Prędkość światła w cieczach

WebQuest dla klasy drugiej liceum ogólnokształcącego

Włodzimierz Kowzanowicz
kowzanowicz@gmail.com, GG 1752900


Wprowadzenie | Zadanie | Proces | Ewaluacja | Podsumowanie | Uwagi | Źródła, zasoby


Wprowadzenie

Prędkość rozchodzenia sie każdej fali zależy od fizycznych właściwości ośrodka. Światło jako zaburzenie pola elektromagnetycznego może rozchodzić się w próżni. Jego prędkość - równa wówczas 299 792 km/s - jest graniczną prędkością w przyrodzie. Jednak kiedy światło natrafi na ośrodek materialny złożony z atomów lub cząsteczek jego prędkość zmienia się. Co decyduje o szybkosci rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w ośrodku materialnym? Czy konsekwencje tego faktu można wykorzystać w paktyce?
Na te pytania spróbujecie odpowiedzieć przeprowadzając proste eksperymenty.

 

Wróć do poczštku


Zadanie

Celem waszej pracy jest poszukiwanie związku między prędkością światła w różnych ośrodkach ciekłych a własnościami tych ośrodków. Po przeprowadzeniu badania należy:

  • wskazać jakie własności ośrodka odpowiedzialne są za zmniejszenie prędkości światła;
  • wyniki pracy należy przedstawić w formie wydruku zgodnego z wzorem raportu z badań
  • warunkiem osiągnięcia celu w wyznaczonym czasie jest dobra organizacja pracy oraz równomierne obciążenie obowiązkami wszystkich członków zespołu zadaniowego

 

Wróć do poczštku


Proces

Zasady działania:

  1. Aby mozna było przeprowadzić popawne wnioskowanie należy zmierzyć metodami pośrednimi predkość światła w trzech cieczach: wodzie, oleju roślinnym i occie
  2. Oprócz wyników badań własnych należy zgromadzić dane z tablic fizycznych na temat tych własności badanych cieczy, które mogą mieć wpływać na prędkość światła w ich wnętrzu
  3. Do pomiaru prędkości światła należy wykorzystać zjawiska, których przebieg zależy od prędkości fali w ośrodku
  4. Zadanie wykonują trzy- lub cztero-osobowe zespoły. Skład zespołu należy zgłosić nauczycielowi opiekującemu się projektem
  5. W każdym zespole należy wybrać:
    • lidera odpowiedzialnego za poprawną organizację pracy,
    • sprawozdawcę przygotowującego pisemny raport z badań,
    • sekretarza odpowiedzialnego za gromadzenie i porządkowanie informacji zebranych przez zespół
  6. Każdy członek zespołu wykonuje według pomiary dla jednej z cieczy określając dla swojego pomiaru niepewność pomiarową
  7. Podczas pracy zespół może korzystać z pomocy opiekuna projektu w czasie przeznaczonym na konsultacje
  8. Na wykonanie projektu przewidziano cztery tygodnie.
  9. Po dwóch tygodniach pracy sekretarz zespołu powinien przedstawić pierwszą część raportu zawierającą
    • podstawową teorię badanego zjawiska
    • hipotezy robocze
    • wybraną metodę pomiaru
    • projekt zestawu doświadczalnego
    • proponowane metody przetwarzania danych
  10. Poszukiwanie prawidłowości wśród zgromadzonych danych może okazać się łatwiejsze po przedstawieniu danych na wykresach, na osiach których przedstawia się kolejne własności cząsteczek cieczy oraz zmierzone prękości światła
  11. Podczas pracy zespół może korzystać z pomocy opiekuna projektu w czasie przeznaczonym na konsultacje

UWAGA: poszukukiwanie metody pomiaru prędkości światła w ośrodku matrialnym może okazać się łatwiejsze po skorzystaniu z aplikacji:
przejście światła przez granicę ośrodków przezroczystych
odbicie i załamanie fali
fala elektromagnetyczna
.

 

Wróć do poczštku


Ewaluacja

Wasza praca będzie oceniana zgodnie z ustalonymi dla wszystkich prac badawczych zasadami oceniania;

 

Wróć do poczštku


Podsumowanie

Zmiana prędkości światła podczas przejścia przez granicę ośrodków znalazła wiele praktycznych zastosowań. Czy po wykonaniu tego projektu potrafisz odpowiedziećna pytanie:

  • Dlaczego brylant świeci nawet wówczas, kiedy jest oświetlony "słabym" światłem?
  • Czy potrafiłbyś wskazać związek badanej własności światła z sieciami telekomunikacji przewodowej?
  • Czy światło o różnych barwach rozchodzi się w tym samym ośrodku z tą samą prędkością?
  • Jaka cecha fali świetlnej nie zmienia sie podczas przejścia przez granicę ośrodków?
  • Co decyduje o barwie światła: długość fali czy częstotliwość?

Mam nadzieję, że czasu poświęconego na wykonanie tego projektu nie uznasz za stracony...

Wszystkim, których zachęta i przychylność doprowadziły do powstania tej publikacji serdecznie dziekuję ...

 

Wróć do poczštku


Uwagi

Doświadczenie jest w pełni oryginalne. Trudno więc będzie porównać wyniki własnej pracy z danymi innych zespołów. Gdyby okazało sie, że wnioskowanie na podstawie pomiarów dla trzech cieczy jest utrudnione - dobrze widziane będą propozycje dalszych badań.

 

Wróć do poczštku


Źródła, zasoby

bibliografia

  1. W.Mizerski,W.Nowaczek: "Tablice fizyczno-astronomiczne", Wydawnictwo ADAMANTAN , Warszawa 1995,ISBN 83-85655-06-9
  2. Z.Płochocki: Co to jest światło?, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1976
  3. B.Sagnowska: Fizyka dla szkół ponadgimnazjalnych, kurs podstawowy z elementami kursu rozszerzonego koniecznymi do podjęcia studiów technicznych i przyrodniczych,Wydawnictwo ZamKor, Kraków 2005, ISBN83-88830-30-9
  4. szablony stron
  5. zasoby plików multimedialnych i innych CreativeCommons.

 

Wróć do poczštku

Wykonano na podstawie szablonu opublikowanego na stronie OEIiZK w Warszawie