str. 1 z 9
Metodika k pracovnímu listu Optika pro ZŠ
Tato metodika je doplňujícím materiálem pro učitele k pracovnímu listu Optika určenému
žákům ZŠ.
Je rozdělena do tří hlavních oblastí:
I.
Zaměření pracovního listu – zde je zmíněno učivo a dovednosti, na které jsou
úlohy zaměřeny, začlenění pracovního listu podle RVP.
II.
Vzorové řešení pracovního listu – zde je vyřešen pracovní list pro rychlou
orientaci a kontrolu žákovských odpovědí, třeba ještě přímo na místě v iQparku.
III.
Jednotlivé úlohy – obsahují podrobnější rozbor jednotlivých úkolů zadaných
žákům v pracovním listu, cíle jednotlivých úloh, náměty na další úlohy a
experimentování ve škole i doma, příklady, časté chyby žáků v řešení pracovních
listů zjištěné na základě pilotáže pracovních listů a další.
Zaměření pracovního listu
RVP ZV: Člověk a příroda – Fyzika: Elektromagnetické a světelné děje
Klíčové kompetence: Kompetence k řešení problémů, kompetence k učení
Učivo: skládání barev, periskop, stín, aditivní mísení barev, spektrum žárovky a zářivky,
zdroje světla
K cílům pracovního listu: Science centrum představuje pro žáky možnost být tím, kdo
řídí celý experiment. Mohou ovlivňovat různé parametry pokusu a tímto způsobem si
vyzkoušet fyziku vlastníma rukama a nahlédnout na ni zase jiným způsobem, než jak ji znají
ze školních lavic, kde je strůjcem většiny experimentů obvykle vyučující.
Důležitou dovedností spojenou s fyzikálním experimentováním je samotné pozorování jevů a
jeho popis. Proto právě na tyto dovednosti je zaměřena velká část úloh, která se snaží zadáním
úkolů napomoci tomu, aby žáci vnímali podstatné charakteristiky exponátu a dokázali popsat,
jaký jev pozorují.
Vzorové řešení
Následující strana obsahuje vzorově vyřešený pracovní list. K úlohám a částem řešení
označeným symbolem *) uvádíme poznámky příp. podrobnější řešení v části III.
str. 2 z 9
str. 2 z 9
str. 3 z 9
Jednotlivé úlohy
V této části naleznete podrobnější informace a náměty k jednotlivým úlohám. Jsou rozděleny
do několika oblastí:
Symbol Popis
Poznámky k řešení, podrobnější řešení
Další úkoly v iQparku
Uplatnění v praxi
Příklad, kvantitativní přiblížení
Experimentování doma
Navázání ve výuce
Časté chyby (zjištěné na základě pilotáží pracovních listů)
Odkazy
U každé úlohy jsou zároveň uvedeny její cíle (očekávané výstupy úlohy) Popisují činnost,
kterou je žák schopen provést, pokud úlohu správně vyřeší.
Tyto metodické listy jsou k dispozici v elektronické verzi na webových stránkách iQparku
http://www.iqpark.cz/ v sekci Školy – Pro učitele. Webové adresy na rozšiřující informace,
videa, applety atd. jsou v elektronické verzi metodických listů upraveny jako hypertextové
odkazy, na které lze přejít jedním kliknutím.
str. 4 z 9
1) Periskop
Cíle úlohy
Žák:
● porovná obrazy předmětů pozorovaných periskopem a bez něj
● využije zákon odrazu při tvorbě plánku periskopu
_____________________________________________________________________________
Uplatnění v praxi
V ponorkách, tancích a dalších bojových vozidlech, také jako bezpečný výhled ze zákopu. Na
principu periskopu pracují i dělostřelecké zaměřovací systémy.
_____________________________________________________________________________
Experimentování doma
Žáci si mohou vyrobit vlastní periskop z kartonu a 2 zrcátek. Podrobný popis např. [1].
