לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
נושא :אנרגית קרינה (אור) -המרת אנרגיה /כיתה :ו'
מהי ההשפעה של גופים אטומים כהים ובהירים על עוצמת האור?
אתגר מסלול האור צפו בסרטון ורשמו איזו תכונה של האור מוצגת בסרטון?
מה נחקור? בניסוי זה נבחן את תופעת החזרת האור מגופים אטומים כהים ובהירים ,נמדוד את עוצמת האור המוחזרת ממשטחים כהים וממשטחים בהירים וננסה לגלות מהי ההשפעה של גופים כהים ובהירים על עוצמת האור?
ציוד וחומרים
טאבלט איינשטיין
חיישן אור
סרגל עד 15-20ס"מ
סילוטייפ
3זוגות של משטחים שונים (למשל ,פלסטיק ,בד ,קרטון) משטח אחד כהה משטח שני בהיר (ודאו שכל זוג חומרים שאתם משווים יהיו מאותו סוג ,גודל ובאותו מרקם (חלק /מחוספס).
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
העמדת הניסוי עבודה קבוצתית .1על מנת למדוד את החזרת האור מהמשטחים ,הדביקו את הסרגל באמצע החלק האחורי של הטאבלט .כך שיבלוט 10ס"מ מקצהו.
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
.2
בכל פעם שאתם מודדים משטח כלשהוא ,ודאו שאתם מחזיקים את המכשיר בניצב למשטח המדידה ובמרחק קבוע של 10סמ.
.3שומרים על תנאי מדידה שווים :מיקום
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
.4שומרים על תנאי מדידה שווים :כיוון
.1הפעילו את טאבלט אינשטיין +או לאבמייט איינשטיין+ .2לחצו על תוכנת ה) MiLAB-
)
.3הגדירו את מערך אוגר הנתונים
מערך אוגר הנתונים חיישן אור ( ) 0-600 Lux קצב הדגימה:
25בשנייה
משך הדגימה:
30שניות
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
רגע לפני... גופים בהירים יחזירו יותר/פחות אור גופים כהים יחזירו יותר/פחות אור נמקו את בחירתכם ציירו את הדיאגרמה שהנכם משערים שתתקבל עבור כל אחד מהגופים. החזרת אור מגופים אטומים בהירים וכהים
עוצמת האור
גופים כהים
ביצוע הניסוי
.1
בחרו מהזוג ראשון של המשטחים את המשטח הבהיר.
imagine explore learn •
•
גופים בהירים
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי .2
.3
ודאו שאתם מחזיקים את הטאבלט בניצב למשטח המדידה (הבהיר) ובמרחק קבוע של 10סמ. (הקפידו לשמור על מיקום וכוון שווים בכל מדידה) . לחצו על התחל )
( כדי להתחיל רישום של הנתונים.
( בתום הניסוי.
.4
לחצו עצור )
.5
לאחר שהתהליך הסתיים שמרו את הנתונים על-ידי לחיצה על צלמית שמור ( העליון.
.6 .7 .8 .9
בכל ניסוי צריך לבצע מספר חזרות חזרו על המדידה 3פעמים. חזרו על סעיפים 1-6עם המשטח הכהה. אספו את תוצאות המדידות של זוג החומרים בטבלה שיתופית. בחרו זוג שני של חומרים וחזרו על סעיפים . 1-8
.10בחרו זוג שלישי של חומרים וחזרו על סעיפים . 1-8
imagine explore learn •
•
) בסרגל הכלים
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
עיבוד נתונים רשמו את תוצאות המדידות בטבלה השיתופית והעלו לאתר הכיתתי:
משטחים
סוג המשטח
מדידה 1
מדידה 2
מדידה 3
ממוצע
החזרת האור
החזרת האור
החזרת האור
החזרת האור
))Lux
))Lux
))Lux
))Lux
משטח ראשון כהה בהיר משטח שני
כהה בהיר
משטח שלישי כהה בהיר
עבודה קבוצתית
תוצאות ומסקנות צפו בממצאים שהעליתם לטבלה השיתופית ודונו בשאלות הבאות: .1מהם הגורמים השווים בניסוי? .2מהו הגורם השונה והמשפיע בניסוי? .3מה הגורם המושפע בניסוי? .4כמה חזרות ביצעתם? מדוע חשוב לבצע חזרות?
