φυσική, Friedrich Dorn.

Προδιαγραφές βιβλίων Παιδαγωγικού Ινστιτούτου.

Ο

Ε Ρ Γ Α Σ Τ Η Ρ Ι Α Κ Ε Σ Α Σ Κ Η Σ Ε Ι Σ

, „ * - > · - '

y>

Ο

«Λουλούδια», π ίνακας ζωγραφικής της Έβης Ιωάννου

Ο

Εργαστηριακή άσκηση

Εργαστηριακή άσκησ"

• Ανάλυση του φωτός με πρίσματα • Παρατήρηση και καταγραφή διάφορων φασμά-των (συνεχή, γραμμικά, εκπομπής και απορρόφησης)

Σ Τ Ο Χ Ο Ι

Στόχοι αυτής της εργαστηριακής άσκησης είναι οι μαθητές:

yf Να διαπιστώσουν ότι το λευκό φως αποτελείται από διάφορα χρώματα (ακτι-νοβολίες), που αποτελούν το συνεχές φάσμα.

Λ/ Να παρατηρήσουν και να περιγράψουν το φάσμα ενός στερεού σε υψηλή θερ-μοκρασία.

y/ Να παρατηρήσουν και να περιγράψουν τα φάσματα αερίων που φωτοβολούν.

V Να παρατηρήσουν και να περιγράψουν φάσματα απορρόφησης.

Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Ι Κ Ε Σ Γ Ν Ω Σ Ε Ι Σ

Για την πραγματοποίηση και κατανόηση της άσκησης οι μαθητές πρέπει να γνω-ρίζουν τις ενότητες του σχολικού βιβλίου: • 1 . 3 Μήκος κύματος και συχνότητα του φωτός κατά τη διάδοσή του. • 1.4 Ανάλυση λευκού φωτός και χρώματα. • Το ελεύθερο ανάγνωσμα των σελίδων 22-23 (Το φασματοσκόπιο, φάσματα εκ-πομπής και φάσματα απορρόφησης).

Ο


ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ

1. Δύο παραλληλόγραμμες βάσεις 2. Δύο ράβδοι μήκους 60cm η καθεμία 3. Εννέα σύνδεσμοι απλοί ή «σταυροί» 4. Προβολέας Reuter 5. Διάφραγμα με σχισμή για τον προβολέα Reuter 6. Οθόνη αδιαφανής 7. Δύο πρίσματα με στέλεχος 8. Τραπεζίδιο μεταβλητού ύψους 9. Λεκάνη οπτικής τράπεζας 10. Φασματοσκόπιο 11. Σωλήνες Geisler 12. Στήριγμα σωλήνων Geisler 13. Επαγωγικό πηνίο Ruhmkorff 14. Τέσσερα καλώδια σύνδεσης 15. Φίλτρα έγχρωμα 16. Τροφοδοτικό ή πολλαπλός μετασχηματιστής (ΗΛ 465.0, 465.1, 700.0) ή συσ-

σωρευτή 6Volt

Π Ε Ι Ρ Α Μ Α Τ Ι Κ Η Δ Ι Α Δ Ι Κ Α Σ Ι Α

• Ανάλυση του φωτός με πρίσματα 1. Συναρμολογήστε ι ην οπτική τράπεζα.

2. Στερεώστε τον ποοβολέα Reuter στην κάτω οριζόντια ράβδο, όπως φαίνεται στη φωτογραφία 1.

©

Εργαστηριακή άσκηση 1

3 Τοποθετήστε στη σχισμή του φακού του προβολέα το διάφραγμα μιας σχισμής. Περιστρέψτε το φακό έτσι, ώστε η σχισμή να είναι κατακόρυφη. Τοποθετήστε στον τελευταίο σύνδεσμο την αδιαφανή οθόνη, όπως στη φωτογραφία 1.

4. Συνδέστε τον προβολέα με το τροφοδοτικό σε τάση 6 έως 8Volt. Καλέστε τον υπεύθυνο καθηγητή να ελέγξει τη σύνδεση και να συνδέσει το τροφοδοτικό με το δίκτυο της ΔΕΗ.

5. Ανάψτε τον προβολέα.

