Využitie moderných didaktických pomôcok v predmete fyzika

Didakticka pomocka Spectral Plus

Demonstracna pomocka Spectral Plus sluzi na nazorne a jednoduche demonstrovanie zakladnych vlastnosti svetla a svetelnych zdrojov. Javy, ktore je mozne demonstrovat pomocou tejto pomocky, su: aditivne skladanie farieb, substraktivne skladanie farieb, rozptyl svetla, rozklad svetla na spektralne zlozky, rozne sposoby tvorby bieleho svetla, ciarovy charakter spektra fluorescencnej vybojovej lampy a LED diod, spojity charakter spektra klasickej ziarovky. Spectral Plus obsahuje: farebny RGB displej zlozeny z 36 LED diod (12 cervenych, 12 zelenych, 12 modrych), neonova tlejivka, biela LED dioda s luminoforom, ziarovka s volframovym vlaknom, modra CCFL lampa (ortutova vybojka), 12V adapter, prepinac manualneho a automatickeho rezimu miesania farieb, subor farebnych a difuznych filtrov (cerveny, modry, difuzny, 2 biele mliecne filtre a CMYK filter)

Didakticka pomocka Spektroskop

Spektroskop je pristroj na rozkladanie spojiteho spektra na jednotlive zlozky a ich vizualne sledovanie. Sklada sa z kolimatora so strbinou, disperzneho prvku - optickeho hranola a objektivu spojeneho s teleskopom. Kolimator vytvara z rozbiehavych lucov skumaneho svetla rovnobezne luce, ktore dopadaju na opticky hranol, ktory skumane svetlo rozklada na spektrum. Teleskop umoznuje podrobnejsie skumanie vzniknuteho spektra.

Priprava hodiny

Vyucovanie prebiehalo v 8. rocniku v tematickom celku: Skumanie vlastnosti svetla. Hlavnym bodom pripravy hodiny bol vyber temy, ktora ma pre ziakov a ich dalsi zivot velky vyznam a tiez respektuje ich zaujmy. Vykladova hodina bude spojena s demonstraciou fyzikalnych javov, pozorovanim tychto javov a interpretaciou ziskanych vysledkov v tychto temach: 1. Rozklad svetla 2. Skladanie farebnych svetelnych lucov 3. Absorpcia svetla. Nasledne budu ziaci riesit pracovne listy, problemove ulohy a pripravovat vlastne zariadenia demonstrujuce pozorovane javy.

Hlavne ciele hodin: obhajit svoj navrh, pouzit ziskane informacie, pracovat s roznymi zdrojmi, porozumiet precitanemu, odlisit podstatne od nepodstatneho; vyhladat jednoduche informacie v texte, vyhladat informacie v encyklopedii; riadit sa podla dohodnutych pravidiel, spolupracovat v skupinach, niest zodpovednost za svoju pracu aj za vysledok skupiny ako celku.

Vyucovacia hodina: Rozklad svetla

Teoreticka cast pre ucitela: Slnecne svetlo je zlozene svetlo, ktore mozno rozlozit na jednotlive farebne svetelne luce. Farby rozlozeneho svetla sa objavia v poradi: cervena, oranzova, zlta, zelena, modra, fialova. Tento viacfarebny pas svetelnych lucov sa vola spojite spektrum. Spojite spektrum sa sklada zo siestich spektralnych farieb.

Struktura vyucovacej hodiny:

Motivacny pokus: Ako si urobit duhu? Uloha: Vytvorenie umelej duhy. Pomocky: flasa guloviteho tvaru, voda, slnecne svetlo. Pracovny postup: 1. gulovu banku naplnime vodou, 2. zatemnime miestnost, svetelny luc nechame prechadzat cez strbinu zaluzie, 3. banku s vodou postavime do svetla. V smere lucov uvidime na stene dve duhy, jednu nad druhou.

Vysvetlenie: Biele slnecne svetlo je mozne rozlozit na farby, z ktorych sa sklada. Volame ich spojite spektrum. Farby, z ktorych sa sklada, su spektralne farby. Ked slnecne luce narazia na kvapky dazda, lamu sa v nich a potom sa odrazaju, narazajuc zvnutra na povrchovu vrstvu kvapky. Ked dochadza v tej istej banke k dvojitemu odrazu, vidime dve duhy nad sebou, ktorych poradie je obratene.

Riadeny rozhovor: Ako si vysvetlujes vznik ,,duhy" pomocou banky s vodou ?

Pozorovanie: Vznik duhy na povrchu CD nosica

Zaver pozorovania: Ak su splnene podmienky: slnecne svetlo, vhodne opticke prostredie - opticky hranol, povrch CD nosica, pozorujeme jav - vznik duhy

Aktivita c. 1

1. Oboznamenie s pomockou Spektroskop
2. Zistenie, ktore farby sa zobrazia na bielom povrchu, ak svetlo prechadza optickym hranolom Spektroskopu
3. Urcenie podmienok, za ktorych sa zobrazia na bielom povrchu farby spojiteho spektra

Problemova uloha: Riadenou diskusiou ucitel navedie ziakov na problem: 1. Ake su dve podmienky vzniku duhy? 2. Zakresli, v akom poradi farieb pozorujeme spojite spektrum.

Fixacna cast: Praca ziakov s pracovnym listom c. 1. Tato faza vyucovacej hodiny je o zopakovani prebrateho uciva. Ziaci vypracuju kratky vopred pripraveny pracovny list, ktory obsahuje cvicenia  tykajuce sa preberaneho uciva na tejto vyucovacej hodine. Naslednou kratkou diskusiou si ziaci upevnuju ziskane vedomosti z vyucovacej hodiny.

