Fysiikka
Magnetismiin liittyviä tutkimuksia ja havaintoja
KOE 1
Testaa magneetteja erilaisiin materiaaleihin.
Mitä havaitset?
KOE 2
Tutki miten kaksi magneettia käyttäytyvät keskenään.
Mitä havaitset?
KOE 3
Ripottele paperille rautajauhoa ja aseta magneetti paperin alle.
Mitä havaitset?
KOE 4
Sivele teräsneulalla magneettia noin 15 sekuntia koko ajan samaan suuntaan.
Teippaa neula korkinpalaan ja laita se veteen kellumaan.
Mitä havitset?
Testaa magneetteja erilaisiin materiaaleihin.
Mitä havaitset?
KOE 2
Tutki miten kaksi magneettia käyttäytyvät keskenään.
Mitä havaitset?
KOE 3
Ripottele paperille rautajauhoa ja aseta magneetti paperin alle.
Mitä havaitset?
KOE 4
Sivele teräsneulalla magneettia noin 15 sekuntia koko ajan samaan suuntaan.
Teippaa neula korkinpalaan ja laita se veteen kellumaan.
Mitä havitset?
6. Magnetismi
Tarinan mukaan kreikkalainen paimen Magnesd keksi magneettisuuden voiman, kun hänen jalkansa osui kallioon ja magnetiitti-niminen magneettinen kivi irrotti hänen sandaaleista rautanaulat. Sellaisia aineita, jotka ovat pysyvästi magneettisia tai joista voi tulla väliaikaisia magneetteja ei ole paljon. Tunnetuin tällainen aine on rauta, mutta myös nikkeli ja koboltti. Jos magneetti katkaistaan, kumpikin osa toimii uutena magneettina.
Sana 'magneetti' juontaa nykytiedon mukaan muinaiseen Magnesian kaupunkiin, jonka läheisyydestä löydettiin magneettista malmia, magnettiittia.
Maa on jättimäinen magneetti, mutta syytä siihen ei tiedetä. Maassa on magneettikenttä. Se on liikkuva ja muuttuva eikä se ole yhteneväinen maantieteellisen pohjois- ja etelänavan kanssa. Magneettinen pohjoisnapa liikkuu noin 50 kilometriä lounaaseen vuodessa. Samoin liikkuu magneettinen etelänapa hiukan vuosittain.
Sana 'magneetti' juontaa nykytiedon mukaan muinaiseen Magnesian kaupunkiin, jonka läheisyydestä löydettiin magneettista malmia, magnettiittia.
Maa on jättimäinen magneetti, mutta syytä siihen ei tiedetä. Maassa on magneettikenttä. Se on liikkuva ja muuttuva eikä se ole yhteneväinen maantieteellisen pohjois- ja etelänavan kanssa. Magneettinen pohjoisnapa liikkuu noin 50 kilometriä lounaaseen vuodessa. Samoin liikkuu magneettinen etelänapa hiukan vuosittain.
Sähköön liittyviä tutkimuksia ja havaintoja
KOE 1
Ota viivain ja arkki talouspaperia. Jos paperi on kaksinkertainen, ota kerrokset erilleen toisistaan. Repi paperi pieneksi silpuksi pöydälle. Vie viivain lähelle paperisilppua.
Mitä havaitset?
Hankaa viivainta hiuksiisi ja suorita koe uudelleen.
Mitä havaitset nyt?
KOE 2
Hankaa ilmapalloa hiuksiisi.
Vie ilmapallo lähelle valuvaa vettä.
Mitä havaitset?
KOE 3
Rakennetaan suljettu virtapiiri.
Ota viivain ja arkki talouspaperia. Jos paperi on kaksinkertainen, ota kerrokset erilleen toisistaan. Repi paperi pieneksi silpuksi pöydälle. Vie viivain lähelle paperisilppua.
Mitä havaitset?
Hankaa viivainta hiuksiisi ja suorita koe uudelleen.
Mitä havaitset nyt?
KOE 2
Hankaa ilmapalloa hiuksiisi.
Vie ilmapallo lähelle valuvaa vettä.
Mitä havaitset?
KOE 3
Rakennetaan suljettu virtapiiri.
5. Sähköoppia
Historiaa
Jo antiikin kreikkalaiset tunsivat hankaussähkön. Kreikkalainen filosofi Thales havaitsi, että kun meripihkaa hangattiin kankaalla se alkoi vetää puoleensa höyheniä ja karvoja. Meripihka on kreikan kielellä elektron. Sähkön järjestelmällinen tutkiminen alkoi hankaussähkön tutkimuksesta.
Amerikkalainen Benjamin Franklin teki 1700-luvulla kokeen ukonilmalla leijalla, jonka narussa roikkui avain, siitä alkoi ukkosenjohdattimen synty.
Italialainen A. Volta keksi sähkövirran ja rakensi ensimmäisen pariston laittamalla sinkki- ja kuparilevyjä suolaliuokseen. Sana "voltti" juontaa juurensa tästä.
Hankaussähkö
Hankaamalla aikaansaatuja sähkövarauksia kutsutaan staattiseksi- eli hankaussähköksi.
Ihminen voi saada sähkövarauksia, kun hänen kenkänsä hankaavat mattoa, housunsa hankaavat autonpenkkiä tai kätensä hankaa muovikaidetta. Kun hän sitten koskettaa toista ihmistä tai auton ovea, hän voi tuntea purkauksen eli saada pienen sähköiskun - se voi tehdä kipeää. Joskus, kun riisut puseroa, voi kuulua pientä ritinää. Sähkövaraukset eivät silloin enää pysy erillään, vaan kohtaavat toisensa, jolloin syntyy pieni purkaus. Kun puseron riisuu pimeässä, voi havaita myös hennon valonvälähdyksen. Ne johtuvat purkauksesta.
Joskus hankaussähkön aiheuttama purkaus voi jopa sytyttää tulipalon tai rikkoa herkän sähkölaitteen.
Kuinka salama syntyy?
Ukkospilvissä jäähiukkaset törmäilevät ja hankaavat toisiaan, kun ilma kuljettaa niitä ylös ja alas. Tällä tavalla ukkospilviinkin syntyy sähkövarauksia. Ukkospilvissä purkaukset voivat tapahtua pilvissä tai pilven ja maan välillä. Purkaus kuumentaa ilman niin kuumaksi, että se alkaa valaista. Samalla ilma laajenee räjähdysmäisesti ja syntyy jyrinää. Tällaista isoa purkausta sanotaa salamaksi.
