Fizika 8. osztály 1 Fizika 8. osztály Tartalom 1. Elektrosztatika I.............................................................. 2 2. Elektrosztatika II............................................................. 4 3. Ohm törvénye, vezetékek ellenállása............................................ 6 4. Az elektromágneses indukció, Lenz törvénye...................................... 8 5. Az elektromos áram mágneses hatása.......................................... 10 6. Soros és párhuzamos kapcsolás............................................... 12 7. Szabályos és szórt fényvisszaverődés, a fényvisszaverődés törvényei................ 14 8. Fényvisszaverődés síktükörről................................................ 16 9. A homorú tükör fényvisszaverésének bemutatása, a homorú tükör alkalmazásai....... 18 10. A domború tükör fényvisszaverésének bemutatása, a domború tükör alkalmazásai..... 20 11. Gyűjtőlencse képalkotásának vizsgálata......................................... 22 12. Gyűjtő- és szórólencse fókusztávolságának meghatározása......................... 24 Szerzők: Bedő Kornél, Őszi Gábor, Szalai Bernát Lektorálta: Dr. Walter József egyetemi adjunktus A kísérleteket elvégezték: Laczóné Tóth Anett és Máté-Márton Gergely laboránsok Készült a TÁMOP 3.1.3-10/2-2010-0012 A természettudományos oktatás módszertanának és eszközparkjának megújítása Kaposváron című pályázat keretében Felelős kiadó: Klebelsberg Intézményfenntartó Központ A tananyagot a Kaposvár Megyei Jogú Város Önkormányzata megbízása alapján a Kaposvári Városfejlesztési Nonprofit Kft. fejlesztette Szakmai vezető: Vámosi László laborvezető, Táncsics Mihály Gimnázium Kaposvár A fényképeket készítette: Szellő Gábor és Tamás István, Régió Média Bt. Tördelőszerkesztő: Parrag Zsolt, Ráta 2000 Kft. Kiadás éve: 2012, példányszám: 90 db VUPE 2008 Kft. 7400 Kaposvár, Kanizsai u. 19. Felelős vezető: Vuncs Rita Második javított kiadás, 2013
Fizika 8. osztály 2 1. Elektrosztatika I. Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Bedő Kornél Thales i.e. 600 körül említi meg először, hogy a gyapjúval megdörzsölt borostyán apró tárgyakat vonz magához. Ha műszálas pulóverünket levesszük, gyakran hallunk apró sercenéseket, sötétben még kis szikrákat is láthatunk. Vonalzónkat ruhánkhoz dörzsölve az könnyen magához vonzza az apró papírdarabokat az asztalról. A testek elektromos állapotát az elektromos töltések okozzák. Két féle elektromos töltés van, az egyik a negatív, a másik a pozitív. Egy test akkor semleges, ha azonos számú pozitív és negatív töltés található benne. STK elektrosztatika készlet Hozzávalók (eszközök, anyagok) Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Dörzsölj meg egy műanyag rudat szőrmével és közelítsd apró papírdarabokhoz! Mit tapasztalsz? 2. Helyezz iránytű állványra műanyag rudat, úgy hogy szabadon foroghasson! Ismét dörzsöld meg a szőrmével a műanyag rudat és közelítsd az állványon lévő előzőleg szintén megdörzsölt műanyag rúdhoz! Mit tapasztalsz? 3. Dörzsölj meg egy üveg rudat bőrdarabbal és közelítsd a már megdörzsölt műanyag rúdhoz! Mit tapasztalsz? 4. Figyeld meg, hogy a dörzsöléshez használt szőrme vonzza az általa előzőleg megdörzsölt műanyag rudat! 5. Van de Graaff-generátor segítségével tölts fel egy önként jelentkezőt, aki szigetelőn áll! Figyeld meg a haját, mi a jelenség oka?
Feladatlap 3 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. A megdörzsölt műanyag rúd milyen hatást fejtett ki a papírdarabokra? Karikázd be a helyes választ! a. taszította b. vonzotta c. nem fejtett ki hatást 2. A megdörzsölt műanyag rúd milyen hatást fejtett ki a szintén megdörzsölt műanyag rúdra? a. taszította b. vonzotta c. nem fejtett ki hatást 3. A megdörzsölt üveg rúd milyen hatást fejtett ki a szintén megdörzsölt műanyag rúdra? a. taszította b. vonzotta c. nem fejtett ki hatást 4. A Van de Graaff-generátorral feltöltött osztálytársad haja hogyan állt? Magyarázd meg a jelenséget!... Saját ötlet alapján. ÁBRA: saját ötlet alapján. Felhasznált irodalom
Fizika 8. osztály 4 2. Elektrosztatika II. Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Bedő Kornél Az előző kísérletek során megfigyelhettük, hogy ha egy semleges testben megváltozik az elektronok száma, akkor a test elektromos állapotba kerül. Az azonos elektromos töltésű testek taszítják egymást. Ezt a jelenséget használja ki az elektroszkóp, aminek a segítségével meg tudjuk állapítani illetve mérni az elektromos töltés nagyságát. Az elektroszkóp működésének lényege, hogy ha az elektroszkóp mutatója és a teste is azonos töltésű lesz, akkor eltávolodnak egymástól. Minél jobban feltöltődik az elektroszkóp, annál nagyobb a mutató kitérése. Az elektromos töltés jele: Q, mértékegysége a coulomb. Hozzávalók (eszközök, anyagok) STK elektrosztatika készlet Elektrosztatikai készlet Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Tölts fel ebonit rudat szőrme segítségével és érintsd elektroszkóphoz! 2. Figyeld meg, hogy mi történik és próbáld megmagyarázni! 3. Helyezz szigetelőre két elektroszkópot, az egyiket töltsd fel és kösd össze őket vezetővel! (A vezetőt egy szigetelő segítségével fogd meg!) 4. Figyeld és magyarázd meg, hogy mi történik! 5. Helyezz szigetelőre két elektroszkópot, közéjük köss két fémlemezt, melyek távolsága pár cm legyen! A két lemez közé függessz fel könnyű fémgolyót, de vigyázz, nehogy hozzáérjen bármelyik lemezhez! Az egyik elektroszkópot földeld le! 6. Tölts fel ebonit rudat szőrmével és érintsd az egyik elektroszkóphoz! Figyeld meg és magyarázd is meg a jelenséget! 7. Ismételd meg a kísérletet Van de Graaff-generátor segítségével!