A co by se stalo při jiné poloze zrcátek? Jak se odrazí světelný paprsek pro různá jiná
postavení zrcátek? Podaří se žákům vymyslet, jak 2 zrcátka umístit tak, aby se paprsek
dopadající na ně z kteréhokoli směru vrátil zpátky? (Možno řešit nejprve pro případ roviny a
kterýkoli směr v této rovině – tam jde o 2 navzájem kolmá zrcátka. Pak je možné řešit úlohu
v prostoru, kde je řešením tzv. kout – 3 navzájem kolmá zrcátka.)
_____________________________________________________________________________
Časté chyby
Přibližně polovina žáků z testovaného vzorku odpověděly, že periskopem pozorovaly obraz
zmenšený. (To může být způsobeno tím, že délka periskopu „se přičítá“ ke vzdálenosti mezi
pozorovatelem a obrazem, viz obr.)
_____________________________________________________________________________
Odkazy
[1] Návod na výrobu periskopu:
http://www.debrujar.cz/php/adfotozaple/sifra08periskopakrasohled/sifra08periskop.html
str. 5 z 9
2) Duha v žárovce
Cíle úlohy
Žák:
● umí vysvětlit pojem spektrum na úrovni ZŠ
● vlastními slovy popíše spektrum žárovky a zářivky
● zná rozdíl mezi místem vzniku světla v žárovce a v zářivce
_____________________________________________________________________________
Poznámky k řešení
Odpovědi žáků se budou lišit ve formulacích, podstatné je, aby nějakým způsobem zachytili, že
žárovka má spektrum spojité, zatímco zářivka čárové.
_____________________________________________________________________________
Experimentování doma, navázání ve výuce
Žáci mohou v odrazu od CD pozorovat spektrum klasické žárovky, zářivky a třeba svíčky.
Čím se tato spektra liší? (Spektrum žárovky i svíčky je spojité, zatímco zářivka má čárové
spektrum.)
Pozn.: Je lepší stát při tomto pozorování ve větší vzdálenosti od zdrojů, aby se nám jevily co
nejvíce jako bodové.
_____________________________________________________________________________
Odkazy
[1] Jak fungují žárovka a zářivka: http://fyzweb.cz/clanky/index.php?id=109&id_casti=60
str. 6 z 9
3) Imaginární předmět
Cíle úlohy
Žák:
● zformuluje, díky čemu vidíme objekty, které samy nejsou zdrojem světla
● popíše vlastnosti pozorovaného obrazu mince
_____________________________________________________________________________
Poznámky k řešení
Předměty, které samy nejsou zdrojem světla, odrážejí světlo, které na ně dopadá ze zdrojů světla
nebo z jiných předmětů, které také samy nesvítí.
Vzniklý obraz mince je stranově převrácený, protože optická osa zrcadel míří svisle a ne
vodorovně, jak je u většiny experimentů z paprskové optiky obvyklé.
_____________________________________________________________________________
Uplatnění v praxi
Zajímavým příkladem může být pro žáky Měsíc. Ačkoli se nám zdá, že svítí, není skutečným
zdrojem světla - vidíme ho díky tomu, že odráží světlo od Slunce. Totéž platí i pro všechny
planety a jejich měsíce.
_____________________________________________________________________________
Navázání ve výuce
Vzhledem k časté chybě žáků týkající se rozdílu mezi zdánlivým a skutečným obrazem předmětu
by mohlo být vhodné zařadit experiment uvedený v [1].
_____________________________________________________________________________
Časté chyby
Více než polovina žáků napsala, že vzniklý obraz mince je imaginární. (Možná pro ně mohl být
matoucí název příslušného exponátu.)
_____________________________________________________________________________
Odkazy
[1] Pokus vysvětlující zdánlivý obraz: http://fyzika.gjvj.cz/pokusy/pokusy/822.htm
str. 7 z 9
4) Skládání barev
Cíle úlohy
Žák:
● vyjmenuje základní barvy světelného spektra
● ví, že bílé světlo lze rozložit na barevné spektrum
_____________________________________________________________________________
Uplatnění v praxi
U exponátu je dojem bílé barvy získán rychlým střídáním jednotlivých barev na otáčejícím se
kole. Podobným způsobem vytváří dojem libovolné barvy většina dnešních dataprojektorů, které
na plátno vysílají rychle za sebou červenou, modrou a zelenou složku konečného obrazu.
