Valo, laser ja optiikka -havaintovälineistö

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Valo, laser ja optiikka -havaintovälineistö"

Transkriptio

1 Valo, laser ja optiikka -havaintovälineistö

2 Pakkauksen sisältö 1 punainen laservalorasia, 635 nm, <1 mw 1 vihreä laservalorasia, 532 nm, <1 mw 1 LED-valorasiasarja (punainen, vihreä, sininen) 1 valkoinen LED-valo 1 sarja huurrelasilinssejä (3 kpl) 10 astelevyä 10 hilaa, 500 viivaa/mm 3 peiliä 3 peilinpidikettä 1 pussi nallekarkkeja, punaisia, vihreitä ja värittömiä 1 injektioruisku 1 opaskirja Oppitunnit, kohderyhmä ja kesto OPPITUNNIN NIMI LUOKKA-ASTE KESTO Monokromaattinen valo minuuttia Kollimoitu valo minuuttia Koherentti valo minuuttia Absorptio ja nallekarkit minuuttia Lasermikroskooppi minuuttia Heijastuminen ja taittuminen minuuttia Värien erottelu ja sekoittuminen minuuttia Laserin aallonpituuden mittaaminen minuuttia Hiuksen leveyden mittaaminen laserilla minuuttia

3 1. oppitunti : monokromaattinen valo Tiivistelmä Vertaamalla valkoisen valon spektriä värillisen LED-valon ja laservalon spektreihin oppilaat huomaavat, että laserin lähettämä valo on yksiväristä ja koostuu vain yhdestä valon aallonpituudesta (väristä). Kesto 30 min Luokka-asteet 5 11 Välineet punainen, vihreä ja sininen LEDvalorasia ja rakosuojat yksi punainen ja yksi vihreä laservalorasia erilaisia valkoisen valon lähteitä (LED, taskulamppu, luokkahuoneen valot) 10 hilaa Valmistelut 1. Aseta valorasiat huoneen etuosaan luokkaan päin niin, että oppilaat näkevät valon, kun kytket niihin virran (myöhemmin). 2. Suuntaa laserien valo oppilaista POISPÄIN niin, että se osuu tyhjään seinään, kun kytket niihin virran (myöhemmin). 3. Jaa kullekin oppilaalle hila. Alustus ja tausta Kysy oppilailta: Millä tavoin laservalo eroaa muusta valosta? Mikä tekee laserista laserin? Älä kommentoi tai korjaa vastauksia, vaan kirjoita ne taululle ja jätä näkyviin tunnin ajaksi. Jos tarkoitus on käsitellä asiaa vielä toisella kertaa, kirjaa vastaukset myös paperille. Alusta aihe kertomalla oppilaille, että tällä kertaa tutkitaan yhtä laservalon ominaisuutta. Älä kerro heille, mikä se on. Tarkoitus on selvittää, pystyvätkö oppilaat nimeämään ominaisuuden tutkittuaan ja havainnoituaan asiaa.

4 Tutkiminen ja havainnointi 1. Muistuta oppilaiden mieliin, että valkoinen valo koostuu kaikista valon aallonpituuksista ihmissilmä näkee valon valkoisena, kun valon eri aallonpituudet sekoittuvat toisiinsa. 2. Esittele oppilaille hila. Selitä, että hila erottelee valon eri aallonpituudet niin, että sen läpi katsomalla näemme spektrin. Näin on mahdollista erottaa tarkastelemamme valon kaikki aallonpituudet. 3. Näytä oppilaille, miten hilaa käytetään: nosta hila toisen silmän eteen ja katso kohti valonlähdettä (ÄLÄ KOSKAAN katso suoraan kohti aurinkoa tai mitään laseria). Katso nyt sivuun, jolloin voit tarkastella spektriä. 4. Pyydä oppilaita harjoittelemaan hilan käyttöä katsomalla luokkahuoneessa olevia valkoisen valon lähteitä: loisteputkia, hehkulamppuja, taskulamppua. 5. Pyydä oppilaita kertomaan, mitä he näkevät: sateenkaaren. Kysy, mitä värejä he näkevät ja missä järjestyksessä. Kysy, ovatko värit aina samassa järjestyksessä siitä riippumatta, mitä valonlähdettä katsotaan, vai vaihteleeko järjestys. Varmista, että kaikki päättelevät violetin olevan aina lähimpänä valon lähdettä. 6. Kerro nyt, että seuraavaksi tarkastellaan eriväristen LED-valojen spektrejä. Kytke LEDvalorasioihin virta ja huomauta oppilaille, että ne lähettävät punaista, vihreää ja sinistä valoa. 7. Pyydä oppilaita ennustamaan, mitä näkyy, kun he katsovat LED-valoa/valorasiaa hilan läpi. Näkyykö spektri? Vai vain yhtä väriä? Onko LED-valossa useita aallonpituuksia kuten valkoisessa valossa vai vain yhtä? Pyydä yhtä oppilasta perustelemaan, miksi hän arvelee näkevänsä spektrin. Pyydä jotakuta toista perustelemaan, miksi hän EI arvele näkevänsä spektriä. 8. Älä kommentoi tai korjaa vastauksia, vaan pyydä kaikkia katsomaan hilan läpi, miltä punaisen, vihreän ja sinisen LED-valorasian valo näyttää. Oppilaiden on ehkä siirryttävä lähemmäksi, jotta he näkisivät kunnolla. 9. Pyydä oppilaita kertomaan, mitä he näkevät. Selitä, että myös punainen, vihreä ja sininen LED-valo sisältävät kukin oman värispektrinsä. 10. Pyydä oppilaita ennustamaan, mitä näkyy, kun he katsovat vihreää ja punaista laservaloa hilan läpi. Pyydä heitä perustelemaan vastauksensa. 11. Kytke lasereihin virta. Pidä huoli, että valo osoittaa oppilaista POISPÄIN kohti tyhjää seinää. 12. Painota, ettei kenenkään tule KOSKAAN eikä missään tilanteessa katsoa suoraan laservaloon. 13. Kerro, että nyt valo ohjataan kulkemaan hilan läpi, jolloin voidaan havainnoida laservalon spektriä. 14. Aseta kummankin laserin eteen hila ja anna oppilaiden todeta, että hila erottelee laservalon, mutta tuloksena on vain yksi väri. 15. Pyydä oppilaita kertomaan, mistä tämä mahdollisesti johtuu. 16. Kysy: Mikä siis on se erityinen laservalon ominaisuus, jota olemme tänään tutkineet? YKSIVÄRINEN, YHTÄ AALLONPITUUTTA eli MONOKROMAATTINEN!

5 2. oppitunti: kollimoitu valo Tiivistelmä Vertaamalla LED-valoa laservaloon oppilaat havaitsevat, että laservalo on kollimoitua (se etenee samansuuntaisina säteinä). Kesto min Luokka-asteet 5 11 Välineet vihreä laservalorasia punainen laservalorasia vihreä LED-valorasia, jonka rakosuoja on poistettu punainen LED-valorasia, jonka rakosuoja on poistettu viivoitin tavallista valkoista paperia Alustus ja tausta Kerro oppilaille, että tänään havainnoidaan yhtä laservalon perusominaisuutta, jonka johdosta laser on paljon voimakkaampi ja vaarallisempi kuin heille tutut muut valonlähteet. Asia on näin, vaikka laservalo on hyvin pienitehoista, kuten esimerkiksi havaintovälineinä käytettävät laservalorasiat. Laservalo on kollimoitua eli sen säteet ovat keskenään samansuuntaisia. Tavallinen valo poikkeaa laservalosta sikäli, että sen säteet leviävät eri suuntiin sen edetessä. Oppitunnin aikana selvitetään, miten kollimaatio vaikuttaa. Valmistelut 1. Jaa oppilaat viiteen ryhmään. 2. Anna kullekin ryhmälle yksi valonlähde (joko LED-valorasia tai laservalorasia), viivoitin ja paperiarkki. 3. Sillä aikaa kun oppilaat keräävät tietoa, piirrä liitu-, valko- tai paperitaululle seuraava taulukko.

6 Tutkiminen ja havainnointi 1. Kerro, että tarkoituksena on mitata, minkä kokoisen valaistun alueen kunkin ryhmän valonlähde saa aikaan kolmelta etäisyydeltä: 2,5 cm:n, 7,5 cm:n ja 15 cm:n. 2. Pyydä oppilaita kertaamaan seuraavien pintaalojen kaavat: a. suorakaide A = kanta x korkeus. b. ympyrä: tai c. ellipsi: A = Pi * A * B 3. Pyydä oppilaita suuntaamaan valonlähteen valo valkoiselle paperille 2,5 cm:n, 7,5 cm:n ja 15 cm:n etäisyydeltä ja laskemaan valaistun alueen pinta-ala kussakin tapauksessa. 4. Pyydä yhtä oppilasta kustakin ryhmästä kirjoittamaan ryhmän tulokset taulukkoon. 5. Kysy: Mitä tästä voi havaita? Millä tavoin laservalo eroaa LED-valosta? Se on kollimoitua!