Feladatlap 5 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. Rajzolj le egy semleges és egy feltöltött elektroszkópot, majd jelöld az elektroszkóp részeinek a töltését! 2. Magyarázd meg, hogy mi történt, amikor a második kísérletben összekötötted az elektroszkópokat!... 3. A harmadik kísérletet magyarázd el, válaszodat rajzzal egészítsd ki! Saját ötlet alapján. ÁBRA: saját ötlet alapján. Felhasznált irodalom
Fizika 8. osztály 6 3. Ohm törvénye, vezetékek ellenállása Készítette: Bedő Kornél Emlékeztető, gondolatébresztő Georg Simon Ohm, (1789-1854) német fizikus 1826-ban ismertette a róla elnevezett törvényt. Ez azt mondja ki, hogy a vezetők elektromos ellenállással rendelkeznek. Ohm megállapította, hogy egy fogyasztón átfolyó elektromos áram egyenesen arányos a kivezetései között mért feszültséggel. Az ellenállás jele: R Mértékegysége: ohm, jele: Ω R = U/I Hozzávalók (eszközök, anyagok) BSTE alapcsomag BSTE AC/DC tápegység 0-12V Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Állíts össze egyszerű áramkört áramerősség és feszültségmérő műszerrel! Az áramellátást változtatható feszültségű áramforrás biztosítsa! 2. Az áramforrás feszültségét állítsd 1 V-os feszültségre és zárd az áramkört! 3. Olvasd le az áramerősség értékét! 4. Ismételd meg a mérést 2, 5 és 10 V-os feszültséggel is! 5. Cseréld ki a fogyasztót egy nagyobb ellenállásúra! 6. Ismételd meg a mérést 2, 5 és 10 V-os feszültséggel is! 7. Foglald táblázatba mindkét mérés adatait és számítsd ki a fogyasztó ellenállását! 8. Ábrázold grafikonon mindkét mérés adatait!
Feladatlap 7 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. A kisebb ellenállású fogyasztóval történő mérés adatait (I) írd a táblázatba és számítsd ki ezekből a fogyasztó ellenállását, melyet szintén írj a táblázatba! U (V) I (A) R (Ω) 1 2 5 10 2. A nagyobb ellenállású fogyasztóval történő mérés adatait (U, I) írd a táblázatba és számítsd ki ezekből a fogyasztó ellenállását, melyet szintén írj a táblázatba! U (V) I (A) R (Ω) 1 2 5 10 3. Ábrázold mindkét fogyasztó I (A) - U (V) függvényét! Saját ötlet alapján. ÁBRA: saját ötlet alapján. Felhasznált irodalom
Fizika 8. osztály 4. Az elektromágneses indukció, Lenz törvénye Emlékeztető, gondolatébresztő Michael Faraday (1791-1867) angol fizikus fedezte fel az elektromágneses indukciót. Heinrich Lenz (1787-1846) német fizikus, a később róla elnevezett Lenz törvény megalkotója. 8 Készítette: Bedő Kornél Hozzávalók (eszközök, anyagok) BSTE alapcsomag BSTE kiegészítő csomag I. BSTE kiegészítő csomag III. Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Állíts össze egy tekercsből és egy áramerősség mérő műszerből álló áramkört! 2. A tekercs belsejében mozgass egy mágnest! 3. Mi történik az áramerősség mérő műszer mutatójával? 4. Hogyan magyarázod a jelenséget? 5. Cseréld ki a tekercset egy nagyobb menetszámúra és ismételd meg a kísérletet! 6. Milyen változást tapasztalsz az áramerősségmérő mutatójának mozgásában? 7. Helyezz a mágnes helyére elektromágnest és kapcsold be! 8. Mi történik az áramerősség mérő műszer mutatójával? 9. Hogyan magyarázod a jelenséget? 10. Mozgasd a mágnest egy felfüggesztett alumínium gyűrűben! 11. Mit tapasztalsz?
