Student: Smajić Aldijana Odsjek / Grupa: Fizika, nastavnički Godina studija: Treća, III Predmet: Nastavna praksa iz fizike II
PISANA PRIPREMA ZA NASTAVNI ČAS Nastavni Nastavni predmet: predmet: Fizika Razred: VIII Datum: 19. 04. 2011. god. Nastavna Nastavna jedinica jedinica / lekcija lekcija: Razlaganje (disperzija) svjetlosti Cilj : Pokazati učenicima kako se razlaže bijela svjetlost
Zadaci Zadaci nastav nastave: e:
Kognitivni zadaci: Uvesti pojam disperzije svjetlosti Pojam bijele svjetlosti • •
Funkcionalni zadaci: Razvijanje sposobnosti posmatranja i analiziranja Razvijanje sposobnosti planiranja i izvođenje ogleda Razvijanje sposobnosti kritičkog i divergentnog mišljenja Razvijanje sposobnosti postavljanja hipoteze i izvođenje zaključaka •
• • •
Odgojni zadaci: Podsticati maštu i radoznalost Razvijati odgovornost učenika za vlastiti rad Izgrađivati naučni stav o materijalnosti svijeta Uvažavanje mišljenja drugih, pravo na različitost i toleranciju Razvijati ekološku svijest učenika • • • • •
Očekivani rezultati / ishodi učenja Učenici će znati:
Sadržaj fizike: Pojam disperzije svjetlosti Pojam bijele svjetlosti Svjetlost je talas Nastanak Nastanak duge Da različitim bojama odgovara različita talasna dužina •
• • • •
Procesi fizike: Promatranje, poređenje i opisivanje Prikupljanje, zapisivanje i tumačenje podataka Predviđanje, objašnjenje i uopčavanje • • •
Razvoj sposobnosti: kritičko razmišljanje, procjenjivanje, logičko zaključivanje • • •
Stavovi, navike i vrijednosti: Pobuditi kod učenika interes za fiziku Razvijanje kritičkog mišljenja kod učenika Timski rad i međusobno dijeliti ideje •
• •
PRIPREMNE AKTIVNOSTI
IZVORI INFORMACIJA: 1.
•
• • •
2.
• • •
ZA NASTAVNIKA:
Gabela, N., Muratović, H. (2001.), Fizika za VIII , Grafex, Mostar Kulenović E. (2004), Fizika VIII, Svjetlost, Sarajevo Kulenović, E., Kaljanac, S. (1997.), Fizika za VIII , Svjetlost, Sarajevo Čolić A., Muratović H., (1997), Odabrani zadaci iz fizike za osnovnu školu, Behram Begova medresa
ZA UČENIKA:
Gabela, N., Muratović, H. (2001.), Fizika za VIII , Grafex, Mostar Kulenović E. (2004), Fizika VIII, Svjetlost, Sarajevo Kulenović, E., Kaljanac, S. (1997.), Fizika za VIII razred osnovne škole, Svjetlost, Sarajevo
OGLEDI: Demonstrirati razlaganje svjetlosti Newton-ov ogled za disperziju svjetlosti • •
VIDOVI MOTIVACIJE UČENIKA: Diskusija o viđenom; Uključivanje učenika pri izvođenju ogleda. • •
NASTAVNA SREDSTVA I POMAGALA: obojeni komadić stakla, prizma, izvor svjetlosti, projektor
PLANIRANJE IZVOĐENJA NASTAVNOG ČASA Tip časa: Obrada novog gradiva Lokacija rada: Specijalizirana učionica za fiziku. Metode rada: Izlaganje i rasprava, ilustrativno - demonstraciona metoda, demonstracioni ogled koji izvodi nastavnik Oblici rada: Frontalni Nastavne aktivnosti: Planiranje nastavnog časa, izbor metoda i oblik rada Stvaranje problemske situacije Izvođenje demonstracionog ogleda Organizacija aktivnosti Postavljanje pitanja Naglašavanje zaključaka •
• • •
• •
Učenikove aktivnosti: Izvođenje ogleda Vođenje zabilješki Sudjelovanje u raspravi Saradnja u planiranju nastavnog časa i organizaciji aktivnosti • • • •
VREMENSKI PLAN NASTAVNOG ČASA Uvodni dio: 10 min
Glavni dio: 25 min Završni dio: 10 min
IZVOĐENJE NASTAVNOG ČASA Uvodni dio
U uvodnom dijelu časa, nakon što upišemo čas i odsutne učenike, pregledamo da li su učenici uradili domaću zadaću. Zatim provjeravamo predznanje i ideje učenika u odnosu na sadržaj ovog nastavnog časa, postavljamo pitanja iz već pređenog gradiva. 1. Šta je svjetlost? Svjetlost je elektromagnetni talas talasne dužine od 380 nm do 780 nm. 2. Kakve svjetlosne izvore poznajemo? Poznajemo primarne i sekundarne svjetlosne izvore. 3. Kakvi su to primarni, a kakvi sekundarni izvori svjetlosti? Primarni izvori svjetlosni su oni koji izravno zrače svjetlost, a sekundarni izvori su sva tijela od čije se površine odbija svjetlost drugih izvora. 4. Da li je Mjesec primarni ili sekundarni izvor svjetlosti? Mjesec je sekundarni izvor svjetlosti. Znači, Sunce obasjava Mjesec, zagrijava ga i on svijetli. 5. Kako se svjetlost prostire u homogenoj sredini? Svjetlost se u homogenoj sredini prostire pravolinijski. Homogena sredina je sredina u kojoj se svjetlost prostire pravolinijski bez prelamanja i savijanja. 6. Šta se dešava kada svjetlosni snop prelazi iz jedne optičke sredine u drugu? Pri prelasku svjetlosnog snopa iz jedne optičke sredine u drugu, dolazi do loma svjetlosti. 7. Na osnovu čega zaključujemo koja je od dvije sredine gušća? Sredine u kojima je brzina svjetlosti manja su optički gušće sredine. Glavni dio
