Ljus, skugga och färger

Vad är ljus?

Så var det dags att ta itu med ljusavsnittet. Vi pratade om vad ljus och ljuskällor är. Ljuskällor är till exempel glödlampor, solen och lysmaskar. Sedan hade jag en genomgång om ljus och eleverna antecknade följande:

Vad är ljus?

* Ljus är energi som utbreder sig med hög fart. Ljusets hastighet är 300 000 km/s.

* Ljus behöver inte ett medium att utbreda sig i. (Det behöver som bekant ljud)

* Man kan beskriva ljus på två sätt, dels om en elektromagnetisk vågrörelse och dels som en ström av fotoner (små enegipaket).

Efter att vi antecknat dessa tre punkter delade jag ut en bild på en elektromagnetisk våg som eleverna fick klippa till och tejpa in i sina skrivböcker. Bilden såg ungefär ut så här:

Figur 1. En elektromagnetisk våg består av elektriska och magnetiska fält.

* De elektriska och magnetiska fälten svänger i takt med varandra.

Hur ser du?

Heter ett arbetsblad som jag delade ut och vi började att fundera på det. Vi kan se ljuskällor eftersom de ger ifrån sig ljus som sedan når våra ögon. Vi kan även se andra saker, som inte ger ifrån sig ljus eftersom de reflekterar ljus som någon ljuskälla sänt ut. Vi ritade in hur ljuset reflekterades mot pennan, som fanns avbildad på arbetsbladet, in i ett öga som vi ritade dit. Uppgiften vållade inga större problem.

Skuggan

Jag tog fram en linjal och höll den i ljuset från OH-projektorn. Skuggan på väggen blev ganska stor. När jag flyttade linjalen närmare väggen blev skuggan mindre. Hur kan det komma sig? Olika personer kom med olika förslag på hur man kan förklara det. Vi klargjorde att ljuset utbreder sig rätlinjigt i luft. Efter en stund kom vi fram till en bra förklaring, men den tänker jag inte skriva här än, den får ni vänta på några dagar. Fast ni har ju förklaringen i era skrivböcker.

Färger 1

Jag släckte ned klassrummet och vevade ned mörkläggningsgardinen. Sedan tände jag OH-projektorn och höll ett prisma i ljuset från den. Då kunde man se en fin regnbåge, ett spektrum, på vita tavlan.

Prisma

Vi diskuterade fenomenet fram och tillbaka och kom så småningom fram till att det vita ljuset från OH-projektorn består av flera färger; lila, indigo, blått, grönt, gult, orange och rött. De olika färgerna har olika våglängd och bryts olika mycket i prismat. Därför kan vi se de olika färgerna bredvid varandra på vita tavlan. Vi fortastte att prata om färger. De ytor som vi uppfattar som vita reflekterar allt ljus, som faller in på dem och de ytor som vi uppfattar som svarta absorberar (tar upp) allt ljus och reflekterar inget. Hur är det med en röd eller grön yta då? Jo, en röd yta absorberar alla färger(våglängder) utom den röda färgen. Bara den röda färgen (våglängden) reflekteras. På samma sätt förhåller det sig med de andra färgerna.

Färger 2

Jag höll en röd plastplatta i ljuset från OH-projektorn. Så här:

Då såg det ut så här på filmduken bakom:

Inte så konstigt, men varför blir det så här? Det krävdes en hel del tankearbete för att komma fram till svaret. En vanlig föreställning är att den röda plastbiten färgar ljuset rött, men så är det inte.I stället är det så att den röda plastbiten stoppar alla våglängder förutom den röda. Bara den röda våglängden släpps igenom.För säkerhets skull provade vi även med en blå plastbit:

Då såg det ut så här på filmduken:

Den blå plastbiten släpper bara igenom den blå våglängden, de andra våglängderna kommer inte igenom.

Men hur blir det om man sätter både den röda och den blå plastbiten i ljuset?

Vår hypotes stämde, inget ljus kom igenom. Det blev en svart skugga.

Det blir en svart skugga eftersom det vita ljuset först träffar den röda plastbiten och då stoppas allt ljus förutom det röda. Det röda ljuset fortsätter mot den blå plastbiten, men det röda ljuset släpps inte igenom där -> inget ljus kommer igenom -> en svart skugga på filmduken.

Det var mycket nytt på en gång.