Feladatlap 9 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. Karikázd be a válaszok közül a helyeset! Az indukált áram nagysága függ a: a. vezeték anyagától b. tekercs menetszámától c. mágneses mező erősségétől d. mágneses mező változásának gyorsaságától e. mágnes anyagától 2. Egészítsd ki a mondatot! Azt a jelenséget melynek során a. mező változása mezőt hoz létre elektromágneses. nevezzük. 3. Írd le mit tapasztaltál, miközben a mágnest egy felfüggesztett alumíniumgyűrűben mozgattad!...6...6 4. Egészítsd ki a mondatot! Az indukált áram iránya mindig olyan, hogy... hatásával akadályozza az.... létrehozó mozgást, változást. Elektromágneses indukció elvén működő zseblámpa Saját ötlet alapján. ÁBRA: saját ötlet alapján. Felhasznált irodalom
Fizika 8. osztály 10 5. Az elektromos áram mágneses hatása Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Bedő Kornél Hans Christian Oersted 1820-ban figyelte meg, hogy ha egy vezetéken áram halad keresztül egy iránytű közelében, az elfordul. Később a vezetékek többszörözésével, majd később tekercs létrehozásával a hatás nagyságát megnövelték. Az elektromos áram mágneses hatását számtalan technikai eszközben használjuk nap mint nap. Ezen az elven alapulnak az elektromos motorok, a képcsöves tévék, monitorok és a relék. Hozzávalók (eszközök, anyagok) BSTE alapcsomag BSTE alapcsomag kiegészítése BSTE kiegészítő csomag III BSTE AC/DC tápegység 0-12V Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Állíts össze az Oersted-kísérletet: iránytű mellett vezess el vezetéket, melyen áramot bocsátasz keresztül! 2. Figyeld meg, hogy mi történt! 3. Magyarázd meg a jelenséget! 4. Növeljük az áramerősséget! 5. Az iránytű elfordulásából következtess a vezeték körüli mágneses tér erősségére! 6. A vezetéket cseréld ki az áramkörben egy tekercsre! 7. Az áramkör zárása után következtess az iránytű elfordulásából a tekercs körüli mágneses tér erősségére! 8. Helyezz a tekercsbe vasmagot és most is figyeld meg a hatást az iránytűre! 9. Helyezz a tekercs fölé üveglapot és szórj rá vasreszeléket! 10. Kapcsold be az áramforrást és figyeld meg a vasreszeléket!
Feladatlap 11 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. Válaszd ki, mitől függ az elektromos áram mágneses hatása! a. Az átfolyó áram erősségétől b. A vezeték felületétől c. A tekercs menetszámától d. A vezeték hosszától e. A tekercs belsejében levő anyagtól 2. Rajzold le az áramjárta tekercs feletti vasreszelék alakját! 3. Értelmezd a vasmag szerepét az ábra alapján!...6 Elektromágnes alkalmazása a vashulladék felemelésére Saját ötlet alapján. ÁBRA: saját ötlet alapján. Felhasznált irodalom
Fizika 8. osztály 12 6. Soros és párhuzamos kapcsolás Készítette: Bedő Kornél Emlékeztető, gondolatébresztő Egyszerű áramkört már állítottunk össze, abban azonban csak egy fogyasztó volt. Egy háztartásban is számos fogyasztót használunk, nem csak egyet. Ismételd át az áramerősségmérő és a feszültségmérő műszer használatának szabályait! BSTE alapcsomag Hozzávalók (eszközök, anyagok) Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Hozz létre egy áramkört kettő sorba kapcsolt fogyasztóval és a fogyasztók, illetve az áramforrás és a fogyasztó közé köss be áramerősség-mérő műszereket és a fogyasztók illetve az áramforrás kivezetéseire köss feszültségmérő műszert! (1. ábra) 2. Olvasd le a műszerek által kijelzett áramerősség és feszültség értékeket! 3. A leolvasott értékek alapján oldd meg az első feladatot! 4. Hozz létre párhuzamos kapcsolást és a főágba, illetve a mellékágakba köss áramerősség- mérő műszert, a fogyasztók illetve az áramforrás kivezetéseire köss feszültségmérő műszert! (2.ábra) 5. Olvasd le a műszerek által kijelzett áramerősség és feszültség értékeket! 6. A leolvasott értékek alapján oldd meg a második feladatot!
Feladatlap I. Soros kapcsolás 13 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. Tegyél relációjeleket a leolvasott áramerősség értékek közé! I 1 I 2 I 3 2. Tegyél műveleti jelet a leolvasott feszültség értékek közé! U = U 1 U 2 3. Egészítsd ki, hogy soros kapcsolásnál hogyan számítod ki az eredő ellenállást! R e = R 1 R 2 II. Párhuzamos kapcsolás 1. Tegyél műveleti jelet a leolvasott áramerősség értékek közé! I = I 1 I 2 2. Tegyél relációjeleket a leolvasott feszültség értékek közé! U 1 U 2 U 3 4. Írd le, hogy párhuzamos kapcsolásnál hogyan számítod ki az eredő ellenállást! R e = 1. Soros kapcsolás 2. Párhuzamos kapcsolás Saját ötlet alapján. ÁBRA: saját ötlet alapján. Felhasznált irodalom
Fizika 8. osztály 14 Készítette: Őszi Gábor 7. Szabályos és szórt fényvisszaverődés, a fényvisszaverődés törvényei Emlékeztető, gondolatébresztő Miért láthatjuk a környezetünkben lévő tárgyakat? A környezetünkben található tárgyak a rájuk eső fénysugarak jelentős részét visszaverik. A fényviszszaverődés lehet szabályos (tükrös) vagy szórt (diffúz). A szabályos fényvisszaverődés törvényei: 1. A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a visszavert fénysugár azonos síkban van. 2. A visszaverődési szög egyenlő a beesési szöggel. Hozzávalók (eszközök, anyagok) 5 sugaras lézer fényforrás síktükör fehér műanyaglap mágnestábla fokbeosztással ellátott korong Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Tegyél párhuzamos lézer fénynyaláb útjába síktükröt, a fényforrástól kb. 2 méter távolságban! Ezután cseréld ki a síktükröt egy fehér műanyaglapra! Figyeld meg mindkét esetben a terem falán keletkező fényfoltot és hasonlítsd össze őket! 2. Világítsd meg a síktükröt 5 párhuzamos fénysugárral! Mit tapasztalsz a párhuzamosan beeső fénysugarak visszaverődése után? 3. Rögzíts síktükröt a mágnestáblán! Tegyél a tükör alá fokbeosztással ellátott korongot! A tükör rögzítésénél ügyelj arra, hogy a korong középpontja a tükörfelületen legyen, továbbá, hogy a korong nullás fokbeosztásán áthaladó fénynyaláb a tükörről önmagába verődjön vissza! Forgasd el a korongot a síktükörrel együtt, és olvasd le a kerületen lévő fokbeosztáson, hogy a beeső fénynyaláb és a visszavert fénynyaláb a tükör normálisával (0-0 egyenes) mekkora szöget zár be! Mit tapasztalsz? 4. Állítsd be az előző pontban leírt módon a korong tükrére eső fénysugarat, majd a korong változatlan állása mellett forgasd el a tükröt 20 -kal! Olvasd le a visszavert fénysugár szögelfordulását!
