Dołącz do czytelników
Brak wyników

Kącik małego odkrywcy

14 lutego 2018

NR 24 (Luty 2017)

Światło bez tajemnic

0 287

Co jest najszybsze we Wszechświecie? Światło! Jak szybko przenosi się w przestrzeni? Niewyobrażalnie szybko, w próżni – z prędkością dochodzącą nawet do 300 000 km na sekundę. W jaki sposób przemieszcza się światło, jakie ma właściwości? Czy światło można złapać? Jakiego koloru jest światło i czy można je „pomalować”? Wymienione i jeszcze inne tajemnice światła odkryją mali naukowcy, wykonując serię zaproponowanych niżej eksperymentów.

W jaki sposób światło przemieszcza się w przestrzeni?

W celu przeprowadzenia eksperymentu należy przygotować:

  • 2 sztywne kartki (np. z bloku technicznego),
  • dziurkacz,
  • plastelinę,
  • latarkę,
  • stos książek lub duże klocki (do ułożenia latarki na odpowiedniej wysokości).

Wykonanie eksperymentu: 

  • Złożyć równo 2 kartki. Za pomocą dziurkacza zrobić w każdej z nich otwór.
  • Kartki zamocować na stoliku przykrytym papierem – pionowo, za pomocą plasteliny. Odległość między kartkami – ok. 30 cm; otwory powinny znaleźć się w jednej linii, skierowanej prostopadle do kartek.
  • Na stosie książek lub klocków oddalonych od kartek o 20–30 cm ułożyć latarkę w taki sposób, by po jej włączeniu światło padało na otwór w pierwszej kartce.
  • Usiąść po przeciwnej stronie z okiem skierowanym w stronę otworu w kartce.
  • Co można w ten sposób zobaczyć? Światło płynące z latarki.
  • Przesunąć jedną z kartek w taki sposób, aby otwory nie leżały w linii prostopadłej do kartek i znów popatrzeć przez otwór w kartce (z tego samego miejsca, co poprzednio).

Co się okaże? Światło latarki nie będzie widoczne.

Jak to wyjaśnić? Światło za drugim razem nie będzie widoczne, ponieważ rozchodzi się tylko po liniach prostych i nie trafia do otworu, który nie znajduje się na jego drodze.

Czy światło można złapać?

Okazuje się, że można, a w dodatku można to zrobić nie tylko w specjalistycznych pracowniach, ale też w domowych i szkolnych warunkach.

Należy przygotować:

  • pomieszczenie z możliwością zaciemnienia,
  • latarkę,
  • wąską rurkę z plastiku (dł. ok. 50 cm),
  • plastikową butelkę napełnioną z wodą,
  • zakrętkę do butelki – z otworem o przekroju plastikowej rurki (otwór powinien przed zajęciami wykonać nauczyciel – za pomocą wiertarki lub rozgrzanego grubego gwoździa),
  • nożyczki,
  • arkusz czarnego papieru,
  • taśmę klejącą,
  • naczynie na wodę,
  • plastelinę.

Wykonanie eksperymentu:

  • Za pomocą plasteliny zamocować w zakrętce plastikową rurkę i zakręcić nią napełnioną wodą butelkę. Zamknąć wystający koniec rurki plasteliną, uniemożliwiając wylewanie się wody.
  • Za pomocą taśmy klejącej zamocować latarkę do dna butelki w taki sposób, by światło padało na dno butelki. Zapalić latarkę.
  • Starannie owinąć całą butelkę i latarkę czarnym papierem w taki sposób, by światło pochodzące z latarki nie przedostawało się na zewnątrz.
  • Położyć butelkę, koniec plastikowej rurki skierować do naczynia na wodę, zaciemnić pomieszczenie i wyjąć z rurki plastelinę. 

Co się będzie działo? Z plastikowej rurki popłynie świecący strumień wody.
Będzie to dowód na to, że światło zostało złapane – w tym przypadku do plastikowej rurki.

Jaki kształt będzie miał strumień tego światła? Strumień będzie miał kształt wygiętej rurki. Czy to oznacza, że promienie świetlne mogą jednak rozchodzić się po liniach krzywych? Tylko z pozoru tak, ale w rzeczywistości – nie! Otóż światło biegnie zawsze po linii prostej. W tym przypadku uwięzione wewnątrz rurki promienie światła ulegają wewnętrznemu odbiciu od ścianek rurki. Z tego powodu światło biegnie wewnątrz rurki zygzakiem, składającym się z maleńkich odcinków linii prostych.

A co się dzieje ze światłem w przestrzeni kosmicznej?
W przestrzeni kosmicznej panują wieczne ciemności. Światło nie rozprasza się tam, ponieważ nie ma atmosfery rozpraszającej promienie słoneczne. Co prawda planety i Księżyc jaśnieją w ciemności, ale tylko wtedy, gdy ich powierzchnia odbija światło słoneczne.

Czy światło można połamać?

Można. Zjawisko załamania światła można zaobserwować, gdy światło przechodzi z jednego przezroczystego środowiska do drugiego.