Sisätiloissa on yleensä turvallista ukonilmalla, varsinkin jos talossa on ukkosenjohdatin, jota pitkin salamalla on helppo yhteys maahan eikä aiheuta vahinkoa muualle.
Sähkölaitteet ja turvallisuus
Sähkölaitteilla leikkiminen voi aiheuttaa onnettomuuksia, jos laitteiden käyttöohjeita ei tunne. Tämän vuoksi tulee aina tutustua laitteiden käyttöohjeisiin ennen käyttöä ja noudattaa niitä huolella.
Tärkeitä huomioita:
- käytä vain ehjiä laitteita, rikkinäiset laitteet tulee hävittää ohjeiden mukaisesti
- korjauskelvolliset laitteet tulee korjauttaa ammattilaisella, ei itse ellei ole ammattilainen
- rikkinäisestä laitteesta tulee yleensä outoa ääntä, hajua, savua tai kipinöitä
- työnnä pistotulppa aina pistorasian pohjaan saakka
- ota aina kiinni pistotulpasta - ei johdosta
- älä käytä sisätiloihin tarkoitettuja sähkölaitteita ulkona
- jatkojohdot ovat tarkoitettu vain väliaikaiseen käyttöön
- tavallisten sähkölaitteiden käyttö VEDEN ÄÄRELLÄ esim. suihkutiloissa ON VAARALLISTA
(esim. keittiön vesialtaaseen pudonnut sähkövatkain on hengenvaarallinen,
samoin kylpyhuoneen altaaseen pudonnun hiustenkuivaaja tai partakone)
- sähkölaitteita ei saa peittää, ilman pitää päästä vapaasti kiertämään
(esim. sähköpatterille tai -kiukaalle ei saa ripustaa pyykkejä kuivumaan)
- pidä sähkölaitteet pölyvapaina
JOS SÄHKÖLAITE SYTTYY PALAMAAN, SAMMUTTAMISESSA EI SAA KOSKAAN KÄYTTÄÄ VETTÄ!
ÄLÄ KOSKAAN MENE KORKEAJÄNNITEALUEELLE (sähköpylväät, sähköjunien katot),
SIELLÄ VAANII HENGENVAARA - PITKÄ VALOKAARI!
Katso Youtubeste-video:
Älä pelleile sähköllä (STEK)
Harjoittele sähkökytkentöjä:
https://phet.colorado.edu/fi/simulations/circuit-construction-kit-dc
Jo antiikin kreikkalaiset tunsivat hankaussähkön. Kreikkalainen filosofi Thales havaitsi, että kun meripihkaa hangattiin kankaalla se alkoi vetää puoleensa höyheniä ja karvoja. Meripihka on kreikan kielellä elektron. Sähkön järjestelmällinen tutkiminen alkoi hankaussähkön tutkimuksesta.
Amerikkalainen Benjamin Franklin teki 1700-luvulla kokeen ukonilmalla leijalla, jonka narussa roikkui avain, siitä alkoi ukkosenjohdattimen synty.
Italialainen A. Volta keksi sähkövirran ja rakensi ensimmäisen pariston laittamalla sinkki- ja kuparilevyjä suolaliuokseen. Sana "voltti" juontaa juurensa tästä.
Hankaussähkö
Hankaamalla aikaansaatuja sähkövarauksia kutsutaan staattiseksi- eli hankaussähköksi.
Ihminen voi saada sähkövarauksia, kun hänen kenkänsä hankaavat mattoa, housunsa hankaavat autonpenkkiä tai kätensä hankaa muovikaidetta. Kun hän sitten koskettaa toista ihmistä tai auton ovea, hän voi tuntea purkauksen eli saada pienen sähköiskun - se voi tehdä kipeää. Joskus, kun riisut puseroa, voi kuulua pientä ritinää. Sähkövaraukset eivät silloin enää pysy erillään, vaan kohtaavat toisensa, jolloin syntyy pieni purkaus. Kun puseron riisuu pimeässä, voi havaita myös hennon valonvälähdyksen. Ne johtuvat purkauksesta.
Joskus hankaussähkön aiheuttama purkaus voi jopa sytyttää tulipalon tai rikkoa herkän sähkölaitteen.
Kuinka salama syntyy?
Ukkospilvissä jäähiukkaset törmäilevät ja hankaavat toisiaan, kun ilma kuljettaa niitä ylös ja alas. Tällä tavalla ukkospilviinkin syntyy sähkövarauksia. Ukkospilvissä purkaukset voivat tapahtua pilvissä tai pilven ja maan välillä. Purkaus kuumentaa ilman niin kuumaksi, että se alkaa valaista. Samalla ilma laajenee räjähdysmäisesti ja syntyy jyrinää. Tällaista isoa purkausta sanotaa salamaksi.
Sisätiloissa on yleensä turvallista ukonilmalla, varsinkin jos talossa on ukkosenjohdatin, jota pitkin salamalla on helppo yhteys maahan eikä aiheuta vahinkoa muualle.
Sähkölaitteet ja turvallisuus
Sähkölaitteilla leikkiminen voi aiheuttaa onnettomuuksia, jos laitteiden käyttöohjeita ei tunne. Tämän vuoksi tulee aina tutustua laitteiden käyttöohjeisiin ennen käyttöä ja noudattaa niitä huolella.
Tärkeitä huomioita:
- käytä vain ehjiä laitteita, rikkinäiset laitteet tulee hävittää ohjeiden mukaisesti
- korjauskelvolliset laitteet tulee korjauttaa ammattilaisella, ei itse ellei ole ammattilainen
- rikkinäisestä laitteesta tulee yleensä outoa ääntä, hajua, savua tai kipinöitä
- työnnä pistotulppa aina pistorasian pohjaan saakka
- ota aina kiinni pistotulpasta - ei johdosta
- älä käytä sisätiloihin tarkoitettuja sähkölaitteita ulkona
- jatkojohdot ovat tarkoitettu vain väliaikaiseen käyttöön
- tavallisten sähkölaitteiden käyttö VEDEN ÄÄRELLÄ esim. suihkutiloissa ON VAARALLISTA
(esim. keittiön vesialtaaseen pudonnut sähkövatkain on hengenvaarallinen,
samoin kylpyhuoneen altaaseen pudonnun hiustenkuivaaja tai partakone)
- sähkölaitteita ei saa peittää, ilman pitää päästä vapaasti kiertämään
(esim. sähköpatterille tai -kiukaalle ei saa ripustaa pyykkejä kuivumaan)
- pidä sähkölaitteet pölyvapaina
JOS SÄHKÖLAITE SYTTYY PALAMAAN, SAMMUTTAMISESSA EI SAA KOSKAAN KÄYTTÄÄ VETTÄ!
ÄLÄ KOSKAAN MENE KORKEAJÄNNITEALUEELLE (sähköpylväät, sähköjunien katot),
SIELLÄ VAANII HENGENVAARA - PITKÄ VALOKAARI!
Katso Youtubeste-video:
Älä pelleile sähköllä (STEK)
Harjoittele sähkökytkentöjä:
https://phet.colorado.edu/fi/simulations/circuit-construction-kit-dc
Lämpöoppiin liittyviä tutkimuksia ja havaintoja
KOE 1
Laita kolmeen astiaan eri lämpöisiä vesiä (kuuma, kylmä ja haalea vesi keskelle).
Pidä toista kättä kylmässä ja toista kuumassa vedessä. Siirrä kädet sitten keskimmäiseen vesiastiaan.
Mitä havaitset?
KOE 2
Laita toiseen lasimaljaan kuumaa vettä ja toiseen kylmää.
Riko astioihin mustepatruunat.
Mitä havaitset?
KOE 3
Lämmitä pullo kuumalla vedellä.
Laita pullon suuhun ilmapallo.
Siirrä pullo nyt kylmään veteen.
Mitä havaitset?
KOE 4
Täytä purkki vedellä ja laita kanneksi folio.
Laita purkki pakastimeen.
Mitä huomaat, kun vesi on jäätynyt?
KOE 5
Laita kuumaan veteen hopea-, teräs-, muovi- ja puulusikka.
Tunnustele niiden varsia.
Mitä havaitsit?
Mikä on johtopäätöksesi?
Kirjoita tutkimusraportti.
KOE 6
Tarvikkeet: vedenkeitin, vesiastia, putkilo ja ruokaöljyä
Kuumenna vesi vedenkeittimellä ja kaada se astiaan.
Laita putkeen noin 5 cm kylmää ruokaöljyä.
Laita putki kuumaan veteen ja pidä siellä jonkin aikaa.
Mitä havaitset?
Millaisen johtopäätöksen voit tehdä?
Laita kolmeen astiaan eri lämpöisiä vesiä (kuuma, kylmä ja haalea vesi keskelle).
Pidä toista kättä kylmässä ja toista kuumassa vedessä. Siirrä kädet sitten keskimmäiseen vesiastiaan.
Mitä havaitset?
KOE 2
Laita toiseen lasimaljaan kuumaa vettä ja toiseen kylmää.
Riko astioihin mustepatruunat.
Mitä havaitset?
KOE 3
Lämmitä pullo kuumalla vedellä.
Laita pullon suuhun ilmapallo.
Siirrä pullo nyt kylmään veteen.
Mitä havaitset?
KOE 4
Täytä purkki vedellä ja laita kanneksi folio.
Laita purkki pakastimeen.
Mitä huomaat, kun vesi on jäätynyt?
KOE 5
Laita kuumaan veteen hopea-, teräs-, muovi- ja puulusikka.
Tunnustele niiden varsia.
Mitä havaitsit?
Mikä on johtopäätöksesi?
Kirjoita tutkimusraportti.
KOE 6
Tarvikkeet: vedenkeitin, vesiastia, putkilo ja ruokaöljyä
Kuumenna vesi vedenkeittimellä ja kaada se astiaan.
Laita putkeen noin 5 cm kylmää ruokaöljyä.
Laita putki kuumaan veteen ja pidä siellä jonkin aikaa.
Mitä havaitset?
Millaisen johtopäätöksen voit tehdä?
4. Lämpöoppi
Tärkein lämmönlähde on Aurinko. Vaikka Aurinko on 149 000 000 kilometrin etäisyydellä Maasta, sen lämmön voi havaita helposti. Auringon säteily on valtavan suuri, mutta vain miljardisosa siitä tulee maapallolle. Aineen rakenneosat, atomit ja molekyylit, ovat jatkuvassa liikkeessä. Lämpö on aineiden osasten liikettä. Mitä nopeampi liike on, sitä korkeampi on lämpötila.
Lämpötila mitataan tavallisesti Celsius-asteissa. Jään sulamispistettä merkitään celsiusasteikolla nollalla ja veden kiehumispistettä sadalla. Alin mahdollinen lämpötila saavutetaan silloin, kun lämpötila on noin -275 celsiusastetta - tätä kutsutaan absoluuttiseksi nollapisteeksi.
Kun aine lämpenee, se laajenee. Lämpömittareissa käytetään hyväksi tätä lämpölaajentumista. Mittarin nestepylväs nousee, kun se laajenee putkessa. Lämpölaajentuminen huomioidaan myös esim. siltoja ja rautateitä rakennettaessa (laajenemisvara). Eri aineet laajenevat eri tavoin. Kaasut laajenevat enemmän kuin kiinteät aineet ja metalleista kupari laajenee enemmän kuin teräs.
Eri aineet johtavat lämpöä eri tavoin. Kiinteässä muodossa olevat aineet johtavat lämpöä paremmin kuin kaasumaiset aineet. Puu johtaa lämpöä huonosti. Lämpö liikkuu yleensä kohti kylmää ja kylmä vetää lämpöä puoleensa niin kauan kunnes lämpöero on tasoittunut.
Vastaa kysymyksiin:
Miksi kuumalla ilmalla sähköjohdot roikkuvat alempana kuin kylmällä ilmalla?
Miksi saunan lauteet rakennetaan yleensä puusta?
Mitkä ovat veden olomuodot?
Lämpötila mitataan tavallisesti Celsius-asteissa. Jään sulamispistettä merkitään celsiusasteikolla nollalla ja veden kiehumispistettä sadalla. Alin mahdollinen lämpötila saavutetaan silloin, kun lämpötila on noin -275 celsiusastetta - tätä kutsutaan absoluuttiseksi nollapisteeksi.
Kun aine lämpenee, se laajenee. Lämpömittareissa käytetään hyväksi tätä lämpölaajentumista. Mittarin nestepylväs nousee, kun se laajenee putkessa. Lämpölaajentuminen huomioidaan myös esim. siltoja ja rautateitä rakennettaessa (laajenemisvara). Eri aineet laajenevat eri tavoin. Kaasut laajenevat enemmän kuin kiinteät aineet ja metalleista kupari laajenee enemmän kuin teräs.
