Problem do rozwiązania
Celem doświadczenia jest wykonanie prostych elementów optycznych z butelek, wazonów i słoików wypełnionych cieczami.
Wiodące pytania
- Czy możesz zaufać swoim oczom? Czy wszystko, co widzisz, jest takie, jak je widzisz?
Sprawdzanie przedwiedzy klubowiczów
- Dlaczego ludzie noszą okulary lub soczewki kontaktowe?
- Co takiego robią okulary z obrazem, jak przez nie patrzymy?
Polecana inspiracja: wiersz „Okulary” Juliana Tuwima.
Pytania służące zaciekawieniu klubowiczów
- Za pomocą jakiego przedmiotu możemy dokładnie obejrzeć małe rzeczy? A odległe przedmioty?
- Jak zmienia się obraz obiektu oglądanego przez soczewkę?
Spis materiałów
- słoiki o różnej wysokości i średnicy, z zakrętkami
- wazony, szklanki w kształcie walca i graniastosłupa
- gładkie, przezroczyste butelki plastikowe z zakrętkami
- kartki papieru A4 lub tekturki
- wydrukowane małą czcionką napisy (np. z gazet)
- woda
- olej
- ocet
- inne ciecze (np. glikol, gliceryna) – w miarę możliwości
- barwniki spożywcze
Planowanie doświadczenia wspólnie z klubowiczami
Doświadczenie można rozpocząć od oglądania małych przedmiotów i napisów przez lupy i telefony komórkowe – w powiększeniu. Podczas tego badania należy zmieniać odległość lupy od oglądanych obiektów.
Etapy przeprowadzania doświadczenia
- Na papierze narysuj proste wzory (okręgi, trójkąty, prostokąty, gwiazdki).
- Narysuj dwie równoległe do siebie strzałki skierowane w tę samą stronę.
- Umieść kartkę ze strzałkami za pustym szklanym naczyniem i zacznij nalewać wodę.
- Obserwuj, co dzieje się ze strzałkami.
- Napełniaj (do połowy lub do pełna) różne naczynia cieczami i oglądaj przez nie narysowane na kartce wzory.
- Przez tak przygotowane soczewki oglądaj wydrukowane małą czcionką napisy.
Pytania do doświadczenia
- Jaka jest różnica między obrazem oglądanym przez pustą butelkę i butelkę z wodą?
- Jak można zmieniać ten obraz? Czy obracanie butelki coś zmienia? Jak zmieni się obraz, gdy w naczyniu zamiast czystej wody będzie zabarwiona woda, olej lub jeszcze inny płyn?
Refleksja po doświadczeniu
Soczewki wykonuje się najczęściej ze szkła i plastiku. Jednak soczewką może być też woda w przezroczystym naczyniu. Obraz przedmiotu oglądanego przez przezroczyste naczynie wypełnione cieczą różni się w zależności od rodzaju cieczy. Barwniki zawarte w cieczy zmieniają na przykład kolor oglądanego obrazu.
Opis zjawiska
Woda w standardowej butelce przybiera kształt walca. Można ją nazwać soczewką, ponieważ ma co najmniej jedną zakrzywioną płaszczyznę (w tym przypadku dwie). Jest to soczewka cylindryczna – cylinder stanowi wycinek walca. Promienie światła, przechodząc przez ciecz w butelce, ulegają odwróceniu. Załamują się i zmieniają kierunek swojego biegu zgodnie z prawem załamania światła w ośrodku (cieczy) – promień padający biegnący w ośrodku pierwszym, pada na granicę ośrodków, po czym zmienia kierunek (załamuje się) i jako promień załamany biegnie w ośrodku drugim.
Ciekawostki
Powiązane doświadczenia
Połowa soczewki
Mikroskop z komórki