Målbeskrivning, ljudkorsord, infra- och ultraljud

Målbeskrivning
Jag mejlade ut fysikkursens målbeskrivning i måndags och i dag delade jag ut även ut den på papper. Jag kommenterade kort några av punkterna under rubriken godkänt.

Ljudkorsord
Sedan delade jag ut ett korsord som handlade om ljud. Jag har tillverkat det med hjälp av ett trevligt korsordsprogram som du kan ladda ned gratis här: http://www.eclipsecrossword.com/ om du skulle bli sugen på att tillverka ett korsord till en kompis eller så. Det är ganska kul och snyggt blir det också. När de flesta började att bli klara med korsordet skrev jag de rätta orden på tavlan så att alla kunde rätta.

Genomgång av infraljud och ultraljud (Förkortad version)
Det mänskliga örat uppfattar ljud vars frekvens ligger mellan 20 - 20 000 Hz. (frekvens = antal svängningar per sekund). Ljud som har längre frekvens, alltså under 20 Hz kallas infraljud. Vi kan inte höra infraljud. Ljud som har högre frekvens än 20 000 Hz kallas ultraljud. Det kan vi inte heller höra.

Infraljud, under 20 Hz
* Lång våglångd
* Flygplan, raketer, kraftverk, maskiner och strömmande vatten och luft kan ge upphov till infraljud.
* Kan färdas över långa avstånd- halva jordklotet
* Kan orsaka illamående hos människor

Ultraljud
* Kort våglängd
* Medicinska apparater kan undersöka foster och konstiga knölar med ultraljud.
* Fladdermöss orienterar sig med hjälp av ultraljud.
* Hundvisselpipor sänder ut infraljud, hundarna uppfattar det och sätter högsta fart mot matte/husse.
* Ekolod
* Rengöring

Ibland kan man blanda i hop infra- och ultraljud. Vilken var det som hade lång våglängd och vilken hade kort? Hmm.. Då kan man tänka att: Ja, det är långt till Infra City, alltså har infraljud lång våglängd. Javisst är det en knäpp minnesregel, men den fungerar.

Här kan du läsa en intressant artikel i Svenska dagbladet om infraljud: http://www.svd.se/nyheter/inrikes/artikel_121801.svd

Bloggar i morgon

I morgon kommer det att finnas några rader om den sista ljudlektionen här.

Oscilloskopet

Med ett oscilloskop kan man avbilda ljud.Först fick eleverna experimentera lite på egen hand. De provade att att göra olika ljud, prata, sjunga en ton, eller blåsa i en flaska i mikrofonen och se hur kurvan på oscilloskopet ändrade sig. De flesta elever tyckte att det var kul att se ljudvågorna avbildade. Sedan tog de itu med några uppgifter.

Oscilloskopet och en högtalare som idag fick fungera som mikrofon.

.

Så här såg uppgifterna ut:
.

Rita hur oscilloskopbilden ut när

1. någon sjunger en skapligt ren ton.

2. ni slår an stämgaffeln som är märkt 2000 Hz.

3. ni slår an stämgaffeln märkt 440 Hz.

4. när någon skramlar med sina nycklar.

.

En av gruppmedlemmarna får sjunga en ton in i mikrofonen.

5. Hur ska h*n göra för att vågorna på skärmen ska bli tätare?

6. Hur ska h*n göra för att vågorna på skärmen ska bli glesare?

7. Hur ska h*n göra för att vågorna på skärmen ska bli högre?

8. Hur ska h*n göra för att vågorna på skärmen ska bli lägre?

.

När eleverna gör dessa uppgifter ser de på oscilloskopet att en hög ton har hög frekvens (tätt mellan vågtopparna) och att en låg tog har låg frekvens (långt mellan vågtopparna). De ser också att en stark ton har högre amplitud (höjd på vågen) än en svag ton. Sedan är det lätt att införa begreppen frekvens = antal svängningar per sekund, våglängd = avståndet mellan två vågtoppar(eller dalar) och amplitud = vågens höjd

.

Förtydligande

.

Texten är på engelska, men visst förstår man ändå?

.

Man kan också se skillnad mellan de regelbundna svängningen tos en ton från en stämgaffel och den oregelbundna från nyckelknippeskrammel.

.

Tongeneratorn

Antik tongenerator med högtalare

.