6. Πάνω στην οθόνη βλέπετε μια φωτεινή γραμμή που προέρχεται από τον προβο-λέα. Με τη βοήθεια του άξονα του προβολέα ρυθμίστε έτσι, ώστε η φωτεινή γραμ-μή να πάρει το μικρότερο δυνατό πλάτος, ενώ ως προς το ύψος να μην υπερβαίνει αυτό του πρίσματος.

7 Κατευθύνετε τον προβολέα έτσι, ώστε η φωτεινή γραμμή να πέφτει προς το αρι-στερό άκρο της οθόνης.

8. Τοποθετήστε ανάμεσα στον προβολέα και την οθόνη ένα πρίσμα, όπως στη φωτο-γραφία 1. Ο άξονας του πρίσματος τοποθετείται στην οπή του συνδέσμου. Προ-σανατολίστε το πρίσμα έτσι, ώστε το φως να πέφτει πάνω στο πρίσμα κοντά σε μία ακμή του (οξεία γωνία).

Τι παρατηρείτε στη οθόνη;

9. Στη συνέχεια τοποθετήστε και το δεύτε-ρο πρίσμα, μεταξύ του πρώτου και της οθόνης, σε απόσταση περίπου δύο εκα-τοστών από το πρώτο πρίσμα, όπως φαί-νεται στη φωτογραφία δίπλα. Οι υποτεί-νουσες επιφάνειες των πρισμάτων να εί-ναι η μία απέναντι στην άλλη, ώστε το φως που προέρχεται από διάθλαση στο πρώτο πρίσμα να πέφτει κοντά στην ακμή του δευτέρου.

ο


Τι παρατηρείτε στην οθόνη;

• Παρατήρηση και καταγραφή φάσματος απορρόφησης

10. Αφαιρέστε το δεύτερο πρίσμα. Στην οθόνη επανεμφανίζεται η έγχρωμη ταινία. Κρατήστε με το χέρι σας ένα από τα έγχρωμα φίλτρα μπροστά στο φακό του προ-βολέα. Επαναλάβετε την ίδια διαδικασία για όλα τα φίλτρα και καταγράψτε ό,τι παρατηρείτε στην οθόνη, σημειώνοντας ταυτόχρονα χρώμα φίλτρου και αντίστοι-χη παρατήρηση, στον παρακάτω πίνακα 1.

ΠΙΝΑΚΑΣ 1.

Χρώμα φίλτρου Παρατήρηση στην οθόνη

Κίτρινο - πράσινο

Βιολετί

Πράσινο - μπλε

Κόκκινο

Μπλε

Πορτοκαλί


• Παρατήρηση και καταγραφή διάφορων φασμάτων με τη βοήθεια φα-σματοσκοπίου (συνεχή, γραμμικά, εκπομπής και απορρόφησης)

1. Τοποθετήστε τον προβολέα Reuter σε μια παραλληλόγραμμη βάση. Προσανατο-λίστε τον έτσι, ώστε ο άξονάς του να βρίσκεται στην προέκταση του κατευθυντή-ρα του φασματοσκοπίου.

2. Συνδέστε τον προβολέα με το τροφοδοτικό σε τάση 6 έως 8Volt. Καλέστε τον υπεύθυνο καθηγητή να ελέγξει τη σύνδεση και να συνδέσει το τροφοδοτικό με το δίκτυο της ΔΕΗ.

3. Ανάψτε τον προβολέα.

4. Από τη διόπτρα παρατηρήστε το φάσμα του διάπυρου στερεού (νήμα λαμπτήρα). Καταγράψτε την παρατήρησή σας.

5. Μπροστά από τη σχισμή του κατευθυντήρα τοποθετήστε τα διάφορα έγχρωμα φίλ-τρα διαδοχικά και παρατηρήστε από τη διόπτρα.

Καταγράψτε τις παρατηρήσεις σας στον παρακάτω πίνακα 2.

ΠΙΝΑΚΑΣ 2.

Χρώμα φίλτρου Παρατήρηση


Βιολετί


Κόκκινο

Μπλε

Πορτοκαλί

Ο


Η εργαστηριακή αυτή δραστηριότητα να πραγματοποιηθε ί από τον καθηγητή. Οι μαθητές να παρατηρήσουν τα φάσματα με το φασματοσκόπιο και να καταγράψουν τις παρατηρήσεις τους.

