Värin ominaisuuksia hahmottava kokeellisuus

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Värin ominaisuuksia hahmottava kokeellisuus"

Transkriptio

1 Timo Suvanto Värin ominaisuuksia hahmottava kokeellisuus Sisältö 0. Johdanto 2 1. Värin kvantitatiiviset ominaisuudet Hahmottavat kokeet Värin synty Esikvantitatiivisia kokeita värin määrittämiseksi Spektrometrin käyttö värin määrittämisessä Värin muodostaminen kolmen perusvärin avulla Kokeita silmän toiminnan selvittämiseksi Kuvan digitointi ja siirtäminen toiseen laitteeseen Värijärjestelmät Opetuskokonaisuuden testaus Liitteet 2.1 Painokuvan synty osaväreillä Kuvan kulku Värien määrän vähentämisestä 52 1

2 Lähtökohta ja tutkimusongelma Tämän työn henkinen lähtökohta oli sähköpostikeskustelu DFCL-listalla. Tartuin yhteen lauseeseen eräässä professori Kaarle Kurki-Suonion viestissä. Valitettavasti itse viesti on jo hävinnyt koneeni muistista, mutta lause kuului suunnilleen seuraavasti. Väri on ominaisuus, joka ei ole kvantifioitavisssa. Vastustin jyrkästi tätä näkemystä. Ehkä sanamuotojen kiivaudesta johtuen keskustelu tyrehtyi alkuunsa, mutta professori Kurki-Suonio heitti ilmaan toiveen, että joku tutkisi tarkemmin värin kvantifioitia opetuksen kannalta. Kun idea ei ottanut tulta muissa potentiaalisissa gradun tekijöissä, niin katsoin velvollisuudekseni (mutta ei epämieluisaksi) ryhtyä siihen itse. Kuten monissa muissakin keskusteluissa erimielisyydet johtvat siitä, että toinen puhuu aidasta ja toinen aidan seipäistä. Se mitä minä tarkoitin kvantifioimisella tarkentui professorikurki-suonion kanssa käymäni keskustelun jälkeen valon kvantitatiivisiksi ominaisuuksiksi. Tämän työn keskeinen tavoite on tarkastella, miten värin keskeiset ominaisuudet sekä fysikaalisena että fysiologisina ilmiönä voitaisiin opettaa hahmottavan kokeellisuuden metodia soveltaen. Prosessi alkaa värin silmin havaittavista ominaisuuksista ja päättyy värin kvantitatiivisiin ominaisuuksiin ja niitä vaativiin teollisiin sovelluksiin. Saatuani opinkokonaisuuden valmiiksi testasin sitä omalla fysiikan ryhmälläni. Testin tulokset esitellään tämän työn lopussa. Kokeellinen lähestymistapa. Kokeellinen lähestymistapa on didaktinen periaate. Se on nojautumista kokeelliseen tietoon, havaintojen, mittausten, kokeiden ja kokeellisten tutkimusten käyttämistä lähtökohtana otettaessa käyttöön käsitteitä, suureita, lakeja ja teoreettisia malleja ja tarkasteltaessa tiedon sovelluksia. Tässä tutkimuksessa käyttämäni kokeellinen lähestymistapa on sellainen, joksi se minun aivoissani on suodattunut. Käymäni DFCL-kurssi on kuitenkin merkittävästi vaikuttanut didaktisiin näkemyksiini. Toivon sen välittyvän tämän tutkimuksen sivuilta. Hahmottava kokeellisuus Opetuksessa sekä empiria että teoria ovat välttämättömiä. Kumpikaan ei yksin ole fysiikkaa, eivätkä ne riitä edes yhdessä, sillä fysiikka ei ole empiriaa ja teoriaa, vaan prosessi, joka yhdistää ne molemmat. Tässä tutkimuksessa havaitsin, että empirian ja teorian linkki on välillä aika vaikea. Esimerkiksi tässä joudutaan käsite aallonpituus ottamaan käyttöön lähes tyhjästä. 0. Johdanto 2 Perushahmotus Ilmiöiden tason kokeellisuus on havaitsemista ja kvalitatiivisia kokeita. Sen ensimmäinen tehtävä on ilmiöiden perushahmojen tunnistaminen ja luokittelu. Näitä ovat erityisesti - oliot, luonnon olemassa olevat subjektit - ilmiöt, eli se mitä oliot tekevät ja mitä niille tapahtuu - olioiden ja ilmiöiden ominaisuudet Tässä tutkimuksessa olioita ovat erilaiset valolähteet ja esineet, joita valolähteet valaisevat. Ilmiöitä ovat valolähteiden säteilemä ja läpinäkyvien ja läpinäkymättömien esineiden sirottama ja heijastama valo. Ominaisuuksia ovat sekä valolähteen oma väri, että sen avulla syntyvät esineiden värit. Käsitteistäminen, perushahmojen nimeäminen, tekee mahdolliseksi ilmiöalueesta puhumisen kielellisin termein. Hahmottuvat mielikuvat ja niitä esittävä kieli ovat tämän tason teorioita. Vaikka tässä on kyseessä arkielämän kannalta hyvin keskeinen ilmiö: väri, niin sen käsittelyssä on kielellisiä ongelmia. Värin syntymisen kannalta keskeinen käsite sironta sekoitetaan yleensä toiseen ilmiöön, heijastumiseen. Tämä sekaannus on omiaan johdattelemaan harhaan pohdittaessa värin syntymisen syitä, joka tulee erityisesti esille läpinäkyvien esineiden kohdalla. Esikvantitatiivinen kokeellisuus kiinnittää huomiota ilmiössä säilyviin ja muuttuviin ominaisuuksiin. Se liittää niihin komparatiivisia hahmoja, jotka mahdollistavat vertailun eri ominaisuuksien suhteen. Tässä havaitaan, että värejä voidaan intuitiivisesti luokitella kvantitatiivisesti vain kirkkauden suhteen. Värin toinen intuitiivinen ominaisuus, sävy on jo sanana tuntemattomampi. Eikä sen suhteen voidaan tehdä aistihavaintoihin perustuvia kvantitatiivisia vertailuja. Kylläisyys mahdollistaisi kvantitatiiviset vertailut, mutta intuitiivisesti se sekoittuu kirkkauden kanssa, eikä ole oikein selkeä esikvantiftatiivinen ominaisuus. Kvantitatiivinen koe luo ominaisuudesta suureen. Esikvantitatiivisissa kokeissa muodostuneiden mielikuvien perusteella löydetään sellainen pelkistetty koetilanne, jossa ominaisuuden eriasteinen kvantitatiivinen vertailu tulee mahdolliseksi. Hyppäys esikvantitatiivisesta epämääräisestä eri värien kirkkaudesta täsmälliseen spektrijakaumaan, jossa väri esitetään kvantitatiivisesti intensiteettijakaumana aallonpituuden suhteen, on aika raju. Esimerkiksi käsite aallonpituus joudutaan ottamaan lähestulkoon ilmasta. Mutta didaktinen prosessi kestää välillä ainakin tilapäisiä hyppyjä tyhjän päälle, jos sen peruspilarit ovat kunnossa. Näissä hahmottava kokeellisuus on parhaimmillaan.

3 1. Värin kvantitatiiviset ominaisuudet Lukujen keskeiset sisällöt Luvussa 1.1 pohditaan ja tutkitaan hahmottavin kokein, millaisia ominaisuuksia värillä on. Havaitaan, että värillä on ainakin kaksi silmin havaittavaa ominaisuutta: sävy ja tummuus. Havaitaan, että esineen värit muodostuvat valon avulla ja ne riippuvat sekä valosta että esineestä itsestään. Luvussa 1.2 pohditaan kokeiden avulla värin näkemistä ja pyritään oikaisemaan mm. oppikirjoissa yleisesti esiintyvää virhettä. Luvussa 1.3 tehdään väriin liittyviä esikvantitatiivisia kokeita yksinkertaisilla laitteilla ja todetaan, että väriin liittyvä kvantitatiivinen ominaisuus on värijakauma.. Luvussa 1.4 tutkitaan värin kvantitatiivisia ominaisuuksia tarkemmin spektrometrin avulla ja määritellään spektrijakauman muuttujaksi aallonpituus. Luvussa 1.5 tutustutaan värin muodostamiseen perusvärien avulla sekä additiiviseen ja subtraktiiviseen värijärjestelmään. Luvussa 1.6 tutustutaan silmän kykyyn nähdä värejä. Luku 1.1 Hahmottavat kokeet Koe 1.1 (kuva 1.1) Pöydällä on värikkäitä esineitä. Pohditaan millaisia ominaisuuksia niiden väreille voidaan antaa. Havaitaan värien olevan erilaisia. On väreiltään esim. punaisia, sinisiä tai ruskeita esineitä. Tätä värin ominaisuutta kutsutaan sävyksi. Paitsi sävyjen erilaisuuden suhteen esineet voidaan erotella toisistaan akselilla vaalea - tumma. Toiset ovat esim. tumman ruskeita, toiset vaalean ruskeita, vaikka ruskeus sinänsä näyttää samanlaiselta. Koe 1.2 Pohdintakoe (kuva 1.2) Pohditaan, miten eri värien ominaisuuksia voidaan vertailla silmällä keskenään. Värejä voidaan vertailla vaaleuden suhteen. Tumman ruskea on tummempi kuin vaalean ruskea, ja tietyin varauksin voidaan sanoa, että tumman sininen on tummempi kuin esim. vaalean punainen. Varaus liittyy siihen, että väreissä on kaksi muuttujaa. Silmällä kykenee tekemään luotettavia vertailuja vain silloin, kun värit poikkeavat toisistaan vain yhden ominaisuuden suhteen. Vaaleuden suhteen lähellä toisiaan olevia eri värejä on vaikea asettaa vaaleusjärjestykseen silmän näkemän kuvan perusteella. Luvussa 1.7 tutustutaan digitaaliseen kuvaan ja sen siirtämiseen laitteesta toiseen Luvussa 1.8 tutustutaan muihinkin kuin RGB- ja CMYK-värijärjestelmiin Luvussa 1.9 esitellään tuloksia, joita sain testattuani omaa fysiikan ryhmääni, kun olin ensin käynyt sen kanssa tämän opintokokonaisuuden lävitse. kuva 1.1 Värin perushahmotusesineitä 3

4 Sen sijaan värien sävyjen vertailu järjestysasteikolla on intuitiivisesti ajatellen mahdotonta. Ei ole mielekästä kysyä, onko punainen väri suurempi jonkin ominaisuuden suhteen kuin sininen väri. Koe 1.3 (kuvat ) Valaistaan esineitä eri tyyppisellä valolla. Käytetään luonnollisia valolähteitä, kuten kynttilän, hehkulampun, loistelampun ja päivän valoa. Säädetään valon voimakkuutta etäisyyden tai himmentimien avulla siten, että esineet saavat valoa suunnilleen yhtä paljon eri tapauksissa. Näin saadaan esineen väri riippumaan vain yhdestä muuttujasta, valolähteen väristä. Havaitaan, että valo on välttämätöntä värin näkymiseksi. Esineessä ei siis ole väriä ilman valoa. Esineen väri myös riippuu valosta. Esineet näkyvät hieman erivärisinä erilaisten valolähteiden valossa. Väri on siis esineen ja valon yhdessä muodostama ominaisuus. Koe 1.4 (kuvat ) Valaistaan esineitä samalla valolähteellä, mutta eri intentsiteeteillä. Tämä koe tehdään esim. himmentimen avulla, jotta valon luonne ei muuttuisi. Koetta ei voi tehdä esimerkiksi säätämällä hehkulampun intensiteettiä jännitteen avulla, koska lampun värilämpötila muuttuu Havaitaan värien säilyvän suunnilleen samoina, vaikka niiden tummuus muuttuu. Väri näyttää siis riippuvan valon luonteesta, ei niinkään sen voimakkuudesta. kuva 1.2 Ylimmän parin suhteen on helppo tehdä vertailuja vaaleuden suhteen, koska värit ovat samaa sävyä. Samoin keskimmäisen parin, vaikka väreillä on eri sävy. Vaaleusero on kuitenkin niin selvä. Alimmassa parissa sävyt ovat erilaiset, mutta vaaleudet suunnillen samanlaiset. Vertailu vaaleuden suhteen on vaikeaa. Kuva 1.4 Hajottamalla valo spektriksi havaitaan silmälle valkoiselta näyttävän valon sisältävän useita eri värejä. 4