Znamo da se svjetlost prostire pravolinijski i da se svjetlosni snop lomi pri prelasku iz optički rjeđe u optički gušću sredinu. Svjetlosni snop ne samo da se pri prolasku kroz optičku prizmu lomi, takođe se razlaže na spektar boja. To možemo vidjeti na slijedećim ogledima. Ogled 1: Stavimo na izvor svjetlosti obojeni komadić stakla, naprimjer plavi. Dobili smo plavu svjetlost. Sada pustimo da svjetlosne zrake padaju na prizmu. Posmatramo šta vidimo na zastoru. Plava zraka svjetlosti lomi se u prizmi i nakon prolaska kroz prizmu stvara na zaklonu plavu mrlju. Ogled 2: Sada ćemo da izvedemo ogled kao što je 1672. godine izveo Isaac Newton. Propustimo tanak snop sunčeve svjetlosti kroz staklenu prizmu. Posmatramo šta vidimo
na zastoru. Na zastoru se vide boje od crvene do ljubičaste.
RAZLAGANJE (DISPERZIJA) SVJETLOSTI Na temelju ovih ogleda možemo zaključiti da je bijela svjetlost složena i da se može razložiti na najjednostavnije, obojene svjetlosti. Ovu pojavu nazivamo razlaganje ili disperzija svjetlosti. Svaka obojena svjetlost ima određenu talasnu dužinu. Njihove brzine su jednake samo u vakuumu, dok su u svim drugim sredinama različite, pa zato i dolazi do različitog skretanja tih zraka pri prelamanju. Tako dolazi do razlaganja složene svjetlosti i boje se različito lome. Najmanje se otklanja crvena, a najviše ljubičasta boja. Ovu svjetlost zovemo bijela svjetlost. Boje na koje se razložila bijela svjetlost zovemo spektar bijele svjetlosti. Spektar bijele svjetlosti čine sljedeće boje: crvena, narančasta, žuta, zelena, plava i ljubičasta. One su osnovne boje. Druge boje dobijemo kombinacijom osnovnih boja.
Iz ovih ogleda se vidi da prizma ne mijenja svjetlost, ona je samo razlaže na njene sastavne dijelove. Prvi koji je ustanovio ovo je bio engleski fizičar sir Isaac Newton. Newton je držao predavanja iz optike. Tokom tog perioda on je istraživao pojavu prelamanja svjetlosti, pokazavši da se uz pomoć trostrane prizme bijela svjetlost može razložiti u spektar različitih boja, a da uz pomoć sočiva i pomoću druge prizme, ovaj spektar može ponovo da se složi ili sastavi u zrak bijele svjetlosti. Takođe je pokazao da jedan zrak obojene svjetlosti kada se izdvoji iz ovog spektra dalje ne mijenja svoja svojstva čak i kada se propušta kroz različita druga providna tijela. Njutn zapaža da bez obzira na to da li je obojeni zrak reflektovan (odbijen), rasut ili propušten kroz neki predmet, njegova boja ostaje neizmijenjena. Iz toga slijedi zaključak, da su boje koje mi opažamo rezultat interakcije od ranije već obojene svjetlosti sa tijelima, a ne rezultat toga kako tijela proizvode
svjetlost. Newton je takođe bio odličan matematičar, astronom, alhemičar i filozof. Danas je za većinu ljudi jedan od najvećih ličnosti i historiji nauke. Na osnovu ovoga možemo objasniti i raznolikost boja u prirodi. Tako naprimjer, sto je bijel jer odbija svu bijelu svjetlost. Trava i lišće drveća je zeleno jer se od sunčeve svjetlosti koja pada na njih odbija samo zelena svjetlost, a sve ostale boje upijaju. Možemo objasniti i nastanak duge. Jedan od najvećih remek djela prirode je duga. Duga je odlična demonstracija disperzije svjetlosti i još jedan dokaz da se vidljiva svjetlost sastoji od spektra različitih talasnih dužina. Sva talasna dužina je povezana sa različitom bojom. Duga nastaje nakon naglih ljetnih pljuskova, disperzijom sunčeve svjetlosti na kapljicama kiše. Svaka pojedina kapljica vode djeluje kao mala prizma tako da bijelu svjetlost razlaže na boje. Nakon totalne refleksije u kapljici razložena svjetlost izlazi iz kapljice. Na nebu se pojavi duga. Iz svake kapi samo jedna od boja dolazi do oka promatrača. To možemo pogledati na primjeru dvije kapi od kojih se jedna nalazi više od druge. S obzirom da se zrake različitih boja (talasnih dužina) različito lome, iz kapi koja se nalazi više do promatrača će doći crvena svjetlost, a iz niže kapi do promatrača će doći ljubičasta svjetlost.
