Wiązka zadań
Kolorowe koło
Zadanie
Dagmara wycięła koło z białego papieru i podzieliła na trzy różne części. Pierwszą cześć pomalowała na kolor czerwony, drugą na kolor zielony, a trzecią na kolor niebieski.
Następnie umieściła pomalowane koło na silniczku, tak aby obracało się względem środka. Po kilku próbach zauważyła, że przy odpowiednio dużej prędkości obrotu koło obserwowane w świetle dziennym stawało się białe. Próbując wyjaśnić to zjawisko, Dagmara postawiła dwie hipotezy, zestawione w poniższej tabeli.
Oceń, czy każdą z wymienionych hipotez można z całą pewnością uznać za fałszywą.
| Hipoteza | Czy można ją uznać za fałszywą? |
| 1. Przy dużych obrotach silniczka oko ludzkie nie jest w stanie rozdzielić poszczególnych barw, którymi pomalowano koło. | `square` Można / `square` Nie można |
| 2. Do każdego sektora koła docierało światło o takiej barwie na jaki pomalowano sektor, co dawało wrażenie światła białego. | `square` Można / `square` Nie można |
Poprawna odpowiedź
B.
Wymaganie ogólne
2 Przeprowadzanie doświadczeń i wyciąganie wniosków z otrzymanych wyników.
Wymaganie szczegółowe
7.10. Fale elektromagnetyczne i optyka. Uczeń opisuje światło białe jako mieszaninę barw, a światło lasera jako światło jednobarwne
Komentarz
Prezentowane zadanie można wykorzystać na lekcji w połączeniu z pokazem doświadczalnym przeprowadzonym przy użyciu tarczy barw (tak zwanej tarczy Newtona). Tarczę taką wykonać mogą sami uczniowie, dzieląc papierowe koło na siedem równych sektorów i malując każdy z nich w jednym z kolorów tęczy lub też ograniczając się do trzech barw podstawowych, jak to zademonstrowano na rysunku. Jeśli tak wykonaną tarczę będziemy obracać wokół osi przechodzącej przez jej środek, to przy odpowiednio dużej prędkości obrotu będzie się ona wydawać biała (pod warunkiem, że kolory są precyzyjnie dobrane). Nie należy się przy tym obawiać tarcz o mniej dokładnie dobranych kolorach - wprawione w ruch obrotowy także będą się wydawać jednobarwne (np. szare). Warto zatem zadać uczniom pytanie, dlaczego tak się dzieje? Co sprawia, że nie jesteśmy w stanie rozróżnić poszczególnych barw na obracającej się tarczy?
W zadaniu postawiono dwie hipotezy. Uczeń powinien rozstrzygnąć, która z nich z całą pewnością jest fałszywa. Rozumowanie prowadzące do rozwiązania tego problemu należy rozpocząć od zastanowienia się nad powodem, dla którego różne przedmioty oświetlone światłem białym widzimy jako kolorowe. Warto przypomnieć uczniom, że światło białe jest mieszaniną wszystkich barw. Padając na dowolny przedmiot, zostaje częściowo zaabsorbowane a częściowo odbite. Jeśli postrzegamy coś jako na przykład zielone, oznacza to, że zaabsorbowane zostały wszystkie długości fali oprócz odpowiadających kolorowi zielonemu. Podobnie dzieje się w przypadku pozostałych barw, którymi pomalowana została tarcza opisana w zadaniu.
Następnym krokiem jest zastanowienie się nad tym, jak przebiega mechanizm absorpcji promieni świetlnych przez obracające się koło. Z punktu widzenia praw fizyki nie ma żadnych powodów, aby coś w tym mechanizmie uległo zmianie. Skoro tarcza jest cały czas oświetlona światłem białym, do każdego jej sektora docierają jednocześnie wszystkie długości fali. Nie ma zatem żadnej możliwości, aby do każdego sektora dotarło światło o innej długości fali. Ponadto, nawet gdyby było to możliwe, światło zielone docierając do sektora zielonego odbiłoby się od niego i ciągle widzielibyśmy ten sektor jako zielony. Zatem z całą pewnością możemy obalić drugą hipotezę. Hipotezy pierwszej obalić w żaden sposób nie możemy, w szczególności ze względu na fakt, iż uzyskany wynik świadczy o tym, że postrzeganie tarczy jako jednobarwnej ma związek z percepcją ludzkiego wzroku.
W zależności od tego, czy zadanie zostanie wykorzystane na lekcji, zajęciach pozalekcyjnych, czy też na zastępstwie, może posłużyć jako początek dyskusji dotyczącej takich tematów jak budowa i funkcje ludzkiego oka, synteza addytywna barw czy też budowa i zasada działania monitorów RGB.
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