5 Koe 1.5 Kun valon intensiteettiä vähennetään, havaitaan hämmentävä ilmiö. Värit häviävät kokonaan ja esineet muuttuvat harmaiksi. Ei tasaisesti, kaikki samalla tavalla yhtä aikaa, vaan siten, että punainen väri häviää ensimmäisenä ja sininen väri muuttuu viimeisenä harmaaksi. Onko ilmiö fysikaalinen vai fysiologinen? Katoaako väri esineestä vai silmän näkemästä kuvasta. Mitä tekemistä tällä on illan sinisen hetken kanssa? Tällä kokeella pyritään johdattelemaan siihen, että väri on sekä fysiologinen aistimus että fysikaalinen ilmiö. Tosin aistimiuksellakin on oma fysikaallis-kemiallinen perustansa. Nämä värin kaksi puolta on otettava molemmat huomioon, vaikka tässä esityksessä yritetäänkin keskittyä fysikaaliseen puoleen. Toisaalta on syytä myös pyrkiä selvästi erottelemaan, kumpaan puoleen värin eri ominaisuudet liittyvät. Kuva 1.5 Esineet kynttilän valossa Koe 1.6 (kuva 1.4) Hajotetaan valo prisman avulla spektriksi. Tällä kokeella näytetään, että valo itsessään sisältää eri värejä. Värit ovat siis jo mukana valossa. Koe 1.7 (kuvat ja ) Valaistaan esineitä eri väreillä. Koe voidaan tehdä siten, että hilan lävitse suunnataan voimakas valo, jonka jälkeen kapealla raolla voidaan ottaa spektristä riittävän kapea kaistale eri värisiä valoja. Hila on tässä prismaa parempi, koska valon intensiteetti on hilassa suurempi. Näin voidaan esineitä tarkastella kaikissa spektrin eri väreissä. Toinen ratkaisu on käyttää suodattimia, mikä sekin toimii hahmottavana kokeena aivan hyvin. (Erittäin hyvät suotimet saa Leen tai Roscoen suodinsarjan näytekappaleista. Jokaisesta näytekappaleesta saa leikkaamalla kaksi diakehyksiin juuri menevää suodinta. Näillä suotimilla on kätevä näyttää keskeiset additiivisen ja subtraktiivisen värijärjestelmän kokeet. Jokaiselle suotimelle on myös ilmoitettu eri aallonpituuksien läpäisykäyrät. Suotimia saa joko pyytämällä näytekappaleina ilmaiseksi tai sitten hyvin pienellä rahalla, jos haluaa useampia pakkoja. Erittäin hyvä oppilastyöväline.) Hyvän yksivärisen punaisen saa tietenkin laserilla hajottamalla sädettä linssin avulla. Linssi voi olla yhtä hyvin kupera tai kovera. Molemmat lopulta hajottavat Havaitaan, että kyseisen valon väriset esineet näkyvät vaaleina, muut enemmän tai vähemmän tummina. Lisäksi havaitaan, että osa esineistä on vaaleita vain yhden värisissä valoissa, osa enemmän kuin yhden värisissä valoissa Esineessä voi siis olla joko yhtä tai useampaa siitä valaisevan valon väriä. Valkoisen värinen esine näyttää vaalealta kaiken väri- 5 Kuva 1.6 Esineet hehkulampun valossa Kuva 1.7 Esineet loistelampun valossa Kuva 1.8 Esineet sinitaivaan valossa

6 sissä valoissa. Sen täytyy siis sisältää kaikkia eri värejä. Vastaavasti musta on musta kaikissa eri valoissa. Se ei siis lähetä mitään väriä. (Tämä voisi olla hyvä kohta selvittää syyn ja seurauksen välistä suhdetta. Kappale on musta kun se ei lähetä mitään väriä eikä niin että musta kappale ei lähetä mitään väriä. Tässä yhteydessä ei tarkoituksella käytätä sanaa heijastaa eikä sirota. Tästä problematiikasta tarkemmin seuraavassa luvussa) Yhteenveto hahmottavista kokeista Esineen värillä siis näyttää olevan kaksi ominaisuutta: sävy ja vaaleus. Sävy riippuu kappaleesta itsestään ja sen esiintuovan valon laadusta, ei valon kirkkaudesta (Tiettyyn rajaan asti. Hämärässä värit häviävät harmaiksi ja liian kirkkaassa valkoisiksi) Värin vaaleuteen vaikuttaa sekä esineen ominaisuudet, että valon väri ja kirkkaus. On siis ilmeistä, että jos halutaan määrittää yksikäsitteisesti jonkin esineen väri, on vakioitava sitä valaisevan valon värit ja kirkkaus. lamppu laser kuva 1.9. Esineen valaisu monokromaattisella laservalolla säädettävä reikä hila varjostin ja liikuteltava rako kuva 1.10 Värin irrottaminen spektristä hilan ja raon avulla ja esineen valaisu tämän värisellä valolla. Idea on sama kuin monokromaattorissa, joka on keskeinen spektrometrin osa (luku 4) Kuvat Esineet eri kirkkaissa valoissa. Värit näyttävät silmälle säilyvän suunnilleen samoina,vain niiden vaaleus muuttuu. Sen sijaan vaaleuksien suhteet eivät muutu. Kuvat Esineet eri värisissä valoissa. Eri värit muuttuvat. Samoin niiden vaaleuksien suhteet. 6

7 Luku 1.2 Värin synty Kappaleiden värikkyys selitetään lähes poikkeuksetta oppikirjoissakin siten, että materiaali absorboi tiettyjä värejä ja heijastaa loput värit. Tämän selityksen ontuvuus voidaan kuitenkin osoittaa seuraavilla kolmella kokeella. Koe 2.1 (kuvat ) Tutkitaan suodattimen väriä lampun valossa valon tullessa suodattimien lävitse ja heijastuen niistä. Havaitaan että suodatin on saman värinen valon tullessa suodattimen lävitse ja valon heijastuessa siitä. Heijastuva ja läpinäkyvä väri eivät välttämättä yhdellä kalvolla ole yhtä kirkkaita, mutta laittamalla useita samaa väriä olevia suodattimia päällekkäin läpitulevan valon tilanteessa päästään tilanteeseen, jossa värit ovat aika tarkkaan yhtä kirkkaat. On syytä huomata, että eri värisiä suotimia joutuu ehkä pinoamaan eri määrän päällekkäin. Tässäkin halvat Leen suodinsarjat ovat käteviä. Niistä voi tehdä riittävän määrän suotimia, jotta voidaan samanaikaisesti tarkastella sekä läpitulevaa että heijastuvaa valoa. Valolähteenä kätevät ovat pienet kannettavat noin 10 cm x 20 cm kokoiset valolaatikot. Niiden valo on tasapainoitettu silmälle hyvin valkoiseksi ja kahdella sellaisella voidaan samanaikaisesti valaista toisia suodattimia alta ja toisia päältä siten, että valo on saman väristä. Kuva 2.1 Valo tulee läpi suotimista kuva 2.2 Valo heijastuu suotimista Kuva 2.3 Värien näkemisen selitys Helsinki Median cd-romteoksesa Tiede. 7

8 Koe 2.2 (kuva 2.4) Tutkitaan suotimesta heijastuvan lampun valon väriä. Havaitaan sen olevan vain lievästi kalvon värinen. Väri on hyvin lähellä lampun valon omaa väriä. Kokeiden havainnot ovat ristiriidassa perinteisen selityksen kanssa. Jos materiaali absorboi tietyt värit ja heijastaa loput, pitäisi kalvon läpi päässeen valon olla erilaista kuin heijastuva valo. Teorian mukaisesti pitäisi myös heijastuvan lampun kuvan olla kalvon värinen. Heijastuminen tapahtuu heijastuslakien mukaisesti: tulokulma ja heijastuskulma ovat yhtä suuret. Väriä esine taas lähettää suuripiirtein tasaisesti kaikkiin suuntiin. Heijastuskulmassa näkyvässä valossa heijastusilmiö on dominoiva, mutta kappaleen väri näkyy pienenä vivahteena taustalla. Selitys havainnoille on se, että heijastuminen ja värien näkyminen ovat kaksi aivan eri ilmiötä. Näiden kokeiden perusteella ei ole kuitenkaan mahdollista päästä syvemmälle ilmiöiden luonteeseen. Voidaan kuitenkin todeta, että ne liittyvät valon ja aineen väliseen vuorovaikutukseen, joka on paljon monimutkaisempaa kuin oppikirjoissa yleensä annetaan ymmärtää. Näiden kokeiden arvo on hyvin yleisen väärinkäsityksen oikaiseminen, ja siinä ne palvelevat hyvin, vaikka niiden avulla ei kyetäkään sen paremmin selittämään värin syntymistä. Näin on toki lähes aina, kun selitys löytyisi aineen atomaarisen käyttäytymisen avulla. Minä pohdiskelin aikoinaan mielessäni em. kysymystä, miksi läpinäkyvä kalvo on samanvärinen heijastuvassa ja läpitulevassa valossa. Vaikka pidänkin itseäni jonkinlaisena valon ja värin erikoismiehenä, niin en pohdiskeluissani päässyt kuitenkaan puuta pitemmälle enkä laiskuuttani viitsinyt lähteä tutkimaan asiaa sitä enempää. Oivaltamisen esteenä oli ilmiselvästi monista eri lähteistä omaksuttu harhaoppinen tieto esineen värin syntymisen periaatteesta. Asia ei selvinnyt, mutta jäi alitajuntaan hautumaan. Tänä syksynä valmistelin valo-opin tuntejani käyttämäni oppikirjan Galilei 5 perusteella. Sivulla 86 katseeni osui tietolaatikkoon, jossa kerrottiin mm. että väri on aineen ominaisuus, ei kappaleen pinnan. Laatikon lukeminen aukaisi pitkään muhimassa olleen Gordionin solmun hetkessä kuin miekalla leikaten, ja esineen värin syntymekanismi aukesi (Ainakin kvalitatiivisella tasolla. Aineen ja valon vuorovaikutuksen kimppuun päätin käydä joskus myöhemmin). Samalla suunnittelin em. kolme koetta asiaa havainnollistamaan. Tämä kokemus joidenkin muiden vastaavien ohella on lisännyt kaarlelaisuuttani. (DFCL ryhmäni jäsenen Tuomo Niemelän lanseeraama osuva määritelmä DFCL-kurssin osanottajista kurssin päättäjäistilaisuudessa). Oppikirjoissa olevat karkean luokan virheet ja Kuva 2.4 Suotimissa näkyvä salaman valo on osittain suotimen värinen, koska siitä suunnasta näkyvässä valossa on sekä heijastuvaa, että siroavaa valoa. päättömyydet voivat olla tuhoisia oppimisen esteitä. Ne voivat johdattaa ajatukset niin kaukaisille syrjäpoluille, että sieltä ei osaa palata oikean tiedon ja ymmärryksen valtatielle ilman osaavaa opastajaa. Mikä on väärinkäsitysten takana? Mielestäni yksi keskeinen syy on käsitteen heijastuminen käyttö kahden eri ilmiön yhteydessä. (Siksi se on edellä lainausmerkeissä.) Ehdotankin, että käytettäisiin systemaattisesti käsitteitä heijastua ja taittua, kun on kyse valon käyttäytymisestä eri aineiden rajapinnoilla ja käsitteitä absorboitua ja sirota, kun kyse valon ja materian välisestä vuorovaikutuksesta. Olkoonkin, että nämäkään ilmaisut eivät selvitä kaikkia ilmiöiden nyansseja. Esimerkiksi edellä olevan esimerkin teksti (kuva 2.3) muuttuu jo huomattavasti järkevämmäksi vaihtamalla vain sana heijastaa sanaan siroaa. Kirjoissa näkee käytetävän myös termiä hajaheijastua värien syntyä selitettäessä. Sekin on tässä väärässä yhteydessä, koska hajaheijastuminen tarkoittaa heijastumista epätasaisesta pinnasta, siis valon käyttäytymistä esineen pinnalla. Arkikielen muuttuminen on tietenkin pitkän kehityksen tulos. Sana sironta on arkikielelle vieras, siksi sitä ei käytetä ja sen merkitys jää hämäräksi. Tässä asiassa oppikirjoilla on keskeinen merkitys, ainakin arkipuheessa esiintyvien tieteellisten ilmaisuiden kohdalla. Uskon kuitenkin, että jos termiä sironta käytettäisiin systemaattisesti oikeissa yhteyksissä ala-asteen oppikirjoista lähtien, niin yhden sukupolven päästä se kuuluisi arkikielen sanavarastoon ja kansalaisilla olisi tietovarastonsa ja käsitteistönsä pohjalta mahdollisuus ymmärtää värin syntymisen perusperiaatteita. 8