Feladatlap 15 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály Oldd meg a következő feladatokat az előzőleg elvégzett kísérletek alapján! 1. Melyik típusú fényvisszaverődésre jellemző? A: B: A) Műanyaglapról történő visszaverődés során a terem falán többé-kevésbé világos folt lesz látható. B) Síktükörről visszaverődő fénysugár irányát a terem falán megjelenő kis területű fényfolt mutatja. 2. Készíts ábrát az 5 párhuzamosan beeső fénysugár szabályos visszaverődéséről! 3. Milyen kapcsolat van a beesési szög és a visszaverődési szög között? Fogalmazd meg az elvégzett kísérlet alapján! 4. A visszavert fénysugár szögelfordulása: Fogalmazd meg általánosan, hogy mennyi lesz a visszavert fénysugár szögelfordulása a tükör α szögű elfogatása esetén! Miért? Készíts ábrát a megoldáshoz, indokláshoz! 5. Mekkora beesési szög esetén lesz a beeső és a visszavert fénysugár merőleges egymásra? 6. Mekkora a visszaverődési szög, ha a visszavert fénysugárnak a tükörrel bezárt szöge 90? Felhasznált irodalom Dr. ZÁTONYI Sándor (2001) Mit kell tudni fizikából Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó. pp. 162-163. Dr. BONIFERT Domonkosné, Dr. HALÁSZ Tibor, Dr. KÖVESDI Katalin, Dr. MISKOLCZI Józsefné, Dr. MOLNÁR Györgyné, SÓS Katalin (2007) Fizika 8. osztály. 4. kiadás. Szeged, Mozaik kiadó. pp. 79. http://metal.elte.hu/~phexp/tart/tt_geo.htm#viii.3. A fény visszaverődése ÁBRA: saját ötlet alapján.
Fizika 8. osztály 16 8. Fényvisszaverődés síktükörről Készítette: Őszi Gábor Emlékeztető, gondolatébresztő Homorú, domború, vagy sík tükröt használunk borotválkozás, sminkelés céljából? Miért? A síktükör egyenes állású, a tárggyal megegyező nagyságú, látszólagos (virtuális) képet ad a tükör mögött. Síktükör esetén a tárgytávolság (t) megegyezik a képtávolsággal (k), a kép nagysága (K) megegyezik a tárgy nagyságával (T). Hozzávalók (eszközök, anyagok) síktükrök gyertyák pénzérme üveglap papírlap Bunsen-állvány és fogó gyufa Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Tegyél az asztalra függőlegesen egy üveglapot és mindkét oldalán helyezz el tőle egyenlő távolságban egy-egy azonos méretű gyertyát! (Az üveglap függőleges rögzítéséhez használj foglalatot vagy Bunsen-fogót és állványt) Gyújtsd meg az üveglap egyik oldalán álló gyertyát! Mit tapasztalsz? 2. Helyezz egy papírlapot az üveglemez és a hátsó gyertya közé! Mit tapasztalsz? 3. A hátsó gyertya helyzetének változtatásával hasonlítsd össze a tárgy és képtávolságot! Mit tapasztalsz? 4. Helyezz egymás mellé foglalatba rögzítve két téglalap alakú tükröt úgy, hogy azok függőleges éle érintkezzen, és a két síktükör szöget zárjon be egymással (szögtükör)! Helyezz a két tükör közé az asztalra egy kisméretű égő gyertyát! Legyen a tükrök hajlásszöge α 1 =90, illetve α 2 =60. Hány tükörképet látunk a tükrökben a fenti két esetben? Miért? Hogyan változik a tükörképek száma a szögtükör hajlásszögének a változtatásával? 5. Helyezz egy pénzérmét az asztalra! Elébe és mögéje foglalatba rögzítve helyezz egy-egy téglalap alakú tükröt egymással párhuzamosan úgy, hogy merőlegesek legyenek az asztallap síkjára, és tükröző felületük egymással szemben legyen! Mit láthatunk a velünk szemben lévő tükörben? Miért?
Feladatlap 17 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály Oldd meg a következő feladatokat az előzőleg elvégzett kísérletek alapján! 1. Mit tapasztalsz, ha az égő gyertya oldaláról, az üvegen keresztül nézed a másik gyertyát? 2. Mit tapasztalsz, ha papírlapot helyezel az üveglemez és a hátsó gyertya közé? 3. Mi az összefüggés a síktükör képalkotása során a tárgy és képtávolság között? 4. Hány tükörképet láthatunk a tükrökben a kísérletben meghatározott két hajlásszög esetén? α 1 =90 : α 2 =60 : Mi a jelenség magyarázata? 5. Hány pénzérmét láthatsz a velünk szemben lévő tükörben? Mi a jelenség magyarázata? 6. Hol alkalmazzák a többszörös tükrözés jelenségét a gyakorlati életben? Felhasznált irodalom Dr. ZÁTONYI Sándor (2001) Mit kell tudni fizikából 4. kiadás. Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó. pp. 162-163. Dr. BONIFERT Domonkosné, Dr. HALÁSZ Tibor, Dr. KÖVESDI Katalin, Dr. MISKOLCZI Józsefné, Dr. MOLNÁR Györgyné, SÓS Katalin (2007) Fizika 8. osztály. 4. kiadás. Szeged, Mozaik kiadó. pp. 79-80. http://metal.elte.hu/~phexp/tart/tt_geo.htm#viii.3. A fény visszaverődése Ábra: saját ötlet alapján.