1. Συναρμολογήστε τη διάταξη της φωτογραφίας. 2. Τροφοδοτήστε το πηνίο Ruhmkorff με τάση 6Volt (AC ή DC). 3. Τοποθετήστε στον ορθοστάτη το σωλήνα Geisler - ηλίου. 4. Κλείστε το διακόπτη του πηνίου Ruhmkorff. Ο σωλήνας Geisler ακτινοβολεί φως.

Από τη διόπτρα παρατηρήστε το φάσμα εκπομπής του αερίου ηλίου (He). 5. Ρυθμίστε το άνοιγμα της σχισμής του κατευθυντήρα έτσι, ώστε να λεπτύνουν οι

γραμμές του φάσματος. 6. Οι μαθητές να καταγράψουν τις παρατήηρήσεις τους.

7. Διακόψτε τη λειτουργία του πηνίου και αντικαταστήστε το σωλήνα Geisler - ηλίου με Geisler - νέου. Επαναλάβετε τις διαδικασίες 4 έως 6.

Θ



Φύλλο εργασίας

Ψ

• Ανάλυση του φωτός με πρίσματα • Παρατήρηση και καταγραφή διάφορων φασμά-των (συνεχή, γραμμικά, εκπομπής και απορρόφησης)

ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ

ΤΜΗΜΑ

ΟΜΑΔΑ

ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ

ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ.

Ερώτηση 1η: Το λευκό φως που προέρχεται από το λαμπτήρα πυρακτώσεως του προ-βολέα Reuter είναι απλό ή σύνθετο; Πώς το συμπεραίνουμε αυτό;

Ερώτηση 2η: Από ποια χρώματα συντίθεται το λευκό φως;

Ερώτηση 3η: Το φάσμα του διάπυρου νήματος του λαμπτήρα πυρακτώσεως είναι φάσμα εκπομπής ή απορρόφησης; Συνεχές ή γραμμικό;


Ερώτηση 4η: Ποια περιοχή του φάσματος του λευκού φωτός απορροφούν τα διάφο-ρα έγχρωμα φίλτρα;

Χρώμα φίλτρου Α π ο κ ό π τ ε ι


Βιολετί


Κόκκινο

Μπλε

Πορτοκαλί

Ερώτηση 5η: Το φως που διέρχεται από το μπλε φίλτρο είναι σύνθετο η απλό; Πώς το διαπιστώσατε αυτό;

Ερώτηση 6η: Τα φάσματα των αερίων He και Ne, που περιέχουν οι σωλήνες Geisler και που παρατηρήσατε, είναι φάσματα εκπομπής ή απορρόφησης; Συνεχή ή γραμμι-κά; Σε τι διαφέρουν μεταξύ τους;

©



• Πειράματα με τα πολωτικά σώματα

Σ Τ Ο Χ Ο Ι


V Να διαπιστώσουν ότι το φυσικό φως ή το φως που προέρχεται από ένα λα-μπτήρα δεν είναι πολωμένο.

V Να διαπιστώσουν ότι το μη πολωμένο φως, όταν περνάει από ένα πολωτικό σώμα, πολώνεται.

• V Να διαπιστώσουν ότι υπάρχουν υλικά ποι> στρέφουν το επίπεδο πόλωσης του πολωμένου φωτός (οπτικώς ενεργά υλικά) και υλικά που δε στρέφουν το επί-πεδο πόλωσης του πολωμένου φωτός (οπτικώς ανενεργά υλικά), όταν το φως περνάει από μέσα τους.

V Να διαπιστώσουν ότι η γωνία στροφής του επιπέδου πόλωσης του πολωμέ-νου φωτός σε διάλυμα οπτικά ενεργού ουσίας εξαρτάται από τη συγκέντρω-ση του διαλύματος.


Για την πραγματοποίηση και κατανόηση της άσκησης οι μαθητές πρέπει να γνω-ρίζουν την ενότητα «1.5 Πόλωση του φωτός», δηλαδή τις σελίδες 25 έως 31.

