Όταν το λευκό φως του Ήλιου πέσει επάνω σε ένα γυαλί με ακανόνιστο σχήμα, σε μια σαπουνόφουσκα, ακόμη και σε ένα διάφανο πλαστικό στυλό, παρατηρούμε ότι εμφανίζονται διάφορα χρώματα. Το λευκό φως είναι, λοιπόν, σύνθεση πολλών ακτινοβολιών με διαφορετικά χρώματα. Την ανάλυση του λευκού φωτός παρατήρησε πρώτος ο Newton το 1666.
Πρίσματα και ανάλυση του φωτός
Τα υλικά σώματα που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση του λευκού φωτός είναι διαφανείς γυάλινες πυραμίδες που ονομάζονται πρίσματα. (γενικά πρίσματα λέγονται σώματα κατασκευασμένα από διαφανές υλικό, που μπορούν να προκαλέσουν διάθλαση και ανάλυση του φωτός).
Οπτικοποίηση της πορείας λευκής ακτίνας φωτός που συναντά ένα ή και δύο τριγωνικά πρίσματα. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι να πειραματιστούν οι μαθητές με τη θέση τόσο της αρχικής πηγής του φωτός όσο και με τη θέση των πρισμάτων. Πιο αναλυτικά, η οπτικοποίηση δίνει τη δυνατότητα μεταβολής της θέσης και της γωνίας πρόσπτωσης μιας δέσμης λευκού φωτός, αλλά και των θέσεων δύο πρισμάτων, επιτρέποντας τη διερεύνηση της πορείας του φωτός, της ανάλυσης ή και της επανασύνθεσής του.
Στη φύση την ανάλυση του λευκού φωτός την παρατηρούμε, όταν μετά από βροχή επικρατεί ηλιοφάνεια. Το φως τότε αναλύεται στα αιωρούμενα σταγονίδια του νερού δημιουργώντας το ουράνιο τόξο.
Η ανάλυση του φωτός – Το ουράνιο τόξο
Το video clip παρουσιάζει μαθητές με τον καθηγητή τους σε εργαστήριο φυσικής να πραγματοποιούν με τη βοήθεια ενός πρίσματος ανάλυση του λευκού φωτός στα χρώματα του ουρανίου τόξου και να ερμηνεύουν το φαινόμενο σύμφωνα με τις ιδιότητες της ανάκλασης και της διάθλασης των κυμάτων.
Διαδραστική εφαρμογή με την οποία μελετάμε
τις συνθήκες εμφάνισης του ουράνιου τόξου
Το φωτεινό κύμα ή τα φωτόνια, όταν αλληλεπιδρούν με τα σωματίδια ενός υλικού σώματος, δεν αλλάζουν μόνο κατεύθυνση αλλά και χαρακτηριστικά. Ένα από τα χαρακτηριστικά αυτά είναι η συχνότητα του φωτός, την οποία εμείς αντιλαμβανόμαστε ως χρώμα.
Γιατί όμως έχουν τα διάφορα αντικείμενα γύρω μας διαφορετικό χρώμα;
Ας πάρουμε τα πράγματα με τη σειρά… Γνωρίζεις ότι το λευκό φως είναι η σύνθεση όλων των χρωμάτων. Όταν το λευκό φως πέφτει, για παράδειγμα, σε ένα κόκκινο αντικείμενο, απορροφώνται όλα τα φωτόνια εκτός από αυτά με μια συγκεκριμένη συχνότητα, τη συχνότητα που αντιστοιχεί στο κόκκινο χρώμα. Τα φωτόνια αυτά ανακλώνται από την επιφάνεια του αντικειμένου και φτάνουν μέχρι τα μάτια μας. Βλέπουμε το αντικείμενο κόκκινο! Και πότε ένα σώμα έχει μαύρο χρώμα; Όταν απορροφά όλα τα φωτόνια και δεν ανακλά κανένα! Τώρα μένει μόνο να σκεφτείς πότε ένα αντικείμενο έχει λευκό χρώμα….