9 Luku 1.3 Esikvantitatiivisia kokeita värin määrittämiseksi säädettävä reikä lamppu hila valotusmittari Tässä luvussa on tarkoitus johdatella niihin tutkimusmenetelmiin, joilla värijakauma selvitetään. Tarkoituksella olen käyttänyt välineitä, jotka ovat jokaisen fysiikan opettajan saatavilla. Vasta luvussa 4 siirrytään kalliimpaa teknologiaa vaativiin kokeisiin. varjostin ja liikuteltava rako Kuva 3.1 Koejärjestely Koe 3.1 Hajotetaan lampun valo hilalla tai prismalla spektriksi. Mitataan valotusmittarilla eri värien valon kirkkaus. Tulos on tietenkin karkea, mutta antaa havainnollisen idean spektrin intensiteettikäyrän mittaamisesta. Samalla tavalla olisi periaatteessa mahdollisuus mitata myös kappaleesta heijastuva valo. Heijastuva valo on kuitenkin sen verran heikkoa ja sen suuntaaminen on vaikeaa, niin siksi mitataan eriväristen suotimien läpäisevää valoa. Periaate on kuitenkin aivan sama kuin heijastavan valon tapauksessa, eikä oppilailla liene vaikeuksia hahmottaa tilanteiden analogisuutta. Koe 3.2 Mitataan valon kirkkaus sen tulessa eri väristen suotimien lävitse. Suoritetaan koe kahdella eri tyyppisellä lampulla. Taulukko 3.1 Spektrissä silmällä selvästi erottuvien värien suhteellinen kirkkaus kun hehkulampun valo on hajoitettu hilalla spektriksi ja mitattu, kun valo on tullut 4:n, 3:n ja 2:n cm halkaisijalta olevan säädettävän reiän lävitse. (Spektrin jakaminen seitsemäksi väriksi lienee alunperin Newtonin idea. Hän etsi jonkinlaista analogiaa sävelasteikolle. Newton käytti toisessa päässä värejä violetti, indigo ja sininen, mutta käytin niitä värejä, joiksi oppilaat ne nimesivät. Tällä halusin myös korostaa spektrin värien nimeämisen subjektiivista luonnetta, enkä suinkaan osoittaakseni epäkunnioitusta Newtonille.) Graafi 3.1 Taulukko 3.1:n aineisto graafina 9 Kuva 3.2 Newton ja spektri prismalla hajotettuna värin suhteellinen kirkkaus lampun eri kirkkauksilla väri 4 cm 3 cm 2 cm violetti sininen sinivihreä vihreä keltainen oranssi punainen violetti sininen sinivihreä vihreä väri keltainen oranssi punainen 4 cm 3 cm 2 cm

10 Taulukko 3.2. Spektrissä silmällä selvästi erottuvien värien suhteellinen kirkkaus, kun halogeenilampun valo on hajotettu hilalla spektriksi ja mitattu, kun valo on tullut halkaisijaltaan 4:n, 3:n ja 2:n cm suuruisen säädettävän reiän lävitse väri 4 cm 3 cm 2 cm violetti sininen sinivihreä vihreä keltainen oranssi punainen Graafi 3.2 Taulukko 3.2:n aineisto kuvaajana suhteelline kirkkaus lampun eri väreillä Taulukko 3.3 Valon kirkkaus kolmella eri suotimella verrattuna halogeenivalon kirkkauteen ilman suotimia kolmen suotimen suht. läpäisyt Graafi 3.3 Taulukko 3.3:n aineisto kuvaajana sininen punaine vihreä tuleva v violetti sininen sinivihreä vihreä keltainen oranssi punainen violetti sininen sinivihreä vihreä keltainen oranssi punainen väri 10

11 Graafi 3.4 Taulukko 3.3:n aineisto kuvaajana, siten että ilman suotimia mitatun valon kirkkaus on jätetty pois. Näin voidaan paremmin vertailla eri suotimien vaikutusta eri värien kirkkauteen sinin pun vihre violetti sininen sinivihreä vihreä keltainen oranssi punainen Taulukko 3.4 Valon kirkkaus kolmella eri suotimella verrattuna hehkulampunvalon kirkkauteen ilman suotimia kolmen suotimen suht. läpäisyt Graafi 3.5 Taulukko 3.4:n aineisto kuvaajana sininen punain vihreä tuleva 50 0 violetti sininen sinivihreä vihreä keltainen oranssi punainen Graafi 3.6 Taulukko 3.4:n aineisto kuvaajana, siten että ilman suotimia mitatun valon kirkkaus on jätetty pois. Näin voidaan paremmin vertailla eri suotimien vaikutusta eri värien kirkkauteen sinin puna vihre 0 violetti sininen sinivihreä vihreä keltainen oranssi punainen 11

12 Yhteenveto koesarjasta. Valo sisältää spektrin värejä eri suhteissa. Eri valolähteillä spektrin eri värien suhteet ovat erilaiset, sen sijaan saman valolähteen spektrin värien suhteet näyttävät säilyvän valon kirkkaudesta riippumatta. Eri valolähteillä valaistuna saman esineen spektrin värit ovat eri suhteissa. Esineen värit koostuvat spektrin eri väreistä tietyissä suhteissa. Kuinka paljon kutakin spektrin väriä esineestä siroavassa valossa on, riippuu valolähteestä ja esineestä. Jos esineitä valaistaan kaikkia samalla valolähteellä samalta etäisyydeltä, ovat käyrät keskenään vertailukelpoisia. Spektrin eri värien intensiteetit määrittävät yksikäsitteisesti kunkin värin. Mitä tiheämmin välein spektrin eri värien intenstiteetit mitataan, sitä tarkemmin tutkittava väri tulee määritettyä. 12

13 Luku 1.4 Spektrometrin käyttö värin määrittämisessä. Tässä luvussa tehtävät kokeet ovat periaatteesa samoja asioita tutkivia kuin luvussa 3 tehdyt kokeet. Spektromerin avulla spektrijakaumat saadaan tarkemmin ja samalla voidaan epämääräinen muuttujasuure väri korvata eksaktimmalla aallonpituudella. Spektrometri on laite, jolla voidaan mitata valon spektrijakauma. Laitteita on useamman eri tyyppisiä. Joillakin voidaan mitata kohteesta heijastuvan valon spektrijakauma, joillakin läpinäkyvän kohteen läpäisseen valon spektrijakauman, joillakin sekä että. Koulussani Itä-Vantaan Aikuislukiossa on läpäisevää valoa mittaava spektrometri. Se toimii sekä yksisädespektrometrinä, jolloin se mittaa detektorille tulevan valon absoluuttista intensiteettiä tai kaksisädespektrometrinä, jolloin se määrittää mitattavan valon ja vertailuvalon intensiteettien suhdetta. Molempia ominaisuuksia voidaan käyttää väriä kvantitatiivisia ominaisuuksia määritettäessä. Käytöstä poistetun, mutta vielä hyvin toimivan spektrometrin on koulullemme lahjoittanut Vantaalainen monialan yritys Tamro Oy. Laitteen kytkeminen koulussamme olevaan ULI mittausjärjestelmään kävi käden käänteessä Tamron teknikon Kari Niemisen, koulumme entisen oppilaan, avustuksella. Tässä yhteydessä kiitokset hänelle ja Tamro Oy:lle. Koe 4.1. (kuvat 4.1 ja 4.2) Spektrometrissämme on kaksi lamppua: deuterium UV-lamppu ja näkyvän valon halogeenilamppu. Tutkitaan lamppujen valon spektrit. Spektrometri mittasi 7 minuutin ajan lamppujen valon intensitteettiä siten, että mittaus alkoi 200 nm:stä ja mitattava aallonpituus muuttui 100 nm/min. Siten mittauksen aikana saatin kummankin spektrijakauma välillä 200 nm nm. Lamppujen intensiteettien arvot eivät ole keskenään vertailukelpoisia, koska UV-lampun teho on paljon heikompi kuin halogeenilampun. Helpolla muttujan muunnoksella mittauksen muuttuja aika (t) voitiin muuttaa aallonpituudeksi (λ). 100nm λ = t + 200nm 60s nm λ = 1, 67 t + 200nm s Havaintoja mittauksesta UV-lampun valoteho on keskittynyt lyhyille aallon- 13 Kuva 4.0. Kaavakuva spektrometrin toiminnasta. Monokromaattori on osa, jossa valo hajotetaan hilan tai prisman avulla spektriksi, ja josta pääsee kerrallaan vain yhtä valittua aallonpituutta ulos. Detektori on valomonistinputki, joka mittaa periaatteessa valokvanttien lukumäärää. Sen toiminta on siis kvanttien energiasta riippumatonta. Spektrometrillä mitataan yleensä liuosten pitoisuuksia niiden valonläpäisyn perusteella (Beerin-Lambertin laki). Yhtä hyvin kyvetti voidaan ottaa pois, jolloin saadaan mitattua lampun intensiteetti eri aallonpituuksilla (spektrijakauma) tai laittaa kyvetin paikalle läpinäkyvä kalvo, jolloin voidaan mitata kalvon läpäisseen valon spektrijakauma. Kaksisädekäytössä valo jaetaan monokromaattorin jälkeen kahdeksi säteeksi, joilla kummallakin on oma detektorinsa. Kuva 4.1. Deuterium UV-lampun ja halogeenilampun intensiteettijaukaumat mittausajan funktioina. Kuva 4.2. Deuterium UV-lampun ja halogeenilampun intensiteettijakaumat muutettuna aallonpituuden funktioiksi.

14 Port1 (volts) Port1 (volts) aallonp (nm) Time (seconds) kuva 4.4. UV-lampun spektrijakauma ajan funktiona spektrometrillä mitattuna Kuva4.3 Eri aallonpituuksia vastaavat spektrin värit pituuksille. Suurin osa sen lähettämästä säteilystä on nm:n välillä. Sen teho loppuu lähes kokonaan noin 630 nm:n jälkeen lukuunottamatta yhtä hyvin voimakasta piikkiä aallonpituudella noin 650 nm. Halogeenilampun spektri on välillä nm, ja tehosta suurin osa on välillä nm. Koe 4.2. (kuva 4.3) Kun tutkimushuoneessa on muuten pimeää, voidaan spektrometrin mittausosan kansi avata ja katsoa valkoiselle paperille heijastaen eri valoa eri aallonpituuksilla. Havaitaan, että lamppujen säteilystä on valona nähtävissä noin nm välisellä aallonpitusalueella. Tästä syystä päätin tarkastella jatkossa aallonpituusväliä nm ja käyttää väritutkimuksissa vain halogeenilamppua, jonka spektrijakauma kattaa varsin hyvin näkyvän valon alueen. Spektrometrin valmistaja on ilmoittanut, että deuterium UV-lampussa on kaksi hyvin voimakasta karakteristista aallonpituutta, nimittäin 486,1 nm ja 656,3 nm. MAOL:n taulukkokirja kertoi, että vedyllä on voimakkaat spektriviivat aallonpituuksilla 486,13 nm ja 656,27 nm. Mitattaessa aallonpituus alueella 300nm - 800nm näitä aallonpituuksia vastasivat ajat 112,0s ja 214,0s. Näistä saadaan hyvät kalibraatiopisteet jakaumalle aallonpituuden funktiona esitettynä. 656, 3 486, 1 λ 656, 3 nm = ( t 214, 0 s) 214, 0 112, 0 nm λ = 1, 67 t nm s Aallonpituus ajan funktiona saatiin näin määriteltytä kahdella toisistaan riippumattomalla tavalla. Lisäksi mittalaitteen kalibroiminen on syytä tehdä Port1 (volts) Port1 (volts) aallonpituus (nm) kuva 4.5. UV-lampun spektrijakauma aallonpituuden funktiona Port1 (volts) Time (seconds) kuva 4.6. Kolme karakteristista piikkiä näkyvissä mittaustuloksessa aallonp (nm) kuvat 4.7. UV-lampun spektrijakauma, jossa käyrät on piirretty sekä ilman keskiarvoistamista että 15 pisteen liukuvalla keskiarvolla laskettuna. 14