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
דיון במליאה .1דרגו את המשטחים לפי עוצמת האור שנמדדה. .2מיהם 3המשטחים שהחזירו את עוצמת האור הגבוהה ביותר? .3מיהם 3המשטחים שהחזירו את עוצמת האור הנמוכה ביותר? המשגת התופעה: גוף בהיר /כהה מחזיר את רוב האור הפוגע בו ובולע מעט ממנו. גוף בהיר /כהה בולע את רוב האור הפוגע בו ומחזיר מעט ממנו.
יישום
כשגופנו חשוף לקרינת שמש חזקה הוא מתגונן בעזרת "שיזוף" (יצירת הפיגמנט מלנין בעור הבולע את קרינה השמש) .חומרים רבים מחזירים חלק מהאור הפוגע בהם וזו יכולה להיות קרינה חזקה. הסבירו איך קורה שמשתזפים בשלג למרות שבחורף עוצמת הקרינה חלשה יותר?
רקע מדעי האור נפלט ממקור האור ,נע ומתקדם לכל הכיוונים בקווים ישרים .מסלולי האור הישרים נקראים קרני אור .האור עובר דרך גופים שקופים ,ואנו רואים דרכם בבירור .האור עובר דרך גופים שקופים למחצה, אבל אנו רואים דרכם במטושטש .האור אינו עבור דרך גופים אטומים ,ואי אפשר לראות דרכם.
מהי החזרת אור? כאשר גוף אטום מואר ,נבלע חלק מהאור בתוך הגוף ,וחלק ממנו מוחזר ,בדרך כלל בצורה מפוזרת ,לכל הכיוונים .אפשר לראות גופים שאינם מקורות אור ,כאשר הם מוארים ,וכאשר חלק מהאור המוחזר מהם מגיע לעינינו .גופים בהירים מחזירים את רוב האור המגיע אליהם .גופים כהים בולעים את רוב האור המגיע אליהם .גוף הבולע את כל האור המגיע אליו נקרא "גוף שחור" אור הנבלע בתוך גוף מחמם אותו. הקשר בין החזרה ובליעה כאשר מאירים גוף אטום כהה ,הוא בולע את רוב האור הנופל עליו ומחזיר מעט ממנו.
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי גוף בהיר המואר באותה מידה ,מחזיר את רוב האור הפוגע בו .ובולע מעט ממנו. בליעת אור בצבע כהה וגלגול אנרגיה מה קורה לאור שנבלע בתוך הגוף? אור הנבלע בתוך גוף מחמם אותו .כלומר ,אנרגית האור הופכת לאנרגית חום.
מתוך מסמך ההתנסויות לכיתה ו'
אנרגיית קרינה (אור)
לאנרגיה מופעים שונים (סוגי אנרגיה)
ציוני דרך
בליעת אור ,החזרת אור :גוף כהה ,גוף בהיר
מיומנויות
ניסוי– הוראה מפורשת
ניסוח שאלה או שאלת חקר
העלאת השערות מבוססות
הכרת מאפייני ההשערה (גורם משפיע וגורם מושפע)
ביצוע ניסוי לאישוש או להפרכת ההשערה
ייצוג נתונים בטבלה ובתרשים
תיאור תוצאת הניסוי
הסקת מסקנות
רעיונות ודגשים
ההתנסות- הניסוי/התצפית/תהליך טכנולוגי/דגם
החזרת אור התנסות תלמידים (מערך הניסוי בפעילות כרוך במדידות באמצעות חיישנים ולכן הוא שונה מעט ממה שמוצג במסמך). ציוד וחומרים :תיבה אפלה ,שני ריבועי נייר זהים בצבעים שונים. )אחד בצבע לבן והשני בצבע שחור( הכנסת שני ריבועי נייר אחד ליד השני בתיבה האפלה. צפייה בתופעה ) האם רואים את הניירות באותה מידה(?
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
הצעות למקורות תומכים
הסבר לתופעה :גופים בהירים מחזירים יותר אור מגופים כהים לכן ניתן לראותם טוב
מדע וטכנולוגיה לכתה ו' הוצאת רמות אוניברסיטת תל אביב עמודים 183-201
מסע מדע ו' הוצאת כינרת עמודים 31-57
מדע בעידן טכנולוגי חלק שישי ,הוצאת רכס עמודים 100-110
imagine explore learn •
•