Ο θαυμαστός κόσμος των χρωμάτων(αγγλικά)
Ο δίσκος του Νεύτωνα
Ερωτήματα:
- Τι συμβαίνει όταν σβουρίζουμε το χρωματιστό αυτό δίσκο;
- Τι συμβαίνει αν δεν καταφέρουμε να τον σβουρίξουμε γρήγορα ή αν μας ξεφύγει από τα δάχτυλα χωρίς να αρχίσει να περιστρέφεται ή αν αρχίσει να περιστρέφεται αργά;
- Έχει διαφορά αν σβουρίξουμε το δίσκο από τα αριστερά προς τα δεξιά ή αν τον σβουρίξουμε αντίστροφα;
Τι συμβαίνει;
Όταν κοιτάζουμε τον περιστρεφόμενο χρωματιστό δίσκο, ο οποίος σβουρίζει γρήγορα γύρω από τον εαυτό του, στηριγμένος πάνω στον άξονά του, το καλαμάκι, τότε δεν βλέπουμε πια τα χρώματα ξεχωριστά, όπως όταν είναι ακίνητος. Αντίθετα, αντιλαμβανόμαστε μία μίξη, ένα “ανακάτεμα των χρωμάτων” και βλέπουμε μια απόχρωση μπεζ ή γκρι πάνω στο δίσκο. Καθώς περιστρέφεται ο δίσκος, τα χρώματα μοιάζουν σα να καλύπτουν το ένα το άλλο και ο εγκέφαλός μας φαίνεται να μην προλαβαίνει να τα αντιληφθεί ξεχωριστά, παρά μόνο ως μία μίξη χρωμάτων με μπεζ ή γκρι απόχρωση. Δεν θα κάνει καμία διαφορά εάν στρίψουμε ή σβουρίξουμε το δίσκο δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα, μια που τα χρώματα φαίνεται να “ανακατεύονται” με τον ίδιο τρόπο. Μόνο αν ο δίσκος δεν περιστρέφεται αρκετά γρήγορα, τότε θα δούμε τα χρώματα ξεχωριστά ή θα προλαβαίνουμε να αντιληφθούμε μερικά από αυτά.
Οι δικοί μας δίσκοι του Νεύτωνα
Στην τάξη μας πειραματιστήκαμε και δημιουργήσαμε τους δικούς μας δίσκους του Νεύτωνα εφαρμόζοντας όσα μάθαμε στη θεωρία!
Η σημασία των χρωμάτων
Τα χρώματα στη φύση έχουν πολύ μεγάλη σημασία ακόμη και για την επιβίωση. Τα έντονα χρώματα των λουλουδιών τραβούν την προσοχή των εντόμων. Οι πεταλούδες ανοίγουν τα πολύχρωμα φτερά τους, για να προσελκύσουν το ταίρι τους, ενώ τα κλείνουν, όταν θέλουν να περνούν απαρατήρητες. Σε κάποια ζώα τα χρώματα του σώματος έχουν μία διαφορετική σημασία. Το έντονο κόκκινο, κίτρινο ή πορτοκαλί χρώμα μπορεί να είναι μία προειδοποίηση για τους εχθρούς του ζώου ότι αυτό έχει δηλητήριο, δαγκώνει ή έχει πολύ πικρή γεύση. Σε άλλα ζώα πάλι το χρώμα του σώματός τους ταιριάζει με τα χρώματα του περιβάλλοντος στο οποίο ζουν. Αυτό τα βοηθά να κρύβονται από τους εχθρούς τους. Παρατήρησε τις εικόνες. Είναι εύκολο να διακρίνεις τα ζώα;
Παρουσίαση μαθήματος
Το ουράνιο τόξο μας!
Το ουράνιο τόξο, που είναι και το λογότυπο του Love teaching by Archodoula, συμβολίζει το όραμα. Συμβολίζει την πρόοδο. Είναι το άγνωστο, αυτό που ο άνθρωπος αγωνίζεται να ανακαλύψει. Σ ‘ αυτή τη διαδικασία για την κατάκτηση του αγνώστου πρωτοστατούν κάποια άτομα και με την δράση τους αποτελούν παράδειγμα για τους άλλους και δίνουν ελπίδες στην ζωή αυτών που φοβούνται να δράσουν.
Του κόσμου τα παραμύθια (Καναδάς):
Πώς έγινε το ουράνιο τόξο;
- Στη σκανδιναβική μυθολογία, το ουράνιο τόξο ήταν μια γέφυρα ανάμεσα στον κόσμο των ανθρώπων και στον κόσμο των θεών.
- Στην ινδική μυθολογία, ήταν ένα τόξο με το οποίο ο Ίντρα, θεός της βροντής και του πολέμου, έριχνε βέλη κεραυνού.
- Στην αρχαία ελληνική μυθολογία, η Ίριδα ήταν η προσωποποίηση του ουράνιου τόξου και αγγελιοφόρος των θεών.
- Στην Ιρλανδία διηγούνται έναν μύθο για ένα τσουκάλι γεμάτο χρυσάφι που περιμένει όποιον καταφέρει να φτάσει στην άκρη του ουράνιου τόξου.
- Για τη δημιουργία του ουράνιου τόξου, ένας όμορφος μύθος μάς έρχεται από τους ιθαγενείς της Βόρειας Αμερικής, πιο συγκεκριμένα, του Καναδά.