Jag hade ställt tongeneratorn i ett angränsande rum för att minska störningarna från ljuden som oscilllioskopgruppen gav i från sig. Varje elev fick testa sin hörsel i det övre frekvensregistret. Det går helt enkelt till så att man slår på tongeneratorn och ställer in den så att man hör en ton. Sedan vrider man på ett reglage så att tonen blir högre och högre (frekvensen ökar) när man inte längre hör någon ton läser man av frekvensen på skalan och antecknar resultatet.
Barn kan höra toner mellan 20-20 000 Hz (Hz=Hertz enhet för frekvens) men med åldern försämras vår förmåga att uppfatta höga toner. I 60-års åldern brukar man uppfatta toner mellan 20-10 000 Hz.

.

När vi var klara med laborationerna gick vi igenom dem och jag ritade några olika svängningar på tavlan som eleverna fick jämföra och svar på frågor om.
Till sist pratade vi om varför man tycker att ens egen röst låter konstig när man spelar in den. Jag hinner dock inte skriva om det nu, jag kompletterar med det senare.

Upplagd av Åsa kl. 21:35 0 kommentarer

Ljudets hastighet, eko, två öron

Ljudets hastighet
Vi började med att fundera på om ljud kan fortplantas i flytande och fasta ämnen. Vi konstaterade att det är så eftersom man hör en hel del när man simmar under vattnet i en simbassäng och om när man knackar på en stängd trädörr leder den ljudet in till rummet innanför dörren. Att ljud kan fortplantas i gaser visste vi redan eftersom vi hör varandra ganska bra när vi pratar i fysiksalen.
Ljudets hastighet varierar beroende på vilket ämne det fortplantas genom.
* Snabbast går det i fasta ämnen. Atomerna/molekylerna sitter tätt. Ljudhastigheten i stål är 5100 m/s.
* Medelsnabbt går det i vätskor. Molekylerna sitter ganska tätt. Ljudhastigheten i vatten är 1500 m/s.
* Långsammast går det i gaser. Molekylerna är utspridda ganska långt i från varandra. Ljudhastigheten i luft är 340 m/s. Ljudhastigheten i luft kan vara värt att lägga på minnet. Det hör till allmänbildningen att känna till den.

Eko, absorption och fladdermöss
Vi pratade även om eko och absorption av ljud och om hur bra olika material reflekterar och absorberar ljud. Fladdermöss sänder ut högfrekvent ljud och orienterar sig efter ekot. De har väldigt känsliga öron, så de "blundar" med öronen när de skickar ut sina signaler för att skydda dem. Läs mer om det här på sidan 136 i fysikboken.

Två öron
Hela klassen ställde sig i en stor ring och i mitten stod en frivillig försöksperson som blundade. Vi som stod i ringen skickade ljudlöst runt ett provrör med lite grus i. När jag viftade lite med armen skramlade den person som för tillfället råkade att hålla i provröret med det. Försökspersonen skulle då peka åt det håll som ljudet kom ifrån. Det var inga problem för försökspersonen att ange riktningen när båda öronen fick vara med. Däremot blev det svårare att ange varifrån ljudet kom när försökspersonen höll för ena örat. Hur kan det komma sig? Ja, vi gick igenom det och antecknade det i skrivböckerna. Om ni har tur kanske jag skriver det här på bloggen också om några dagar.

Buller och åtgärder mot buller
Eleverna arbetade med ett uppgiftsbald som handlade om buller och åtgärder mot buller. Det var inte svårt att förstå, därför hänvisar jag er till boken läs på sidan 133 om buller och på sidan 143 om åtgärder mot buller.

Kemiproven, örat och vakuumpumpen

Kemiproven
Äntligen fick ni tillbaka kemiproven. Var och en tittade igenom sitt prov och det fanns möjlighet att fråga om rättning och poängsättning. Sedan samlade jag in proven igen.

Örat

Örats delar

Först fick eleverna arbeta självständigt med ett arbetsblad om örats delar och funktion.

Arbetsblad om örat

Sedan när jag gick vi igenom det kom vi även in på diverse intressanta sidospår som handlade om ärrbildning på trumhinnan efter öroninflammation, lock för öronen, tinnitus och olika hörselnedsättningar.

.

Ingen kan höra dig skrika i rymden. Stämmer det?

Vakuumpump med ringklocka

.