W celu zaprezentowania eksperymentu ukazującego załamanie światła należy przygotować:

  • pomieszczenie z możliwością zaciemnienia,
  • szklankę z wodą (ok. ¾ objętości szklanki),
  • latarkę,
  • odrobinę mleka.

Wykonanie eksperymentu:

  • Do szklanki z wodą wlać odrobinę mleka.
  • Zaciemnić pomieszczenie.
  • Zapalić latarkę i skierować jej światło na powierzchnię płynu w szklance w taki sposób, by światło latarki padało na płyn ukośnie z góry.

Co się okaże? Wpadająca do wody wiązka światła ulega załamaniu i zmienia kierunek.

Dlaczego? Dlatego, że zmienia się gęstość środowiska (światło wpada do wody, która ma inną gęstość niż powietrze) 
i w związku z tym zmienia swoją prędkość, a z jej zmianą wiąże się zmiana kierunku padania promieni.

 

A to ciekawe…

  • Zjawisko załamania światła bywa powodem błędnej oceny położenia przedmiotów znajdujących się w wodzie. Jak się o tym przekonać?
  • Wystarczy sięgnąć po kamyk leżący na dnie rzeki, by przekonać się, że leży on nieco głębiej, niż nam się wydaje. Wiedzą o tym rybacy łowiący ryby przy użyciu harpuna i dlatego nie celują dokładnie w to miejsce, gdzie widzą rybę, ale trochę głębiej.
  • W wodach Malezji żyje ryba zwana „pryskaczem”. Poluje na owady fruwające nad wodą, „strzelając” do nich porcją kropelek paraliżującej cieczy. Skądinąd wie, że powinna brać pod uwagę załamanie światła, by trafić do celu... „Strzela” niedokładnie tak, jak widzi owady, ale tym sposobem bez trudu zdobywa pożywienie.


Lustereczko, powiedz przecie…

Tak mawiała czasami pewna królowa, przeglądając się w lustrze. Czy lustro mówiło prawdę o jej urodzie? Trudno powiedzieć, gdyż lustra czasami „mówią prawdę”, a czasami – „kłamią”…

Lustra i błyszczące przedmioty mogą zmieniać obraz, deformując go, a nawet odwracając. Wszystko odbywa się za sprawą zmiany kąta odbicia promieni świetlnych. 

Oto najprostszy eksperyment, którego wykonanie pozwoli dzieciom przekonać się, że tak jest.

Należy przygotować:

  • mocno błyszczące metalowe łyżki różnych kształtów i rozmiarów.

Sposób przeprowadzenia eksperymentu:

  • Każdy uczestnik bierze jedną łyżkę. Oddalając i przybliżając do siebie wewnętrzną część łyżki patrzy na swoje odbicie.
  • Nauczyciel proponuje, by uczniowie odwrócili łyżki stroną wypukłą do twarzy i również przyjrzeli się swojemu odbiciu.

Co się okaże? Za pierwszym razem dzieci zobaczą swoje odbicia znacznie powiększone, w pozycji „do góry nogami”. Ponadto zarówno za pierwszym, jak i za drugim razem obrazy będą wyraźnie zniekształcone.

Dlaczego? Wiąże się to ze zmianą kąta odbicia promieni świetlnych. Łyżki działają tu podobnie jak lustra – tzw. „krzywe zwierciadła”.

 

Ciekawe, zabawne, prawdziwe…

  • Zwierciadła wypukłe zmniejszają obraz, ale zbierając większą ilość promieni dają szerokie pole widzenia. Tę właściwość wykorzystuje się do produkcji lusterek samochodowych.
  • Zwierciadła wklęsłe, powiększające obraz, wykorzystywane są do produkcji lusterek do makijażu.
  • Właściwości luster polegające na wydłużaniu odbicia często wykorzystuje się w sklepowych przymierzalniach ubrań.

Osoby stojące przed takim lustrem widzą siebie jako znacznie wyższe i szczuplejsze niż są w rzeczywistości. Myślą, że to za sprawą mierzonych ubrań, więc je kupują. A w domu – bywa rozczarowanie… I pomyśleć, że za wszystkim stoi odpowiednio załamane światło!

 

Jakiego koloru jest światło?

Pozornie – białego, ale w rzeczywistości światło jest paletą barw i składa się z widma, czyli wielu kolorów tęczy.

Do przeprowadzenia eksperymentu ukazującego wielobarwną naturę światła potrzebne będą:

  • szklanka wypełniona do ok. ¾ wodą,
  • biała kartka papieru,
  • latarka.

Wykonanie eksperymentu:

  • Białą kartkę papieru położyć na stoliku. Jedną ręką unieść szklankę z wodą, w drugiej trzymać zapaloną latarkę.

Światło latarki skierować ukośnie na wodę w szklance. Zmieniać odpowiednio kąt padania światła na wodę, aż na papierze pojawi się tęcza.

Skąd się wzięła w pomieszczeniu tęcz...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 10 wydań magazynu "Życie Szkoły"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • Możliwość pobrania materiałów dodatkowych
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy