Інформація для вчителів
Застосування
Дальність світла лампи розжарення
Як далеко насправді сягає світло лампи розжарення? Кишенькового ліхтарика? Чи прожектора?
У цьому досліді йдеться про спадання освітленості зі збільшенням відстані від джерела світла.
Інша інформація для вчителя (1/3)
Попередні знання
Учні мають попередньо знати основи прямолінійного поширення світла й уміти поводитися з освітлювачем. У зв'язку з вимірюванням довжин сторін освітлених площ учням доведеться скористатися своїми знаннями про повну тінь і півтінь. Оскільки джерело світла не точкове, краї тіні нерізкі.
Принцип
Визначають площу, освітлену освітлювачем, залежно від відстані до освітлювача.
Інша інформація для вчителя (2/3)
Навчальна мета
Завдання
Цей дослід придатний і як вступний, і як підтверджувальний дослід для перевірки чинності закону відстані.
Дослідь, як освітленість E пов'язана з відстанню r між джерелом світла й освітленою площею.
Інша інформація для вчителя (3/3)
Вказівки щодо складання та виконання
Учитель має стежити, щоб міліметровий папір на екрані не був хвилястим, а був туго натягнутий, і щоб під час позначання країв освітлених площ екран не зсували й не нахиляли, - інакше похибки вимірювання будуть завеликі.
Правила безпеки
- Галогенні лампи при тривалому використанні нагріваються
- Уникайте дивитися прямо в джерело світла
Інформація для учнів
Мотивація
Уночі на дорозі
Як далеко ви бачите вночі на дорозі, коли їдете велосипедом? З якої відстані інші можуть вас розгледіти, коли ваш ліхтар увімкнено? Відповіді на ці запитання ховаються в залежності освітленості від відстані.
Завдання
Схема досліду
Який зв'язок існує між освітленістю і відстанню джерела світла від освітленої площі?
Змінюючи відстань між джерелом світла й освітленою площею, дослідь, як освітленість пов'язана з відстанню між ними.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Оптична лава для учнівських дослідів, l = 600 мм | 08376-00 | 1 |
| 2 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 |
| 3 | Основа зі стрижнем для освітлювача для оптичної лави | 09802-20 | 1 |
| 4 | Діафрагма з квадратом 10 мм x 10 мм | 09816-03 | 1 |
| 5 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 1 |
| 6 | Екран, білий, 150x150 мм | 09826-00 | 1 |
| 7 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Складання (1/4)
Використання освітлювача з основою і стрижнем
- Постав основу зі стрижнем під освітлювач.
Складання (2/4)
Розміщення освітлювача
- Розмісти освітлювач на кінці оптичної лави.
- Засунь світлонепроникну діафрагму перед лінзу, а діафрагму з квадратним отвором - у світловий отвір на іншому кінці освітлювача.
Складання (3/4)
Закріплення міліметрового паперу
- Поклади аркуш міліметрового паперу на екран, загни виступні частини назад і туго закріпи папір на екрані трьома канцелярськими скріпками.
Складання (4/4)
Закріплення міліметрового паперу
- Постав екран за допомогою ковзної опори на оптичну лаву біля освітлювача.
Виконання (1/4)
Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В~) і увімкни його.
Під'єднання освітлювача
Виконання (2/4)
Розміщення екрана
Повільно посувай екран праворуч і спостерігай при цьому за освітленою площею.
Виконання (3/4)
Позначення освітленої площі
- Постав екран біля позначки 6 см. (Тепер екран має відстань см від джерела світла (спіраль розжарення лампи в освітлювачі)).
- Познач олівцем (штриховою лінією) краї освітленої площі.
Виконання (4/4)
- Постав екран на відстані 12 см, 18 см і 24 см.
- Так само познач відповідні краї освітленої площі.
- Вимкни блок живлення.
- Зніми міліметровий папір з екрана і накресли освітлені площі, з'єднавши позначки їхніх країв.
- Виміряй довжини сторін і освітлених площ і занеси їх у таблицю в протоколі.
Протокол
Завдання 1
Зміна освітленої площі зі збільшенням відстані екрана від джерела світла: занеси свої виміряні значення в таблицю. Обчисли для освітлених площ їхні площі та квадрати їхніх відповідних відстаней r від джерела світла.
у см у см у см у см² у см²
3, a
3, b
3, ab
3, r2
3, A
6, a
6, b
6, ab
6, r2
6, A
3 (діафрагма)
6
12
18
24
12, a
12, b
12, ab
12, r2
12, A
18, a
18, b
18, ab
18, r2
18, A
24, a
24, b
24, ab
24, r2
24, A
Завдання 2
Порівняй значення A = a· b і r^2 . Який зв'язок імовірно існує між A і r^2 ? A і r^2 (імовірно) ____ одне одному.
Завдання 3
Перевір своє припущення: обчисли частки(з точністю до 2 знаків після коми) і занеси свої результати в останній стовпчик таблиці 1 у розділі "Спостереження і результати вимірювань". Запиши зв'язок між іу математичній формі та словами.
Опрацювання результатів - питання 2a
A ~ r^2 , тобто ____ освітленої площі і ____ її відстані від джерела світла пропорційні одне одному.
Завдання 4
Отже, світло, що йде від джерела світла, розподіляється, наприклад, при подвоєній відстаніна вчетверо більшу площу, тобто освітленість(або яскравість) спала до чверті.
Який зв'язок існує, отже, між і?
Опрацювання результатів - питання 3
Завдання 5
Освітленістьдо того ж пропорційна силі світладжерела світла.
Який зв'язок існує між,і?
Опрацювання результатів - питання 4