7 Oppilaiden tiedonkeruulomake Punainen LED Valonlähde Etäisyys Pinta -ala 2,5 cm Vihreä LED 2,5 cm Sininen LED 2,5 cm Vihreä laser 2,5 cm Punainen laser 2,5 cm Punainen LED 7,5 cm Vihreä LED 7,5 cm Sininen LED 7,5 cm Vihreä laser 7,5 cm Punainen laser 7,5 cm Punainen LED 15 cm Vihreä LED 15 cm Sininen LED 15 cm Punainen laser 15 cm Vihreä LED 15 cm

8 3. oppitunti: koherentti valo Tiivistelmä Vertaamalla LED-valoa laservaloon oppilaat havaitsevat, että laservalo on koherenttia (samanvaiheista). Kesto min Luokka-asteet 5-11 Välineet vihreä laservalorasia punainen laservalorasia vihreä LED-valorasia, jonka rakosuoja on poistettu punainen LED-valorasia, jonka rakosuoja on poistettu tavallista valkoista paperia Valmistelut 1. Jaa oppilaat neljään ryhmään. 2. Anna kullekin ryhmälle yksi valonlähde (joko LED-valorasia tai laservalorasia), viivoitin ja paperiarkki. Alustus ja tausta Laservalo on samanvaiheista eli koherenttia. Toisin sanoen sen aallot etenevät samaa tahtia. Tämä tarkoittaa, että kaikkien valoaaltojen harjat ja pohjat ovat samalla kohtaa. Havainnollista asiaa piirtämällä taululle kaavio.

9 Tutkiminen ja havainnointi 1. Pyydä ryhmiä asettamaan valonlähde hyvin lähelle paperia pieneen kulmaan ja tarkkailemaan, mitä näkyy. Pyydä ryhmän jäseniä keskustelemaan näkemästään, kunnes he ovat yhtä mieltä, ja kirjoittamaan havaintonsa muistiin. 2. Anna ryhmien vaihtaa valonlähteitä keskenään niin, että kukin saa nyt erilaisen lähteen kuin äsken (LED-valon tai laservalon). Pyydä ryhmiä toistamaan 1. vaihe eri valonlähteellä ja vertaamaan tuloksia. 3. Laservaloa käyttävien ryhmien tulisi havaita täpläkuvio, LED-valoa käyttävien taas ei tulisi havaita sitä. Oppilaat voivat tarvita apua tai heidän on ehkä vaihdeltava erityyppisiä valonlähteitä muutama kerta, ennen kuin eron voi havaita selvästi. 4. Selitä, että valo etenee aaltoina. Kun aallot etenevät samassa vaiheessa (koherentisti), ne vaikuttavat toisiinsa tietyllä tavalla eli interferoivat. Koherentit aallot voivat joko vaimentaa toisiaan (heikentävä interferenssi) tai vahvistaa toisiaan (vahvistava interferenssi). 5. Interferenssin takia koherentti laservalo synnyttää kuvion, jossa on erittäin pieniä valoisia ja tummia läikkiä. LED-valo ei synnytä samanlaista kuviota, koska se ei ole koherenttia.

10 4. oppitunti: absorptio, läpäisy ja heijastuminen Oppitunnin pohjana on perusprosessia selittävä video: Tiivistelmä Nallekarkit sopivat ehkä hieman yllättäen oivallisesti havainnollistamaan niitä abstrakteja käsitteitä, jotka ilmentävät valon ja aineen keskeisimpiä vuorovaikutuksia: absorptiota, läpäisyä ja heijastumista. Kesto min Luokka-asteet Tarvikkeet vihreä laservalorasia punainen laservalorasia valkoinen LED-valo 3 punaista nallekarkkia 3 vihreää nallekarkkia 3 väritöntä nallekarkkia 1 arkki tavallista valkoista paperia 1 arkki vahapaperia 1 piirtoheitinkalvo tai kirkas muovipussi Alustus ja tausta Oppilaat luulevat usein erheellisesti, että väri on aineen ominaisuus. Tästä seuraa monenlaista sekaannusta. Esimerkiksi silloin, kun valkoinen valo kulkee vihreän esineen läpi niin, että paperille heittyy vihreä kajastus, oppilaat saattavat ajatella, että esine on lisännyt väriä valoon, joka muutoin on kirkasta ja luonnollista. Vaikka asian selittäisi montakin kertaa, oppilaiden on vaikea käsittää, että heidän silmissään punaiselta näyttävä esine itse asiassa absorboi suurimman osan valkoisen valon sisältämistä aallonpituuksista ja heijastaa ainoastaan sen aallonpituuden, jonka me näemme punaisena. Se, mitä he näkevät, on silmiin tuleva punainen valo.

11 Laservalo on monokromaattista (siinä on vain yhtä väriä tai aallonpituutta), ja kun se osuu johonkin pintaan, se absorboituu, jolloin valoenergia muuttuu lämmöksi, tai se heijastuu pinnasta tai läpäisee sen. Oppilaat ovat useimmiten nähneet vain valkoista valoa, joka koostuu useista väreistä tai aallonpituuksista. Kun valkoinen valo osuu esineeseen, esine absorboi, heijastaa tai päästää valikoivasti lävitseen tietyt aallonpituudet. Se, miten valo ja esine käyttäytyvät keskenään, riippuu valon aallonpituudesta/-pituuksista ja esineen atomien luonteesta. Aine absorboi ne valon taajuudet, jotka vastaavat aineen atomeissa olevien elektronien värähtelytaajuutta. Koska eri aineiden atomeissa on eri taajuuksilla värähteleviä elektroneja, ne absorboivat eri taajuisia valoja. Kun ymmärtää tämän, käsittää myös, että aineen paksuus ei vaikuta siihen, läpäiseekö valo sen vai ei. Se valo, jota esine ei absorboi, joko heijastuu siitä tai kulkee sen läpi. Värien näkeminen perustuu suurelta osin siihen, miten valo ja materia toimivat keskenään. Siten itse esineessä ei ole väriä. Väriä on vain valossa, joka kohtaa esineen ja sitä kautta heijastuu silmiimme. Seuraava käytännön koe auttaa oppilaita käsittämään tämän ilmiön intuitiivisesti niin, että väärinkäsitys korjaantuu. Demonstraatio 1. Suuntaa valkoinen LED-valo oppilaisiin päin ja muistuta, että valkoinen valo koostuu monista ( kaikista ) valon aallonpituuksista tai taajuuksista. Selitä, että LED on valonlähde ja että he näkevät suoraan LEDin lähettämän valon. 2. Kysy: Mitä tapahtuu, kun valkoinen valo joutuu tekemisiin jonkin kanssa? 3. Suuntaa LED valkoiseen paperiin niin, että oppilaat näkevät sen, ja kysy: Mitä valolle tapahtuu? 4. Toista sama demonstraatio vahapaperin ja piirtoheitinkalvon/muovipussin avulla. 5. Keskustelkaa käsitteistä läpäiseminen, heijastuminen ja absorptio.

12 Valmistelut Jaa oppilaat kolmeen ryhmään ja anna kullekin ryhmälle yksi tiedonkeruulomake. Järjestä luokkaan kolme työpistettä. Kussakin on valonlähde (vihreä tai punainen laservalorasia tai valkoinen LED), valkoinen paperiarkki ja kolme nallekarkkia (vihreä, punainen ja väritön). Tutkiminen ja havainnointi 1. Kertaa oppilaiden kanssa laserin turvallisuussäännöt. 2. Kerro, että tehtävänä on havainnoida, miten erilaiset valonlähteet toimivat eri materiaalien eli kolmen erivärisen nallekarkin kanssa, ja kirjoittaa havainnot muistiin. 3. Pyydä oppilaita suuntaamaan kunkin valonlähteen valo kuhunkin nallekarkkiin ja kirjaamaan havaintonsa muistiin. Erityisesti heidän tulee tarkkailla, läpäiseekö valo nallekarkin, heijastuuko se siitä vai absorboituuko se siihen ja millä tavoin. 4. Kun kaikki ryhmät ovat kiertäneet kaikissa työpisteissä, pyydä ryhmiä käymään läpi havaintonsa ja datansa ja muotoilemaan yksi tai useampia päätelmiä siitä, miten valo käyttäytyy. Pyydä heitä kirjoittamaan päätelmät tiedonkeruulomakkeeseen. Päätelmät ja keskustelu Pyydä oppilaita vastaamaan seuraaviin kysymyksiin: Käyttäytyivätkö kaikki valonlähteet samoin? Milloin havaitsitte absorptiota, läpäisyä tai heijastumista? Miksi vihreä laservalo ei kulkenut punaisen nallekarkin läpi? Entä miksi punainen laservalo ei kulkenut vihreän nallekarkin läpi? Miksi valkoinen LED-valo muuttui punaiseksi kulkiessaan punaisen nallekarkin läpi ja vihreäksi kulkiessaan vihreän nallekarkin läpi? Oppilaat saattavat sanoa, että nallekarkki värjää valkoisen valon samoin kuin on mahdollista värittää valkoinen paperi. Muistuta oppilaille, että valkoinen valo koostuu kaikista näkyvistä valon aallonpituuksista. Ohjaa heitä oivaltamaan, että itse asiassa punainen nallekarkki päästää lävitseen tai heijastaa vain valon punaiset aallonpituudet. Kaikki muut aallonpituudet (värit) imeytyvät eli absorboituvat (ja absorboitunutta valoa ei voi nähdä). Siten nallekarkin läpi kulkee ainoastaan punainen valo. (Oppilaat saattavat myös oivaltaa, että juuri tästä syystä punainen nallekarkki näyttää punaiselta. Kun valkoinen valo kohtaa karkin, vain punaiset aallonpituudet saavuttavat meidän silmämme, kun taas kaikki muut absorboituvat.) Sama pätee myös vihreään nallekarkkiin mutta se päästää läpi vain vihreät aallonpituudet. Oppilaat huomaavat, että punaisen laservalorasian valo kulkee punaisen nallekarkin läpi, mutta ei vihreän! Muistuta heille, että vihreä nallekarkki päästää läpi vain vihreän valon ja pysäyttää muut aallonpituudet siten punainen laservalo ei kulje vihreän nallekarkin läpi.