Diagnosticka cast: Zadanie ulohy: Cielom ulohy je demonstrovat zariadenie, v ktorom sa svetlo rozklada na spektralne farby. Kazdy ziak samostatne pozoruje rozklad svetla pomocou pristroja Spektroskop, popise podmienky, za ktorych videl v Spektroskope spojite spektrum farieb. Ziak prezentuje svoje zariadenie a ucitel hodnoti slovne, aj znamkou za prevedenie zariadenia.

Vyucovacia hodina: Skladanie farebnych svetelnych lucov

Teoreticka priprava pre ucitela: V skale spektralnych farieb - cervena, oranzova, zlta, zelena, modra, fialova - sa cervena, zelena a modra oznacuju ako zakladne farby. Ostatne farby mozu vzniknut zlozenim zakladnych farieb. Dokazom je experimentalna cinnost s vyuzitim pomocky Spectral Plus, ktorou pozorujeme skladanie roznych farieb.

Struktura vyucovacej hodiny:

Motivacny pokus: Uloha: Miesanie farieb. Vytvorte bielu farbu zmiesanim 2 zakladnych farieb. Pomocky: biely, cerveny, zeleny vykres, karton, cierna farba. Pracovny postup: 1. Na bielom vykrese je nakresleny obrazok podla predlohy. 2. Na ciaru AB postavte karton asi 25 cm vysoky. 3. Sklonte hlavu tak, aby karton prechadzal po dlzke vasho nosa. 4. Jedno oko sa diva na jednu stranu, druhe na druhu stranu kartonu. 5. Obidva kruzky E aj E sa zacnu pohybovat a ked zmiznu z vasho zorneho pola, niet viac obdlznikov C a D. Ich zakladne farby sa zmiesaju do bielej farby a splynu s bielou farbou papiera.

Riadeny rozhovor: Ako si vysvetlujes zmiznutie farebnych obrazcov? Vysvetlenie: Sest farieb slnecneho spektra mozno zjednodusit na 3 zakladne farby: cervenu, zelenu a belasu. Ostatne 3 su kombinaciou tychto troch. Kedze z troch zakladnych farieb mozno ziskat sest farieb spektra, potom aj bielu farbu mozno ziskat len z tychto troch farieb, ako sme si to dokazali na pokuse.

Aktivita c. 1 Pozorovanie: Prechod svetla cez farebne filtre vyuzitim pomocky Spektral Plus

Riadeny rozhovor: Ak dame do cesty bielemu svetlu farebny filter, zmeni biele svetlo na farbu filtra. Uloha: Pomocou pomocky Spectral Plus zisti a demonstruj miesanie farieb na RGB displeji. Pracuj s menenim intenzit jednotlivych farebnych zloziek.

Pozoruj, ake farby vzniknu skladanim dvoch alebo troch svetelnych lucov

Tab. 1: Skladanie farebnych svetelnych lucov

Riadenou diskusiou ucitel navedie ziakov na problem, aka bola predpokladana farba a vysledna farba, spolocne vyplnaju tabulku.

Fixacna cast: Praca s pracovnym listom c. 2

Diagnosticka cast: Ulohou ziakov je zostrojit pomocku ,,Farebny vlcik". Ako si vysvetlujes skutocnost, ze po roztoceni sa farby nedaju rozlisit?

Vyucovacia hodina: Absorpcia svetla

Teoreticka priprava pre ucitela: Rozne farebne prostredia a farebne filtre prepustaju len niektore farby spektra, kym ine ich absorbuju. Pomocou pristroja Spectral Plus sa mozeme presvedcit o absorpcii farieb spektra.

Struktura vyucovacej hodiny:

Motivacny pokus: Uloha: Tajomna sifra. Precitajte napis na karticke pomocou farebneho filtra. Pomocky: Karticka s necitatelnym obsahom, cerveny, modry farebny filter. Pracovny postup: 1. priloz postupne kazdy farebny filter k necitatelnemu napisu na listku. 2. pozoruj, kedy sa stal necitatelny obsah viditelny. Riadeny rozhovor: Za akych podmienok sa stal zasifrovany napis viditelnym?

Aktivita c. 1: Praca s pristrojom Spectral Plus - demonstracne pozorovanie, ktore farby spektra filtre roznych farieb prepustia a ktore absorbuju? Zaznamenaj pozorovane farby spektra prepusteneho a absorbovaneho farebnymi filtrami:

Tab. 2: Zaznam pozorovani farieb spektra prepustenych a absorbovanych farebnymi filtrami

Aktivita c. 2: Riesenie problemovych uloh pomocou pristroja Spectral Plus: 1. Prepustaju vsetky skumane farebne filtre rovnake farby spektra? 2. Absorbuju skumane filtre rovnake farby spektra? 3. Co by sa stalo, keby sme pouzili naraz viacero filtrov?

Riadenou diskusiou ucitel navedie ziakov na problem, aka bola predpokladana farba prepusteneho a absorbovaneho svetla v porovnani so skutocnostou.

Fixacna cast: Praca s pracovnym listom c. 3

Diagnosticka cast: Uloha: Pozorovanie farebneho textu pomocou farebnych filtrov. Pomocky: text roznych farieb, cerveny, modry filter. Pracovny postup: 1. napis svoje meno cervenou farbou a modrou farbou. 2. priloz na text postupne modry a cerveny filter. 3. sformuluj zaver svojho pozorovania.