_____________________________________________________________________________
Experimentování doma
Žáci si mohou doma vyrobit kotouče s barevnými výsečemi v různých barvách podle své vlastní
úvahy. Stačí vystřihnout z kartonu kruh o poloměru kolem 4 cm (narýsovaný kružítkem nebo
obkreslený např. podle nějaké menší kulaté nádobky). Uprostřed kruhu udělat otvor a do něj
prostrčit kulaté párátko nebo kus špejle, aby pomocí něj šlo kotouč roztočit jako káču. Pak už lze
vystřihovat z papíru kruhy velké jako kartonový kotouč, rozdělit je na výseče, vybarvit a
připevnit ke kotouči. Při rychlém roztočení kotouče pozorujeme skládání použitých barev.
Žáci mohou vyzkoušet různé způsoby rozdělení barev na kotouči (větší/menší počet výsečí, celé
spektrum/jen některé barvy atd.).
_____________________________________________________________________________
Odkazy
[1] Rozklad světla hranolem – aplet:
http://www.explorelearning.com/index.cfm?method=cResource.dspView&ResourceID=13
[2] Rozklad světla vodním hranolem – návod na experiment:
http://kdf.mff.cuni.cz/veletrh/sbornik/Veletrh_01/01_07_CernaE.html
str. 8 z 9
5) Světelný obtisk
Cíle úlohy
Žák:
● rozumí závislosti velikosti stínu na vzdálenosti od stínítka a zdroje světla
● umí měnit tvar stínu vhodným natočením předmětu
_____________________________________________________________________________
Uplatnění v praxi
Při starém způsobu vyvolávání fotografií – promítání negativu na fotopapír – se vytvářel obtisk
(černobílý nebo později i barevný).
Vodivé spoje v počítačových procesorech se projektují jako černobílé obrázky a jejich siluety se
promítají („obtiskují“) a leptají na křemík. Tato metoda se nazývá litografie.
_____________________________________________________________________________
Experimentování doma
Žáci si mohou doma vyzkoušet stínohru, sledovat změny tvaru stínu při různém natočení
předmětu vzhledem ke stínítku, ostrost stínu, to, že světlo může díky ohybu dopadat i do míst,
kde by měl být stín (geometrický), pohrát si s perspektivou – vytvořit vedle sebe obří nestvůru
jednou rukou a drobné zvířátko druhou…
_____________________________________________________________________________
Časté chyby
Více než polovina žáků odpověděla, že aby se jejich stín zmenšil, musí se posunout dál od
stínítka.
str. 9 z 9
6) RGB
Cíle úlohy
Žák:
● vytvoří stíny různých barev
● experimentuje s aditivním mísením barev pomocí barevných světel
_____________________________________________________________________________
Další úkoly v iQparku
Mísení barev jiným způsobem si mohou žáci vyzkoušet také u exponátu Subtraktivní mísení
barev (4. patro). Jakou barvu získají při položení všech tří filtrů přes sebe?(Černou.)
Jaká barva vzniká u exponátu RGB v místě, kde světla všech tří barev svítí přes sebe? (Bílá.)
_____________________________________________________________________________
Uplatnění v praxi
Mísením pouhých tří základních barev lze na monitorech, displejích, promítacích plátnech nebo
televizních obrazovkách získat libovolné barevné odstíny.
Další možností je místo základních barev (RGB = červená, zelená, modrá) použít barvy
doplňkové (CMY = azurová, purpurová, žlutá).
Také barevné tiskárny tisknou obrázky mnoha různých barev, ale přitom na papír nanášejí jen
vhodně zvolené kombinace tří doplňkových barev (CMY).
Barvy mísí také malíři nebo kadeřnice.
____________________________________________________________________________
Experimentování doma
Žáci si mohou různé mísení barev vyzkoušet pomocí temper nebo vodových barev.
Z jakých barev namíchají zelenou?
Podaří se jim namíchat bílou barvu?
_____________________________________________________________________________
Odkazy
[1] Mísení barev – applet (anglicky): http://phet.colorado.edu/en/simulation/color-vision
Download

Optika pro ZŠ