15 aina, kun se luontevasti palvelee pedagogisia tarkoituksia kuten tässä. Karakteristisista piikeistä saatu kalibraatio on myös tarkempi kuin spektrometrin omasta aallonpituusmittarista. Se johtuu mm. siitä, että spektrometri ja ULI-mittauslaitteisto kumpikin käynnistetään toisistaan riippumattomasti. ULI:ssa on pieni viive käynnistyksen ja mittauksen alkamisen välillä. Siitä johtuen ULI:n mittaus ei ala aina ihan samalla hetkellä kuin spektromerin mittaus. Yllä olevassa laskussa on tästä johtuen 1 nm:n poikkeama tarkoitetusta mittauksen lähtökohdasta 300 nm. Tässä tapauksessa asialle ei voi tehdä mitään. Kalibraatio pitäisi tehdä jokaiselle mittaukselle erikseen ja kun tutkimukset tehtiin halogeenilampulla, niin oli tyydyttävä hieman karkeaan kalibraatioon. Tosin tutkimuksen luonteesta johtuu, että tällä pienellä epätarkkuudella ei ole mitään olennaista merkitystä. Lisäksi UV-lampun valossa ilmoitettiin olevan pienempi karakteristinen piikki aallonpituudella 584,1 nm, joka toimi hyvin sopivana tarkistuspisteenä kalibraatiolle. Sen synnyn syy jäi ainakin toistaiseksi minulta selvittämättä. Se näkyy erittäin selvästi erään mittauksen tuloksissa kuvassa 4.6. Karakterististen aallonpituuksien intensiteetti vaihteli eri mittauksien välillä. Se johtui siitä, että käytimme mitatessa hilan rakoa, jonka leveys oli 0,2 nm ja ULI mittasi aallonpituuden 2 kertaa sekunnissa aallonpituuden muuttuessa 100 nm/60 s eli noin 0,8 nm:n välein. Hyvin kapean piikin osuminen mittaukseen oli näillä parametreilla mitattaessa hieman sattumanvaraista. Lisäämällä mittaustarkkuutta tämä epävakaisuus olisi voitu poistaa, mutta koska silläkään ei ollut varsinaisen tutkimuksen kannalta oleellista merkitystä, päätin käyttää kaikissa mittauksissa samaa mittaus- ja näytteenottotaajuutta. Spektrikäyrät olivat aika risaisia, varsinkin UVlampulla pienemmästä tehosta johtuen. Käyrän sain tasoittumaan keskiarvoistamalla sitä reilusti (15 pistettä) (kuva 4.7). Näin sain paremmin näkymään aallonpituusjakauman jakaumaluonteen. (Liukuvan keskiarvon käyttö on hyvin kätevä varsinkin monissa demonstraatiotilanteissa, joissa halutaan näyttää pelkistetysti jonkin ilmiön riippuvaisuuksia ilman mittauksen satunnaisepätarkkuuksista aiheutuvaa kohinaa. Toki siinä on omat vaaransa. Esimerkiksi tutkittaessa pomppivan pallon liikettä ultraäänianturilla saadaan reilusti keskiarvoistamalla pallon kiihtyvyydelle varsin mukava tasainen käyrä arvoilla noin 9,8 m/s 2, kun pallo on ilmassa. Sen sijaan pallon ollessa lattiassa pompussa, sen kiihtyvyys näyttää nyt hyvin pieneltä ja maassaoloaika hyvin pitkältä. Port1 (volts) aallonp (nm) Kuva 4.8. UV-lampun (paksu viiva) ja halogeenilampun (ohut viiva) spektrijakaumat 15 pisteen liukuvan keskiarvon menetelmällä piirettyinä. Havaitaan, että lamppujen spektrijakaumat ovat hyvin erilaiset. UV-lampun intensiteetti on suuri lyhyillä aallonpituuksilla, mutta lähes nolla noin 630 nm:ä pidemmillä aallonpituuksilla karakteristista piikkiä lukuunottamatta. Halogeenilampun valon aallonpituudet ovat taas keskittyneet näkyvän valon alueella suhteellisen tasaisesti yli nm:n aallonpituuksille. Kurkistamalla spektrometrin sisälle havaitaan UV-lampun olevan valoltaan hyvin sinivoittoista, halogeenilampun valon ollessa silmälle hyvin valkoista. Port1 (volts) aallonp (nm) Kuva 4.9. Halogeenilampun spektrijakauma kahdella eri valoteholla. Spektrometrin valon tehoa voidaan säätää monella eri tavalla. Voidaan säätää joko sen reiän suuruutta, josta valo tulee tai sitä nopeutta, jolla aallonpituudet muuttuvat tai hilan raon suuruutta. Kaikilla eri tavoilla tehdyt tutkimukset antavat saman tuloksen. Spektrijakauma pysyy samanlaisena samalla lampulla valotehosta riippumatta. Tämä koe vahvistaa jo edellisessä luvussa saatua tulosta, että lampun spektrijakauma on riippuvainen lampusta, ei sen säteilemän valon määrästä. 15

16 Keskiarvomenetelmän on siis oltava sopusoinnussa ilmiön luonteen kanssa.) Tein nämä peruskokeet ehkä liioitellunkin yksityiskohtaisesti. Halusin kuitenkin samalla koettaa selvittää, miten tarkasti opetustilanteessa pitäisi uusi, aika tekninen laite ottaa käyttöön ja miten tarkasti eri vaiheet on syytä käydä lävitse. Laitteen kalibroiminen karakterististen aallonpituuksien avulla oli liian herkullinen sivuutettavaksi, vaikka saman olisi riittävällä tarkkuudella voinut tehdä myös spektrometrin oman aallonpituusmittarin avulla. Koe 4.3 (kuvat 4.8 ja 4.9) Tutkitaan UV-lampun ja halogeenilampun valon spektrijakaumia. Havaitaan, että lamppujen spektrijakaumat ovat hyvin erilaiset. Sen sijaan saman lampun spektrijakuamat ovat suhteessa ovat hyvin samankaltaiset eri valotehoilla. Tämä koe vahvistaa luvussa 3 saatuja tuloksia. Eri valolähteillä on erilaiset spektrijakaumat, mutta samalla valolähteellä spektrijakaumassa eri aallonpituuksien suhteeliset intesiteetit eivät riipu valon kirkkaudesta. Koe 4.4. (kuvat ) Tutkitaan sinisen, vihreän ja punaisen suotimen spektrijakaumat spektrometrillä sekä UV-lampulla että halogeenilampulla valaistaessa. Suotimet absorboivat niin suuren osan säteilystä (kuva 4.10), että käytin suurempia valotehoja mitatessani suotimien läpi tulleen valon spektrijakaumia saadakseni jakauman muodon paremmin näkymään. Lampun spektrijakaumahan ei riipu sen valotehosta, jos valotehoa säädellään esimerkiksi reiän avulla, ei lampun jännitettä ja samalla lämpötilaa muuttamalla. Havaitaan, että kunkin suotimen läpäisseen valon spektrijakauma riippuu sekä suotimen väristä, että lampusta. Sen sijaan lampun teho ei vaikuta spektrijakauman muotoon. Spektrijakauma oli sama myös silloin, kun suotimia oli yksi tai useampi päällekkäin. Tämän kokeen tein vain vihreälle suotimelle. (kuva 4.14) Tutkittaessa vielä samassa kuvassa eri suotimien jakaumia eri lampuille, havaittiin jakaumien olevan hyvin erilaiset siniselle ja punaiselle suotimelle UV-lampulla ja halogeenilampulla valaistaessa. Sen sijaan vihreän suotimen jakaumat olivat muodoltaan hyvin samankaltaiset molemmilla lampuilla. Tulos on varsin ymmärrettävä tarkastelemalla kuvaa, jossa on molempien lamppujen spektrijakaumat yhdessä (kuva 4.8.). Sillä aallonpituusalueella (noin nm), jolla vihreä suodin läpäisee eniten valoa, molempien lamppujen spektrijakaumat ovat hyvin samanmuotoiset. Sen sijaan sinisen ja punaisen suotimen läpäisyalueilla lamppujen spektrijakaumat ovat hyvin erilaiset. 16 Kuva Halogeenilampun ja sinisen suotimen spektrien intensiteettijakaumat samalla teholla. Kuva Halogeenilampun ja sinisen suotimen spektrien intensiteettijakaumat erisuurilla tehoilla. Kuva Halogeenilampun ja vihreän suotimen spektrien intensiteettijakaumat erisuurilla tehoilla. Kuva Halogeenilampun ja punaisen suotimen spektrien intensiteettijakaumat erisuurilla tehoilla.

17 kuva Vihreän suotimen spektrijakauma yhden ja kahden suotimen lävitse mitattuna. Kuva Sinisen suotimen spektrien intensiteettijakaumat UV-lampulla (paksu viiva) ja halogeenilampulla (ohut viiva). Tehot ovat erisuuret. Kuva UV-lampun ja sinisen suotimen spektrien intensiteettijakaumat UV-lampun valossa.. Kuva UV-lampun ja vihreän suotimen spektrien intensiteettijakaumat UV-lampun valossa. Kuva Vihreän suotimen spektrien intensiteettijakaumat UV-lampulla (paksu viiva) ja halogeenilampulla (ohut viiva). Tehot ovat erisuuret. Kuva UV-lampun ja punaisen suotimen spektrien intensiteettijakaumat UV-lampun valossa. 17 Kuva Punaisen suotimen spektrien intensiteettijakaumat UV-lampulla (paksu viiva) ja halogeenilampulla (ohut viiva). Tehot ovat erisuuret.

18 Johtopäätelmiä kokeista. Nämä kokeet vahvistavat edellisessä luvussa saatuja tuloksia. Värin keskeinen kvantitatiivinen ominaisuus on sen spektrijakauma. Eri laitteilla tehdyt kvantitatiiset määritykset ovat keskenään vertailukelpoisia, jos käytetään lamppuja, joissa on sama spektrijakauma ja sama teho. Suotimen läpäisseen valon spektrin intensiteettijakauma määrittää värin sävyn ja intensiteetin arvo värin kirkkauden. Vaikka tässä on koelaitteistosta johtuen tarkasteltu tilannetta vain valoa läpäiseville materiaaleille, niin kaikki edellä mainittu soveltuu sellaisenaan värin syntyyn siroamalla takaisinpäin. Vaatimus lampun spektrijakauman ja tehon vakioimisesta tekee värin määrittämisestä tällä tavalla käytännössä hankalan. Vertailukelpoiseen värin määrittämiseen kelpaisi silloin vain yhden valmistajan lamppu. Siinäkin mieluiten samassa erässä valmistettu ja yhtä kauan käytetty lamppu. Lamppujen ominaisuudet kun vaihtelevat usein sekä eri valmistuserillä että eri pituisten käyttöaikojen jälkeen. Sen lisäksi olisi tietenkin spektrometrienkin oltava vakioituja, koska eri laitteet antavat samalle valolle hieman erilaisia spektrijakaumia. Tämä ongelma voidaan ratkaista ainakin tyydyttävällä tavalla siirtymällä absoluuttisista spektrijakaumista suhteellisiin läpäisy- tai heijastusjakaumiin. Käytössä ollut spektrometri on ns. kaksisädespektrometri. Kaksisädetoiminnossa se mittaa suotimen läpäisseen valon intensiteettiä ja vertaa sitä tulevan valon intensiteettiin. Tämän perusteella saadaan jakauma, jossa on suotimen läpäisseen valon määrä prosentteina eri aallonpituuksilla. Spektrometrillä voi mitata suoraan myös absorptioprosentit, minkä tietenkin voi myös laskea läpäisyprosenteista. Vastaavalla periaatteella hieman erilaisella mittauslaitteistolla voitaisiin mitata myös prosentuaalinen heijastuvuus. Koe 4.5. (kuvat ) Mitataan suomien läpäisyn prosentuaaliset spektrijakaumat kaksisädetoiminnolla. Verrataan niitä suotimien valmistajan ilmoittamiin jakaumiin. Tein kokeet molemmilla lampuilla nähdäkseni toimiiko menetelmä eri lampuilla. UV-lampun energia oli suurilla aallonpituuksilla niin vähäinen, että siitä aiheutui epästabiiliutta tuloksiin. Siksi mittasin läpäisyspektrin vain punaiselle suotimelle UV-lampulla. Tulokset olivat kuitenkin hyvin samankaltaiset. Havaitaan, että halogeenilampulla saadut suotimien läpäisykäyrät olivat varsin hyvin yhteensopivia valmistajan käyrien kanssa. Johtopäätöksenä kokeiden tuloksista päädytään siihen, että järkevin värin määrittäminen on ilmoittaa sen läpäisevän (läpinäkyvä esine) tai takaisin siroavan (läpinäkymätön esine) valon läpäisy- tai heijastusprosenttit eri aallonpituuksille. Silloin väri voidaan määrittää kvantitatiivisesti ilman, että mittalaitteiden samankaltaisuudelle asetetaan kohtuuttomia vaatimuksia. 18

19 Kuva 4.21 Spektrometrin toimintaperiaate. Lampusta (3) poimitaan peilien (4) avulla yksi tai kaksi valonsädettä. Yksisädetoiminnossa valonsäde kulkee ensin suotimen (tai kyvetin) (1) lävitse, jonka jälkeen säteen intensiteetti voidaan säätää vaimentimella (5) ilmaisimelle (11) sopivaksi. Peilit (7) ohjaavat säteen monokromaattorille (9), joka on joko kääntyvä prisma tai hila. Monokromaattorin jälkeen valosta jatkaa matkaansa vain haluttua aallonpituutta oleva valo, josta voidaan vielä tarpeen vaatiessa poistaa suodattimella (10) häiritseviä aallonpituuksia. Suotimen jälkeen valon intensiteetti mitataan ilmaisimella, joka käyttämässämme laitteessa on valomonistinputki. Tämän detektorin etuna tutkimuksissamme on se, että sen antamat lukemat riippuvat vain valokvanttien lukumäärästä, ei niiden energiasta. Muitakin ilmaisintyyppejä toki käytetään. Ilmaisimen heikko signaali vahvistetaan vahvistimessa (12) ja syötetään joko servomoottorin pyörittämälle piirturille, tai kuten mittauksissamme tietokoneella toimivaan mittausjärjestelmään. Monokromaattorin kääntymisnopeus ja piirturin moottorin pyörimisnopeus tai tietokoneen mittausnopeus kaliboridaan keskenään siten, että tuloksena saadaan ilmaisimeen tulleen valon intensiteetti valon aallonpituuden funktiona. Monokromaattori (9) voi olla myös heti lampun jälkeen. Tällöin ei tutkittava suodin (tai kyvetissä oleva liuos) kuumene liikaa säteilyn vaikutuksesta. Käyttämäni laite toimii tällä periaatteella. Kaksiädetoiminnossa ilmaisimelle tulee vuoronperään suotimen (1) läpäissyt säde ja ilman suodatusta kulkenut säde (2). Ilmaisimelle tulevan säteen valitsee nopeasti pyörivä katkoja eli chopperi. Vertaamalla kahden peräkkäin tulleen säteen intesiteettejä keskenään spektrometri kykeneen mittaamaan suotimen läpäisseen valon (tai yhtä hyvin suotimen absorboineen valon) suhteellisen intensiteetin. 19