Fizika 8. osztály 18 9. A homorú tükör fényvisszaverésének bemutatása, a homorú tükör alkalmazásai Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Szalai Bernát A gömbtükör olyan gömbfelület, amelynek egyik oldala fényvisszaverő bevonattal (foncsorral) van ellátva. Ha a gömbtükör belső felülete a tükröző, akkor homorú tükörről beszélünk. A homorú tükör görbületi középpontja a tükör geometriai középpontja (C). A görbületi középponton áthaladó, a tükör felületére érkező fénysugár önmagába verődik vissza. Az ábrákon látható jelölések elnevezése: F: gyújtópont, illetve fókuszpont O: optikai középpont Vajon hol használnak a mindennapi életben homorú tükröt? Hozzávalók (eszközök, anyagok) mágneses tábla homorú tükör (mágneses táblára rögzíthető) homorú tükör (állványon) 5 sugaras lézer fényforrás és a rögzítésére alkalmas eszköz szögbeosztással ellátott korong alakú papírlap (optikai korong) mérőszalag Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Helyezd a homorú tükröt a szögbeosztással ellátott papírkoronggal a mágneses táblára úgy, hogy a tükör optikai középpontja és a korong középpontja egybeessék! 2. Világítsd meg a tükröt 5 párhuzamos fénysugárral! A tükröt úgy állítsd be, hogy a középső fénysugár önmagába verődjön vissza! Figyeld meg a visszaverődő fénysugarak útját és metszéspontját! 3. Mérd meg a visszaverődő fénysugarak metszéspontjának távolságát a tükörtől és a görbületi középponttól! 4. Forgasd el a homorú tükröt, így a beeső párhuzamos sugarak az optikai tengellyel szöget zárnak be! Figyeld meg a visszaverődő fénysugarak metszéspontjának helyzetét az optikai tengelyhez képest! 5. Nézd meg az arcodat közelről egy homorú tükörben, és figyeld meg a kép jellegzetességeit!
Feladatlap 1. Mérési eredmények: 19 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály A fókuszpont távolsága a tükörtől. OF=. mm A fókuszpont távolsága a görbületi középponttól: FC=. mm 2. A homorú gömbtükörben látott kép jellegzetességei (a kiválasztást x-el jelöld a négyzetben): mérete: kicsinyített nagyított azonos nagyságú természete: valódi látszólagos állása: egyező fordított 3. Egészítsd ki a mondatokat (a megadott szavakkal: gömbi eltérés, nagyítása, fókusztávolságnak, valódi, optikai tengelyre, fele, fókuszpontban)! Az optikai tengellyel párhuzamosan haladó fénysugarak a tükörről visszaverődve közel egy pontban, a. metszik az optikai tengelyt. A homorú tükör gyújtópontja (F)., mert ott a viszszavert fénysugarak valóban találkoznak. A tükör optikai középpontjának (O) és a fókuszpontnak (F) a távolságát.. nevezzük. A fókusztávolság a gömbi sugár (OC távolság).. Az optikai tengellyel szöget bezáró párhuzamos fénysugarak a homorú tükörről visszaverődve ismét egy pontban gyűlnek össze, ez azonban nem az.. esik. Ezen kísérlettel jól bemutatható a homorú tükör egyik fontos leképezési hibája, az ún... A homorú tükröt.. miatt pl. borotválkozó tükörként használják. 4. Rajzold be a lenti ábrákba a visszaverődő fénysugarak útját! Felhasznált irodalom http://lexikon.fazekas.hu http://www.vilaglex.hu http://www.optika.hu/manager.asp?page=http://optika.hu/magazin/tukor/tukor.htm Dr. KÖVESDI Pál, SZÁNTÓ Lajos, Dr. MISKOLCZI József, BONIFERT Domonkosné (1988) Fizika 8. Budapest, Tankönyvkiadó Vállalat. pp. 143-144. ÁBRA: saját ötlet alapján.
Fizika 8. osztály 20 10. A domború tükör fényvisszaverésének bemutatása, a domború tükör alkalmazásai Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Szalai Bernát A gömbtükör olyan gömbfelület, amelynek egyik oldala fényvisszaverő bevonattal (foncsorral) van ellátva. Ha a gömbtükör külső felülete a tükröző, akkor domború tükörről beszélünk. A domború tükör görbületi középpontja a tükör geometriai középpontja (C). A görbületi középpont irányába haladó, a tükör felületére érkező fénysugár önmagába verődik vissza. Az ábrákon látható jelölések elnevezése: F: gyújtópont, illetve fókuszpont O: optikai középpont Vajon hol használnak a mindennapi életben domború tükröt? Hozzávalók (eszközök, anyagok) mágneses tábla domború tükör (mágneses táblára rögzíthető) 5 sugaras lézer fényforrás és a rögzítésére alkalmas eszköz szögbeosztással ellátott korong alakú papírlap (optikai korong) domború gömbtükör (állványon) mérőszalag Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Helyezd a domború tükröt a szögbeosztással ellátott papírkoronggal a mágneses táblára arra figyelve, hogy a tükör optikai középpontja és a korong középpontja egybeessék! 2. Világítsd meg a tükröt 5 párhuzamos fénysugárral úgy, hogy a középső fénysugár önmagába verődjön vissza! Figyeld meg a visszaverődő fénysugarak útját és a meghosszabbításuk metszéspontját! 3. Mérd meg a szögbeosztással rendelkező papírlapon meghosszabbított visszaverődő fénysugarak metszéspontjának távolságát a tükörtől és a görbületi középponttól! 4. Nézz bele egy domború gömbtükörbe és figyeld meg a gömbtükörben keletkezett kép jellegzetességeit!