Θ



1. Συναρμολογούμενη οπτική τράπεζα 2. Τροφοδοτικό 3. Δύο πολωτικά σώματα (polaroid) 4. Προβολέας Reuter 5. Διάφραγμα προβολέα Reuter με οπή 6. Τραπεζίδιο μεταβλητού ύψους 7. Μία μικρή διαφανής παραλληλεπίπεδη λεκάνη 8. Δύο φακελάκια ή δύο κουταλιές ζάχαρης 9. Δύο φακελάκια ή δύο κουταλιές μαγειρικού αλατιού (NaCl)


• Μη πολωμένο και πολωμένο φως

1. Συναρμολογήστε την οπτική τράπεζα.

2. Στερεώστε ο' αυτήν τον προβολέα Reuter και την αδιαφανή οθόνη σε απόσταση 40cm περίπου από άξονα σε άξονα στήριξης.

3. Τοποθετήστε το διάφραγμα με την οπή στο μπροστινό μέρος του προβολέα, εισά-γοντάς το στη σχισμή που υπάρχει γι' αυτό το σκοπό. Αν δε διαθέτετε τέτοιο διά-φραγμα, κόψτε από ένα χαρτόνι έναν κυκλικό δίσκο με διάμετρο ίση με αυτήν του προβολέα. Ανοίξτε στο κέντρο μια οπή. Στερεώστε το διάφραγμα που κατασκευά-σατε στο μπροστινό μέρος του προβολέα.

4. Τοποθετήστε το ένα πολωτικό σώμα ανάμεσα στον προβολέα και την οθόνη, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

@


5. Ρυθμίστε το πολωτικό σώμα έτσι, ώστε να είναι παράλληλο προς την οθόνη και τον προβολέα, με τον άξονά του κάθετο στην οθόνη.

6. Στρέψτε την περιστροφική λαβή μέχρι την ένδειξη μηδέν.

7. Ρυθμίστε το ύψος του προβολέα και του πολωτικού σιόματος έτσι, ώστε το φως που θα εκπέμπεται από τον προβολέα να διαπερνά το πολωτικό φίλτρο.

8. Τοποθετήστε το πολωτικό σιόμα πολύ κοντά στον προβολέα.

9. Συνδέστε τον προβολέα με το τροφοδοτικό σε τάση 6 έως 8VoIt. Καλέστε τον υπεύθυνο καθηγητή να ελέγξει τη σύνδεση και να συνδέσει το τροφοδοτικό με το δίκτυο της ΔΕΗ.

10. Ανάψτε τον προβολέα. Τι παρατηρείτε στην οθόνη;

11. Περιστρέψτε τη λαβή του πολωτικού σώματος προς τα αριστερά μέχρι την ένδει-ξη 90°. Τι παρατηρείτε στην οθόνη;

12. Επαναφέρετε τη λαβή του πολωτικού σώματος στην ένδειξη 0°. Περιστρέψτε τη λαβή του πολωτικού σώματος προς τα δεξιά μέχρι την ένδειξη 90°. Τι παρατηρεί-τε στην οθόνη;

13. Σβήστε τον προβολέα.

14. Σε απόσταση περίπου 20cm από το πολωτικό σώμα τοποθετήστε το δεύτερο πολωτικό σώμα στο ίδιο ύψος με το πρώτο και παράλληλα προς αυτό.

15. Φέρτε τις λαβές των πολωτικών σωμάτων στην ένδειξη 0°.


17. Περιστρέψτε τη λαβή του δεύτερου πολωτικού σώματος προς τα δεξιά ή προς τα αριστερά, αργά αργά, μέχρι την ένδειξη 90°. Τι παρατηρείτε;



• Στροφή του επιπέδου πόλωσης του φωτός

• Οπτικώς ενεργά σώματα

1. Μεταξύ των πολωτικών σωμάτων τοποθετήστε το τραπεζίδιο μεταβλητού ύψους και ρυθμίστε το ύψος έτσι, ώστε, όταν τοποθετηθεί η λεκάνη πάνω σ' αυτό και ανάψετε τον προβολέα, το φως να περνάει από το μέσο περίπου της λεκάνης, όπως στην παρακάτω εικόνα.

2. Γεμίστε τη λεκάνη με νερό πάνω από το μισό της. Ρίξτε στο νερό μια κοφτή κου-ταλιά ζάχαρης, αναδέψτε, μέχρι να διαλυθεί, και τοποθετήστε τη λεκάνη στο τρα-πεζίδιο.