20 Port1 (volts) aallonp (nm) Port1 (volts) aallonp (nm) Port1 (volts) aallonp (nm) kuvat Sinisen, punaisen ja vihreän ja suotimien suhteelliset läpäisyt halogeenilampulla valaisten. Tulevan valon intensiteetti säilyy suhteellisen hyvin vakiona, kuten sen periaatteessa pitäisikin. Havaittu noin 10% vaihtelu on laitteen valmistajan mukaan laitteelle tyypillistä. Koska referenssivalon käyrä on tässä suunnilleen vaakasuora, on näistä kuvaajista paljon helpompi lukea eri aallonpituuksien läpäisyjen suhteelliset osuudet kuin UV-valon tapauksessa. On kuitenkin syytä huomata, että punaisella suotimella saadut tulokset ovat keskenään hyvin yhtenevät. Punasuodin läpäisee noin 80% valosta 600 nm pidemmillä aallonpituuksilla. 20 kuva Lee suotimien läpäisykäyrät valmistajan mittaamina. Yhteensopivuus tutkimuksessa saatuihin tuloksiin on erittäin hyvä. Port1 (volts) aallonp (nm) kuva Punaisen suotimen suhteellinen läpäisy UV-lampulla valaistaessa. Vertailuvalon taso vaihtelee voimakkaasti 600 nm pidemmillä aallonpituuksilla, koska valon intensiteetti on tällä aallonpituusalueella hyvin vähäinen. Tämän kokeen tulokset olivat lähinnä suuntaa antavia. Niistä voidaan kuitenkin päätellä, että läpäisymittaus on lampusta riippumaton

21 Luku 1.5 Värin muodostaminen kolmen perusvärin avulla Tässä luvussa tutustutaan värin muodostamiseen kolmen perusvärin avulla sekä additiiviseen ja subtraktiiviseen värijärjestelmään. Koe 5.1. (kuva 5.1) Katsotaan värikästä TV-ruutua suurennuslasilla. Kaukaa katsoen ruudussa on useista eri väreistä koostuva yhtenäinen kuva. Katsottaessa ruutua suurennuslasilla, havaitaankin sen koostuvan pienistä punaisista, vihreistä ja sinisistä pisteistä, joiden keskinäinen kirkkaus vaihtelee. Kuva 5.1 Lähikuva TV-ruudusta Koe 5.2. (kuva 5.2) Kolmen projektorin tai lampun valot suodatetaan punaisella, vihreällä ja sinisellä suotimella. Suunnataan valokiilat osittain päällekkäin kuvan 5.2. osittamalla tavalla valkoiselle alustalle. Havaitaan, että värit muodostavat yhdistyessään pareittain uudet värit ja kaikki kolme väriä yhdessä muodostavat valkoisen pinnan. (Kaikki värit yhdessä antoivat meidän lampuillamme ja suodattimilla hieman punertavan valkoisen, ainakin ilman suotimia tulevaan valoon verrattuna. Ilman vertailua väri oli kuitenkin ensisijaisesti silmälle valkoinen.) Koe 5.3 Vaihdellaan kunkin suotimen läpi menevän valon määrää. Tämä voi tapahtua joko laittamalla useita suotimia päällekkäin samaan diakehykseen tai säätämällä erikokoisilla rei illä lamppujen valon määrää. Havaitaan erilaisilla punaisen, vihreän ja sinisen valon yhdistelmillä, joissa on vaihteleva määrä kutakin komponenttia, saatavan hyvin erilaisia värejä. Myös sellaisia, joita ei selvästikään ole spektrissä, kuten ruskeaa. Värin tummuutta voidaan säätää valon määrällä ja sävyä eri osavärien suhteilla. Koe 5.4 (kuvat ) Otetaan esineistä diakuva kolmen suodattimen lävitse: punaisen, vihreän ja sinisen. Kuvat projisoidaan valkokankaalle kolmella diaprojektorilla aluksi eri kohtiin ja sitten kohdistetaan kuvat tarkasti päällekkäin. (Koe voidaan toki tehdä niinkin, että kolmeen diaraamiin pannaan kuhunkin sama kuva ja lisäksi jokaiseen erikseen sininen, vihreä ja punainen suodin) Kuva 5.2 Punaisen, vihreän ja sinisen suotimen lävitse tulleiden valojen muodostamat värit yksittäin, pareittain yhdistyneinä ja kaikki kolme yhdistyneenä. Koe 5.5 (kuvat ) Tutkitaan suotimien spektrijakaumia spektrometrillä. Lasketaan yhteen (Excel-taulukkolaskentaohjelmalla) sinisen, vihreän ja punaisen suotimen eri aallonpituuksien intensiteetit. Verrattaessa näin saatua spektrijakaumaa halogeenilampun spektrijakumaan Havaitaan käyrien olevan muuten muodoltaan samanlaiset, paitsi välillä nm suotimilla aikaansaadussa valossa intensiteetti on jonkinverran pienempi. 21

22 Punainen suodin Vihreä suodin Sininen suodin Vihreä ja sininen yhdessä Punainen ja sininen yhdessä Vihreä ja punainen yhdessä Kuvat Ylärivissä punaisen, vihreän ja sinisen suotimen lävitse otetut diakuvat. Alarivissä kuvat pareittain yhteen heijastettuina ja vieressä kaikki kolme kuvaa yhdistettynä. Mielenkiintoista havaita, että yhdistämällä värin punaiset ja vihreät sävyt saadaan melkein yhtä hyvä kuva kuin kaikilla kolmella värillä. Tähän perustuu televisiossa käytetty projisointi sinistä kangasta vasten. Poistamalla sininen päällä olevasta kuvasta voidaan lähettää kaksi kuvaa päällekkäin kuten esimerkiksi sääkartta ja sääennustaja samassa kuvassa. Kokeista voidaan päätellä, että silmän näkemät värit voidaan muodostaa varsin hyvin kolmen perusvärin avulla. Kun kolmen sopivasti valitun suotimen avulla halogeenilampulla aikaansaadut värilliset valot yhdistetään, niin niiden yhdessä muodostaman valon väri on suunnilleen sama kuin halogeenilampun valon väri. Samoin niiden yhteenlaskettu spektrijakauma on aika lähellä halogeenilampun spektrijakaumaa. Värin muodostamista kolmen päävärin: punaisen, vihreän ja sinisen avulla värejä yhdistämällä kutsutaan additiiviseksi värien sekoittamiseksi. Koe 5.6. (kuvat ) Asetetaan erivärisiä suotimia piirtoheittimelle osittain päällekkäin. Havaitaan, että kukin kalvo päästää valikoiden valoa lävitseen. Kun valitaan kalvot sopivasti: magenta, syaani ja keltainen, niin havaitaan kalvojen muodostavan pareittain äskeiset värit yhdistämällä saadut värit: sinisen, vihreän ja punaisen. Kolme kalvoa päällekkäin läpäisevät valoa hyvin vähän. Nii- Kuvat 5.9 ja 5.10 Kokeita punaisella, vihreällä ja sinisellä suotimella sekä syaanilla, keltaisella ja magentalla suotimella. 22

23 den aikaansaama värivaikutelma on yleensä tumman ruskea. Syaani ja punainen, magenta ja sininen sekä keltainen ja vihreä ovat pareittain (lähes) läpinäkymättömiä. kuva 5.11 Sinisen suotimen läpi tulleen valon spektrijakauma halogeenilampun spektrijakaumaan verattuna. kuva 5.12 Vihreän suotimen spektrijakauma. kuva Punaisen suotimen spektrijakauma. suht. intensiteetti aallonpituus tuleva rgb kuva 5.14 Suotimien spektrijakaumien summa verratuna halogeenilampun spektrijakaumaan. Koe 5.7 (kuvat ) Heijastetaan diaprojektorilla päällekkäin pareittain syaanin ja punaisen suotimen, magentan ja sinisen sekä keltaisen ja vihreän suotimen läpimenneet valokeilat. Havaitaan kaikkien parien tuottavan yhdistettyinä (suunnilleen) valkoista valoa. Koe 5.8 Asetetaan täsmälleen samasta kohteesta otetut diapositiivi ja värinegatiivifilmi ensin piirtoheittimelle päällekkäin ja sitten heijastetaan molempien kuvat päällekkäin diaprojektorilla. Havaitaan, että päällekkäin ollessaan valokuvat eivät päästä lainkaan valoa lävitseen ja valkokankaalle heijastettuina ne muodostavat yhdessä valkoista (punertavaa) valoa. (Paremman tuloksen kuin värinegatiivifilmiä käyttämällä saa ottamalla tietokoneruudusta diafilmille sekä positiivikuvan että kuvankäsittelyohjelmalla siitä tehdyn negatiivikuvan. Värinegatiivissa on kehitykseen liittyvistä teknisistä seikoista johtuen ylimääräinen punainen kalvo. Siksi dia ja värinegatiivi additiivisesti yhdistettynä ei muodosta valkoista vaan vaaleanpunaista valoa.) Koe 5.9 (kuvat ) Tutkitaan suotimien läpäisykäyriä spektrometrillä. Magentan ja syaanin ollessa päällekkäin niiden läpäisykäyrä on suunnilleen sama kuin sinisen. Samoin syaanin ja keltaisen läpäisykäyrä on sama kuin vihreän, ja magentan sekä keltaisen sama kuin punaisen. Syaani ja punainen absorboivat yhdessä lähes kaikilla aallonpituusalueilla. Samoin tekevät magneta ja sininen sekä keltainen ja vihreä. Eniten valoa päästävät näistä suotimista yhdessä käyrien mukaan vihreä ja keltainen, minkä havaitsee selvästi myös silmällä. Johtopäätökset kokeista Magenta ja sininen, syaani ja punainen sekä keltainen ja vihreä muodostavat väriparit, jotka päällekkäin absorboivat läpitulevan valon ja läpitulevat valot yhdistäen muodostavat valkoista valoa. Niitä kutsutaan toistensa vastaväreiksi. Värin muodostamista kolmen sivuvärin: syaanin, magentan ja keltaisen avulla poistamalla valkoisesta valosta osa väreistä kutsutaan subtraktiiviseksi värien sekoittamiseksi.additiivisen ja subtraktiivisen 23

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 HILA JA PRISMA

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 HILA JA PRISMA FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT HILA JA PRISMA MIKKO LAINE 9. toukokuuta 05. Johdanto Tässä työssä muodostamme lasiprisman dispersiokäyrän ja määritämme työn tekijän silmän herkkyysrajan punaiselle valolle. Lisäksi

Lisätiedot

Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA

Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/5 Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA TYÖN TAVOITE Työssä perehdytään optisiin ilmiöihin tutkimalla valon kulkua linssisysteemeissä ja prismassa. Tavoitteena on saada

Lisätiedot

The acquisition of science competencies using ICT real time experiments COMBLAB. Kasvihuoneongelma. Valon ja aineen vuorovaikutus. Liian tavallinen!

The acquisition of science competencies using ICT real time experiments COMBLAB. Kasvihuoneongelma. Valon ja aineen vuorovaikutus. Liian tavallinen! Kasvihuoneongelma Valon ja aineen vuorovaikutus Herra Brown päätti rakentaa puutarhaansa uuden kasvihuoneen. Liian tavallinen! Hänen vaimonsa oli innostunut ideasta. Hän halusi uuden kasvihuoneen olevan

Lisätiedot

d sinα Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 8: SPEKTROMETRITYÖ I Optinen hila

d sinα Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 8: SPEKTROMETRITYÖ I Optinen hila Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 8: SPEKTROMETRITYÖ I Optinen hila Optisessa hilassa on hyvin suuri määrä yhdensuuntaisia, toisistaan yhtä kaukana olevia

Lisätiedot

Valon havaitseminen. Näkövirheet ja silmän sairaudet. Silmä Näkö ja optiikka. Taittuminen. Valo. Heijastuminen

Valon havaitseminen. Näkövirheet ja silmän sairaudet. Silmä Näkö ja optiikka. Taittuminen. Valo. Heijastuminen Näkö Valon havaitseminen Silmä Näkö ja optiikka Näkövirheet ja silmän sairaudet Valo Taittuminen Heijastuminen Silmä Mitä silmän osia tunnistat? Värikalvo? Pupilli? Sarveiskalvo? Kovakalvo? Suonikalvo?

