Wiadomości ogólne
- Czas trwania zajęć: 2h
- Określenie wiedzy i umiejętności wymaganej u uczniów przed przystąpieniem do realizacji zajęć:
Uczeń:
- wymienia różne rodzaje soczewek,
- opisuje bieg promieni przechodzących przez soczewkę skupiającą i rozpraszającą (biegnących równolegle do osi optycznej),
- posługuje się pojęciami: ogniska i ogniskowej,
- planuje i demonstruje powstawanie obrazów za pomocą soczewek,
- wytwarza za pomocą soczewki skupiającej ostry obraz przedmiotu na ekranie, odpowiednio dobierając doświadczalne położenie soczewki i przedmiotu.
- Pojęcia kluczowe:
- załamanie światła,
- soczewka – budowa,
- ognisko i ogniskowa soczewki,
- bieg promieni przez soczewkę,
- obraz rzeczywisty a pozorny.
- Hipoteza sformułowana przez uczniów:
- Za pomocą soczewki skupiającej otrzymujemy obraz:
- rzeczywisty, pozorny,
- prosty, odwrócony,
- powiększony, pomniejszony, takiej samej wielkości,
- brak obrazu.
Doświadczenie
- Potrzebne materiały, przyrządy:
- lupa,
- świeczka (podgrzewacz),
- biała kartka,
- plastelina.
- Uwagi dotyczące BHP:
Doświadczenie jest proste i bezpieczne, ale pamiętaj: w przypadku niespodziewanych trudności lub kłopotów należy przerwać doświadczenie i niezwłocznie zwrócić się do nauczyciela/ki.
Ważne: Podczas wykonywania doświadczeń przestrzegaj zasad BHP oraz stosuj się do regulaminu pracowni fizycznej.
- Zmienne występujące w doświadczeniu:
- zmienne niezależne – ogniskowa, odległość przedmiotu od soczewki,
- zmienne zależne – obrazy przedmiotu,
- zmienne kontrolne – rodzaj soczewek.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
Zadanie A:
Na stole umieść w kolejności od lewej: świeczkę (podgrzewacz), soczewkę skupiającą i ekran (biała kartka papieru). Przesuwając soczewkę i ekran, postaraj się uzyskać na ekranie kilka obrazów różnej wielkości.
Notuj odległości x przedmiotu od soczewki oraz odległości y obrazu (na ekranie) od soczewki. Zmierzone wartości i spostrzeżenia wpisz do tabeli.
| Lp. | x(cm) | y(cm) | Cechy obrazu |
| 1 | 25 | 16,7 | rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony |
| 2 | 20 | 20 | rzeczywisty, odwrócony, tej samej wielkości |
| 3 | 13 | 43,3 | rzeczywisty, odwrócony, powiększony |
| 4 | 3 | -4,3 | obraz pozorny |
| 5 | 10 | - | brak obrazu |
Przedstaw konstrukcję geometryczną uzyskanych obrazów:
x >2f
Obraz rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony
f < x >2f
Obraz rzeczywisty, odwrócony, powiększony
x<f
Obraz pozorny, prosty, powiększony
x = f
Brak obrazu
Jak wyjaśnić wynik doświadczenia?
- Podsumowania doświadczenia:
- Jakie obrazy tworzą soczewki?
- Od czego zależy obraz rzeczywisty świeczki (podgrzewacza)?
- Kiedy tworzy się obraz pozorny?
Podstawa programowa
- Cele, które zostaną osiągnięte w wyniku przeprowadzenia doświadczenia przez nauczyciela i uczniów pod kierunkiem nauczyciela:
a) wymagania ogólne – cele
- II Przeprowadzanie doświadczeń i wyciąganie wniosków z otrzymanych wyników.
- III Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności fizycznych.
b) wymagania szczegółowe - treści nauczania
- 7.5) opisuje (jakościowo) bieg promieni przy przejściu światła z ośrodka rzadszego do ośrodka gęstszego optycznie i odwrotnie;
- 7.6 opisuje bieg promieni przechodzących przez soczewkę skupiającą i rozpraszającą (biegnących równolegle do osi optycznej), posługując się pojęciami ogniska i ogniskowej;
- 7.7 rysuje konstrukcyjnie obrazy wytworzone przez soczewki, rozróżnia obrazy rzeczywiste, pozorne, proste, odwrócone, powiększone, pomniejszone;
- 8.1 opisuje przebieg i wynik przeprowadzanego doświadczenia, wyjaśnia rolę użytych przyrządów, wykonuje schematyczny rysunek obrazujący układ doświadczalny;
- 9.14 wytwarza za pomocą soczewki skupiającej ostry obraz przedmiotu na ekranie, odpowiednio dobierając doświadczalnie położenie soczewki i przedmiotu.
