Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
У цьому експерименті білий намет у пустелі імітується білою поглинаючою пластиною, яку опромінюють галогенною лампою протягом 5 хвилин.
Різниця температур до і після опромінення порівнюється з різницею температур на чорній поглинаючій пластині.
В результаті виявляється, що біла пластина поглинає менше сонячної енергії і, відповідно, менше нагрівається.
Цей результат учні мають перенести на практичні приклади, такі як білий намет бедуїнів і темна шкіра білого ведмедя.
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
Попередні знання
Учні повинні вміти користуватися джерелом (блоком) живлення.
Принцип
У цьому експерименті досліджується поведінка поглинання поверхонь, а виявлені відмінності аналізуються з точки зору їхньої фізичної природи.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Мета навчання
Учні вивчають, як залежить процес поглинання сонячної енергії від поверхні.
Завдання
Цей експеримент вивчає особливості поведінки чорної та білої поглинаючих пластин при опроміненні галогенною лампою.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Зауваження щодо підготовки та виконання роботи
Виміряні початкові температури поглинаючих пластин відрізняються в залежності від температури навколишнього середовища.
Різні результати зростання температури можуть бути зумовлені неточностями зчитування на термометрі або різною орієнтацією поглинаючої пластини.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Сплячий білий ведмідь
Відома життєва мудрість говорить, що не варто носити чорний одяг в спекотне літо.
Виходячи з тих же фізичних обставин, білі ведмеді мають чорну шкіру під хутром, а бедуїни воліють жити в білих наметах.
Ці обставини пояснюються поведінкою поглинання різних поверхонь.
У цьому експерименті особлива увага приділяється кольору поверхні та його впливу на поглинаючу здатність.
Завдання
Експериментальна установка
Цей експеримент досліджує поведінку чорної та білої поглинаючих пластин при опроміненні галогенною лампою.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Галогенна лампа з рефлектором, 12 В / 20 Вт | 05780-00 | 1 |
| 2 | Тримач для галогенних ламп із рефлектором | 05781-00 | 1 |
| 3 | Сонячний колектор для учнівських експериментів | 05760-00 | 1 |
| 4 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 5 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 1 |
| 6 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 |
| 7 | Штативний стрижень, нерж. ст., з різьбою, l = 600 мм, d = 10 мм | 02035-00 | 2 |
| 8 | Секундомір, цифровий, 24 години, 1/ 100 с та 1 с | 24025-00 | 1 |
| 9 | Лабораторний термометр, -10..+110°C | 38056-00 | 1 |
| 10 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Підготовка (1/2)
1. Спочатку з'єднайте стрижні штатива, що складаються з двох частин, так, щоб утворилися два довгих стрижня (рис. 1).
2. Зберіть підставку з регульованої основи штатива та двох штативних стрижнів (рис. 2 і рис. 3).
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Підготовка (2/2)
3.Закріпіть лампу в лівій частині основи штатива і підключіть її до блоку живлення (12 В~) (рис. 4).
Блок живлення вимкнено.
4.Надягніть чорну поглинаючу пластину на шток (рис. 5). Закріпіть шток з пластиною на ковзну опору і встановіть її на стрижні штативу (рис. 6).
5.Вставте термометр у вимірювальне гніздо пластини, пересуньте ковзну опору так, щоб відстань між лампою і пластиною становила 12 см, і розташуйте пластину паралельно ковзній опорі (рис. 7).
Рис. 4
Рис. 6
Рис. 5
Рис. 7
Виконання роботи
Рис. 8
Рис. 9
- Зафіксуйте температуру перед початком вимірювання і зачекайте, поки вона перестане змінюватися.
- Виміряйте початкову температуру чорної пластини. Занесіть це значення до протоколу в розділ "Результат".
- Увімкніть лампу (блок живлення) і одночасно запустіть секундомір (рис. 8).
- Через 5 хв вимкніть джерело живлення, виміряйте кінцеву температуру чорної пластини і запишіть її.
- Повторіть експеримент з білою пластиною (рис. 9).
- Запишіть значення початкової температури і кінцевої температури білої пластини.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті Світлові хвилі мають різну ____ залежно від рівня їхньої енергії. Чим вища ____, тим менша довжина хвилі. Коли ____ світла відбивається від нашого ока, наш мозок інтерпретує довжини хвиль як різні ____. При цьому ____ - це поєднання всіх кольорів, а ____ - відсутність будь-якого кольору.
Завдання 2
Вирішіть, яке слово, взяте в дужки, є зайвим. Білі матеріали (відбивають / поглинають) всі довжини хвиль, а енергія, яку вони несуть, відповідно (не) поглинається. Як наслідок, білі матеріали нагріваються ( повільніше / швидше ). Чорні матеріали ( відбивають / поглинають) всі довжини хвиль і здаються чорними саме тому, що світло від них не потрапляє в наше око. Через ( зменшене / додаткове) поглинання енергії вони значно ( сильніше / слабше) нагріваються.
Завдання 3
Питання