Ala 10
Optiikka
Valonsäteet, peilit ja linssit
Optiikka käsittelee valoa: miten se kulkee suoraviivaisesti, heijastuu peileistä ja taittuu, kun se siirtyy lasiin tai veteen. Linssit ja peilit muodostavat näiden sääntöjen avulla kuvia kameroissa, silmälaseissa ja kaukoputkissa.
Kenelle ala sopii
Lapsille, jotka pitävät kulmiin ja varjoihin liittyvistä pulmista, sekä kaikille, joita kiinnostavat silmälasit, kamerat ja sateenkaaret.
Mitä opit
- Miten valo kulkee säteinä ja muodostaa varjoja
- Miten peili heijastaa valoa: tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma
- Miksi valon suunta muuttuu (taittuminen), kun se siirtyy lasiin tai veteen
- Miten linssit kokoavat tai hajottavat valoa ja muodostavat kuvia
Esimerkkikokeita
-
Suuntaa valonsäde peiliin ja mittaa kulmat ennen heijastumista ja sen jälkeen.
-
Lähetä valonsäde lasikappaleeseen ja katso, miten sen suunta muuttuu.
-
Siirrä linssiä optisella penkillä ja etsi kohta, jossa kuva tarkentuu.
Mitä voit rakentaa
-
Kahden peilin periskooppi
-
Suurennuslasin koeasetelma
-
Kameran malli, jossa on linssi ja varjostin
Nämä esimerkit näyttävät, millaista työtä tällä alalla tehdään. Julkaistut oppitunnit voivat poiketa niistä.
Mitä simulaatio yksinkertaistaa
- Valoa käsitellään pääasiassa säteinä (sädeoptiikka); aaltoilmiöt, kuten interferenssi ja diffraktio, jäävät näiden oppituntien ulkopuolelle.
- Linssit ja peilit ovat muodoltaan ihanteellisia; oikeissa linsseissä on virheitä, ja ne voivat sumentaa värejä.
Jokainen simulaatio yksinkertaistaa todellisuutta. Tekniikan oppimiseen kuuluu myös sen tietäminen, miten se yksinkertaistaa.
Yhteydet kouluaineisiin
Fysiikka (valo), matematiikka (kulmat ja geometria), biologia (silmä), kuvataide ja valokuvaus
Yhteydet muihin aloihin
Optiikka liittyy virtapiireihin (valonlähteet ja anturit), rakenteisiin ja materiaaleihin (lasi ja läpinäkyvyys) sekä robotiikkaan (kamerat ja valoanturit).
Hyvä tietää
Myös silmässäsi on linssi, mykiö: se kohdistaa valon silmän takaosaan samaan tapaan kuin kameran linssi kohdistaa valon kennolleen.