Materiały do pobrania
Słowniczek
EKSPERYMENT, prowadzony zgodnie z metodą naukową, rozumiany jest jako proces, w trakcie którego badacz, uczeń, wprowadza zaplanowaną zmianę jednego czynnika i bada, jakie ta zmiana przynosi rezultaty, uważając przy tym, by pozostałe czynniki pozostały niezmienne.
OBSERWACJA rozumiana jako zaplanowane gromadzenie faktów, bez wprowadzania jakichkolwiek ingerencji w badane zjawisko. W trakcie obserwacji nie występuje zmienna niezależna, ponieważ nie ingerujemy w badany proces.
Eksperyment i obserwacja są realizowane zgodnie z metodą naukową, a to oznacza:
Postawienie PYTANIA BADAWCZEGO - Pytanie może być zadane przez uczniów lub zaproponowane przez nauczyciela. Pozwala to ukierunkować myśli i skoncentrować się na badanym problemie, uświadamia, że badania naukowe są wynikiem zaplanowanego działania.Dobrze skonstruowane pytanie badawcze jest pytaniem otwartym - uczeń sam chce znaleźć na nie odpowiedź.
Kolejnym krokiem jest postawienie HIPOTEZY, czyli prawdopodobnej, przewidywanej i wymyślonej przez uczniów odpowiedź na pytanie badawcze. Pamiętajmy, że przed wykonaniem eksperymentu nie ma złych lub dobrych hipotez, każda, nawet najbardziej śmiała jest dopuszczalna.
Kolejny etap to określenie ZMIENNYCH:
- ZMIENNA NIEZALEŻNA czyli to, co zmieniamy.
- ZMIENNA ZALEŻNA czyli wielkość, którą będziemy mierzyć, obserwować.
- ZMIENNE KONTROLNE czyli wszystko to, co musi zostać niezmienne.
ZMIENNA ZALEŻNA to parametr mierzony podczas doświadczenia, zmieniający się w zależności od zmian ZMIENNEJ NIEZALEŻNEJ.
W doświadczeniu naukowym pojawiają się również PRÓBY KONTROLNE. Bez kontroli nie można jednoznacznie stwierdzić, czy wyniki doświadczenia są wiarygodne. Kontrola pozytywna to dodatkowa próba, którą przeprowadzamy identycznie, jak próbę badawczą, ale z użyciem takiego czynnika (jeśli jest znany), który na pewno wywołuje pożądany efekt. Z kolei kontrola negatywna to dodatkowa próba, ale bez użycia czynnika, o którym wiemy, że wywołuje badane zjawisko. Z założenia, wynikiem tej próby będzie brak zmiany mierzonego parametru. Nie w każdym układzie doświadczalnym da się zaplanować obie próby kontrolne.
Zajęcia z pytaniem problemowym zakładają dyskusję między uczniami na podstawie dodatkowych pytań lub przykładów dostarczonych przez nauczyciela. Zajęcia te kształcą umiejętność doboru i formułowania argumentów, słuchania osób o innym stanowisku oraz wyciągania wniosków. W wyniku dyskusji cenne byłoby wypracowanie stanowiska, by uczniowie przekonali się, że każda konstruktywna rozmowa powinna zakończyć się rzetelnym podsumowaniem.
Gry dydaktyczne wykorzystują czynnik zabawy, co wspomaga przyswajanie wiedzy przez uczniów. Gry rozwijają pomysłowość, aktywność, samodzielność, umiejętność pracy w grupie oraz uczą radzenia sobie z emocjami. Grając uczymy się przez działanie i przeżywanie. Sukcesem jest osiągnięcie celu, a nie wygrana z innymi, czy zajęcie pierwszego miejsca. Najważniejsza w grze jest dydaktyka. Wygrywać mają wszyscy.
Bibliografia
- Grażyna Francuz – Ornat, Teresa Kulawik, Maria Nowotny – Różańska; Spotkania z fizyką podręcznik dla gimnazjum, część 4, Nowa Era Sp. z. o.o. Warszawa 2011.
- Świat fizyki podręcznik dla uczniów gimnazjum, pod redakcją Barbary Sagnowskiej, ZamKor, Kraków 2011.