Eri aineet johtavat lämpöä eri tavoin. Kiinteässä muodossa olevat aineet johtavat lämpöä paremmin kuin kaasumaiset aineet. Puu johtaa lämpöä huonosti. Lämpö liikkuu yleensä kohti kylmää ja kylmä vetää lämpöä puoleensa niin kauan kunnes lämpöero on tasoittunut.
Vastaa kysymyksiin:
Miksi kuumalla ilmalla sähköjohdot roikkuvat alempana kuin kylmällä ilmalla?
Miksi saunan lauteet rakennetaan yleensä puusta?
Mitkä ovat veden olomuodot?
Akustiikkaan liittyviä tutkimuksia ja havaintoja
KOE 1
Sulje silmäsi ja kuuntele hiljaisuutta. Mitä kuulet?
KOE 2
Koputtele pöydällä olevia esineitä. Millaisia ääniä kuului? Vertaile niitä.
KOE 3
Kuuntele erilaisista soittimista lähteviä ääniä. Miten kuvailisit niitä?
KOE 4
Tarvikkeet: kaksi lyijykynää ja noin 40 cm kestävää lankaa.
Aseta kaksi lyijykynää pulpetin keskelle noin 10 cm:n etäisyydelle toisistaan. Kiristä lanka pulpetin ja lyijykynien päälle. Langan toisen pään voit kiinnittää pulpettiin. Näppäile lankaa. Kiristä lankaa ja näppäile uudelleen. Vertaile tuloksia.
KOE 5
Yritä saada vesipulloilla aikaan C-duuriasteikko.
KOE 6
Pohdi ja selviti, miten ääni saadaan aikaan seuraavilla soittimilla?
a) patarummulla
b) nokkahuilulla
c) kitaralla
Kirjoita tutkimusraportti.
KOE 7
Pimeässä huoneessa alkaa puhua se, joka tuntee opettajan kosketuksen olkapäässään.
Tunnistatko kaikkien luokkatovereittesi äänet?
KOE 8
Näpäytä äänirautaa ja kasta se veteen. Mitä havaitset?
Näpäytä äänirautaa uudelleen ja vie se narussa roikkuvaan pullokorkkiin kiinni.
KOE 9
Pidä viivainta pöydän reunalla. Jännitä sen vapaata päätä ja päästä se sitten värähtelemään.
Tarkkaile viivaimesta kuuluvaa ääntä.
Miten voit muuttaa viivaimen värähtelytaajuutta? Miten ääni muuttuu, kun värähtelytaajuus kasvaa?
KOE 10
Testataan tyhjiökupua.
KOE 11
Otetaan kaksi kattilan kantta.
Mitataan ulkona noin 340 m:n etäisyys.
Yksi iskee kattilan kannet yhteen ja muut nostavat kädet ylös kun kuulevat äänen.
Mitä havaitset?
KOE 12
Otetaan tyhjä vesiastia, jonka reunaa naputellaan esim. triangelin puikolla.
Lisätään astiaan vettä vähitellen.
Mitä tapahtuu äänelle?
KOE 13
Laitetaan vesiastia kaiuttimen päälle ja soitetaan musiikkia eri voimakkuuksilla.
Mitä huomaat?
KOE 14
Testaa "purkkipuhelimia".
KOE 15
Katso klipit Chladin levyistä.
Sulje silmäsi ja kuuntele hiljaisuutta. Mitä kuulet?
KOE 2
Koputtele pöydällä olevia esineitä. Millaisia ääniä kuului? Vertaile niitä.
KOE 3
Kuuntele erilaisista soittimista lähteviä ääniä. Miten kuvailisit niitä?
KOE 4
Tarvikkeet: kaksi lyijykynää ja noin 40 cm kestävää lankaa.
Aseta kaksi lyijykynää pulpetin keskelle noin 10 cm:n etäisyydelle toisistaan. Kiristä lanka pulpetin ja lyijykynien päälle. Langan toisen pään voit kiinnittää pulpettiin. Näppäile lankaa. Kiristä lankaa ja näppäile uudelleen. Vertaile tuloksia.
KOE 5
Yritä saada vesipulloilla aikaan C-duuriasteikko.
KOE 6
Pohdi ja selviti, miten ääni saadaan aikaan seuraavilla soittimilla?
a) patarummulla
b) nokkahuilulla
c) kitaralla
Kirjoita tutkimusraportti.
KOE 7
Pimeässä huoneessa alkaa puhua se, joka tuntee opettajan kosketuksen olkapäässään.
Tunnistatko kaikkien luokkatovereittesi äänet?
KOE 8
Näpäytä äänirautaa ja kasta se veteen. Mitä havaitset?
Näpäytä äänirautaa uudelleen ja vie se narussa roikkuvaan pullokorkkiin kiinni.
KOE 9
Pidä viivainta pöydän reunalla. Jännitä sen vapaata päätä ja päästä se sitten värähtelemään.
Tarkkaile viivaimesta kuuluvaa ääntä.
Miten voit muuttaa viivaimen värähtelytaajuutta? Miten ääni muuttuu, kun värähtelytaajuus kasvaa?
KOE 10
Testataan tyhjiökupua.
KOE 11
Otetaan kaksi kattilan kantta.
Mitataan ulkona noin 340 m:n etäisyys.
Yksi iskee kattilan kannet yhteen ja muut nostavat kädet ylös kun kuulevat äänen.
Mitä havaitset?
KOE 12
Otetaan tyhjä vesiastia, jonka reunaa naputellaan esim. triangelin puikolla.
Lisätään astiaan vettä vähitellen.
Mitä tapahtuu äänelle?
KOE 13
Laitetaan vesiastia kaiuttimen päälle ja soitetaan musiikkia eri voimakkuuksilla.
Mitä huomaat?
KOE 14
Testaa "purkkipuhelimia".
KOE 15
Katso klipit Chladin levyistä.
https://www.stara.fi/2013/06/17huikean-nayttava-video-julki-talta-aaniaallot-nayttavat/
3. Akustiikka
Akustiikka eli äänioppi on tieteenala, joka tutkii ääntä. Äänioppi, käsittää kaikki fysikaaliset ilmiöt, jotka ihminen havaitsee kuuloaistinsa välityksellä. Sana akustiikka polveutuu kreikkalaisesta sanasta "akoustikos". Eri paikkoihin liittyy erilaisia ääniä. Silmät suljettuinakin voi havaita, onko sisällä vai ulkona. Myös koulun äänimaailma on erilainen kodin ääniin verrattuna.
Ääni etenee aineessa, jonka se saa värähtelemään. Ääni syntyy aineen värähdellessä eli nopean edestakaisen liikkeen seurauksena. Ääniaallot kulkevat ilmassa, nesteissä ja kiinteissä kappaleissa. Ääni ei etene tyhjiössä, koska siellä ei ole ääntä kuljettavaa ainetta.
Jos kappale, josta ääni lähtee, tekee säännöllisiä ja jaksollisia värähdyksiä, kuulemamme ääni on musikaalista. Nopeat, epäsäännölliset värähdykset aiheuttavat hälyääniä. Ihmisen korva tarvitsee vähintään 16 värähtelyä sekunnissa, jotta kuulisimme sen äänenä.
Ero matalien ja korkeiden äänien välillä on taajuus eli värähtelyiden lukumäärä sekunnissa. Taajuuden yksikkö on hertsi.
Ääni etenee ääniaaltoina. Äänen nopeus on noin 340 metriä sekunnissa ilmassa, vedessä 1500 metriä ja teräksessä noin kuusi (6) kilometriä sekunnissa. Kuumassa ääni liikkuu nopeammin, kylmässä hitaammin. Mitä kauemmaksi ääniaallot etenevät, sitä heikommiksi ne muuttuvat. tämän vuoksi kaukaa tulevat äänet kuulostavat vaimeilta.
Äänen voimakkuus mitataan desibeleinä.
- putoavat lehdet 10 db
- kuiskaus 20-50 db
- puheen sorina 50-70 db
- nopea juna 60-90 db
- ukkonen 90-110 db
- kipukynnys 120 db
Jatkuva melu alentaa kuuloa pysyvästi, siksi kuulosuojainten käyttö on tärkeää. Myös yksittäinen kova pamaus voi vahingoittaa kuuloa.
HAUSKA TIETÄÄ:
Ihmisen ääni (puhe, laulu, huuto jne.) syntyy kun keuhkoista tuleva ilmavirta kulkee äänihuulten välistä ja saa ne värähtelemään. Kun puhut, pidä kättä kevyesti kurkulla, voit tuntea värähtelyn. Korvalehti kerää ääniaallot, sieltä ne etenevät korvakäytävään ja osuvat tärykalvoon. Tärykalvo alkaa värähdellä ja välittää värähtelyn kuuloluitapitkin simpukkaan, josta kuulosolut lähettävät hermoimpulssin aivoihin, jossa se sitten tulkitaan ääneksi.
Tehtävä: Etsi rakennekuva ihmisen kurkusta ja äänihuulista. Piirrä kuva vihkoon.
Lisätehtävä: Etsi rakennekuva ihmisen korvasta. Piirrä kuva vihkoon.
Hyttynen saa äänen aikaan, kun se liikuttaa siipiään nopeasti edestakaisin.
Intiaanit osasivat jo kauan sitten painaa korvansa kiinni maahan ja kuunnella lähestyvien vihollisten saapumista. Hevosten kavioiden äänet kuuluivat maan värähtelyssä paljon aikaisemmin kuin hevoset tulivat näkyviin.
Kun ääniaallot törmäävät kiinteään aineeseen, ne heijastuvat takaisin. Tätä ilmiötä kutsutaan kaiuksi. Kaikua käytetään hyväksi veneiden ja laivojen kaikuluotaimissa.
Ääni etenee aineessa, jonka se saa värähtelemään. Ääni syntyy aineen värähdellessä eli nopean edestakaisen liikkeen seurauksena. Ääniaallot kulkevat ilmassa, nesteissä ja kiinteissä kappaleissa. Ääni ei etene tyhjiössä, koska siellä ei ole ääntä kuljettavaa ainetta.
Jos kappale, josta ääni lähtee, tekee säännöllisiä ja jaksollisia värähdyksiä, kuulemamme ääni on musikaalista. Nopeat, epäsäännölliset värähdykset aiheuttavat hälyääniä. Ihmisen korva tarvitsee vähintään 16 värähtelyä sekunnissa, jotta kuulisimme sen äänenä.
Ero matalien ja korkeiden äänien välillä on taajuus eli värähtelyiden lukumäärä sekunnissa. Taajuuden yksikkö on hertsi.
Ääni etenee ääniaaltoina. Äänen nopeus on noin 340 metriä sekunnissa ilmassa, vedessä 1500 metriä ja teräksessä noin kuusi (6) kilometriä sekunnissa. Kuumassa ääni liikkuu nopeammin, kylmässä hitaammin. Mitä kauemmaksi ääniaallot etenevät, sitä heikommiksi ne muuttuvat. tämän vuoksi kaukaa tulevat äänet kuulostavat vaimeilta.
Äänen voimakkuus mitataan desibeleinä.
- putoavat lehdet 10 db
- kuiskaus 20-50 db
- puheen sorina 50-70 db
- nopea juna 60-90 db
- ukkonen 90-110 db
- kipukynnys 120 db
Jatkuva melu alentaa kuuloa pysyvästi, siksi kuulosuojainten käyttö on tärkeää. Myös yksittäinen kova pamaus voi vahingoittaa kuuloa.
HAUSKA TIETÄÄ:
Ihmisen ääni (puhe, laulu, huuto jne.) syntyy kun keuhkoista tuleva ilmavirta kulkee äänihuulten välistä ja saa ne värähtelemään. Kun puhut, pidä kättä kevyesti kurkulla, voit tuntea värähtelyn. Korvalehti kerää ääniaallot, sieltä ne etenevät korvakäytävään ja osuvat tärykalvoon. Tärykalvo alkaa värähdellä ja välittää värähtelyn kuuloluitapitkin simpukkaan, josta kuulosolut lähettävät hermoimpulssin aivoihin, jossa se sitten tulkitaan ääneksi.
Tehtävä: Etsi rakennekuva ihmisen kurkusta ja äänihuulista. Piirrä kuva vihkoon.
Lisätehtävä: Etsi rakennekuva ihmisen korvasta. Piirrä kuva vihkoon.
Hyttynen saa äänen aikaan, kun se liikuttaa siipiään nopeasti edestakaisin.