Centar duge se nalazi tačno nasuprot Sunca. Što je Sunce bliže horizontu, vidi se veći dio duge. Za Sunce na horizontu vidjeli bismo dugu kao polovicu kruga sa najvišom tačkom luka od 42° iznad horizonta. Iako promatrač na zemlji vidi samo pola kruga duge, čovjek koji se nalazi u avionu vidi cijeli krug. Dugu nećemo vidjeti samo kao disperziju svjetlosti na kiši. Prskanje vode na dnu vodopada izaziva maglu koja rezultira formiranju duge. Takođe, još jedan izvor formiranja duge je prskanje vode u dvorištu.
Pored primarne imamo i sekundarnu dugu. Sekundarna duga se nalazi iznad primarne i nastaje kada se svjetlost u kapi dvaput reflektira. Pri svakoj refleksiji se intenzitet svjetlosti smanjuje. Broj zraka svjetlosti koji se dvaput reflektira je manji i manjeg su intenziteta (tj. dio zrake se lomi i čini primarnu dugu, a dio se još jednom reflektira i čini sekundarnu dugu) pa je zato sekundarna duga manje sjajna od primarne. Moguće je da se svjetlost u kapi reflektira više od dva puta, pa se može i izračunati gdje bi se mogle vidjeti duge višeg reda, ali se one pod uobičajenim okolnostima ne vide. Boje sekundarne duge su obrnute od onih u primarnoj. Crvena svjetlost dolazi do promatrača iz nižih kapi, a ljubičasta iz viših. Većina zraka kod primarne duge se reflektira pod uglom između 40 i 42 stepena, dok kod sekundarne duge zrake se reflektuju pod uglom između 50 i 54 stepena.
Kakva je veza boja svjetlosti sa brzinom svjetlosti ? Znamo da je svjetlost talas. Talase možemo razlikovati po prirodi nastanka, brzini, frekvenciji, ali i po talasnim dužinama. U svjetlosnom talasu različitim bojama odgovara različita talasna dužina. Naprimjer, crvena svjetlost ima talasnu dužinu 760 nm, ljubičasta 380 nm. Crvena svjetlost ima veću talasnu dužinu
od ljubičaste, pa je i njena brzina veća. Crvena svjetlost se zato lomi manje od ljubičaste pri prolasku kroz prizmu. Jeste li se ikada zapitali zašto je nebo plavo? Zašto nije zeleno ili možda ljubičasto? Sunce emituje svjetlosne zrake u različitim frekvencijama. Neke od tih frekvencija spadaju u spektar vidljive svjetlosti, a time su prepoznatljivi ljudskom oku. Bijeli Sunčevi zraci se u sudaru s molekulama atmosfere razbijaju i stvaraju dugin spektar. Boje dužih talasnih dužina (crvena, narandžasta) prolaze prepreku atmosfere i nastavljaju svoje kretanje, dok se plava, koja ima jednu od najkraćih talasnih dužina - "odbija" po atmosferi od molekule do molekule u svim pravcima k'o u fliperu. Tako nam iz svih pravaca, na sve strane stiže plava boja čija je talasna dužina taman tolika da ostane "zarobljena" među molekulama atmosfere. Na pitanje zašto je nebo crvenkasto kad Sunce zalazi odgovoriti ćete za domaću zadaću. Završni dio
1. 2. 3. 4. 5.
Kada nastaje disperzija bijele svjetlosti? Koja se boja najviše lomi pri prolazu kroz prizmu? Kako nastaje duga? Zašto je neko tijelo plavo a neko bijelo? Zašto su neka tijela crna?
PLAN TABLE DISPERZIJA (RAZLAGANJE) SVJETLOSTI -
Isaac Newton Duga – remek djelo prirode: primarna duga i sekundarna duga Crvena svjetlost ima talasnu dužinu 760 nm Ljubičasta svjetlost ima talasnu dužinu 380 nm Zašto je nebo plavo? Domaća zadaća: Zašto je nebo crvenkaste boje kad Sunce zalazi?