Feladatlap 1. Mérési eredmények: 21 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály A fókuszpont távolsága a tükörtől. OF=. mm A fókuszpont távolsága a görbületi középponttól: FC=. mm 2. A domború gömbtükörben látott kép jellegzetességei (a kiválasztást x-el jelöld a négyzetben): mérete: kicsinyített nagyított azonos nagyságú természete: valódi látszólagos állása: egyező fordított 3. Egészítsd ki a mondatokat (a megadott szavakkal: kicsinyített, fókusztávolságnak, gyakorlatban, látszólagos, felezi, fókuszpontból)! A domború tükör tengelyével párhuzamosan érkező fénysugarak visszaverődés után úgy haladnak, mintha a tükör mögül egy pontból, az ún... jönnének, ezért a domború tükör gyújtópontja. A tükör optikai középpontjának (O) és a látszólagos fókuszpontnak (F) a távolságát.. nevezzük. A fókuszpont az optikai (O) és a gömbi (C) középpontok közötti távolságot. A domború tükörben látható kép mindig látszólagos és... A. a rosszul belátható útkereszteződésekben, forgalmas üzletekben alkalmazzák. 4. Rajzold be a lenti ábrákba a visszaverődő fénysugarak útját! Felhasznált irodalom Dr. EROSTYÁK János, Dr. KOZMA László (1995) Fénytan. Pécs, JPTE-TTK. pp. 25-26. Dr. KÖVESDI Pál, SZÁNTÓ Lajos, Dr. MISKOLCZI József, BONIFERT Domonkosné (1988) Fizika 8. Budapest, Tankönyvkiadó Vállalat. pp. 139-140. ÁBRA: saját ötlet alapján.
Fizika 8. osztály 22 11. Gyűjtőlencse képalkotásának vizsgálata Emlékeztető, gondolatébresztő A domború lencse a fókuszponton kívül bármely tárgypontból kiinduló fényt a lencse másik oldalán egy pontban gyűjti össze. Ez a pont a tárgy valódi képe. A fókuszon belüli tárgypontból kiinduló fénysugarak a fénytörés után úgy haladnak, mintha a tárgyponttal azonos oldalról egy látszólagos képpontból indultak volna ki. Egy kiterjedt tárgy pontjairól alkotott képpontok együttesen a tárgy képét adják. A kép nagysága (mérete) a tárgyhoz képest lehet nagyított, kicsinyített vagy azonos nagyságú. A nagyítás mértéke a kép (K) és a tárgy (T) méretének ismeretében, illetve a képtávolság (k), valamint a tárgytávolság (t) mérésével kiszámolható: Készítette: Szalai Bernát Hozzávalók (eszközök, anyagok) optikai pad gyűjtőlencse (optikai padon rögzített tartóban) gyertya (optikai padon mozgatható tartóban) gyufa kisméretű vetítőernyő (pauszpapír) optikai padon mozgatható tartóban mérőszalag számológép Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Az ismert fókusztávolságú gyűjtőlencsével vetítsd az ernyőre egy égő gyertya képét! Ehhez az eszközöket a domború lencsét, a gyertyát és az ernyőt is optikai sínre kell helyezni. 2. Folyamatosan változtasd a tárgytávolságot, és az ernyő mozgatásával hozd létre a gyertya lángjának éles képét! Figyeld meg, hogyan változik a kép mérete és állása a tárgytávolság változtatásával! 3. Ha a tárgy a lencse fókusztávolságán belül áll, akkor ernyőn fel nem fogható (látszólagos) kép keletkezik. Ezután nézd a gyertya lángját a lencsén keresztül, és a távolság változtatásával figyeld meg a kép méretének változását! 4. A fókusztávolságnál nagyobb tárgytávolság esetén mérd meg a tárgytávolságot és a hozzá tartozó éles kép képtávolságát, majd számítsd ki a nagyítás mértékét! Összesen öt mérést végezz, amelynél a tárgytávolság két esetben a fókusztávolságnál nagyobb, de a fókusztávolság kétszeresénél kisebb, egy esetben a tárgytávolság a fókusztávolság kétszerese, míg két esetben a tárgytávolság a fókusztávolság kétszeresénél nagyobb legyen!
Feladatlap 23 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. Írd be a táblázatba a kép jellemzőit a tárgy 4 helyzetében! A kép jellemzői nagysága (nagyított, kicsinyített, azonos nagyságú) természete (valódi, látszólagos) állása (egyező, fordított) távolsága a gyűjtőlencsétől (k > 2f, k = 2f, 2f > k > f ) Tárgytávolság (t): t > 2f t = 2f 2f > t > f t < f 2. A mérési eredményeket írd be a táblázatba, és számítsd ki a nagyítás mértékét! 1. mérés (t < 2f ) 2. mérés (t < 2f ) 3. mérés (t = 2f ) 4. mérés (t > 2f ) 5. mérés (t > 2f ) tárgytávolság (t) képtávolság (k) nagyítás N=k/t Felhasznált irodalom Dr. EROSTYÁK János, Dr. KOZMA László (1995) Fénytan. Pécs, JPTE-TTK. pp. 34-35. Dr. KÖVESDI Pál, SZÁNTÓ Lajos, Dr. MISKOLCZI József, BONIFERT Domonkosné (1988) Fizika 8. Budapest, Tankönyvkiadó Vállalat. pp. 152-157. ÁBRA: saját ötlet alapján.