Intiaanit osasivat jo kauan sitten painaa korvansa kiinni maahan ja kuunnella lähestyvien vihollisten saapumista. Hevosten kavioiden äänet kuuluivat maan värähtelyssä paljon aikaisemmin kuin hevoset tulivat näkyviin.
Kun ääniaallot törmäävät kiinteään aineeseen, ne heijastuvat takaisin. Tätä ilmiötä kutsutaan kaiuksi. Kaikua käytetään hyväksi veneiden ja laivojen kaikuluotaimissa.
Varjoihin liittyviä tutkimuksia ja havaintoja
KOE 1
Kun valo tulee ylhäältä (esim. keskipäivän aurinko),
millainen varjo silloin on?
KOE 2
Kun valo tulee alhaalta (esim. ilta-aurinko),
millainen varjo silloin on?
KOE 3
Tarvikkeet:
- 5 läpinäkyvää juomalasia ja taskulamppu
- Valaise taskulampulla sivulta yhtä juomalasia.
- Millainen varjo lasille muodostuu?
- Aseta viisi juomalasia päällekkäin.
- Valaise juomalasipinoa sivulta.
- Millainen varjo pinolle muodostuu?
Kun valo tulee ylhäältä (esim. keskipäivän aurinko),
millainen varjo silloin on?
KOE 2
Kun valo tulee alhaalta (esim. ilta-aurinko),
millainen varjo silloin on?
KOE 3
Tarvikkeet:
- 5 läpinäkyvää juomalasia ja taskulamppu
- Valaise taskulampulla sivulta yhtä juomalasia.
- Millainen varjo lasille muodostuu?
- Aseta viisi juomalasia päällekkäin.
- Valaise juomalasipinoa sivulta.
- Millainen varjo pinolle muodostuu?
2.3 Varjo
Valon kulkiessa esim. puhdasta ikkunaruutua kohtia, voi valo kulkea vapaasti sen läpi. Kun esine ei ole läpinäkyvä ja valo kohtaa sen pääsemättä esineen läpi, syntyy varjo. Valo kulkee suoraan, se ei kaarru esineen muodon mukaisesti. Varjo syntyy esineen taakse.
Varjoja on kahta tyyppiä: puolivarjo ja sydänvarjo. Sydänvarjo syntyy, kun valonlähde on pistemäinen. Kuna valonlähde on laaja-alainen, syntyy varjon keskellä olevan sydänvarjon ympärille puolivarjo. Riippuen valanlähteiden määrästä, kappaleella voi myös olla monta sydänvarjoa ja puolivarjoa.
Valo ja varjo liittyvät kiinteästi meidän vuorokauden ja vuodenaikojen kulkuun. Mieti esim. Kuun vaiheita, auringonpimennystä ja sitä, miksi toisinaan on kesä ja toisinaan talvi.
Tehtävä:
Jaa vihkon aukeama neljään osaan.
Tee jokaiseen ruutuun kuva samasta esineestä ja sen varjo seuraavasti:
1. Valo tulee sivusta.
2. Valo tulee kohteen takaa.
3. Valo tulee takaviistosta.
4. Valo tulee yläpuolelta.
Varjoja on kahta tyyppiä: puolivarjo ja sydänvarjo. Sydänvarjo syntyy, kun valonlähde on pistemäinen. Kuna valonlähde on laaja-alainen, syntyy varjon keskellä olevan sydänvarjon ympärille puolivarjo. Riippuen valanlähteiden määrästä, kappaleella voi myös olla monta sydänvarjoa ja puolivarjoa.
Valo ja varjo liittyvät kiinteästi meidän vuorokauden ja vuodenaikojen kulkuun. Mieti esim. Kuun vaiheita, auringonpimennystä ja sitä, miksi toisinaan on kesä ja toisinaan talvi.
Tehtävä:
Jaa vihkon aukeama neljään osaan.
Tee jokaiseen ruutuun kuva samasta esineestä ja sen varjo seuraavasti:
1. Valo tulee sivusta.
2. Valo tulee kohteen takaa.
3. Valo tulee takaviistosta.
4. Valo tulee yläpuolelta.
Väreihin liittyviä kokeita ja havaintoja
KOE 1
- Katso taululla olevaa valkoista paperia, jonka keskellä on musta ympyrä.
- Katso noin 10 sekuntia.
- Siirrä katseesi vieressä olevaan valkoiseen paperiin.
- Mitä havaitset?
KOE 2
- Katso taululla olevia harmaita kehyksiä.
- Toisen keskellä on valkoinen paperi ja toisen musta paperi.
- Vertaa kehyksiä? Huomaatko eroa?
KOE 3
- Katso jälleen mustaa ympyrää valkoisella pohjalla.
- Katso nyt prisman läpi.
- Keskitä katseesi värien rajapintaan.
- Mitä havaitset?
KOE 4
- Katso seinällä olevaa isoa, valkoista kartonkia.
- Kiinnitä valkoiseen alustaan keltainen paperi.
- Katso intensiivisesti noin 10 sekuntia.
- Siirrä katse jälleen valkoiselle alueelle.
- Mitä näet?
Tee sama myös punaisella ja sinisellä paperilla, mutta lepuuta silmiä välissä.
KOE 5
- Kiinnitä nyt valkoiselle alustalle musta paperi, jossa on oranssi risti.
- Katso intensiivisesti.
- Mitä näet?
KOE 6
- Aseta astia aurinkoiseen paikkaan ja täytä se vedellä.
- Aseta peili nojaamaan astian sisäreunaan.
- Kääntele peiliä varovasti, ja koeta saada sateenkaari heijastumaan paperiin.
KOE 7
- Käytä prismaa ja valonlähdettä.
- Yritä saada näkyviin spektri.
KOE 8
- Tutki pimeässä, miten musta väri imee kaiken itseensä.
- Osoita mustaa kohdetta lampulla. Milloin havaitset kohteen?
- Kokeile samaa heijastimella varustetulla kohteella.
KOE 9
- Ota kaksi pahvilaatikkoa, joista toinen on sisältä musta ja toinen valkoinen.
- Valaise laatikoita taskulampulla.
- Mitä havaitset.
- Katso taululla olevaa valkoista paperia, jonka keskellä on musta ympyrä.
- Katso noin 10 sekuntia.
- Siirrä katseesi vieressä olevaan valkoiseen paperiin.
- Mitä havaitset?
KOE 2
- Katso taululla olevia harmaita kehyksiä.
- Toisen keskellä on valkoinen paperi ja toisen musta paperi.
- Vertaa kehyksiä? Huomaatko eroa?
KOE 3
- Katso jälleen mustaa ympyrää valkoisella pohjalla.
- Katso nyt prisman läpi.
- Keskitä katseesi värien rajapintaan.
- Mitä havaitset?
KOE 4
- Katso seinällä olevaa isoa, valkoista kartonkia.
- Kiinnitä valkoiseen alustaan keltainen paperi.
- Katso intensiivisesti noin 10 sekuntia.
- Siirrä katse jälleen valkoiselle alueelle.
- Mitä näet?
Tee sama myös punaisella ja sinisellä paperilla, mutta lepuuta silmiä välissä.
KOE 5
- Kiinnitä nyt valkoiselle alustalle musta paperi, jossa on oranssi risti.
- Katso intensiivisesti.
- Mitä näet?
KOE 6
- Aseta astia aurinkoiseen paikkaan ja täytä se vedellä.
- Aseta peili nojaamaan astian sisäreunaan.
- Kääntele peiliä varovasti, ja koeta saada sateenkaari heijastumaan paperiin.
KOE 7
- Käytä prismaa ja valonlähdettä.
- Yritä saada näkyviin spektri.
KOE 8
- Tutki pimeässä, miten musta väri imee kaiken itseensä.
- Osoita mustaa kohdetta lampulla. Milloin havaitset kohteen?
- Kokeile samaa heijastimella varustetulla kohteella.
KOE 9
- Ota kaksi pahvilaatikkoa, joista toinen on sisältä musta ja toinen valkoinen.
- Valaise laatikoita taskulampulla.
- Mitä havaitset.
2.2 Värit
Vanha kansa puhuu "Martin hetkestä" - sillä tarkoitetaan aamuhämärän hetkeä,
jolloin esineiden muodot voi erottaa, mutta ei vielä värejä.
Väri tarvitsee valoa näkyäkseen. Kappale päästää yleensä osan valosta lävitseen, osan se imee ja osan heijastaa. Kappaleen väri riippuu siitä, mitä värejä se kykenee heijastamaan. Musta ei heijasta värejä, vaan imee ne kaikki. Valkoinen heijastaa kaikkia värejä. Värit syntyvät valon ja pimeyden yhteisvaikutuksesta.
1. VALO, joka on värin lähde.
2. KOHDE, joka vastaa väriin.
3. SILMÄ, joka ottaa värin vastaan.
Värien näkeminen johtuu siitä, että esine imee itseensä kaikki muut spektrin värit, mutta lähettää nähtäväksemme oman värinsä. Paloauto näyttää punaiselta, koska se imee itseensä kaikki muut värit.
Jokaisella värillä on oma vastavärinsä eli komplementtiväri. Ne tulevat esiin silmän muodostamassa jälkikuvassa. Silmä pyrkii muodostamaan kokonaisuuden tuomalla näkyviin puuttuvat värit. Välivärit syntyvät päävärien (punainen, sininen, keltainen) sekoituksesta. Värit voidaan jakaa myös lämpimiin ja kylmiin sävyihin ja niistä voi erottaa eri valööreitä eli tummuusasteita.
Tehtävä:
Piirrä vihkoosi päävärit, välivärit ja vastavärit. Mieti, miten saat ne selkeästi kuvattua ja nimettyä.
jolloin esineiden muodot voi erottaa, mutta ei vielä värejä.
Väri tarvitsee valoa näkyäkseen. Kappale päästää yleensä osan valosta lävitseen, osan se imee ja osan heijastaa. Kappaleen väri riippuu siitä, mitä värejä se kykenee heijastamaan. Musta ei heijasta värejä, vaan imee ne kaikki. Valkoinen heijastaa kaikkia värejä. Värit syntyvät valon ja pimeyden yhteisvaikutuksesta.
1. VALO, joka on värin lähde.
2. KOHDE, joka vastaa väriin.
3. SILMÄ, joka ottaa värin vastaan.
Värien näkeminen johtuu siitä, että esine imee itseensä kaikki muut spektrin värit, mutta lähettää nähtäväksemme oman värinsä. Paloauto näyttää punaiselta, koska se imee itseensä kaikki muut värit.
Jokaisella värillä on oma vastavärinsä eli komplementtiväri. Ne tulevat esiin silmän muodostamassa jälkikuvassa. Silmä pyrkii muodostamaan kokonaisuuden tuomalla näkyviin puuttuvat värit. Välivärit syntyvät päävärien (punainen, sininen, keltainen) sekoituksesta. Värit voidaan jakaa myös lämpimiin ja kylmiin sävyihin ja niistä voi erottaa eri valööreitä eli tummuusasteita.
Tehtävä:
Piirrä vihkoosi päävärit, välivärit ja vastavärit. Mieti, miten saat ne selkeästi kuvattua ja nimettyä.
Valoon liittyviä tutkimuksia ja havaintoja
KOE 1
Mene pimeään tilaan ja katsele pimeyttä jonkin aikaa.
Miltä tuntuu?
Mitä havaitsit?
KOE 2
Sytytä lamppu pimeään tilaan ja kohdista katseesi valonlähteeseen. Katso valoa hetki ja sammuta se sitten.
Mitä havaitsit?
KOE 3
Lisätään huoneen valoa vähitellen.
Siirrä katse seinälle.
Mitä näet?
Missä järjestyksessä?
KOE 4
Osoitetaan taskulampulla kohti seinää.
Missä valo näkyy - matkalla vai seinässä?
KOE 5
Osoitetaan taskulampulla kohti seinää.
Jos mahdollista sytytetään tulitikku lampun valokeilaan.
Missä valo nyt näkyy?
KOE 6
Ota kaksi kartonkia, joissa molemmissa on reikä. Valaise lampulla kartonkeja niin,
että reiät ovat kohdakkain ja niin, että reiät eivät ole kohdakkain.
Mitä havaitset?
KOE 7
Valaise lampun valolla eri paksuisten papereiden (silkkipaperi, kopiopaperi, vihon sivu, talouspaperi, voipaperi, pahvi) läpi.
Vertaa voipaperin läpäisemää valoa Maan ilmakehään.
Mitä havaitset?
KOE 8
Tutki toisen henkikön pupilleja valoisassa sekä hämärässä.
Mitä havaitset?