13 5. oppitunti: lasermikroskooppi Mukailtu Gorazd Planinsicin artikkelista, Water-Drop Projector Tiivistelmä Yksinkertaisella järjestelyllä tippa järvi- tai jokivettä muuttuu pallomaiseksi linssiksi, jolloin siihen kätkeytyvä elämä tulee näkyviin. Vaikutus on hätkähdyttävä ja toimii hauskana esittelynä linssien ja geometrisen optiikan käsittelylle. Kesto min Luokka-asteet 2-11 (käsiteltävän matematiikka-aineiston mukaan) Välineet vihreä laservalorasia injektioruisku statiivi teippiä tyhjä seinä käsittelemätöntä luonnonvettä joesta, järvestä, merestä tai lätäköstä vakaa käsi ja hieman malttia Pikku tippa luonnonvettä ja lasersäde muodostavat pallomaisen, voimakkaasti suurentavan linssin.

14 Valmistelut Tämä yksinkertainen, mutta erittäin kiinnostava demonstraatio aloitetaan täyttämällä injektioruisku lampi- tai jokivedellä. Merivesi käy myös hyvin, jos sitä on saatavilla. Jos muuta vesistöä ei ole lähellä, voit käyttää mitä tahansa seisovaa vettä (lätäköstä tai ojasta), jossa todennäköisesti elää pikkuruisia eliöitä (0,2 0,5 mm). Täytä ruisku vedellä. Kiinnitä ruisku telineeseen niin, että sen kärjestä riippuu vesipisara. Aseta teline niin, että vihreän laservalorasian säde kulkee vesipisaran keskikohdan läpi kohtisuorassa seinään nähden. Aseta teline noin kahden metrin päähän valkokankaasta tai tyhjästä valkoisesta seinästä. Taustaan ilmestyy kirkkaan vihreä läikkä, jossa vilisee jännittävä kokoelma yksisoluisia, toukkia ja kirppuja. Yleensä tämä on niin kiinnostavaa, että oppilaat innostuvat tutkimaan lähemmin demonstraation taustalla vaikuttavia optiikan periaatteita. Alustus ja tausta Oikealla näkyvä kaavio osoittaa, miten valo kulkee linssiin ja siitä ulos. Tässä tapauksessa linssinä on ruiskun kärjestä riippuva vesipisara. Pisaran keskikohdan kautta kulkeva säde ei muuta suuntaansa. Kaikki muut säteet taipuvat kohti normaalia siirtyessään ilmasta (taitekerroin n1) veteen (taitekerroin n2). Kun kyseessä on pieni kulma, kuten tässä, käytetään ns. Snellin lakia: yhtälöstä n 1 sin 1 = n 2 sin 2 saadaan n1 1 = n2 2. Siten yhden rajapinnan aiheuttama säteen taittuminen kohti normaalia lasketaan kaavalla: Tämä on yleinen yhtälö, jota käytetään kulmien ollessa hyvin pieniä. Sen avulla voidaan laskea säteiden eteneminen mutkikkaissa järjestelmissä ja sama yhtälö pätee myös meidän yksikertaisessa koejärjestelyssämme. Tässä esimerkissä säteen taittuminen sen edetessä ilmasta vesipisaraan (ensimmäinen pinta) lasketaan näin:

15 Pisaran takapinnalla säde on akselia lähempänä määrällä, joka on 2r kertaa tulo- ja taitekulman välinen erotus joten se kohtaa takapinnan etäisyydellä h. Säteen kulkusuunnassa tapahtuva poikkeama ("delta") on yhtä suuri kummallakin rajapinnalla eli säteen kulkiessa ilmasta pisaraan ja pisarasta ilmaan. Tällöin: On myös mahdollista tarkastella sitä, miten yleisen tason ilmiöstä eli siitä, että valo kulkee pallomaisen linssin läpi, itse asiassa seuraa seinälle heijastuva upea ilmiö. Tämä voi kuitenkin olla liian vaativa asia lukio-oppilaille. Seuraavassa on yksinkertainen tilannetta havainnollistava kaavio. Jos innostut tutkimaan kokeen taustalla olevia matematiikan lakeja, voit tutustua Gorazd Planinsicin erinomaiseen artikkeliin, joka löytyy oppitunnin alussa ja lopussa mainitusta verkkoosoitteesta. Mukailtu Gorazd Planinsicin artikkelista Water-Drop Projector

16 6. oppitunti: heijastuminen ja taittuminen Tiivistelmä Heijastuminen ja taittuminen ovat keskeisimpiä valoon liittyviä ilmiöitä. Pienet kokeilut valon ja linssien kanssa auttavat oppilaita ymmärtämään käsitteet, ennen kuin he siirtyvät mutkikkaampien ilmiöiden pariin. Kesto min Luokka-asteet 2-11 (käsiteltävän matematiikkaaineiston mukaan) Välineet 3 LED-valorasiaa, joiden rakosuojat ovat paikoillaan punainen ja vihreä laservalorasia (vanhemmille oppilaille) astelevyjä lasilinssisarja 3 peiliä ja peilipidikettä 3 arkkia alumiinifoliota Heijastuminen Valmistelut Jaa oppilaat kolmen hengen ryhmiin ja anna kullekin ryhmälle LED-valorasia, astelevy, peili ja alumiinifoliota. Jos oppilaat ovat riittävän vanhoja, käytä myös laservalorasiaa. Muistuta oppilaita siitä, että lasersäteen suuntaamisessa on oltava varovainen!

17 Tutkiminen ja havainnointi Pyydä oppilaita suuntaamaan valorasian valo peiliin ja havainnoimaan, minne valo heijastuu. Pyydä heitä vaihtelemaan valonsäteen ja peilin välistä kulmaa ja kysy: Mitä huomaatte valon heijastumisesta? - Ennustettava, suora linja, joka siirtyy, kun valonlähde siirtyy. - Pidä huoli, että oppilaat huomaavat heijastuksen muuttuvan valonlähteen ja peilin välisen kulman, ei niiden etäisyyden, mukaan. Edistyneemmät oppilaat voivat mitata kulmia. Pyydä oppilaita asettamaan peilin pidike astelevyn keskelle niin, että peili on yhdensuuntainen astelevyn 90 asteen akselin kanssa. Opasta oppilaat suuntaamaan valonsäde 30 asteen kulmassa (pystysuunnassa) suoraan peilin keskelle ja mittaamaan heijastuvan säteen kulma pystysuunnassa. Pyydä oppilaita kirjaamaan tulos muistiin ja toistamaan mittaus kahdesta eri tulokulmasta, jotka he voivat itse valita. Keskustelkaa yhdessä ryhmien havainnoista. Oppilaiden pitäisi havaita, että tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma. Pyydä oppilaita nyt taittelemaan alumiinifolio tasaiseksi, kiiltäväksi pinnaksi. Toistakaa äskeinen koe peilin sijasta foliolla. Oppilaat huomaavat, että folio vuorovaikuttaa valon kanssa jokseenkin samoin kuin peilikin. Pyydä oppilaita nyt rutistamaan folio kokoon ja toistamaan koe. He huomaavat pian, että valo hajoaa ja leviää joka suuntaan. Selitä, että epätasaisilta pinnoilta, jollainen rutistettu folio on, valo heijastuu aivan samojen lakien mukaan kuin tasaisiltakin: suorassa linjassa niin, että tulokulma ja heijastuskulma ovat yhtä suuret. Nyt kuitenkin monta sädettä osuu moneen eri pintaan, jolloin ne myös heijastuvat kaikki eri suuntaan. Tämän jälkeen voit selittää, että valo heijastuu kaikesta, mitä ihminen näkee. Se heijastuu aina suorassa linjassa. Kaikki se, mitä näemme, on valoa joka heijastuu silmiimme eri pinnoilta.

18 Taittuminen alustus ja taustaa Selitä oppilaille, että yleensä valo etenee aina suoraviivaisesti. Kun se siirtyy yhdestä väliaineesta (ilmasta) toiseen (veteen), se kuitenkin taittuu. Nuoremmille oppilaille riittää taittumisen havainnointi käytännössä. Edistyneemmille voidaan kertoa, että taittuminen noudattaa ns. Snellin lakia eli taittumislakia: n 1 sin 1 = n 2 sin 2 jossa n = sen väliaineen taitekerroin, jonka läpi valo kulkee ja 1 on pinnan normaalin ja saapuvan säteen välinen kulma; ja 2 on taittuneen säteen ja normaalin välinen kulma. Aine n ilma 1,00029 vesi 1,33 lasi 1,50 bensiini 1,31 muovi 1,47 1,6 timantti 2,5 Taitekertoimeen (n) vaikuttaa myös valon aallonpituus. Valo taittuu, koska sen nopeus hidastuu sen edetessä ilmasta muuhun väliaineeseen (veteen, lasiin jne.). Nopeuden muutoksen takia valo muuttaa suuntaansa. Tutkiminen ja havainnointi - aloittelijat 1. Pane kolmeen LED-valorasiaan rakosuojat niin, että valonsäde on kapea. 2. Aseta suorakulmainen linssi noin 5 cm:n päähän yhden valorasian eteen niin, että säde kulkee linssin läpi. 3. Huomauta, että valo taittuu, kun se osuu linssiin, ja taittuu uudelleen, kun se tulee ulos linssistä. Tätä taipumista kutsutaan taittumiseksi. 4. Selitä, että valo muuttaa suuntaansa, koska sen nopeus muuttuu, kun se siirtyy yhdestä väliaineesta (ilmasta) toiseen (lasiin).