4. Περιστρέψτε τη λαβή του πρώτου πολωτικού σώματος, μέχρι να εξαφανιστεί η φωτεινή κηλίδα από την οθόνη. Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα.

Στροφή (αριστερά/δεξιά)

Μοίρες



6. Κατεβάστε τη λεκάνη με το ζαχαρόνερο από το τραπεζίδιο στον πάγκο εργασίας, ρίξτε μία ακόμη κοφτή κουταλιά ζάχαρης στη λεκάνη και αναδέψτε, μέχρι να δια-λυθεί.

7. Τοποθετήστε τη λεκάνη στο τραπεζίδιο με τον ίδιο προσανατολισμό όπως και προηγουμένως

8. Τοποθετήστε την περιστροφική λαβή του πρώτου πολωτικού σώματος στην ένδει-ξη 0°.

9. Ανάψτε το τροφοδοτικό. Τι παρατηρείτε στην οθόνη;

10. Περιστρέψτε τη λαβή του πρώτου πολωτικού σώματος δεξιά ή αριστερά, μέχρι να εξαφανιστεί από την οθόνη η φωτεινή κηλίδα. Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα.


Μοίρες

11. Κατεβάστε τη λεκάνη με το ζαχαρόνερο από το τραπεζίδιο και αδειάστε το πε-ριεχόμενο της στην αποχέτευση.

12. Επαναλάβετε τις εργασίες 2 έως 11, χρησιμοποιώντας τώρα μαγειρικό αλάτι αντί για ζάχαρη. Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα.

Κουταλιές αλατιού


Μοίρες

13. Καλέστε τον υπεύθυνο καθηγητή να αποσυνδέσει το τροφοδοτικό από το δίκτυο της ΔΕΗ. Αποσυναρμολογήστε τη διάταξη, καθαρίστε και στεγνώστε τις συσκευές και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιήσατε. Τοποθετήστε τις συσκευές, τα όργανα και τα υλικά στο ντουλάπι του εργαστηρίου.

14. Συμπληρώστε το φύλλο εργασίας και παραδώστε το στον υπεύθυνο καθηγητή.

ΨνΡΜ

R5* •vcXii P e e l §£<&! «3ε°3 ηΤ·Π ·• lvAr'Afcj HpH WM 3κ?Λ-ί« κ* Λ*®

:' Baa

Μ s M mm Kb'.· ιύχ · **ip

fek;V-'tfs8 i®^4V4S * » ft** ·' '* ι·Τ* Κ&ΰ$Β

g&ig UK*'»'?! I s p l «ϊ3

I P V I W W |»)^E

r <·>ι>

•j.<V·

"» ι I·",I- "* DEG SCI ENGM - ' ' I l r I ΓΙΓΙ

'• tf1f%n,831*

%W

3®» >< ^ V •m· • W £*v\\

c.w

111 tell

1 & : 1 3 ΐ 5 ί & ? | Η wkm

B^.vSgJ

ss£ Μια εφαρμογή των πολωτικών φίλτρων

·' ·'>?>.·',V. ,·';;<>ν: ):ΑΨΜΙ~.:

"V* •';·· rrv.

•:'r^ ••&$!? κ , · . # %



Φύλλο εργασίας • Πειράματα με τα πολωτικά σώματα


ΤΜΗΜΑ

ΟΜΑΔΑ



Ερώτηση 1η: Το φως από το λαμπτήρα πυρακτώσεως είναι πολωμένο ή όχι; Πώς το διαπιστώσατε αυτό;

Ερώτηση 2η: Το μη πολωμένο φως, όταν περνάει από το πολωτικό σώμα, είναι πολω-μένο ή όχι; Πώς το διαπιστώνετε αυτό;

Ερώτηση 3η: Στις διαδικασίες 14,15,16 και 17 της άσκησης ποιο ρόλο παίζει το πρώτο και ποιο το δεύτερο πολωτικό σώμα;

Ο

Εργαστηριακή άσκηση 2 Ερώτηση 4η: Το διάλυμα ζάχαρης είναι οπτικά ενεργό υλικό ή όχι; Πώς το διαπιστώ-σατε αυτό;

Ερώτηση 5η: Η στροφική ικανότητα ενός οπτικά ενεργού υλικού εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος του; Πώς το διαπιστώσατε αυτό;