Lisätiedot

MAIDON PROTEIININ MÄÄRÄN SELVITTÄMINEN (OSA 1)

MAIDON PROTEIININ MÄÄRÄN SELVITTÄMINEN (OSA 1) MAIDON PROTEIININ MÄÄRÄN SELVITTÄMINEN (OSA 1) Johdanto Maito on tärkeä eläinproteiinin lähde monille ihmisille. Maidon laatu ja sen sisältämät proteiinit riippuvat useista tekijöistä ja esimerkiksi meijereiden

Lisätiedot

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka. Kari Sormunen Kevät 2014

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka. Kari Sormunen Kevät 2014 VALAISTUSTA VALOSTA Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2014 OPPILAIDEN KÄSITYKSIÄ VALOSTA Oppilaat kuvittelevat, että valo etenee katsojan silmästä katsottavaan kohteeseen.

Lisätiedot

Valo, valonsäde, väri

Valo, valonsäde, väri Kokeellista fysiikkaa luokanopettajille Ari Hämäläinen kevät 2005 Valo, valonsäde, väri Näkeminen, valonlähteet Pimeässä ei ole valoa, eikä pimeässä näe. Näkeminen perustuu esineiden lähettämään valoon,

Lisätiedot

Värijärjestelmät. Väritulostuksen esittely. Tulostaminen. Värien käyttäminen. Paperinkäsittely. Huolto. Vianmääritys. Ylläpito.

Värijärjestelmät. Väritulostuksen esittely. Tulostaminen. Värien käyttäminen. Paperinkäsittely. Huolto. Vianmääritys. Ylläpito. Tällä tulostimella voidaan tulostaa värillisiä asiakirjoja. Värituloste herättää huomiota, lisää arvostusta ja tulosteen tai tietojen arvoa. käyttö lisää lukijoiden määrää, sillä väritulosteet luetaan

Lisätiedot

1/6 TEKNIIKKA JA LIIKENNE FYSIIKAN LABORATORIO V1.31 9.2011

1/6 TEKNIIKKA JA LIIKENNE FYSIIKAN LABORATORIO V1.31 9.2011 1/6 333. SÄDEOPTIIKKA JA FOTOMETRIA A. INSSIN POTTOVÄIN JA TAITTOKYVYN MÄÄRITTÄMINEN 1. Työn tavoite. Teoriaa 3. Työn suoritus Työssä perehdytään valon kulkuun väliaineissa ja niiden rajapinnoissa sädeoptiikan

Lisätiedot

ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1)

ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1) ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1) Johdanto Kupari on metalli, jota käytetään esimerkiksi sähköjohtojen, tietokoneiden ja putkiston valmistamisessa. Korkean kysynnän vuoksi kupari on melko kallista. Kuparipitoisen

Lisätiedot

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet. Kari Sormunen Syksy 2014

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet. Kari Sormunen Syksy 2014 VALAISTUSTA VALOSTA Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet Kari Sormunen Syksy 2014 OPPILAIDEN KÄSITYKSIÄ VALOSTA Oppilaat kuvittelevat, että valo etenee katsojan silmästä katsottavaan kohteeseen. Todellisuudessa

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 28.5.2014, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 28.5.2014, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 8.5.014, malliratkaisut Kalle ja Anne tekivät fysikaalisia kokeita liukkaalla vaakasuoralla jäällä.

Lisätiedot

S-114.2720 Havaitseminen ja toiminta

S-114.2720 Havaitseminen ja toiminta S-114.2720 Havaitseminen ja toiminta Heikki Hyyti 60451P Harjoitustyö 2 visuaalinen prosessointi Treismanin FIT Kuva 1. Kuvassa on Treismanin kokeen ensimmäinen osio, jossa piti etsiä vihreätä T kirjainta.

Lisätiedot

Tilkkuilijan värit. Saana Karlsson

Tilkkuilijan värit. Saana Karlsson Tilkkuilijan värit Saana Karlsson Tilkkutöissä erivärisiä kangaspaloja ommellaan yhteen ja siten muodostetaan erilaisia kuvioita. Värien valinta vaikuttaa siihen miten suunnitellut kuviot tulevat tilkkutyössä

Lisätiedot

VÄRI ON: Fysiikkaa: valon osatekijä (syntyy valosta, yhdistyy valoon)

VÄRI ON: Fysiikkaa: valon osatekijä (syntyy valosta, yhdistyy valoon) VÄRI VÄRI ON: Fysiikkaa: valon osatekijä (syntyy valosta, yhdistyy valoon) VÄRI ON: Biologiaa: näköaistimus (solut ja aivot) Kemiaa: pigmentti (väriaine, materiaali) VÄRI ON: VÄRI ON: Psykologiaa: havainto

Lisätiedot

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI sivu 1/5 MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI Kohderyhmä: Kesto: Tavoitteet: Toteutus: Peruskoulu / lukio 15 min. Työn tavoitteena on havainnollistaa

Lisätiedot

ASPIRIININ MÄÄRÄN MITTAUS VALOKUVAAMALLA

ASPIRIININ MÄÄRÄN MITTAUS VALOKUVAAMALLA ASPIRIININ MÄÄRÄN MITTAUS VALOKUVAAMALLA Jaakko Lohenoja 2009 Johdanto Asetyylisalisyylihapon määrä voidaan mitata spektrofotometrisesti hydrolysoimalla asetyylisalisyylihappo salisyylihapoksi ja muodostamalla

Lisätiedot

Työn tavoitteita. 1 Teoriaa

Työn tavoitteita. 1 Teoriaa FYSP103 / K3 BRAGGIN DIFFRAKTIO Työn tavoitteita havainnollistaa röntgendiffraktion periaatetta konkreettisen laitteiston avulla ja kerrata luennoilla läpikäytyä teoriatietoa Röntgendiffraktio on tärkeä

Lisätiedot

1. STEREOKUVAPARIN OTTAMINEN ANAGLYFIKUVIA VARTEN. Hyvien stereokuvien ottaminen edellyttää kahden perusasian ymmärtämistä.

1. STEREOKUVAPARIN OTTAMINEN ANAGLYFIKUVIA VARTEN. Hyvien stereokuvien ottaminen edellyttää kahden perusasian ymmärtämistä. 3-D ANAGLYFIKUVIEN TUOTTAMINEN Fotogrammetrian ja kaukokartoituksen laboratorio Teknillinen korkeakoulu Petri Rönnholm Perustyövaiheet: A. Ota stereokuvapari B. Poista vasemmasta kuvasta vihreä ja sininen

Lisätiedot

Ohjeita opettamiseen ja odotettavissa olevat tulokset SIVU 1

Ohjeita opettamiseen ja odotettavissa olevat tulokset SIVU 1 Ohjeita opettamiseen ja odotettavissa olevat tulokset SIVU 1 Toiminta aloitetaan johdattelulla. Tarkoituksena on rakentaa konteksti oppilaiden tutkimukselle ja kysymykselle (Boldattuna oppilaiden työohjeessa),

Lisätiedot

SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA FYSA234/K2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA 1 Johdanto Kvanttimekaniikan mukaan atomi voi olla vain tietyissä, määrätyissä energiatiloissa. Perustilassa, jossa atomi normaalisti on, energia on pienimmillään.

Lisätiedot

Limsan sokeripitoisuus

Limsan sokeripitoisuus KOHDERYHMÄ: Työn kohderyhmänä ovat lukiolaiset ja työ sopii tehtäväksi esimerkiksi työkurssilla tai kurssilla KE1. KESTO: N. 45 60 min. Työn kesto riippuu ryhmän koosta. MOTIVAATIO: Sinun tehtäväsi on

Lisätiedot

OPTIIKAN TYÖ. Fysiikka 1-2:n/Fysiikan peruskurssien harjoitustyöt (mukautettu lukion oppimäärään) Nimi: Päivämäärä: Assistentti:

OPTIIKAN TYÖ. Fysiikka 1-2:n/Fysiikan peruskurssien harjoitustyöt (mukautettu lukion oppimäärään) Nimi: Päivämäärä: Assistentti: Fysiikka 1-2:n/Fysiikan peruskurssien harjoitustyöt (mukautettu lukion oppimäärään) Nimi: Päivämäärä: Assistentti: OPTIIKAN TYÖ Vastaa ensin seuraaviin ennakkotietoja mittaaviin kysymyksiin. 1. Mitä tarkoittavat

Lisätiedot

FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA 1 JOHDANTO Työssä tutustutaan hila- ja prismaspektrometreihin, joiden avulla tutkitaan valon taipumista hilassa ja taittumista prismassa. Samalla tutustutaan eräiden

Lisätiedot

Opetusmateriaalin visuaalinen suunnittelu. Kirsi Nousiainen 27.5.2005

Opetusmateriaalin visuaalinen suunnittelu. Kirsi Nousiainen 27.5.2005 Opetusmateriaalin visuaalinen suunnittelu Kirsi Nousiainen 27.5.2005 Visuaalinen suunnittelu Ei ole koristelua Visuaalinen ilme vaikuttaa vastaanottokykyyn rauhallista jaksaa katsoa pitempään ja keskittyä

Lisätiedot

KON C3004 14.10.2015 H03 Ryhmä G Samppa Salmi, 84431S Joel Tolonen, 298618. Koesuunnitelma

KON C3004 14.10.2015 H03 Ryhmä G Samppa Salmi, 84431S Joel Tolonen, 298618. Koesuunnitelma KON C3004 14.10.2015 H03 Ryhmä G Samppa Salmi, 84431S Joel Tolonen, 298618 Koesuunnitelma Sisällysluettelo Sisällysluettelo 1 1 Tutkimusongelma ja tutkimuksen tavoit e 2 2 Tutkimusmenetelmät 3 5 2.1 Käytännön

Lisätiedot

Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen

Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen Ledien valovoiman kasvu ja samanaikaisen voimakkaan hintojen lasku on innostuttanut monia rakentamaan erilaisia tauluja. Tarkoitan niillä erilaista muoveista tehtyjä

Lisätiedot

Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1

Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1 Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1 Konteksti palautetaan oppilaiden mieliin käymällä Osan 1 johdanto uudelleen läpi. Kysymysten 1 ja 2 tarkoituksena on arvioida ovatko oppilaat ymmärtäneet

Lisätiedot

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin Kari Eloranta 2016 Jyväskylän Lyseon lukio 11. tammikuuta 2016 Kokeen rakenne Fysiikan kokeessa on 13 tehtävää, joista vastataan kahdeksaan. Tehtävät 12 ja 13 ovat

Lisätiedot

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI sivu 1/5 MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI TEORIA Spektroskopia on erittäin yleisesti käytetty analyysimenetelmä laboratorioissa, koska se soveltuu

Lisätiedot

Mittaustulosten tilastollinen käsittely

Mittaustulosten tilastollinen käsittely Mittaustulosten tilastollinen käsittely n kertaa toistetun mittauksen tulos lasketaan aritmeettisena keskiarvona n 1 x = x i n i= 1 Mittaustuloksen hajonnasta aiheutuvaa epävarmuutta kuvaa keskiarvon keskivirhe

Lisätiedot

4. Funktion arvioimisesta eli approksimoimisesta

4. Funktion arvioimisesta eli approksimoimisesta 4. Funktion arvioimisesta eli approksimoimisesta Vaikka nykyaikaiset laskimet osaavatkin melkein kaiken muun välttämättömän paitsi kahvinkeiton, niin joskus, milloin mistäkin syystä, löytää itsensä tilanteessa,

Lisätiedot

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA 1 Mihin tarvitset virheen arviointia? Mittaustuloksiin sisältyy aina virhettä, vaikka mittauslaite olisi miten uudenaikainen tai kallis tahansa ja mittaaja olisi alansa huippututkija Tästä johtuen mittaustuloksista

Lisätiedot

VALON DIFFRAKTIO YHDESSÄ JA KAHDESSA RAOSSA

VALON DIFFRAKTIO YHDESSÄ JA KAHDESSA RAOSSA 1 VALON DIFFRAKTIO YHDESSÄ JA KAHDESSA RAOSSA MOTIVOINTI Tutustutaan laservalon käyttöön aaltooptiikan mittauksissa. Tutkitaan laservalon käyttäytymistä yhden ja kahden kapean raon takana. Määritetään

Lisätiedot

Mikroskooppisten kohteiden

Mikroskooppisten kohteiden Mikroskooppisten kohteiden lämpötilamittaukset itt t Maksim Shpak Planckin laki I BB ( λ T ) = 2hc λ, 5 2 1 hc λ e λkt 11 I ( λ, T ) = ε ( λ, T ) I ( λ T ) m BB, 0 < ε

Lisätiedot

Näkösyvyys. Kyyveden havainnoitsijatilaisuus Pekka Sojakka. Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

Näkösyvyys. Kyyveden havainnoitsijatilaisuus Pekka Sojakka. Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus Näkösyvyys Kyyveden havainnoitsijatilaisuus 25.5.2011 Pekka Sojakka Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus Näkösyvyys eli veden läpinäkyvyys on yksi virallisista veden laatuluokituksen määrityksistä.