Fizika 8. osztály 24 12. Gyűjtő- és szórólencse fókusztávolságának meghatározása Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Szalai Bernát A domború lencse a tengelyével párhuzamos fénysugarakat úgy töri meg, hogy azok a lencse másik oldalán egy pontban találkoznak, ezért a domború lencsét gyűjtőlencsének is nevezik. A gyújtópontot a lencse fókuszpontjának nevezzük. Jele: F A domború lencse a párhuzamos fénysugarakat öszszegyűjti. A homorú lencse a tengelyével párhuzamos fénysugarakat széttartóvá teszi, ezért szórólencsének is nevezik. A lencse másik oldalán szétszórt fénysugarak képzeletbeli meghosszabbításai a lencse ellenkező oldalán egy pontban futnak össze, amelyet a homorú lencse látszólagos fókuszpontjának nevezzünk. A lencse és a fókuszpont távolsága a fókusztávolság. Jele: f A homorú lencse fókusztávolsága negatív előjelű. A lencse dioptriáján a fókusztávolságának méterben mért reciprokát értjük. Jele: D A szemüveglencséket a dioptria értékkel jellemzik. Hozzávalók (eszközök, anyagok) mágneses tábla domború lencse homorú lencse 5 sugaras lézer fényforrás fehér papírlap vonalzó számológép Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Helyezz egy domború lencsét a mágneses táblára úgy, hogy egy fehér papírlap kerüljön a lencse mögé! Irányíts 5 párhuzamos fénysugarat a gyűjtőlencsére annak optikai tengelyével párhuzamosan! Rajzold át a papírlapra a lencse körvonalait, valamint a fénysugarak menetét! Vedd le a papírlapot a tábláról, és a rajzod alapján mérd meg a domború lencse fókusztávolságát! 2. Helyezz a lencse alá egy másik papírlapot, és világítsd meg a lencsét a párhuzamos fénysugarakkal a másik oldalról is, majd mérd meg a fókusztávolságot! 3. Helyezz egy homorú lencsét a mágneses táblára úgy, hogy egy fehér papírlap kerüljön a lencse mögé! Irányíts 5 párhuzamos fénysugarat a szórólencsére annak optikai tengelyével párhuzamosan! Rajzold át a papírlapra a lencse körvonalait, valamint a fénysugarak menetét! A papírlapot levéve vonalzó segítségével hosszabbítsd meg a széttartó sugarakat, majd mérd meg a homorú lencse fókusztávolságát! 4. A feladatot a lencse másik oldaláról történő megvilágítással is végezd el! Számítsd ki a lencsék dioptriáját!
Feladatlap 25 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Fizika 8. osztály 1. Egészítsd ki a mondatokat (a megadott szavakkal: fókuszpontján, nélkül, középpontján, szélükön, párhuzamosan, vastagabbak)! A domború üveglencsék azok, amelyek középen, mint a szélüknél. A homorú lencsék ezzel ellentétben a vastagabbak. A fénysugár megfordíthatósága miatt igaz, hogy azok a fénysugarak, amelyek a gyűjtőlencse... át esnek a lencsére, az azon való áthaladás után az optikai tengellyel.. haladnak tovább. Azok a fénysugarak, amelyek a lencsék.. haladnak át, irányváltoztatás. folytatják az útjukat. 2. A gyűjtőlencse fókusztávolsága az egyik, majd a másik oldalról történt megvilágítás esetén: f 1 =. mm f 2 =. mm 3. A két fókusztávolság átlaga:.... mm =. m 4. A gyűjtőlencse dioptriája: 5. A szórólencse fókusztávolsága az egyik, majd a másik oldalról történt megvilágítás esetén: f 1 =. mm f 2 =. mm 6. A két fókusztávolság átlaga: -... mm = - m 7. A szórólencse dioptriája: -. Felhasznált irodalom Dr. EROSTYÁK János, Dr. KOZMA László (1995) Fénytan. Pécs, JPTE-TTK. pp. 34-35. Dr. KÖVESDI Pál, SZÁNTÓ Lajos, Dr. MISKOLCZI József, BONIFERT Domonkosné (1988) Fizika 8. Budapest, Tankönyvkiadó Vállalat. pp. 152-154. ÁBRA: saját ötlet alapján.