Ερώτηση 6η: Το διάλυμα μαγειρικού αλατιού είναι οπτικά ενεργό υλικό; Πώς το δια-πιστώσατε αυτό;

Ερώτηση 7η: Βασιζόμενοι στις γνώσεις που αποκτήσατε εκτελώντας αυτή την εργα-στηριακή άσκηση, απαντήστε στην παρακάτω ερώτηση:

Αν θέλατε να αγοράσετε γυαλιά ηλίου με πολωτικά κρύσταλλα, πώς θα μπορούσατε να διαπιστώσετε ότι αυτά που πρόκειται αγοράσετε είναι από υλικό τύπου polaroid;



• Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου με τον απαριθμητή GEIGER - MULLER

Σ Τ Ο Χ Ο Ι


V Να ανιχνεύσουν την ακτινοβολία υποβάθρου.

V Να μετρήσουν την ακτινοβολία υποβάθρου σε σταθερά χρονικά διαστήματα.

V Να επεξεργαστούν στατιστικά τα αποτελέσματα.


Για την πραγματοποίηση και κατανόηση της άσκησης οι μαθητές πρέπει να γνω-ρίζουν τις ενότητες του σχολικού βιβλίου: • 3.3 Η ραδιενέργεια • Το ελεύθερο ανάγνωσμα των σελίδων 84-85 (Ραδιοχρονολόγηση).

Α κ τ ι ν ο β ο λ ί α υ π ο β ά θ ρ ο υ

Με τον όρο «ακτινοβολία υποβάθρου» εννοούμε το χαμηλότερο επίπεδο ακτινο-βολίας που μπορούμε να μετρήσουμε σε μια περιοχή. Είναι η ακτινοβολία που οφείλε-ται στα ραδιενεργά υλικά που υπάρχουν στο περιβάλλον και στις κοσμικές ακτινοβο-λίες. Τα ραδιενεργά υλικά τα οποία υπάρχουν στο περιβάλλον σχηματίστηκαν από την εποχή της δημιουργίας της Γης. Ιχνη ραδιενεργών υλικών υπάρχουν στο χώμα, στους βράχους, στα οικοδομικά υλικά, στο ξύλο, στα τρόφιμα, στον αέρα, στο αν-θρώπινο σώμα κτλ. Οι κοσμικές ακτινοβολίες είναι ακτινοβολίες που προέρχονται από το διάστημα και αποτελούνται από σωματίδια α, β και γ.


Α ν ι χ ν ε υ τ ή ς - α π α ρ ι θ μ η τ ή ς G E I G E R - M U L L E R

Ο ανιχνευτής - απαριθμητής GEIGER - MULLER αποτελείται από τη λυχνία ανίχνευσης G-M και τη συσκευή απαρίθμησης, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Κεντρικό ηλεκτρόδιο

Γ Αέριο αργό (AT)

Παράθυρο 220V A.C.

___ Πολυδύναμο όργανο Ι·

l ^ B y · . · β .Ε α Σωλήνας αλουμινίου

400 έως 100V DC

Απαριθμητής με ενσωματωμένο τροφοδοτικό και μεγάφωνο

Η λυχνία G-M είναι ένας μεταλλικός κύλινδρος από αλουμίνιο, ο οποίος στο εσω-τερικό του περιέχει αέριο, συνήθως αργό (Ar), σε χαμηλή πίεση. Κατά μήκος του άξονα του κυλίνδρου υπάρχει λεπτό ευθύγραμμο σύρμα. Το μπροστινό μέρος του κυλίνδρου κλείνεται από μια λεπτή μεμβράνη, που ονομάζεται παράθυρο του ανιχνευτή.

Όταν ένα σωματίδιο περάσει από το παράθυρο, ιονίζει το αέριο που υπάρχει στο εσωτερικό του σωλήνα και τότε ένας ηλεκτρικός παλμός καταγράφεται από τη συ-σκευή απαρίθμησης. Ο ανιχνευτής - απαριθμητής GEIGER - MULLER δεν αναγνω-ρίζει τη φύση των σωματιδίων που προκαλούν τον ιονισμό του αερίου Ar.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι απαριθμητών G-M και για τη χρήση τους απαιτείται προηγουμένως προσεκτική μελέτη των εγγράφων που τους συνοδεύουν (οδηγίες χρή-σης). Τέτοιες συσκευές φαίνονται στις παρακάτω εικόνες.