Lisätiedot

S-108-2110 OPTIIKKA 1/10 Laboratoriotyö: Polarisaatio POLARISAATIO. Laboratoriotyö

S-108-2110 OPTIIKKA 1/10 Laboratoriotyö: Polarisaatio POLARISAATIO. Laboratoriotyö S-108-2110 OPTIIKKA 1/10 POLARISAATIO Laboratoriotyö S-108-2110 OPTIIKKA 2/10 SISÄLLYSLUETTELO 1 Polarisaatio...3 2 Työn suoritus...6 2.1 Työvälineet...6 2.2 Mittaukset...6 2.2.1 Malus:in laki...6 2.2.2

Lisätiedot

Siltaaminen: Piaget Matematiikka Inductive Reasoning OPS Liikennemerkit, Eläinten luokittelu

Siltaaminen: Piaget Matematiikka Inductive Reasoning OPS Liikennemerkit, Eläinten luokittelu Harjoite 2 Tavoiteltava toiminta: Materiaalit: Eteneminen: TUTUSTUTAAN OMINAISUUS- JA Toiminnan tavoite ja kuvaus: SUHDETEHTÄVIEN TUNNISTAMISEEN Kognitiivinen taso: IR: Toiminnallinen taso: Sosiaalinen

Lisätiedot

Opetusmateriaali. Tutkimustehtävien tekeminen

Opetusmateriaali. Tutkimustehtävien tekeminen Opetusmateriaali Tämän opetusmateriaalin tarkoituksena on opettaa kiihtyvyyttä mallintamisen avulla. Toisena tarkoituksena on hyödyntää pikkuautoa ja lego-ukkoa fysiikkaan liittyvän ahdistuksen vähentämiseksi.

Lisätiedot

Ohjeita opettajille ja odotetut tulokset

Ohjeita opettajille ja odotetut tulokset Ohjeita opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1 Aktiviteetti alkaa toimintaan johdattelulla. Tarkoituksena on luoda konteksti oppilaiden tutkimukselle ja tutkimusta ohjaavalle kysymykselle (Boldattuna

Lisätiedot

7.4 Fotometria CCD kameralla

7.4 Fotometria CCD kameralla 7.4 Fotometria CCD kameralla Yleisin CCDn käyttötapa Yleensä CCDn edessä käytetään aina jotain suodatinta, jolloin kuvasta saadaan siistimpi valosaaste UV:n ja IR:n interferenssikuviot ilmakehän dispersion

Lisätiedot

FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT

FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT Työn tavoitteita tutustua kattavasti DataStudio -ohjelmiston käyttöön syventää kinematiikan kuvaajien (paikka, nopeus, kiihtyvyys) hallintaa oppia yhdistämään kinematiikan

Lisätiedot

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi Sivu 1/10 Fysiikan laboratoriotyöt 1 Työ numero 3 Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi Työn suorittaja: Antero Lehto 1724356 Työ tehty: 24.2.2005 Uudet mittaus tulokset: 11.4.2011

Lisätiedot

Saksanpystykorvien värit

Saksanpystykorvien värit Saksanpystykorvien värit Ruskea: Kauttaaltaan yksivärinen tummanruskea. Ruskeilla esiintyy joskus harmaata karvaa housuissa, hännässä, silmien ympärillä tai lapojen seudulla. Tämä katsotaan virheeksi tai

Lisätiedot

Työn tavoitteita. 1 Johdanto

Työn tavoitteita. 1 Johdanto FYSP103 / K2 FRAUNHOFERIN DIFFRAKTIO Työn tavoitteita havainnollistaa valon taipumiseen (diffraktio) ja interferenssiin liittyviä ilmiöitä erilaisissa rakosysteemeissä sekä syventää kyseisten ilmiöiden

Lisätiedot

PERCIFAL RAKENNETUN TILAN VISUAALINEN ARVIOINTI

PERCIFAL RAKENNETUN TILAN VISUAALINEN ARVIOINTI PERCIFAL RAKENNETUN TILAN VISUAALINEN ARVIOINTI Arvioijan nimi: Päivämäärä ja kellonaika: Arvioitava tila: Sijainti tilassa: Vastaa kysymyksiin annetussa järjestyksessä! Antaessasi vastauksesi asteikkomuodossa,

Lisätiedot

5. Numeerisesta derivoinnista

5. Numeerisesta derivoinnista Funktion derivaatta ilmaisee riippumattoman muuttujan muutosnopeuden riippuvan muuttujan suteen. Esimerkiksi paikan derivaatta ajan suteen (paikan ensimmäinen aikaderivaatta) on nopeus, joka ilmaistaan

Lisätiedot

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen Vuorovaikutus on yksi keskeisimmistä fysiikan peruskäsitteistä

Lisätiedot

LEGO EV3 Datalogging mittauksia

LEGO EV3 Datalogging mittauksia LEGO EV3 Datalogging mittauksia Tehtäväkortit 19.2017 Energiamittari/ Tehtäväkortti / 2017Innokas 1 Ledin palamisajan määrittäminen Generaattorin kytkeminen Kytke generaattori energiamittarin sisääntuloon

Lisätiedot

RATKAISUT: 16. Peilit ja linssit

RATKAISUT: 16. Peilit ja linssit Physica 9 1 painos 1(6) : 161 a) Kupera linssi on linssi, jonka on keskeltä paksumpi kuin reunoilta b) Kupera peili on peili, jossa heijastava pinta on kaarevan pinnan ulkopinnalla c) Polttopiste on piste,

Lisätiedot

Teoreettisia perusteita I

Teoreettisia perusteita I Teoreettisia perusteita I - fotogrammetrinen mittaaminen perustuu pitkälti kollineaarisuusehtoon, jossa pisteestä heijastuva valonsäde kulkee suoraan projektiokeskuksen kautta kuvatasolle - toisaalta kameran

Lisätiedot

Aluksi. 1.1. Kahden muuttujan lineaarinen yhtälö

Aluksi. 1.1. Kahden muuttujan lineaarinen yhtälö Aluksi Matematiikan käsite suora on tarkalleen sama asia kuin arkikielen suoran käsite. Vai oliko se toisinpäin? Matematiikan luonteesta johtuu, että sen soveltaja ei tyydy pelkkään suoran nimeen eikä

Lisätiedot

YHDEN RAON DIFFRAKTIO. Laskuharjoitustehtävä harjoituksessa 11.

YHDEN RAON DIFFRAKTIO. Laskuharjoitustehtävä harjoituksessa 11. YHDEN RAON DIFFRAKTIO Laskuharjoitustehtävä harjoituksessa 11. Vanha tenttitehtävä Kapean raon Fraunhoferin diffraktiokuvion irradianssijakauma saadaan lausekkeesta æsin b ö I = I0 ç b è ø, missä b = 1

Lisätiedot

MONISTE 2 Kirjoittanut Elina Katainen

MONISTE 2 Kirjoittanut Elina Katainen MONISTE 2 Kirjoittanut Elina Katainen TILASTOLLISTEN MUUTTUJIEN TYYPIT 1 Mitta-asteikot Tilastolliset muuttujat voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: kategorisiin ja numeerisiin muuttujiin. Tämän lisäksi

Lisätiedot

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet: Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet: PALKKIANTURI Työssä tutustutaan palkkianturin toimintaan ja havainnollistetaan sen avulla pienten ainepitoisuuksien havainnointia. Työn mittaukset on jaettu kolmeen osaan,

Lisätiedot

Fysikaalisen kemian syventävät työt CCl 4 -molekyylin Ramanspektroskopia

Fysikaalisen kemian syventävät työt CCl 4 -molekyylin Ramanspektroskopia Fysikaalisen kemian syventävät työt CCl 4 -molekyylin Ramanspektroskopia Tiina Kiviniemi 11. huhtikuuta 2008 1 Johdanto Tämän työn tarkoituksena on tutustua käytännön Ramanspektroskopiaan sekä molekyylien

Lisätiedot

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA NOT-tiedekoulu La Palma Kasper Honkanen, Ilona Arola, Lotta Loponen, Helmi-Tuulia Korpijärvi ja Anastasia Koivikko 20.11.2011 Ryhmämme työ käsittelee spektrometriaa ja sen

Lisätiedot

10. Polarimetria. 1. Polarisaatio tähtitieteessä. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria

10. Polarimetria. 1. Polarisaatio tähtitieteessä. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria 10. Polarimetria 1. Polarisaatio tähtitieteessä 2. Stokesin parametrit 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria 10.1 Polarisaatio tähtitieteessä Polarisaatiota mittaamalla päästään käsiksi moniin fysikaalisiin

Lisätiedot

9. Polarimetria. 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä. 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria

9. Polarimetria. 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä. 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria 9. Polarimetria 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria 10.1 Stokesin parametrit 10.1

Lisätiedot

Kuva 1. Fotodiodi (vasemmalla) ja tässä työssä käytetty mittauskytkentä (oikealla).

Kuva 1. Fotodiodi (vasemmalla) ja tässä työssä käytetty mittauskytkentä (oikealla). VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ 1 Johdanto Valosähköisessä ilmiössä valo, jonka taajuus on f, irrottaa metallilta elektroneja. Koska valo koostuu kvanteista (fotoneista), joiden energia on hf (missä h on Planckin

Lisätiedot

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V.

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V. TYÖ 37. OHMIN LAKI Tehtävä Tutkitaan metallijohtimen päiden välille kytketyn jännitteen ja johtimessa kulkevan sähkövirran välistä riippuvuutta. Todennetaan kokeellisesti Ohmin laki. Välineet Tasajännitelähde

Lisätiedot

Työ 21 Valon käyttäytyminen rajapinnoilla. Työvuoro 40 pari 1

Työ 21 Valon käyttäytyminen rajapinnoilla. Työvuoro 40 pari 1 Työ 21 Valon käyttäytyminen rajapinnoilla Työvuoro 40 pari 1 Tero Marttila Joel Pirttimaa TLT 78949E EST 78997S Selostuksen laati Tero Marttila Mittaukset suoritettu 12.11.2012 Selostus palautettu 19.11.2012

Lisätiedot

Tietotekniikan valintakoe

Tietotekniikan valintakoe Jyväskylän yliopisto Tietotekniikan laitos Tietotekniikan valintakoe 2..22 Vastaa kahteen seuraavista kolmesta tehtävästä. Kukin tehtävä arvostellaan kokonaislukuasteikolla - 25. Jos vastaat useampaan

Lisätiedot

Mustan kappaleen säteily

Mustan kappaleen säteily Mustan kappaleen säteily Musta kappale on ideaalisen säteilijän malli, joka absorboi (imee itseensä) kaiken siihen osuvan säteilyn. Se ei lainkaan heijasta eikä sirota siihen osuvaa säteilyä, vaan emittoi

Lisätiedot

Kenguru 2012 Student sivu 1 / 8 (lukion 2. ja 3. vuosi)

Kenguru 2012 Student sivu 1 / 8 (lukion 2. ja 3. vuosi) Kenguru 2012 Student sivu 1 / 8 Nimi Ryhmä Pisteet: Kenguruloikan pituus: Irrota tämä vastauslomake tehtävämonisteesta. Merkitse tehtävän numeron alle valitsemasi vastausvaihtoehto. Väärästä vastauksesta

Lisätiedot

Kenguru 2011 Benjamin (6. ja 7. luokka)

Kenguru 2011 Benjamin (6. ja 7. luokka) sivu 1 / 6 NIMI LUOKKA/RYHMÄ Pisteet: Kenguruloikan pituus: Irrota tämä vastauslomake tehtävämonisteesta. Merkitse tehtävän numeron alle valitsemasi vastausvaihtoehto. Jätä ruutu tyhjäksi, jos et halua

Lisätiedot

3 Raja-arvo ja jatkuvuus

3 Raja-arvo ja jatkuvuus 3 Raja-arvo ja jatkuvuus 3. Raja-arvon käsite Raja-arvo kuvaa funktion kättätmistä jonkin lähtöarvon läheisdessä. Raja-arvoa tarvitaan toisinaan siksi, että funktion arvoa ei voida laskea kseisellä lähtöarvolla

Lisätiedot

Fysiikka 8. Aine ja säteily

Fysiikka 8. Aine ja säteily Fysiikka 8 Aine ja säteily Sähkömagneettinen säteily James Clerk Maxwell esitti v. 1864 sähkövarauksen ja sähkövirran sekä sähkö- ja magneettikentän välisiä riippuvuuksia kuvaavan teorian. Maxwellin teorian