19 5. Aseta nyt LED-valorasiat niin, että kakkien kolmen valonsäteet kulkevat samansuuntaisesti. 6. Aseta kupera linssi noin 5 cm:n päähän kolmesta valorasiasta ja huomauta, että linssi kokoaa valon yhteen pisteeseen. 7. Toista koe hajottavalla eli koveralla linssillä. Lisätietoa linsseistä Valon taittumiseen liittyvää tietoa voidaan soveltaa käytäntöön linssien avulla. Oppilaat voivat tutkia, miten valo kulkee koveran ja kuperan linssin läpi ja miten se voidaan keskittää polttopisteeseen. Yleensä ajatellaan, että polttopiste on se piste, jossa kuva muodostuu. Kuvien tarkentamiseen käytetään monenlaisia linssejä. Niistä ovat esimerkkejä omat silmämme, kamera, mikroskooppi ja teleskooppi. Linssien ansiosta valoa voidaan käyttää avuksi monissa yhteyksissä. Linssin polttoväli määräytyy neljän tekijän perusteella: 1. linssin taitekerroin n linssi 2. linssiä ympäröivän väliaineen taitekerroin n ymp 3. linssin etupinnan kaarevuussäde r 1 4. linssin takapinnan kaarevuussäde r 2 Ilmassa olevan linssin polttoväli voidaan laskea seuraavasti: LINSSINTEKIJÄN YHTÄLÖ 1/f =(nlinssi/nympäristö) 1/r1 1r2) Huomaa, että kuperan linssin polttoväli on positiivinen, koveran linssin taas negatiivinen.

20 Tutkiminen ja havainnointi - keskitaso 1. Pane kahteen laservalorasiaan kokoavat linssit niin, että saat kaksi samansuuntaista valonsädettä. 2. Aseta kokoava linssi astelevyn keskelle kuvan mukaan niin, että linssin normaali on 0-akselin suunnassa. 3. Merkitse polttopiste, jossa säteet yhtyvät. 4. Mittaa linssin keskikohdan ja polttopisteen välinen etäisyys tämä on polttoväli eli f (linssintekijän yhtälössä). 5. Ratkaise r sijoittamalla yhtälöön saamasi arvo ja lasin n-arvo, jonka saat taitekerrointaulukosta. Huomaa, että molempien pintojen kaarevuussäde on sama, eli r1 = r2

21 Mietipä tätä... Jos haluat keihästää kalan lasersäteellä, pitääkö säde suunnata suoraan kalaan vai sen ylä- tai alapuolelle, jotta onnistut?

22 7. oppitunti: värit Tiivistelmä Alakouluikäiset tutustuvat valon ja värin peruskäsitteisiin kahden helpon tehtävän avulla. Tutkitaan, miten valkoinen valo koostuu monista väreistä ja miten joukko värejä yhdessä muodostaa valkoisen valon. Kesto min Luokka-asteet 3-6 Välineet valkoinen LED-valo 3 LED-valorasiaa, joiden rakosuojat ovat paikoillaan 10 hilaa luokkahuoneen valot auringonvalo valkoista paperia väriliituja tai tusseja Valmistelut 1. Jaa oppilaat viiteen ryhmään ja anna kullekin ryhmälle kaksi hilaa yhteiseen käyttöön. 2. Kytke luokkahuoneen edessä virta valkoiseen LED-valoon ja suuntaa se oppilaita kohti. Tutkiminen ja havainnointi 1. Pyydä oppilaita vuoron perään katsomaan LED-valoa hilan läpi. Kysy: Mitä näet? Ohjaa heitä huomaamaan hilan reunoille muodostuvat sateenkaaret. 2. Pyydä oppilaita etsimään luokasta muita valonlähteitä. Painota, ettei heidän tule koskaan katsoa suoraan aurinkoon tämän tehtävän tai muidenkaan tehtävien aikana. 3. Kysy oppilailta, missä järjestyksessä värit ovat. Mikä väri on lähinnä valonlähdettä? Mikä on kauimpana? Ovatko värit aina samassa järjestyksessä valonlähteestä riippumatta vai vaihtuuko niiden järjestys?

23 4. Pyydä oppilaita piirtämään kuva näkemistään valoista ja sateenkaaresta/-kaarista niin, että värit ovat oikeassa järjestyksessä. 5. Aseta nyt luokkahuoneen eteen LED-valorasiat, joiden rakosuojat ovat paikoillaan 6. Kytke virta punaiseen, vihreään ja siniseen LED-valorasiaan ja pyydä oppilaita toistamaan äskeinen tehtävä erikseen kullakin rasialla. Heidän tulee siis katsoa valoa hilan läpi ja kertoa, mitä näkyy. 7. Selitä, että värillisissä LED-valoissa on vain muutama väri ei koko spektriä. Heidän pitäisi siis nähdä sateenkaaria, joissa on vain tiettyjä värejä. Alustus ja siirtymä seuraavaan tehtävään Kysy: Mistä sateenkaaren värit tulevat? Selitä, että värit ovat valossa jo valmiiksi, mutta ne ovat osa valkoista valoa, ja hila erotteli värit toisistaan. Sadepisarat voivat myös erotella auringonvalon eri väreiksi, jolloin näemme sateenkaaren. Värit ovat aina mukana valkoisessa valossa, jonka näemme koko ajan, mutta emme näe niitä erikseen, koska ne ovat tavallisesti aina sekoittuneet toisiinsa. Valkoisen valon tekeminen 1. Poista LED-valorasioiden rakosuojat niin, että ne lähettävät leveää, värillistä valoa. 2. Aseta valorasiat esimerkiksi pöydälle valkokankaan tai valkoisen seinän eteen niin, että oppilaat näkevät niistä tulevan valon. 3. Kytke virta siniseen ja punaiseen valoon ja pyydä oppilaita arvioimaan, mikä väri näkyy, kun ne yhdistetään. 4. Sekoita punaisen ja sinisen rasian valo, jolloin syntyy vaaleanpunaista eli magentaa. 5. Kytke virta siniseen ja vihreään valoon ja pyydä oppilaita arvioimaan, mikä väri näkyy, kun ne yhdistetään. 6. Sekoita sininen ja vihreä valo, jolloin syntyy vaaleansinistä tai syaania. 7. Kytke virta vihreään ja punaiseen valoon ja pyydä oppilaita arvioimaan, mikä väri näkyy, kun ne yhdistetään. 8. Sekoita punaisen ja vihreän rasian valo, jolloin syntyy keltaista. 9. Kytke virta kaikkiin kolmeen rasiaa ja pyydä oppilaita arvioimaan, mikä väri näkyy, kun ne yhdistetään. 10. Sekoita kaikki valot, jolloin syntyy valkoista valoa.

24 8. oppitunti: laserin aallonpituuden mittaaminen Tiivistelmä Oppilaat määrittävät laservalorasian aallonpituuden tekemällä kuusi mittausta. Kesto min Luokka-asteet 9-12 Välineet punainen laservalorasia vihreä laservalorasia 10 hilaa tyhjä seinä tai valkokangas viivoitin Alustus ja tausta Diffraktion käsitteellä kuvataan sitä, miten valo taipuu kulkiessaan hyvin kapeasta raosta tai hyvin pienen esteen (esimerkiksi hiuksen) ympäri. Oikealla oleva kuva esittää, miten aallot taipuvat (diffraktoituvat) kulman ympäri. Valo etenee aaltoina. Kun se ohittaa hyvin pienen esteen (kuten hiuksen), syntyy kaksi erillistä aaltokuviota. Aallot sekaantuvat toisiinsa, jolloin aaltokuvio joko voimistuu (vahvistava interferenssi) tai vaimenee (heikentävä interferenssi).

25 Tutkiminen ja havainnointi 1. Jaa oppilaille hilat ja pyydä heitä tarkastelemaan eri valonlähteiden tuottamia spektrejä niiden avulla. 2. Selitä, että hilassa on lukuisia (pian nähdään, miten monia) pikku naarmuja, joiden ohi kulkiessaan valo taipuu niiden ympäri. Kun valkoinen valo taipuu, siihen sisältyvät aallonpituuden taipuvat ja vaikuttavat toisiinsa ja jakaantuvat spektriksi. 3. Mitä tapahtuu, kun monokromaattinen (yhdestä aallonpituudesta koostuva) valo kulkee hilan kapeiden rakojen läpi? Mitä arvelet tapahtuvan, kun yksi aallonpituus kohtaa interferenssiä? Näkyviin ei tule spektriä, koska monokromaattinen valo ei koostu monista aallonpituuksista. 4. Aseta punainen laservalorasia tukevalle alustalle ja ohjaa sen säde hilan läpi valkoiseen seinään. Teippaa hila laservalorasian eteen, jotta se ei liiku. 5. Tee samoin vihreälle laservalorasialle; ohjaa valo eri seinään. 6. Selitä, että oppilaiden näkemä kuvio johtuu siitä, miten valonsäde taipuu kulkiessaan hilan rakojen läpi. 7. Esittele oppilaille tätä ilmiötä kuvaava laskukaava. λ = (X) (d)/ L ; jossa d = rakojen välinen etäisyys (cm/viiva), L = hilan ja valkokankaan/seinän välinen etäisyys ja X = intensiteettimaksimien välinen etäisyys. 8. Jaa oppilaat kahteen ryhmään, joista toinen tutkii punaista laservalorasiaa, toinen vihreää. 9. Anna kummallekin ryhmälle tiedonkeruulomake. 10. Pyydä ryhmiä kirjaamaan, montako viivaa on millimetrillä, ja muuntamaan luku senttimetreiksi, jolloin voidaan määrittää raon leveys. 11. Tämän jälkeen oppilaat mittaavat ja kirjaavat hilan ja valkokankaan välisen etäisyyden (L) 12. Seuraavaksi he mittaavat yhden intensiteettimaksimin etäisyyden viereisestä maksimista (X). 13. Pyydä, että oppilaat tekevät nämä mittaukset kolmelta eri etäisyydeltä seinästä/valkokankaasta ja kirjaavat tulokset. 14. Verratkaa oppilaiden mittaamia tuloksia laservalorasioiden todelliseen aallonpituuteen: punainen 635 nm ja vihreä 532 nm.

