Załamany promień

Poprawna odpowiedź

A.

Wymaganie ogólne

4 Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy przeczytanych tekstów (w tym popularno-naukowych).

Wymaganie szczegółowe

7.5. Fale elektromagnetyczne i optyka. Uczeń opisuje (jakościowo) bieg promieni przy przejściu światła z ośrodka rzadszego do ośrodka gęstszego optycznie i odwrotnie
8.2. Wymagania przekrojowe. Uczeń wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku doświadczenia
9.11. Wymagania doświadczalne. Uczeń demonstruje zjawisko załamania światła (zmiany kąta załamania przy zmianie kąta padania – jakościowo)

Komentarz

Zadanie wymaga umiejętności wnioskowania, ale i pewnej wiedzy. Dane przedstawione w zadaniu pozwalają bowiem powiązać wartości z tabelki z informacją o kierunku załamania i na tej podstawie wybrać prawidłowy rysunek. Jednak, aby móc dokonać takiej analizy, uczeń musi znać pojęcia „kąt podania” i „kąt załamania światła”. Inaczej pożytek z podanych informacji będzie niewielki. Trudno tu liczyć na intuicję, gdyż przez kąt padania w optyce rozumie się kąt będący dopełnieniem kąta uznawanego za kąt padania promieni słonecznych w geografii.

Jeżeli wiemy, że zarówno kąt padania, jak i załamania, jest liczony od promienia do linii prostopadłej do powierzchni granicznej, to z podanych informacji możemy wywnioskować, że w kolejnych ośrodkach kąt załamania będzie coraz mniejszy, gdyż, jak widać, prędkość światła przy przejściu kolejno przez obie powierzchnie graniczne maleje.

W związku z tym poprawna jest odpowiedź A. Wybór odpowiedzi B może świadczyć o tym, że uczeń potrafił wydedukować, że skoro w kolejnych ośrodkach prędkość jest coraz mniejsza, to promień powinien załamywać się kolejno w tę samą stronę.

W badaniu przeprowadzonym wśród absolwentów gimnazjów okazało się, że poprawną odpowiedź wybrało niemal dokładnie ¼ badanych, a odpowiedź B około 1/3.  Wygląda na to, że problem nie polega wyłącznie na tym, że uczeń nie pamięta, który kąt jest kątem padania, a który załamania, gdyż ok. 45% uczniów wybrało odpowiedzi C i D, które świadczyłyby o tym, że prędkość światła przy jednym przejściu rośnie, a następnie maleje bądź na odwrót. Aby sprawdzić czy wyniki nie były efektem całkowicie przypadkowego wyboru podzielono badaną populację na 6 podgrup w zależności od wyników całego testu. W grupie o najwyższych wynikach prawidłową odpowiedź wskazała połowa uczniów, w grupie o najsłabszych wynikach – mniej niż 5%. Takie dane przemawiają za hipotezą, że istotna statystycznie część populacji wybierała odpowiedź świadomie, a nie przypadkowo, choć tych przypadkowych wyborów było zapewne bardzo dużo.

Słowa kluczowe