Fizyka

Wiązka zadań

W lustrzanym odbiciu

Drukuj

Sugerowane przeznaczenie Praca na lekcji

Zadanie

Adam wszedł do sklepu ubrany w swoją ulubioną koszulkę.

Na rysunku obok pokazano obraz koszulki,  jaki zobaczył Adam  w zwykłym, sklepowym lustrze. W sklepie, w którym się znajdował, były też duże, okrągłe, wypukła lustra, w których obsługa sklepu mogła widzieć, co robią kupujący.

Na którym z dolnych obrazków prawidłowo pokazano obraz, jaki zobaczy Adam w takim wypukłym lustrze?

A                                 B                                      C                               D

 

Odpowiedź, podstawa programowa i omówienie zadania

Poprawna odpowiedź

B.

Wymaganie ogólne

3 Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności fizycznych.

Wymaganie szczegółowe

7.3. Fale elektromagnetyczne i optyka. Uczeń wyjaśnia powstawanie obrazu pozornego w zwierciadle płaskim, wykorzystując prawa odbicia/ opisuje zjawisko rozproszenia światła przy odbicu od powierzchni chropowatej
7.4. Fale elektromagnetyczne i optyka. Uczeń opisuje skupianie promieni w zwierciadle wklęsłym posługując się pojęciami ogniska i ogniskowej, rysuje konstrukcyjnie obrazy wytworzone przez zwierciadła wklęsłe

Komentarz

Zadaniem ucznia jest przewidzenie obrazu, jaki Adam zobaczy w lustrze wypukłym, na podstawie obrazu tego samego obiektu, jaki powstaje w lustrze płaskim. Zadanie dotyczy problemu bliskiego uczniom, ale nie opisanego wprost w podstawie programowej, gdyż jest w niej mowa jedynie o zwierciadłach płaskich i wklęsłych. 

Zadanie można rozwiązać przynajmniej na dwa sposoby

a) Teoretycznie - do rozwiązania zadania wystarczy sama wiedza: lustra wypukłe dają obraz pomniejszony, prosty, pozorny, a lustra płaskie – rzeczywistej wielkości, prosty, pozorny. Oba obrazy będą się więc różnić jedynie rozmiarem – obraz z lustra wypukłego będzie mniejszy. Nietrudno przewidzieć, że wiedza tego rodzaju, nawet jeżeli zostanie nabyta w trakcie szkolnej nauki – raczej nie będzie trwała. Szczególna trudność zadania polega również m.in. na tym, że o tę wiedzę pytamy nie wprost. Sama znajomość przyporządkowanych do danego rodzaju lustra określeń nie wystarczy. Trzeba jeszcze rozumieć co te hasła znaczą.

b) Z obserwacji porównawczej,  jak wygląda taki obraz w bardzo dziś rozpowszechnionych lustrach sklepowych i drogowych w stosunku do obrazu  zwykłym lustrze płaskim. Takie doświadczenie powinno skutkować rozumowaniem: w lustrze widzę siebie „normalnie” – a nie do góry nogami, w lustrze sklepowym czy drogowym też. Takie rozumowanie powinno eliminować odpowiedzi C i D. Wybór między A i B jest trudniejszy,  gdyż z racji symetrii naszego ciała nie zwracamy za bardzo uwagi na fakt, czy dane lustro obraca obraz w poziomie. 

Dla ponad stuosobowej grupy uczniów klas 1 szkół ponadgimnazjalnych, na których przeprowadzono badanie, zadanie okazało się bardzo trudne. Zaledwie 15% badanych uczniów udzieliło prawidłowej odpowiedzi, przy czym z dużym prawdopodobieństwem były to wybory przypadkowe (całkowity brak korelacji między wykonaniem tego zadania o ogólnym wynikiem ucznia z testu).

Zdecydowanie największym powodzeniem cieszyła się odpowiedź A. Wybrało ją aż 54% uczniów. Wybór taki najprawdopodobniej wynikał z prostego skojarzenia: lustro odwraca obraz, więc powinien wyglądać odwrotnie niż na górnym rysunku.

Uczniowie prawdopodobnie nie wzięli pod uwagę ani faktu, że górny obraz nie jest widokiem koszulki, tylko jej obrazem w lustrze, ani faktu, że oba lustra dają obraz prosty, a nie odwrócony.

Warto tu podkreślić, że zupełnie czym innym jest odwrócenie obrazu (zachodzące w określonych sytuacjach w sferycznych lustrach wklęsłych), a czym innym to co potocznie nazywamy „lustrzanym odbiciem”.  Oba efekty są często mylone przez uczniów.

W pierwszym przypadku dochodzi do faktycznego obrócenia obrazu zarówno w poziomie jak i w pionie, w drugim – nie ma takiego efektu ani w pionie, ani w poziomie. Aby zrozumieć, na czym polega efekt tzw. lustrzanego odbicia, trzeba obejrzeć w lustrze np. dowolny napis wykonany na przezroczystym tle (np. folii) trzymanym tak, aby widać było zarówno sam napis jak i jego odbicie. Można wówczas zrozumieć, że przyczyną efektu jest oglądanie napisu niejako od tyłu, a nie od strony zwróconej w kierunku lustra.

Z uwagi na fakt, iż zadanie nieznacznie wykracza poza podstawę programową,  nie należy go wykorzystywać w pracach pisemnych. Znakomicie nadaje się natomiast na lekcję podsumowującą naukę optyki – jako ciekawe rozszerzenie wiedzy i odniesienie do rzeczywistości. Dodatkową wartością może być wykonanie opisanego wyżej doświadczenia z wyciętą z kartonu literą lub pokazaną w zadaniu błyskawicą z koszulki.

Słowa kluczowe

obraz pozorny | optyka | zwierciadło

Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.

"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl

* Chcesz otrzymywać informacje o nowych zadaniach?

Zaprenumeruj newsletter na pierwszej stronie "Entuzjaści Edukacji"

* Słowa kluczowe

absorpcja światła   Akomodacja oka   amperomierz   amplituda   amplituda drgań   analiza tekstu   analiza wykresów   atom wodoru   barwy   bateria   biomasa   bryła sztywna   ciepło   ciepło topnienia   ciepło właściwe   ciężar   ciśnienie   cyfry znaczące   czas   częstotliwość drgań    
.