Lisätiedot

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Spektroskopia. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Spektroskopia. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos Spektroskopia Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos kevät 2013 8. Spektroskopia Peruskäsitteet Spektroskoopin rakenne Spektrometrian käyttö Havainnot ja redusointi Spektropolarimetria 8. Yleistä spektroskopiasta

Lisätiedot

7. Resistanssi ja Ohmin laki

7. Resistanssi ja Ohmin laki Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI Tarmo Partanen Teoria (Muista hyödyntää sanastoa) 1. Millä nimellä kuvataan sähköisen komponentin (laitteen, johtimen) sähkön kulkua vastustavaa ominaisuutta? 2. Miten resistanssi

Lisätiedot

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 LIIKE Jos vahvempi kaveri törmää heikompaan kaveriin, vahvemmalla on enemmän voimaa. Pallon heittäjä antaa pallolle heittovoimaa, jonka

Lisätiedot

LED - KORVAUSPOLTTIMOT

LED - KORVAUSPOLTTIMOT LED - KORVAUSPOLTTIMOT KEVÄT 2008 Emme varastoi läheskään kaikia tuotteita. Osa tuotteistamme on ns. tehdastoimituksena. Toimitusaika tyypillisesti noin 1 viikko (varastotavara). Kaikki tuotteet täyttävät

Lisätiedot

LED-valojen käyttö kasvitutkimuksessa

LED-valojen käyttö kasvitutkimuksessa LED-valojen käyttö kasvitutkimuksessa Minna Kivimäenpää, Jarmo Holopainen Itä-Suomen yliopisto, Ympäristötieteen laitos (Ympäristöekofysiologia), Kuopio Johanna Riikonen Metsäntutkimuslaitos (Taimitarhatutkimus),

Lisätiedot

LAMPPUOPAS Kuinka säästät energiaa LED-lampuilla LAMPPUOPAS. www.startrading.com DECORATION LED ILLUMINATION LED SPOTLIGHT LED

LAMPPUOPAS Kuinka säästät energiaa LED-lampuilla LAMPPUOPAS. www.startrading.com DECORATION LED ILLUMINATION LED SPOTLIGHT LED LAMPPUOPAS Kuinka säästät energiaa LED-lampuilla LAMPPUOPAS www.startrading.com DECORATION LED ILLUMINATION LED SPOTLIGHT LED - tämän päivän valaistusta LED - tämän päivän valaistusta LED Säästää energiaa

Lisätiedot

Gimp alkeet XIII 9 luokan ATK-työt/HaJa Sivu 1 / 8. Tasot ja kanavat. Jynkänlahden koulu. Yleistä

Gimp alkeet XIII 9 luokan ATK-työt/HaJa Sivu 1 / 8. Tasot ja kanavat. Jynkänlahden koulu. Yleistä Gimp alkeet XIII 9 luokan ATK-työt/HaJa Sivu 1 / 8 Tasot ja kanavat Yleistä Tasot eli layerit ovat tärkeä osa nykyajan kuvankäsittelyä. Tasojen perusidea on se, että ne ovat läpinäkyviä "kalvoja", joita

Lisätiedot

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

6 TARKASTELU. 6.1 Vastaukset tutkimusongelmiin

6 TARKASTELU. 6.1 Vastaukset tutkimusongelmiin 173 6 TARKASTELU Hahmottavassa lähestymistavassa (H-ryhmä) käsitteen muodostamisen lähtökohtana ovat havainnot ja kokeet, mallintavassa (M-ryhmä) käsitteet, teoriat sekä teoreettiset mallit. Edellinen

Lisätiedot

2.5 Liikeyhtälö F 3 F 1 F 2

2.5 Liikeyhtälö F 3 F 1 F 2 Tässä kappaleessa esittelen erilaisia tapoja, joilla voiat vaikuttavat kappaleen liikkeeseen. Varsinainen kappaleen pääteea on assan liikeyhtälön laatiinen, kun assaan vaikuttavat voiat tunnetaan. Sitä

Lisätiedot

Kenguru Student (lukion 2. ja 3. vuosi) sivu 1 / 6

Kenguru Student (lukion 2. ja 3. vuosi) sivu 1 / 6 Kenguru Student (lukion 2. ja 3. vuosi) sivu 1 / 6 NIMI LUOKKA/RYHMÄ Pisteet: Kenguruloikan pituus: Irrota tämä vastauslomake tehtävämonisteesta. Merkitse tehtävän numeron alle valitsemasi vastausvaihtoehto.

Lisätiedot

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 Fy06 Koe 0.5.015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 alitse kolme tehtävää. 6p/tehtävä. 1. Mitä mieltä olet seuraavista väitteistä. Perustele lyhyesti ovatko väitteet totta vai tarua. a. irtapiirin hehkulamput

Lisätiedot

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset.

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset. Fysiikka syksy 2005 1. Nykyinen käsitys Aurinkokunnan rakenteesta syntyi 1600-luvulla pääasiassa tähtitieteellisten havaintojen perusteella. Aineen pienimpien osasten rakennetta sitä vastoin ei pystytä

Lisätiedot

A-osa. Ratkaise kaikki tämän osan tehtävät. Tehtävät arvostellaan pistein 0-6. Taulukkokirjaa saa käyttää apuna, laskinta ei.

A-osa. Ratkaise kaikki tämän osan tehtävät. Tehtävät arvostellaan pistein 0-6. Taulukkokirjaa saa käyttää apuna, laskinta ei. PITKÄ MATEMATIIKKA PRELIMINÄÄRIKOE 7..07 NIMI: A-osa. Ratkaise kaikki tämän osan tehtävät. Tehtävät arvostellaan pistein 0-. Taulukkokirjaa saa käyttää apuna, laskinta ei.. Valitse oikea vaihtoehto ja

Lisätiedot

LED VALON KÄYTTÖSOVELLUKSIA.

LED VALON KÄYTTÖSOVELLUKSIA. LED VALON KÄYTTÖSOVELLUKSIA. PALJONKO LED VALO ANTAA VALOA? MITÄ EROJA ON ERI LINSSEILLÄ? Onko LED -valosta haastajaksi halogeenivalolle? Linssien avautumiskulma ja valoteho 8 (LED 3K, LED 6K ja halogeeni

Lisätiedot

5.3 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

5.3 Ensimmäisen asteen polynomifunktio Yllä olevat polynomit P ( x) = 2 x + 1 ja Q ( x) = 2x 1 ovat esimerkkejä 1. asteen polynomifunktioista: muuttujan korkein potenssi on yksi. Yleisessä 1. asteen polynomifunktioissa on lisäksi vakiotermi;

Lisätiedot

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, 1.-2. luento Kari Sormunen Mitä yhteistä? Kirja pöydällä Opiskelijapari Teräskuulan liike magneetin lähellä

Lisätiedot

VERTAILU: 55-TUUMAISET TELEVISIOT Oheisia kuvasäätöjä käytettiin Tekniikan Maailman numerossa 1/15 julkaistussa vertailussa.

VERTAILU: 55-TUUMAISET TELEVISIOT Oheisia kuvasäätöjä käytettiin Tekniikan Maailman numerossa 1/15 julkaistussa vertailussa. VERTAILU: 55-TUUMAISET TELEVISIOT Oheisia kuvasäätöjä käytettiin Tekniikan Maailman numerossa 1/15 julkaistussa vertailussa. LG 55UB850V digi-tv hdmi 2 KUVA Kuvatila Expert1 Expert1 Kuvan säätö Taustavalo

Lisätiedot

9. Polarimetria. tähtitieteessä. 1. Polarisaatio. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria

9. Polarimetria. tähtitieteessä. 1. Polarisaatio. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria 9. Polarimetria 1. Polarisaatio tähtitieteessä 2. Stokesin parametrit 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria 9.1 Polarisaatio tähtitieteessä! Polarisaatiota mittaamalla päästään käsiksi moniin fysikaalisiin

Lisätiedot

10/2011 Vinkkejä värivastaavuuden määritykseen

10/2011 Vinkkejä värivastaavuuden määritykseen Sävyvastaavaisuus Hyvä korjaustyö edellyttää joskus että sävyvastaavuus saavutetaan sävyttämällä tai häivytyksen avulla, tai kiillottamalla vanha maali. On siis tärkeää että vertaus alkuperäisen maalin

Lisätiedot

Valosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo

Valosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo Valosähköinen ilmiö Vuonna 1887 saksalainen fyysikko Heinrich Hertz havaitsi sähkövarauksen purkautuvan metallikappaleen pinnalta, kun siihen kohdistui valoa. Tarkemmissa tutkimuksissa todettiin, että

Lisätiedot

Tehtävä 1 2 3 4 5 6 7 Vastaus

Tehtävä 1 2 3 4 5 6 7 Vastaus Kenguru Ecolier, vastauslomake Nimi Luokka/Ryhmä Pisteet Kenguruloikka Irrota tämä vastauslomake tehtävämonisteesta. Merkitse tehtävän numeron alle valitsemasi vastausvaihtoehto. Jätä ruutu tyhjäksi, jos

Lisätiedot

Kuten aaltoliikkeen heijastuminen, niin myös taittuminen voidaan selittää Huygensin periaatteen avulla.

Kuten aaltoliikkeen heijastuminen, niin myös taittuminen voidaan selittää Huygensin periaatteen avulla. FYS 103 / K3 SNELLIN LAKI Työssä tutkitaan monokromaattisen valon taittumista ja todennetaan Snellin laki. Lisäksi määritetään kokonaisheijastuksen rajakulmia ja aineiden taitekertoimia. 1. Teoriaa Huygensin

Lisätiedot

Yliopistojen erilliset palautteet. Webropol kyselyn tulokset. RAPORTTI 2 Uudet värit portaaliin Testipäivä: 26.9.2011 sekä kysely Webropolissa

Yliopistojen erilliset palautteet. Webropol kyselyn tulokset. RAPORTTI 2 Uudet värit portaaliin Testipäivä: 26.9.2011 sekä kysely Webropolissa Palvelukonsortion johtoryhmän kokous 3-2011- 3.10.2011 RAPORTTI 2 Uudet värit portaaliin Testipäivä: 26.9.2011 sekä kysely Webropolissa Yliopistojen erilliset palautteet Helsingin yliopisto LIITE R1 Turun

Lisätiedot

ARVO - verkkomateriaalien arviointiin

ARVO - verkkomateriaalien arviointiin ARVO - verkkomateriaalien arviointiin Arvioitava kohde: Jenni Rikala: Aloittavan yrityksen suunnittelu, Arvioija: Heli Viinikainen, Arviointipäivämäärä: 12.3.2010 Osa-alue 3/8: Visuaalinen suunnittelu

Lisätiedot

Hans Pihlajamäki Fysiikan kotitutkimus

Hans Pihlajamäki Fysiikan kotitutkimus Fysiikan kotitutkimus Fysiikan 1. kurssi, Rauman Lyseon lukio Johdanto 1. Saaristo- ja rannikkonavigoinnissa on tärkeää kyetä havainnoimaan väyliä osoittavia väylämerkkejä. Pimeän aikaan liikuttaessa tehokkaalla

Lisätiedot

3.3 Paraabeli toisen asteen polynomifunktion kuvaajana. Toisen asteen epäyhtälö

3.3 Paraabeli toisen asteen polynomifunktion kuvaajana. Toisen asteen epäyhtälö 3.3 Paraabeli toisen asteen polynomifunktion kuvaajana. Toisen asteen epäyhtälö Yhtälön (tai funktion) y = a + b + c, missä a 0, kuvaaja ei ole suora, mutta ei ole yhtälökään ensimmäistä astetta. Funktioiden

Lisätiedot

Eye Pal Solo. Käyttöohje

Eye Pal Solo. Käyttöohje Eye Pal Solo Käyttöohje 1 Eye Pal Solon käyttöönotto Eye Pal Solon pakkauksessa tulee kolme osaa: 1. Peruslaite, joka toimii varsinaisena lukijana ja jonka etureunassa on laitteen ohjainpainikkeet. 2.

Lisätiedot

Opetusmateriaali. Fermat'n periaatteen esittely

Opetusmateriaali. Fermat'n periaatteen esittely Opetusmateriaali Fermat'n periaatteen esittely Hengenpelastajan tehtävässä kuvataan miten hengenpelastaja yrittää hakea nopeinta reittiä vedessä apua tarvitsevan ihmisen luo - olettaen, että hengenpelastaja

Lisätiedot

Tämän värilaatuoppaan tarkoitus on selittää, miten tulostimen toimintoja voidaan käyttää väritulosteiden säätämiseen ja mukauttamiseen.

Tämän värilaatuoppaan tarkoitus on selittää, miten tulostimen toimintoja voidaan käyttää väritulosteiden säätämiseen ja mukauttamiseen. Sivu 1/7 Värilaatuopas Tämän värilaatuoppaan tarkoitus on selittää, miten tulostimen toimintoja voidaan käyttää väritulosteiden säätämiseen ja mukauttamiseen. Laatu-valikko Tulostustila Väri Vain musta

Lisätiedot