ο


Μ ££ ^ •ν ,


1. Ανιχνευτής - απαριθμητής GEIGER - MULLER 2. Παραλληλόγραμμη βάση 3. Μία μεταλλική ράβδος μήκους 30cm 4. Ένας σύνδεσμος απλός 5. Μία απλή μεταλλική λαβίδα 6. Ένα ρολόι


1. Τοποθετήστε τη λυχνία G-M στη βάση της. Αν το σχολείο δε διαθέτει τον απα-ριθμητή G-M της φωτογραφίας, τότε συναρμολογούμε έναν ορθοστάτη και συγκρα-τούμε με τη λαβίδα τη λυχνία G-M.

J

Εργαστηριακή άσκηση 3 2. Τοποθετήστε το φις της λυχνίας στην κατάλληλη υποδοχή (α) του απαριθμητή.

3. Καλέστε τον υπεύθυνο καθηγητή να ελέγξει τη σύνδεση και να συνδέσει τον απα-ριθμητή με το δίκτυο της ΔΕΗ. Ο διακόπτης του απαριθμητή να είναι κλειστός.

4. Τοποθετήστε το διακόπτη audio στη θέση on (β), για να έχετε ηχητικό σήμα σε κάθε ανίχνευση σωματιδίου.

Τοποθετήστε το διακόπτη επιλογής εισόδου (inputs) στη θέση g-m (γ) και τον επιλογέα στη θέση του σήματος της ραδιενέργειας (δ).

5.

6. Στρέψτε τον επιλογέα τάσεων (ε) στη θέση 500V.

7. Στο τμήμα του οργάνου που περιλαμβάνει την ψηφιακή οθόνη στρέψτε τον επι-λογέα range (στ) στο τέρμα αριστερά (low rate) και τον επιλογέα function στη θέση freq rate (ζ).

8. Τοποθετήστε το διακόπτη του ίδιου τμήματος δεξιά (η) στη θέση continuous.

9. Το μπουτόν reset (θ) να το χρησιμοποιείτε για το μηδενισμό των ενδείξεων της οθόνης.

10. Θέστε σε λειτουργία τον απαριθμητή πατώντας το διακόπτη on-off (ι).

Ι

11. Εξοικείωση με τον απαριθμητή·. Θέστε τον απαριθμητή σε λειτουργία για ένα μι-κρό χρονικό διάστημα (π.χ. lmin) και παρατηρήστε στην οθόνη (κ) την αλλαγή των αριθμών σε κάθε ακουστικό σήμα.

12. Κλείστε το διακόπτη λειτουργίας και τοποθετήστε τη λυχνία σε οριζόντια θέση.

13. Ανοίξτε το διακόπτη λειτουργίας και κάντε πέντε συνεχείς μετρήσεις ανά 1,5 λεπτό, τις οποίες να καταγράψετε στον πίνακα 1.

14. Επαναλάβετε τη διαδικασία 13 έχοντας τη λυχνία σε κατακόρυφη θέση με το παράθυρο προς τα πάνω και συμπληρώστε τον πίνακα 2.


ΠΙΝΑΚΑΣ 1. Λυχνία σε οριζόντια θέση

Χρον ική στιγμή (min) Έ ν δ ε ι ξ η απαρ ιθμητή

0,0

1,5

3,0

4,5

6,0

7,5

ΠΙΝΑΚΑΣ 2. Λυχνία σε κατακόρυφη θέση

Χρον ική στιγμή (min) Έ ν δ ε ι ξ η απαρ ιθμητή

0,0

1,5

3,0

4,5

6,0

7,5

φ



Φύλλο εργασ ία ς

• Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου με τον απαριθμητή GEIGER - MULLER


ΤΜΗΜΑ

ΟΜΑΔΑ



Λυχνία G-M οριζόντια

Ερώτηση 1η: Από τις τιμές του πίνακα 1 να σχεδιάσετε το διάγραμμα «αριθμός κρού-σεων - χρόνος».

Ο ρυθμός κρούσεων είναι σταθερός; Αιτιολογήστε την απάντησή σας.


Ερώτηση 2η: Να υπολογίσετε το μέσο ρυθμό κρούσεων.