Vi tog fram vakuumpumpen för att prova om ljud behöver luft för att utbreda sig. Vi satte in en ringklocka i vakuumpumpen och pumpade ur så mycket luft som det gick. Precis som vi misstänkte så hördes ringningen mycket sämre när en stor del av luften var urpumpad. När vi sedan släppte in luften igen hördes klockans ringning starkare och starkare allt eftersom det kom in mer luft. Om vi hade kunnat pumpa ur all luft och om klockan hade svävat helt fritt i vakuumpumpen hade vi inte kunnat höra något ringljud alls. Jag hade hängt upp klockan i två snören för att förhindra att ljudet leddes ut genom bottenplattan. (Nu leddes en liten del av ljudet genom snörena och upphängningspinnarna till bottenplattan och sedan ut i luften. ) Nåja. Vi svarar i allafall ja på frågan om ljud behöver luft(eller något annat material) för att utbreda sig och på frågan i rubriken svarar vi: Ja, det stämmer att ingen kan höra dig skrika i rymden.

:

Kul svar

Till sist måste jag bara delge er ett kul svar på kemiprovet. Här kan du läsa hur en person i 8c svarade. Svaret står med kursiverad text.

Frågan:

Vi provade även att hålla ett provrör i gasollågan. När syretillförseln är god och lågan är blå händer inget. Men om man stryper syretillförseln så att man får en gul låga blir provröret svart av sot.

Varför blir provröret svart av sot?

.

Det är ont om syre och då sätter sig kolatomerna på röret och väntar på syre.

.

Kolatomerna behöver inte vänta förgäves, i frågans andra del får kolatomerna sitt syre, förenar sig med det och "flyger i väg".

Tack x för att jag fick skriva ditt svar här.

.

Trevlig helg!

Fysikkursen startade med ljudlaborationer

Vi gjorde sex korta laborationer om ljud i dag. Du hittar laborationerna på sidorna 144 och 145 i Puls Fysik.

1. Stämgaffeln

Man kunde känna att stämgaffeln rör på sig genom att hålla den mot näsan, ögonfransarna och kinden, det kittlas. Man kunde även se att den rör på sig när man doppar den i vatten. Då bildas små vågor kring den och om man slår an den riktigt ordentligt skvätter vattnet omkring.

3. Låter ljudkällor lika i alla riktningar?

Vi kunde konstatera att stämgaffeln låter mest när man håller den lodrätt vid örat. Det beror på att stämgaffelns skänklar svänger i den riktningen. Jag förklarade och berättade även om ljudvågor. Det kan du läsa om på sidan 137 i vår utmärkta fysikbok under rubriken Ljudvågor i partikelmodellen.

5. Slinky spring

Man håller fjädern i båda händerna och sträcker ut den. Ena handen får vara en ljudkälla som rör sig fram och tillbaka. Då ser man tydligt hur vågor förflytttar sig genom fjädern. Det blir förtunningar och förtätningar där vågen går fram. Vågen förflyttar sig men inte fjädern. Så fungerar det även när ljudvågor går genom luften.

7. Big Bang eller Big Ben?

Vi hängde upp en gaffel i en sytråd. En medhjälpare slog till gaffeln med ett metallföremål och vi jämförde hur det lät när man höll trådens ändar mot öronen och när man inte gjorde det. Vi kan avslöja att det låter mycket starkare när man håller trådens ändar mot örat. Ljudet leds direkt till örat. Först vibrerar gaffeln, överförs vibrationerna till tråden, till fingarana och slutligen till skallbenet och örat.

8. Burktelefon

När man pratar i burktelefonen börjar luften i burken att vibrera, sedan förs vibrationerna vidare genom snöret till burken i andra änden. När vibrationerna nått burken i andra änden börjar luften i burken i att vibrera och de vibrationerna når sedan örat. Burktelefonen fungerar ganska bra eftersom ljudet inte sprids så mycket när det leds genom tråden.

11. Resonans

Vi jämförde hur stämgaffeln låter när man håller den i luften och när man sätter skaftet mot ett bord. Det låter mycket starkare när stämgaffelns skaft nuddar bordet. Vibrationerna i stämgaffeln överförs till hela bordsytan -> ljudet blir starkare.

Mot slutet av lektionen gick jag igenom laborationerna. Vi rätade ut ett och annat frågetecken, kom till en del nya insikter och kompletterade våra laborationsanteckningar. Här ovanför kan du läsa en förkortad version av det vi diskuterade och det jag skrev på tavlan.

Till sist vill jag passa på att efterlysa några exemplar av den här boken:

Flera av eleverna i 8c vet inte var de har gjort av sin fysikbok. Leta igenom skåpet i skolan och leta hemma i alla skrymslen och vrår. Om man inte hittar den får man köpa en ny och det är ganska dyrt.