Fizika 8. osztály 26 Jegyzetek
Jegyzetek 27 Fizika 8. osztály
A laboratóriumi munka rendje 1. A laboratóriumi helyiségben a gyakorlatok alatt csak a gyakorlatvezető tanár, a laboráns, illetve a gyakorlaton résztvevő tanulók tartózkodhatnak. 2. A teremben tartózkodó valamennyi személy köteles betartani a tűzvédelmi és munkavédelmi előírásokat. 3. A gyakorlat végeztével a tanulók rendbe teszik a munkaterületüket, majd a gyakorlatvezető tanár átadja a laboránsnak a helyiséget. A csoport ezek után hagyhatja el a termet. 4. A laboratóriumot elhagyni csak bejelentés után lehet. 5. A gyakorlaton részt vevők az általuk okozott kárért anyagi felelősséget viselnek. 6. Táskák, kabátok tárolása a laboratórium előterének tanulószekrényeiben megengedett. A terembe legfeljebb a laborgyakorlathoz szükséges taneszköz hozható be. 7. A laboratóriumi foglalkozás során felmerülő problémákat (meghibásodás, baleset, rongálás, stb.) a gyakorlatvezető tanár a laborvezetőnek jelenti és szükség szerint közreműködik annak elhárításában és a jegyzőkönyv felvételében. Munkavédelmi és tűzvédelmi előírások a laboratóriumban Az alábbi előírások minden személyre vonatkoznak, akik a laboratóriumban és az előkészítő helyiségben tartózkodnak. A szabályok tudomásulvételét aláírásukkal igazolják, az azok megszegéséből eredő balesetekért az illető személyt terheli a felelősség. 1. Valamennyi tanulónak kötelező ismerni a következő eszközök helyét és működését: - Gázcsapok, vízcsapok, elektromos kapcsolók - Porraloltó készülék, vészzuhany - Elsősegélynyújtó felszerelés - Elszívó berendezések - Vegyszerek és segédanyagok 2. A gyakorlatokon kötelező egy begombolható laborköpeny viselése, melyeket a tanulók helyben vehetnek igénybe. Köpeny nélkül a munka nem kezdhető el. 3. A hosszú hajat a baleset elkerülése végett össze kell fogni. 4. A laboratóriumban étkezni tilos. 5. A tanárnak jelenteni kell, ha bármiféle rendkívüli esemény következik be (sérülés, károsodás). Bármilyen, számunkra jelentéktelen eseményt (karmolás, preparálás közben történt sérülés stb.), toxikus anyagokkal való érintkezést, balesetet, veszélyforrást (pl. meglazult foglalat, kilógó vezeték) szintén jelezni kell a tanárnak. 6. A nagyobb értékű műszerek ki/be kapcsolásához kérjük a laboráns segítségét. Ezek felsorolása a mellékletben található. 7. A maró anyagok és tömény savak/lúgok kezelése kizárólag gumikesztyűben, védőszemüvegben történhet. Ha maró anyagok kerülnek a bőrünkre, azonnal törüljük le puha ruhával, majd mossuk le bő csapvízzel. 8. Mérgező, maró folyadékok pipettázása csak dugattyús pipettával vagy pipettázó labdával történhet. 9. A kísérleti hulladékokat csak megfelelő módon és az arra kijelölt helyen szabad elhelyezni. A veszélyes hulladékokat (savakat, lúgokat, szerves oldószereket stb.) gyűjtőedényben gyűjtsük. Vegyszermaradványt ne tegyünk vissza a tárolóedénybe. 10. A gyakorlati órák alkalmával elkerülhetetlen a nyílt lánggal, melegítéssel való munka. Működési szabályzat - A gázégő begyújtásának a menete: 1; tűzveszélyes anyagok eltávolítása, 2; a kivételi hely gázcsapjának elzárása, 3; a fő gázcsap kinyitása, 4; az égő levegőszelepének szűkítése, 5; a gyufa meggyújtása, 6; a kivételi hely gázcsapjának kinyitása és a gáz meggyújtása. - A kémcsöveket szakaszosan melegítjük, az edény száját soha ne irányítsuk személyek felé. - Tűzveszélyes anyagokat ne tartsunk nyílt láng közelében. Az ilyen anyagokat tartalmazó üvegeket tartsuk lezárva, és egyszerre csak kis mennyiséget töltsünk ki. - Ne torlaszoljuk el a kijárati ajtót, és az asztalok közötti teret. - Az elektromos, 230 V-ról működő berendezéseket csak a tanár előzetes útmutatása alapján szabad használni. Ne nyúljunk elektromos berendezésekhez nedves kézzel, a felület, melyen elektromos tárgyakkal kísérletezünk, legyen mindig száraz. - Tilos bármely elektromos készülék belsejébe nyúlni, burkolatát megbontani - A meghibásodást jelentsük a gyakorlatvezető tanárnak, a készüléket pedig a hálózati csatlakozó kihúzásával áramtalanítsuk. - Esetleges tűzkeletkezés esetén a laboratóriumot a tanulók a tanár vezetésével a kijelölt menekülési útvonalon hagyhatják el. 11. Munkahelyünkön tartsunk rendet. Ha bármilyen rendellenességet tapasztalunk, azt jelentsük a gyakorlatot vezető tanárnak. Rövid emlékeztető az elsősegély-nyújtási teendőkről Vegyszerek használata mindig csak a vegyszer biztonsági adatlapja szerint történhet. Az elsősegély-nyújtási eljárásokat a gyakorlatvezető tanár végzi. Tűz vagy égési sérülés esetén - Az égő tárgyat azonnal eloltjuk alkalmas segédeszközökkel (víz, homok, porraloltó, pokróc, stb.). Elektromos tüzet vízzel nem szabad oltani. - Vízzel nem elegyedő szerves oldószerek tüzét tilos vízzel oltani! - Az égési sebet ne mossuk, ne érintsük, ne kenjük be, hanem csak száraz gézlappal fedjük be. Kisebb sérülésnél (zárt bőrfelületnél) használhatók az Irix vagy Naksol szerek. Mérgezés esetén - Ha bőrre került: száraz ruhával felitatjuk, majd bő vízzel lemossuk. - A bőrre, illetve testbe kerülő koncentrált kénsavat nem szabad vízzel lemosni, vagy hígítani, mert felforrósodik és égési sérüléseket okoz - Ha szembe jutott: bő vízzel kimossuk (szemzuhany), majd 2%- os bórsav oldattal (ha lúg került a szembe) vagy NaHCO 3 oldattal (ha sav került a szembe) öblítünk és a szemöblögető készletet használjuk. - Ha belélegezték: friss levegőre visszük a sérültet. - Ha szájüregbe jutott: a vegyszert kiköpjük, és bő vízzel öblögetünk. Sebesülés esetén - A sebet nem mossuk vízzel, hanem enyhén kivéreztetjük. - A sebet körül fertőtlenítjük a baleseti szekrényből vett alkoholos jódoldattal, majd tiszta és laza gézkötést helyezünk rá. Kisebb sérüléseknél sebtapaszt alkalmazunk. Áramütés esetén - Feszültség mentesítünk, a balesetest lefektetjük, pihentetjük és a sebeit laza gézkötéssel látjuk el. Amennyiben az áramütés a szívet is leállítaná, azonnali újraélesztésre van szükség. Értesítjük az iskolaorvost.