26 Oppilaiden tiedonkeruulomake LASERIN VÄRI: Hila Viivaa/mm Raon leveys (d) cm/viiva Hilan ja valkokankaan etäisyys (L) cm Maksimien välinen etäisyys (X) Suorita mittaukset kolmelta eri etäisyydeltä (valkokankaan/seinän ja hilan etäisyys). Laserin aallonpituuden määrittäminen Sijoita edellisestä taulukosta X:n, d:n ja L:n arvot seuraavaan kaavaan: λ = (X) (d)/ L jolloin voit laskea laserin aallonpituuden. Laske kolmen laskennallisen arvon keskiarvo ja määritä aallonpituuden lopullinen keskiarvo. λ = (X) (d)/ L λ = (X) (d)/ L λ = (X) (d)/ L Aallonpituuden keskiarvo Kirjoita sijoittamasi arvot näkyviin Lopullinen arvo Lopullinen arvo (mikronia)

27 9. oppitunti: hiuksen leveyden mittaaminen laserin diffraktion avulla Tiivistelmä Oppilaat määrittävät hiuksen leveyden diffraktion ja aallonpituudeltaan tunnetun laservalorasian avulla. Kesto 45 min Luokka-asteet 9-12 Välineet punainen laservalorasia vihreä laservalorasia teippiä tyhjä seinä tai valkokangas viivoitin hiuksia Alustus ja tausta Diffraktio on esitelty edellisen oppitunnin yhteydessä. Laserin diffraktion avulla voidaan mitata pieniä etäisyyksiä / kohteita esimerkiksi hiusten leveyttä. Yleensä diffraktio yhdistetään valon kulkemiseen hyvin kapeista raoista, mutta sitä aiheuttavat myös hyvin pienet esineet.

28 Tutkiminen ja havainnointi 1. Jaa oppilaat kahteen ryhmään. 2. Anna kummallekin ryhmälle laservalorasia, viivoitin, valkoinen paperiarkki ja teippiä. 3. Pyydä, että joku ryhmän jäsen antaa muutaman hiuksen mitattavaksi. Hiusten tulee olla vähintään 25 cm pitkiä. 4. Esittele oppilaille kaava hiuksen leveys = (aallonpituus) (etäisyys seinästä) / ensimmäisten mustien pisteiden välinen etäisyys 5. Teippaa hius laservalorasiaan niin, että se kulkee aukon poikki (ks. kuvaa). 6. Aseta laservalorasia esimerkiksi pöydälle noin metrin päähän seinästä tai valkokankaasta. 7. Näytä, miten mitataan ensimmäisten kahden mustan pisteen välinen etäisyys. Tämä tarkoittaa kahta ensimmäistä vaimentavan interferenssin aluetta keskellä olevan intensiteettimaksimin molemmin puolin. 8. Pyydä oppilaita tekemään mittaukset ja kirjaamaan tulokset tiedonkeruulomakkeelle sekä laskemaan ainakin viiden eri hiuksen leveys. 9. Pyydä oppilaita laskemaan hiuksen keskimääräinen leveys. Pyydä heitä sen jälkeen etsimään internetistä, mikä on yleisesti hyväksytty hiuksen keskimääräinen leveys, ja vertaamaan omaa keskiarvoaan yleisesti hyväksyttyyn arvoon.

29 Oppilaiden tiedonkeruulomake Mittauksen nro Laservalorasian aallonpituus Etäisyys seinästä (L) Ensimmäisten 2 mustan pisteen etäisyys (X) Merkitse yllä olevaan taulukkoon ainakin viiden eri mittauksen tulokset; laske kunkin mittauksen perusteella hiuksen leveys ja merkitse tulokset alla olevaan taulukkoon. Mittauksen nro Hiuksen leveys = (aallonpituus) (L) / X Laske hiuksen keskimääräinen leveys ja merkitse se muistiin. Vertaa ryhmänne laskemaa keskiarvoa hiusten leveyden yleisesti hyväksyttyyn arvoon.

30 EPICin Adoptoi luokka -välineistö Välineistön hankintahinnan 195 euroa maksavat hanketta tukevat yritykset, ja sitä toimitetaan asiasta kiinnostuneille opettajille. Kussakin maassa toimivat tutkimusorganisaatiot ja fotoniikkaklusterit huolehtivat EPICin kanssa välineistön käyttöohjeiden kääntämisestä maan kielille ja etsivät opettajia, jotka haluavat käyttää välineistöä omassa opetuksessaan ja näin innostaa lapsia luonnontieteiden ja erityisesti fotoniikan pariin. Opettajille välineistö on ilmainen. Sen sijaan heidän odotetaan käyttävän sitä aktiivisesti, ja kerran vuodessa heidän odotetaan raportoivan EPICille, moniko lapsi on käyttänyt välineistöä, lähettävän kuvia ja oppilasryhmän oman kertomuksen välineistön hyödyistä. Hanketta tukevat organisaatiot Tampereen LUMATE-keskuksen (LUonnontieteet MAtematiikka TEknologia) tavoitteena on innostaa lapsia ja nuoria luonnontieteiden, matematiikan ja teknologian oppimiseen ja harrastamiseen. Tavoitteen saavuttamiseksi keskus toimii yhteistyössä koulujen, yliopistojen ja yritysten kanssa. LUMATE-keskuksen tärkeitä tehtäviä ovat myös koulujen opettajien tukeminen, tieteellisyyden välittäminen kouluihin ja sen integrointi opetukseen sekä opettajien täydennyskoulutuksen järjestäminen. Photonics Finland (PF) on kansallinen teknologia-alusta. Teknologia-alustan, verkoston, muodostavat fotoniikka-alan tutkimuslaitokset, teollisuuden komponentti-, laite- ja sovelluskehittäjät sekä integraattorit. PF on yritysvetoinen avoin yhteisö, joka tuottaa palveluita partnereilleen sekä tunnistaa, kokoaa ja raportoi fotoniikkaan linkittyviä kehitystarpeita tutkimusrahoittajille, teollisuudelle sekä tutkimuskonsortioille. Se toimii osana eurooppalaista fotoniikkaklustereiden verkostoa, jonka yhtenä keskeisenä tehtävänä on tukea EU-komissiota teollisuuden kehittämistoimenpiteiden valmistelussa, suunnittelussa ja toteutuksessa. EPIC eli European Photonics Industry Consortium on jäsenistönsä johtama voittoa tuottamaton teollisuusyritysten yhdistys, joka tukee fotoniikka-alalla toimivien organisaatioiden kestävää kehitystä. Jäsenistössämme ovat edustettuina kaikki arvoketjun osat: LED-valaistus, PVaurinkoenergia, silikonifotoniikka, optiset komponentit, laserit, anturit, näytöt, projektorit, optiset kuidut ja muu fotoniikkaan liittyvä teknologia. Pidämme yllä tehokasta verkostoa ja edistämme eri tavoin teknistä ja kaupallista kehitystä ja tuemme näin kattavasti fotoniikka-alan toimintaa. EPIC toimii läheisessä yhteistyössä alan yritysten, yliopistojen ja viranomaisten kanssa. Sen päämäärä on parantaa fotoniikkateollisuuden kilpailukykyä niin, että se kykenee kasvamaan sekä taloudellisesti että teknisesti erittäin tiukasti kilpaillulla maailmanlaajuisilla markkinoilla.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4 Optiikka. 4.1 Valon luonne

4 Optiikka. 4.1 Valon luonne 4 Optiikka 4.1 Valon luonne 1 Valo on etenevää aaltoliikettä, joka syntyy sähkökentän ja magneettikentän yhteisvaikutuksesta. Jos sähkömagneettinen aalto (valoaalto) liikkuu x-akselin suuntaan, värähtelee

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

Linssin kuvausyhtälö (ns. ohuen linssin approksimaatio):

Linssin kuvausyhtälö (ns. ohuen linssin approksimaatio): Fysiikan laboratorio Työohje 1 / 5 Optiikan perusteet 1. Työn tavoite Työssä tutkitaan valon kulkua linssisysteemeissä ja perehdytään interferenssi-ilmiöön. Tavoitteena on saada perustietämys optiikasta

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

25 INTERFEROMETRI 25.1 Johdanto

25 INTERFEROMETRI 25.1 Johdanto 5 INTERFEROMETRI 5.1 Johdanto Interferometrin toiminta perustuu valon interferenssiin. Interferenssillä tarkoitetaan kahden tai useamman aallon yhdistymistä yhdeksi resultanttiaalloksi. Kuvassa 1 tarkastellaan

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

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

eli HUOM! - VALEASIAT OVAT AINA NEGATIIVISIA ; a, b, f, r < 0 - KOVERALLE PEILILLE AINA f > 0 - KUPERALLE PEILILLE AINA f < 0

eli HUOM! - VALEASIAT OVAT AINA NEGATIIVISIA ; a, b, f, r < 0 - KOVERALLE PEILILLE AINA f > 0 - KUPERALLE PEILILLE AINA f < 0 PEILIT KOVERA PEILI JA KUPERA PEILI: r = PEILIN KAAREVUUSSÄDE F = POLTTOPISTE eli focus f = POLTTOVÄLI eli polttopisteen F etäisyys pelin keskipisteestä; a = esineen etäisyys peilistä b = kuvan etäisyys

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

Interferenssi. Luku 35. PowerPoint Lectures for University Physics, Twelfth Edition Hugh D. Young and Roger A. Freedman. Lectures by James Pazun

Interferenssi. Luku 35. PowerPoint Lectures for University Physics, Twelfth Edition Hugh D. Young and Roger A. Freedman. Lectures by James Pazun Luku 35 Interferenssi PowerPoint Lectures for University Physics, Twelfth Edition Hugh D. Young and Roger A. Freedman Lectures by James Pazun Johdanto Interferenssi-ilmiö tapahtuu, kun kaksi aaltoa yhdistyy

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

Essee Laserista. Laatija - Pasi Vähämartti. Vuosikurssi - IST4SE

Essee Laserista. Laatija - Pasi Vähämartti. Vuosikurssi - IST4SE Jyväskylän Ammattikorkeakoulu, IT-instituutti IIZF3010 Sovellettu fysiikka, Syksy 2005, 5 ECTS Opettaja Pasi Repo Essee Laserista Laatija - Pasi Vähämartti Vuosikurssi - IST4SE Sisällysluettelo: 1. Laser

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

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

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

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

Ratkaisu: Maksimivalovoiman lauseke koostuu heijastimen maksimivalovoimasta ja valonlähteestä suoraan (ilman heijastumista) tulevasta valovoimasta:

Ratkaisu: Maksimivalovoiman lauseke koostuu heijastimen maksimivalovoimasta ja valonlähteestä suoraan (ilman heijastumista) tulevasta valovoimasta: LASKUHARJOITUS 1 VALAISIMIEN OPTIIKKA Tehtävä 1 Pistemäinen valonlähde (Φ = 1000 lm, valokappaleen luminanssi L = 2500 kcd/m 2 ) sijoitetaan 15 cm suuruisen pyörähdysparaboloidin muotoisen peiliheijastimen

Lisätiedot

34. Geometrista optiikkaa

34. Geometrista optiikkaa 34. Geometrista optiikkaa 34. Kuvan muodostuminen 2 Lähtökohta: Pistemäisestä esineestä valonsäteet lähtevät kaikkiin suuntiin. P P 3 s s Arkihavainto: Tasopeili muodostaa kuvan heijastamalla esineen pisteistä

Lisätiedot

Valo-oppia. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi

Valo-oppia. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi Valo-oia Haarto & Karhue Valo sähkömageettisia aaltoia Sähkömageettiste aaltoje teoria erustuu Maxwelli yhtälöihi S S E da 0 B da Q (Gaussi laki) 0 (Gaussi laki magetismissa) dφb E ds dt (Faraday laki)

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

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

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA 1 SEISOVA AALTOLIIKE MOTIVOINTI Työssä tutkitaan poikittaista ja pitkittäistä aaltoliikettä pitkässä langassa ja jousessa. Tarkastellaan seisovaa aaltoliikettä. Määritetään aaltoliikkeen etenemisnopeus

Lisätiedot

AURINKOUUNI. Tarvittavat taidot: Senttimetrien mittaus, askartelutaidot ja taulukoiden käyttö.

AURINKOUUNI. Tarvittavat taidot: Senttimetrien mittaus, askartelutaidot ja taulukoiden käyttö. AURINKOUUNI Tavoite: Tutustutaan aurinkoon uusiutuvana energianlähteenä askartelemalla yksinkertainen aurinkouuni. Havainnollistetaan oppilaille kasvihuoneilmiötä. Tehtävä: Oppilaat jaetaan useaan ryhmään

Lisätiedot

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ TYÖOHJE 14.7.2010 JMK, TSU 33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ Laitteisto: Kuva 1. Kytkentä solenoidin ja toroidin magneettikenttien mittausta varten. Käytä samaa digitaalista jännitemittaria molempien

Lisätiedot

FYSI1040 Fysiikan perusteet III / Harjoitus 1 1 / 6

FYSI1040 Fysiikan perusteet III / Harjoitus 1 1 / 6 FYSI040 Fysiikan perusteet III / Harjoitus / 6 Laskuharjoitus 2. Halogeenilampun käyttöhyötysuhde on noin 6 lm/w. Laske sähköiseltä ottoteholtaan 60 watin halogenilampun tuottama: (a) Valovirta. (b) Valovoima

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

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis Fys1, moniste 2 Vastauksia Tehtävä 1 N ewtonin ensimmäisen lain mukaan pallo jatkaa suoraviivaista liikettä kun kourun siihen kohdistama tukivoima (tässä tapauksessa ympyräradalla pitävä voima) lakkaa

Lisätiedot

FY3: Aallot. Kurssin arviointi. Ryhmätyöt ja Vertaisarviointi. Itsearviointi. Laskennalliset ja käsitteelliset tehtävät

FY3: Aallot. Kurssin arviointi. Ryhmätyöt ja Vertaisarviointi. Itsearviointi. Laskennalliset ja käsitteelliset tehtävät FY3: Aallot Laskennalliset ja käsitteelliset tehtävät Ryhmätyöt ja Vertaisarviointi Itsearviointi Kurssin arviointi Kurssin arviointi koostuu seuraavista asioista 1) Palautettavat tehtävät (20 %) 3) Itsearviointi

Lisätiedot

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen 3 VALON POLARISAATIO 3.1 Johdanto Mawellin htälöiden avulla voidaan johtaa aaltohtälö sähkömagneettisen säteiln etenemiselle väliaineessa. Mawellin htälöiden ratkaisusta seuraa aina, että valo on poikittaista

Lisätiedot

AURINKOENERGIA. Auringon kierto ja korkeus taivaalla

AURINKOENERGIA. Auringon kierto ja korkeus taivaalla AURINKOENERGIA Auringon kierto ja korkeus taivaalla Maapallo kiertää aurinkoa hieman ellipsin muotoista rataa pitkin, jonka toisessa polttopisteessä maapallo sijaitsee. Maapallo on lähinnä aurinkoa tammikuussa

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

Matikkaa KA1-kurssilaisille, osa 3: suoran piirtäminen koordinaatistoon

Matikkaa KA1-kurssilaisille, osa 3: suoran piirtäminen koordinaatistoon Matikkaa KA1-kurssilaisille, osa 3: suoran piirtäminen koordinaatistoon KA1-kurssi on ehkä mahdollista läpäistä, vaikkei osaisikaan piirtää suoraa yhtälön perusteella. Mutta muut kansiksen kurssit, no

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

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

Kertomustaulut. Johdanto. Pakkauksen sisältö

Kertomustaulut. Johdanto. Pakkauksen sisältö Kertomustaulut Johdanto Tämä peli luotiin puheen ja kielen häiriöistä kärsiville lapsille, jotka tarvitsivat apua tarinankerronnassa, kun he esimerkiksi halusivat kuvailla luokkaretken tapahtumia. Kertomustaulut-peli

Lisätiedot

1 Johdanto (1) missä 0 on. interferenssi. mittauksen tarkkuudeksi Δ

1 Johdanto (1) missä 0 on. interferenssi. mittauksen tarkkuudeksi Δ 25B INTERFEROMETRI 1 Johdanto 1.1 Michelsonin interferometri Kuva 1. Michelsonin interferometrin periaate. Michelsoninn interferometrin periaate on esitetty kuvassa 1. Laitteisto koostuu laserista, puoliläpäisevästää

Lisätiedot

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3. Ohjeita: Tee jokainen tehtävä siististi omalle sivulleen/sivuilleen. Merkitse jos tehtävä jatkuu seuraavalle konseptille. Kirjoita ratkaisuihin näkyviin tarvittavat välivaiheet ja perustele lyhyesti käyttämästi

Lisätiedot

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 TIETOTEKNIIKKA / SALO FYSIIKAN LABORATORIO V1.5 12.2007

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 TIETOTEKNIIKKA / SALO FYSIIKAN LABORATORIO V1.5 12.2007 TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 Työ 24AB S4h. LASERTYÖ JA VALON SPEKTRIN ANALYSOINTI TYÖN TARKOITUS LASERTYÖ Lasereita käytetään esimerkiksi tiedonsiirrossa, analysoinnissa ja terapiassa ja työstämisessä.

Lisätiedot

DistanceMaster 80 DE 04 GB 11 NL 18 DK 25 FR 32 ES 39 IT 46 PL 53 FI 60 PT 67 SE 74 NO TR RU UA CZ EE LV LT RO BG GR

DistanceMaster 80 DE 04 GB 11 NL 18 DK 25 FR 32 ES 39 IT 46 PL 53 FI 60 PT 67 SE 74 NO TR RU UA CZ EE LV LT RO BG GR DistanceMaster 80 DE GB NL DK FR ES IT PL PT SE NO TR RU UA CZ EE LV LT RO BG GR 04 11 18 25 32 39 46 53 60 67 74 ! a h i b 2. 4. 6.! 60 Lue lisäohjeet. käyttöohje Noudata kokonaan. annettuja Lue ohjeita.

Lisätiedot

VALON KÄYTTÄYTYMINEN RAJAPINNOILLA

VALON KÄYTTÄYTYMINEN RAJAPINNOILLA VALON KÄYTTÄYTYMINEN RAJAPINNOILLA 1 Johdanto 1.1 Valon nopeus ja taitekerroin Maxwellin yhtälöiden avulla voidaan johtaa aaltoyhtälö sähkömagneettisen säteilyn (esimerkiksi valon) etenemiselle väliaineessa.

Lisätiedot

Kenguru 2015 Student (lukiosarja)

Kenguru 2015 Student (lukiosarja) sivu 1 / 9 NIMI RYHMÄ Pisteet: Kenguruloikan pituus: Irrota tämä vastauslomake tehtävämonisteesta. Merkitse tehtävän numeron alle valitsemasi vastausvaihtoehto. Väärästä vastauksesta saat miinuspisteitä

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

Valo aaltoliikkeenä DFCL3 Fysiikan hahmottava kokeellisuus kokonaisuus 12

Valo aaltoliikkeenä DFCL3 Fysiikan hahmottava kokeellisuus kokonaisuus 12 Valo aaltoliikkeenä DFCL3 Fysiikan hahmottava kokeellisuus kokonaisuus 12 Sirpa Pöyhönen ja Taisto Herlevi Ryhmä E4 Ohj. Ari Hämäläinen HY 30.11.2001 1 Sisällysluettelo 1. PERUSHAHMOTUS JA ESIKVANTIFIOINTI...3

Lisätiedot

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Luku 11 Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Tässä luvussa käsitellään sähkömagneettisten aaltojen heijastumista ja taittumista väliaineiden rajapinnalla. Rajoitutaan monokromaattisiin aaltoihin ja oletetaan

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

8-99- vuotiaille taikuri + yleisö

8-99- vuotiaille taikuri + yleisö 8-99- vuotiaille taikuri + yleisö Pelin tavoite: Tulla taikuriksi FI Sisältö: 61 korttia (48 kortin pakka + 6 tuplatausta korttia + 1 lyhyt kortti + 6 temppukorttia 4 perhettä (punainen, sininen, vihreä,

Lisätiedot

Tuntisuunnitelma 2 JUNA EI VOI VÄISTÄÄ

Tuntisuunnitelma 2 JUNA EI VOI VÄISTÄÄ Tuntisuunnitelma 2 JUNA EI VOI VÄISTÄÄ JUNA EI VOI VÄISTÄÄ Taso: Peruskoulun vuosiluokat 1-6, tehtäviä eri ikäryhmille Ajallinen kesto: n. 45 minuuttia Oppiaineet, joiden tunneilla aineistoa voi hyödyntää:

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

PL 186, 01531 VANTAA, FINLAND, puh. 358 (0)9 4250 11, Faksi 358 (0)9 4250 2898

PL 186, 01531 VANTAA, FINLAND, puh. 358 (0)9 4250 11, Faksi 358 (0)9 4250 2898 OPS M2-1, Liite 1 21.12.2007 PL 186, 01531 VANTAA, FINLAND, puh. 358 (0)9 4250 11, Faksi 358 (0)9 4250 2898 www.ilmailuhallinto.fi LENTOKONEEN VALOT Huom. Katso luku 6 1. MÄÄRITELMIÄ Kun tässä luvussa

Lisätiedot

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Luku 11 Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Tässä luvussa käsitellään sähkömagneettisten aaltojen heijastumista ja taittumista väliaineiden rajapinnalla. Rajoitutaan monokromaattisiin aaltoihin ja oletetaan

Lisätiedot

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j82095. SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI.

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j82095. SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI. VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA Oskari Uitto i78966 Lauri Karppi j82095 SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI Sivumäärä: 14 Jätetty tarkastettavaksi: 25.02.2008 Työn

Lisätiedot

INTERFERENSSI OHUISSA KALVOISSA OPETTAJANOHJE

INTERFERENSSI OHUISSA KALVOISSA OPETTAJANOHJE INTERFERENSSI OHUISSA KALVOISSA OPETTAJANOHJE Johdanto Työ hahmottaa fysiikan ominaisuutta ennustaa ja selittää ihmisen arkiympäristössä tapahtuvia havaintoja neste- ja kaasufaasien välissä olevia ohuita

Lisätiedot

FYS03: Aaltoliike. kurssin muistiinpanot. Rami Nuotio

FYS03: Aaltoliike. kurssin muistiinpanot. Rami Nuotio FYS03: Aaltoliike kurssin muistiinpanot Rami Nuotio päivitetty 24.1.2010 Sisältö 1. Mekaaninen aaltoliike 2 1.1. Harmoninen voima 2 1.2. Harmoninen värähdysliike 2 1.3. Mekaaninen aalto 3 1.4. Mekaanisen

Lisätiedot

Aaltoliike ajan suhteen:

Aaltoliike ajan suhteen: Aaltoliike Aaltoliike on etenevää värähtelyä Värähdysliikkeen jaksonaika T on yhteen värähdykseen kuluva aika Värähtelyn taajuus on sekunnissa tapahtuvien värähdysten lukumäärä Taajuuden ƒ yksikkö Hz (hertsi,

Lisätiedot

Lego Mindstorms NXT. OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke 2011-2013. (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1

Lego Mindstorms NXT. OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke 2011-2013. (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1 Lego Mindstorms NXT OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke 2011-2013 (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1 Anturi- ja moottoriportit A B C 1 2 3 4 (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights

Lisätiedot

Suorakulmainen kolmio

Suorakulmainen kolmio Suorakulmainen kolmio 1. Määritä terävä kulma α, β ja γ, kun sinα = 0,5782, cos β = 0,745 ja tanγ = 1,222. π 2. Määritä trigonometristen funktioiden sini, kosini ja tangentti, kun kulma α = ja 3 β = 73,2

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

24AB. Lasertutkimus ja spektrianalyysi

24AB. Lasertutkimus ja spektrianalyysi TURUN AMMATTIKORKAKOULU TYÖOHJ 1/7 24AB. Lasertutkimus ja spektrianalyysi 1. Työn tarkoitus Lasereilla on runsaasti käytännön sovelluksia esimerkiksi tiedonsiirrossa, aineiden analysoinnissa ja työstämisessä

Lisätiedot

Toisessa fysiikan jaksossa käsitellään Aalto-oppia. Oppikirja s. 13 82.

Toisessa fysiikan jaksossa käsitellään Aalto-oppia. Oppikirja s. 13 82. Fysiikka 2, 7. lk RUOKOLAHDEN KIRKONKYLÄN KOULU Toisessa fysiikan jaksossa käsitellään Aalto-oppia. Oppikirja s. 13 82. Tämä dokumentin versio on päivätty 6. syyskuuta 2013. Uusin löytyy osoitteesta http://rikun.net/mat

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

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää

Lisätiedot

Fysiikan kotityöt. Fy 3.2 (24.03.2006) Heikki Juva, Aarne Niittyluoto, Heidi Kiiveri, Irina Pitkänen, (Risto Uusitalo)

Fysiikan kotityöt. Fy 3.2 (24.03.2006) Heikki Juva, Aarne Niittyluoto, Heidi Kiiveri, Irina Pitkänen, (Risto Uusitalo) Fysiikan kotityöt Fy 3. (4.03.006) Heikki Juva, Aarne Niittyluoto, Heidi Kiiveri, Irina Pitkänen, (Risto Uusitalo) Pieni kevennys tähän alkuun: Kuvalähteet: http://www.hotquanta.com/twinrgb.jpg http://www.visi.com/~reuteler/vinci/world.jpg

Lisätiedot

Maxwellin yhtälöt sähkämagneettiselle kentälle tyhjiössä differentiaalimuodossa: E =0, B =0, E = B/ t, B = ɛ o μ o E/ t.

