תחום 10
אופטיקה
קרני אור, מראות ועדשות
האופטיקה עוסקת באור: איך הוא מתקדם בקווים ישרים, מוחזר ממראות ומשנה כיוון כשהוא עובר לזכוכית או למים. עדשות ומראות משתמשות בכללים האלה כדי ליצור דמויות במצלמות, במשקפיים ובטלסקופים.
למי זה מתאים
ילדים שאוהבים חידות עם זוויות וצללים, וכל מי שסקרן לגבי משקפיים, מצלמות וקשתות בענן.
מה תלמדו
- איך אור מתקדם כקרניים ויוצר צללים
- איך מראה מחזירה אור: זווית הפגיעה שווה לזווית ההחזרה
- למה אור משנה כיוון (שבירת אור) כשהוא עובר לזכוכית או למים
- איך עדשות מרכזות או מפזרות אור ויוצרות דמויות
דוגמאות לניסויים
-
כוונו קרן אור אל מראה, ומדדו את הזוויות לפני ההחזרה ואחריה.
-
שלחו קרן אור לתוך גוש זכוכית, וצפו איך הכיוון שלה משתנה.
-
הזיזו עדשה לאורך ספסל אופטי, ומצאו איפה הדמות נעשית חדה.
מה אפשר לבנות
-
פריסקופ עם שתי מראות
-
מערך של זכוכית מגדלת
-
דגם של מצלמה עם עדשה ומסך
הדוגמאות האלה מראות את סוג העבודה בתחום הזה. השיעורים שיפורסמו בפועל עשויים להיות שונים.
מה ההדמיה מפשטת
- האור מטופל בעיקר כקרניים (אופטיקת קרניים); תופעות גליות כמו התאבכות ועקיפה הן מחוץ לתחום של השיעורים האלה.
- לעדשות ולמראות יש צורה אידיאלית; לעדשות אמיתיות יש פגמים, והן עלולות לטשטש צבעים.
כל הדמיה מפשטת את המציאות. ההבנה איך היא עושה זאת היא חלק מלימוד ההנדסה.
קשרים למקצועות הלימוד בבית הספר
פיזיקה (אור), מתמטיקה (זוויות וגאומטריה), ביולוגיה (העין), אמנות וצילום
קשרים לתחומים אחרים
האופטיקה קשורה למעגלים חשמליים (מקורות אור וחיישנים), למבנים ולחומרים (זכוכית ושקיפות) ולרובוטיקה (מצלמות וחיישני אור).
טוב לדעת
גם בעין שלכם יש עדשה: היא ממקדת את האור על החלק האחורי של העין, בדומה לעדשת מצלמה שממקדת את האור על החיישן שלה.