Συνολικός αριθμός κρούσεων:

Συνολικός χρόνος:

Μέσος ρυθμός κρούσεων = =

Λυχνία G-M κατακόρυφη

Ερώτηση 3η: Από τις τιμές του πίνακα 1 να σχεδιάσετε το διάγραμμα «αριθμός κρού-σεων - χρόνος».

SS ffl

Ο ρυθμός κρούσεων είναι σταθερός; Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

Ερώτηση 4η: Να υπολογίσετε το μέσο ρυθμό κρούσεων.

Συνολικός αριθμός κρούσεων: „

Συνολικός χρόνος:

Μέσος ρυθμός κρούσεων = =

Ερώτηση 5η: Για ποιο προσανατολισμό της λυχνίας G-M έχουμε μεγαλύτερο ρυθμό κρούσεων;

Ερώτηση 6η: Αν θέλατε να μέτρήσετε μόνο την κοσμική ακτινοβολία, τη μέτρηση θα την κάνατε: (α) στην επιφάνεια της θάλασσας, (β) στην κορυφή ενός υψηλού βουνού, (γ) πετώντας σε μεγάλο ύψος με αερόστατο; Με ποιο προσανατολισμό της λυχνίας;

Με α π ό φ α σ η i n s EXXnviKhs K u B i p v n o n s τα δ ι δ α κ τ ι κ ά Β ι β λ ί α τ ο υ Δ η μ ο τ ι κ ο ύ , τ ο υ Γ υ μ ν α σ ί ο υ και τ ο υ Λ υ κ ε ί ο υ τ υ π ώ ν ο ν τ α ι α π ό τ ο ν Ο ρ γ α ν ι σ μ ό Ε κ δ ό σ ε ω $ Δ ι δ α κ τ ι κ ώ ν Β ι β λ ί ω ν και δ ι α ν έ μ ο ν τ α ι δ ω ρ ε ά ν σ τ α Δ η μ ό σ ι α Σ χ ο λ ε ί α . Τα Β ι β λ ί α μ π ο ρ ε ί ν α δ ι α τ ί θ ε ν τ α ι n p o s π ώ λ η σ η , ό τ α ν φ έ ρ ο υ ν Β ι β λ ι ό σ η μ ο n p o s α π ό δ ε ι ξ η Tns γ ν η σ ι ό τ η τ ά 5 TOUS. Κ ά θ ε α ν τ ί τ υ π ο π ο υ δ ι α τ ί θ ε τ α ι n p o s π ώ λ η σ η και δ ε φ έ ρ ε ι β ι β λ ι ό σ η μ ο θ ε ω ρ ε ί τ α ι κ λ ε ψ ί τ υ π ο κα ι ο π α ρ α Β ά τ η 5 δ ι ώ κ ε τ α ι σ ύ μ φ ω ν α μ ε TIS δ ι α τ ά ξ ε ι τ ο υ ά ρ θ ρ ο υ 7 τ ο υ Ν ό μ ο υ 1 1 2 9 Tns 1 5 / 2 1 Μ α ρ τ ί ο υ 1 9 4 6 (ΦΕΚ 1 9 4 6 , 1 0 8 , Α') .

Απαγορεύεται η αναπαραγωγή οποιουδήποτε τμήματος αυτού του βιβλίου, που καλύπτεται από δικαιώματα (copyright), ή η χρήση του σε οποιαδήποτε μορφή, χωρίς τη γραπτή άδεια του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου.

ΕΚΔΟΣΗ: 2010 ΑΝΤΙΤΥΠΑ: 69.000 ΑΡ. ΣΥΜΒΑΣΗΣ 10016/03-03-2010 ΕΚΤΥΠΩΣΗ: I. ΞΥΝΟΣ -1. & Β. ΕΥΣΤΡΑΤΟΓΛΟΥ Ο.Ε. ΒΙΒΛΙΟΔΕΣΙΑ: Α. ΠΑΠΑΔΑΚΗΣ & ΣΙΑ Ε.Ε.

rJPJAKDI CM - Private Schoolsold.privateschools.gr/books/lykeio/c_lyk/Fysikh... ·...

Documents

Transcript of rJPJAKDI CM - Private Schoolsold.privateschools.gr/books/lykeio/c_lyk/Fysikh... ·...