Maxwellin yhtälöt sähkämagneettiselle kentälle tyhjiössä differentiaalimuodossa: E =0, B =0, E = B/ t, B = ɛ o μ o E/ t. Osa 2: OPTIIKKAA 33. Valo ja sen eteneminen 33.1 Aallot ja säteet Kirjan luvussa 32 (kurssi fysp105) opitaan, että sähkömagneettista kenttää kuvaavilla Maxwellin yhtälöillä on aaltoratkaisuja. sim. tyhjiössä

Lisätiedot

Kolmioitten harjoituksia. Säännöllisten monikulmioitten harjoituksia. Pythagoraan lauseeseen liittyviä harjoituksia

Kolmioitten harjoituksia. Säännöllisten monikulmioitten harjoituksia. Pythagoraan lauseeseen liittyviä harjoituksia Kolmioitten harjoituksia Piirrä kolmio, jonka sivujen pituudet ovat 4cm, 5 cm ja 10 cm. Minkä yleisen kolmion sivujen pituuksia ja niitten eroja koskevan johtopäätöksen vedät? Määritä huippukulman α suuruus,

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe 30.5.2012, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe 30.5.2012, malliratkaisut A1 Kappale, jonka massa m = 2,1 kg, lähtee liikkeelle levosta paikasta x = 0,0 m pitkin vaakasuoraa alustaa. Kappaleeseen vaikuttaa vaakasuora vetävä voima F, jonka suuruus riippuu paikasta oheisen kuvan

Lisätiedot

Valon diffraktio yhdessä ja kahdessa raossa

Valon diffraktio yhdessä ja kahdessa raossa Jväslän Ammattioreaoulu, IT-instituutti IXPF24 Fsiia, Kevät 2005, 6 ECTS Opettaja Pasi Repo Valon diffratio hdessä ja ahdessa raossa Laatija - Pasi Vähämartti Vuosiurssi - IST4S1 Teopäivä 2005-2-17 Palautuspäivä

Lisätiedot

DistanceMaster One. Laser 650 nm SPEED SHUTTER

DistanceMaster One. Laser 650 nm SPEED SHUTTER DistanceMaster One 36 Laser 650 nm SPEED SHUTTER Laser 02 2 x Typ AAA / LR03 1,5V / Alkaline DistanceMaster One x x y = m 2 y z x y x y z = m 3 03 ! Lue käyttöohje kokonaan. Lue myös lisälehti Takuu- ja

Lisätiedot

1.4 Suhteellinen liike

1.4 Suhteellinen liike Suhteellisen liikkeen ensimmäinen esimerkkimme on joskus esitetty kompakysymyksenäkin. Esimerkki 5 Mihin suuntaan ja millä nopeudella liikkuu luoti, joka ammutaan suihkukoneesta mahdollisimman suoraan

Lisätiedot

Tuen tarpeen tunnistaminen

Tuen tarpeen tunnistaminen Tuen tarpeen tunnistaminen Matematiikan arviointi esiopetus kevät Esitysohjeet opettajalle Arvioinnin yleisiä periaatteita Tutustu ennen tehtävien esittämistä ohjeisiin ja materiaaliin sekä tarkista, että

Lisätiedot

MAA-57.1010 (4 OP) JOHDANTO VALOKUVAUKSEEN,FOTOGRAM- METRIAAN JA KAUKOKARTOITUKSEEN Kevät 2006

MAA-57.1010 (4 OP) JOHDANTO VALOKUVAUKSEEN,FOTOGRAM- METRIAAN JA KAUKOKARTOITUKSEEN Kevät 2006 MAA-57.1010 (4 OP) JOHDANTO VALOKUVAUKSEEN,FOTOGRAM- METRIAAN JA KAUKOKARTOITUKSEEN Kevät 2006 I. Mitä kuvasta voi nähdä? II. Henrik Haggrén Kuvan ottaminen/synty, mitä kuvista nähdään ja miksi Anita Laiho-Heikkinen:

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

Harjoitustehtävien vastaukset

Harjoitustehtävien vastaukset Harjoitustehtävien vastaukset Esimerkiksi kaiutinelementti, rumpukalvo (niin rummussa kuin korvassa), jännitetty kuminauha tai kielisoittimien (esimerkiksi viulu, kitara) kielet, kellon koneisto, heiluri,

Lisätiedot

testo 831 Käyttöohje

testo 831 Käyttöohje testo 831 Käyttöohje FIN 2 1. Yleistä 1. Yleistä Lue käyttöohje huolellisesti läpi ennen laitteen käyttöönottoa. Säilytä käyttöohje myöhempää käyttöä varten. 2. Tuotekuvaus Näyttö Infrapuna- Sensori, Laserosoitin

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

Infrapunalämpömittari CIR350

Infrapunalämpömittari CIR350 Infrapunalämpömittari CIR350 Käyttöopas (ver. 1.2) 5/23/2006 Johdanto Injektor solutionsin CIR350 infrapunalämpömittari tarjoaa sinulle laadukkaan laitteen huokeaan hintaan. Tämän laitteen etuja ovat Optiikka

Lisätiedot

3D-kuvauksen tekniikat ja sovelluskohteet. Mikael Hornborg

3D-kuvauksen tekniikat ja sovelluskohteet. Mikael Hornborg 3D-kuvauksen tekniikat ja sovelluskohteet Mikael Hornborg Luennon sisältö 1. Optiset koordinaattimittauskoneet 2. 3D skannerit 3. Sovelluskohteet Johdanto Optiset mittaustekniikat perustuvat valoon 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

Kenguru 2015 Cadet (8. ja 9. luokka)

Kenguru 2015 Cadet (8. ja 9. luokka) sivu 1 / 9 NIMI LUOKKA Pisteet: Kenguruloikan pituus: Irrota tämä vastauslomake tehtävämonisteesta. Merkitse tehtävän numeron alle valitsemasi vastausvaihtoehto. Väärästä vastauksesta saat miinuspisteitä

Lisätiedot

OMINAISUUS- JA SUHDETEHTÄVIEN KERTAUS. Tavoiteltava toiminta: Kognitiivinen taso: Ominaisuudet ja suhteet -kertaus

OMINAISUUS- JA SUHDETEHTÄVIEN KERTAUS. Tavoiteltava toiminta: Kognitiivinen taso: Ominaisuudet ja suhteet -kertaus Harjoite 12: Tavoiteltava toiminta: Materiaalit: OMINAISUUS- JA SUHDETEHTÄVIEN KERTAUS Kognitiivinen taso: Ominaisuudet ja suhteet -kertaus Toiminnan tavoite ja kuvaus: Oppilaat ratkaisevat paperi- ja

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

matematiikka Martti Heinonen Markus Luoma Leena Mannila Kati Rautakorpi-Salmio Timo Tapiainen Tommi Tikka Timo Urpiola

matematiikka Martti Heinonen Markus Luoma Leena Mannila Kati Rautakorpi-Salmio Timo Tapiainen Tommi Tikka Timo Urpiola 9 E matematiikka Martti Heinonen Markus Luoma Leena Mannila Kati Rautakorpi-Salmio Timo Tapiainen Tommi Tikka Timo Urpiola Helsingissä Kustannusosakeyhtiö Otava Yhteenlaskumenetelmän harjoittelua Joskus

Lisätiedot

Tekijät: Tarja Kokkila, Maija Salmivaara OuLUMA, sivu 1

Tekijät: Tarja Kokkila, Maija Salmivaara OuLUMA, sivu 1 Tekijät: Tarja Kokkila, Maija Salmivaara OuLUMA, sivu 1 Mittakaava Avainsanat: yhdenmuotoisuus, suurennos, pienennös, mittakaava, mittaaminen, pinta-ala, tilavuus, suhde Luokkataso: 3-9 Välineet: kynä,

Lisätiedot

Park systems XE-100 atomivoimamikroskoopin käyttöohje

Park systems XE-100 atomivoimamikroskoopin käyttöohje Tämä käyttöohje on kirjoitettu ESR-projektissa Mikroanturitekniikan osaamisen kehittäminen Itä-Suomen lääninhallitus, 2007, 86268 Park systems XE-100 atomivoimamikroskoopin käyttöohje Mihin laitetta käytetään?

Lisätiedot

http://www.nelostuote.fi/suomi/rummikubsaan.html

http://www.nelostuote.fi/suomi/rummikubsaan.html Sivu 1/5 Pelin sisältö 104 numeroitua laattaa (numeroitu 1-13) 2 laattaa kutakin neljää väriä (musta, oranssi, sininen ja punainen) 2 jokerilaattaa, 4 laattatelinettä, pelisäännöt Pelin tavoite Tavoitteena

Lisätiedot

Tarvikeluettelo Optiikka-jakson kokeita varten

Tarvikeluettelo Optiikka-jakson kokeita varten Optiikka Tarvikeluettelo Optiikka-jakson kokeita varten Tarvikeluettelo glyseriiniä (apteekista) heijastimia kampa kolikoita kyniä kynänpätkiä lankaa laseja liimaa pesuvati tai tarjotin punaista ja vihreää

Lisätiedot

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I 2. Ilmakehän vaikutus havaintoihin Lauri Jetsu Fysiikan laitos Helsingin yliopisto Ilmakehän vaikutus havaintoihin Ilmakehän häiriöt (kuva: @www.en.wikipedia.org) Sää: pilvet, sumu, sade, turbulenssi,

Lisätiedot

Fysiikan perusteet 3 Optiikka

Fysiikan perusteet 3 Optiikka Fysiikan perusteet 3 Optiikka Petri Välisuo petri.valisuo@uva.fi 27. tammikuuta 2014 1 FYSI.1040 Fysiikan perusteet III / Optiikka 2 / 37 Sisältö 1 Heijastuminen ja taittuminen 4 1.1 Joitain hyödyllisiä

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

Suora 1/5 Sisältö ESITIEDOT: vektori, koordinaatistot, piste

Suora 1/5 Sisältö ESITIEDOT: vektori, koordinaatistot, piste Suora 1/5 Sisältö KATSO MYÖS:, vektorialgebra, geometriset probleemat, taso Suora geometrisena peruskäsitteenä Pisteen ohella suora on geometrinen peruskäsite, jota varsinaisesti ei määritellä. Alkeisgeometriassa

Lisätiedot

10. Globaali valaistus

10. Globaali valaistus 10. Globaali valaistus Globaalilla eli kokonaisvalaistuksella tarkoitetaan tietokonegrafiikassa malleja, jotka renderöivät kuvaa laskien pisteestä x heijastuneen valon ottamalla huomioon kaiken tähän pisteeseen

Lisätiedot