KOE 9
Tutki taskulampulla pimeässä huoneessa vesiastiaa.
Lisää vesiastiaan nestessaippuaa.
Mitä havaitset?
KOE 10
Laita veitsi tai sukkapuikko vesilasiin.
Laita toinen veitsi tyhjään lasiin.
Tutki, mitä havaitsit?
KOE 11
Katsele ympäristöäsi värillisen muovin tai lasin läpi.
Miten värit muuttuvat?
KOE 12
Tarvikkeet:
- 2 - 4 käsipeiliä ja taskulamppu
- Piirrä luokan tauluun rasti.
- Pimennä luokka.
- Valaise taskulampulla ensimmäistä peiliä.
- Heijastakaa valoa peilistä toiseen niin pitkään,
että saatte valonsäteen osumaan tauluun piirrettyyn rastiin.
Mene pimeään tilaan ja katsele pimeyttä jonkin aikaa.
Miltä tuntuu?
Mitä havaitsit?
KOE 2
Sytytä lamppu pimeään tilaan ja kohdista katseesi valonlähteeseen. Katso valoa hetki ja sammuta se sitten.
Mitä havaitsit?
KOE 3
Lisätään huoneen valoa vähitellen.
Siirrä katse seinälle.
Mitä näet?
Missä järjestyksessä?
KOE 4
Osoitetaan taskulampulla kohti seinää.
Missä valo näkyy - matkalla vai seinässä?
KOE 5
Osoitetaan taskulampulla kohti seinää.
Jos mahdollista sytytetään tulitikku lampun valokeilaan.
Missä valo nyt näkyy?
KOE 6
Ota kaksi kartonkia, joissa molemmissa on reikä. Valaise lampulla kartonkeja niin,
että reiät ovat kohdakkain ja niin, että reiät eivät ole kohdakkain.
Mitä havaitset?
KOE 7
Valaise lampun valolla eri paksuisten papereiden (silkkipaperi, kopiopaperi, vihon sivu, talouspaperi, voipaperi, pahvi) läpi.
Vertaa voipaperin läpäisemää valoa Maan ilmakehään.
Mitä havaitset?
KOE 8
Tutki toisen henkikön pupilleja valoisassa sekä hämärässä.
Mitä havaitset?
KOE 9
Tutki taskulampulla pimeässä huoneessa vesiastiaa.
Lisää vesiastiaan nestessaippuaa.
Mitä havaitset?
KOE 10
Laita veitsi tai sukkapuikko vesilasiin.
Laita toinen veitsi tyhjään lasiin.
Tutki, mitä havaitsit?
KOE 11
Katsele ympäristöäsi värillisen muovin tai lasin läpi.
Miten värit muuttuvat?
KOE 12
Tarvikkeet:
- 2 - 4 käsipeiliä ja taskulamppu
- Piirrä luokan tauluun rasti.
- Pimennä luokka.
- Valaise taskulampulla ensimmäistä peiliä.
- Heijastakaa valoa peilistä toiseen niin pitkään,
että saatte valonsäteen osumaan tauluun piirrettyyn rastiin.
2. Optiikka
2.1 Valo
"Jos ei ole pimeyttä, ei ole valoa.
Jos ei ole valoa, ei ole pimeyttä."
Optiikka eli valo-oppi tutkii valon taittumista ja heijastumista sekä niistä syntyviä varjoja ja värejä. Luonnossa ilmenee lukuisia optisia ilmiöitä, kuten sateenkaari, haloilmiöt, salamat, revontulet ja kangastukset. Sateenkaari lienee tunnetuin ilmakehässä esiintyvä valoilmiö.
Valo on arvoituksellista. Se on nopeinta maailmankaikkeudessa. Valon nopeus on noin 300 000 km/s. Näemme valoa koko ajan, mutta emme näe, mistä se koostuu. Tärkein luonnon valonlähde on aurinko. Valon matka auringosta maahan kestää noin kahdeksan (8) minuuttia.
Auringon valo näyttää värittömältä. Todellisuudessa siinä on kuitenkin kaikkien värien sekoitus. Kun valo "hajotetaan" osatekijöiksi, muodostuu värien kirjo eli spektri. Luonnossa tämä voidaan nähdä sateenkaaren muodossa, kun Auringon valo kulkee sadepisaroiden läpi ja ne hajottavat valon taivaalla näkyväksi sateenkaareksi. Myös kolmion muotoinen lasi- tai muovisauva eli prisma hajottaa valon spektriksi. Valo näyttäytyy erilaisena syntyessään pimeyden läpi, kirkkaassa tai usvassa.
Mietipä esimerkiksi sitä, miksi pilvet ja savu näyttävät toisinaan punertavina tai sinertävinä.
Valo kulkee aina nopeinta reittiä suoraan eteenpäin ellei edessä ole estettä. Valon suunta voi muuttua tai sitä voidaan muuttaa. Kaikki pinnat heijastavat valoa jonkin verran. Tasaiset pinnat, kuten peili, kirkas metalli ja lasi heijastavat valoa samaan suuntaan. Epätasaiset pinnat heijastavat valoa eri suuntiin. Kun valonsäde osuu heijastavaan pintaan, sen kulkusuunta muuttuu. Valon taittumista käytetään hyväksi erilaisissa linsseissä.
Mietipä esim. seuraavia välineitä: suurennuslasi, kiikarit, kaukoputki, kamera ja silmälasit.
Valo kuvataan usein säteenä, mutta todellisuudessa se on aaltomuotoista sähkömagneettista säteilyä. Sen merkki on viiva, jonka puoliväliin piirretään nuolen kärki (piirrä kuva vihkoon). Jokaista värisävyä vastaa oma aallonpituus. Pisin aallonpituus on punaisella ja lyhyin violetilla.
Valovuosi on matka, jonka valo kulkisi vuodessa - noin 9,5 biljoonaa kilometriä. Valon nopeus on ilmassa nopeinta, vedessä sen vauhti laskee huomattavasti ja vielä hitaammin valo etenee lasissa. Valo on ääntä nopeampaa, siksi ukonilmalla näet ensin salaman ja vasta myöhemmin kuulet jyrinän.
Suurin osa esineistä ei itse synnytä valoa. Näet tällaiset esineet, koska ne heijastavat lampusta, Auringosta tai muusta valonlähteestä lähtevän valon silmiisi. Esimerkiksi Kuu ei näkyisi ilman Aurinkoa, koska se heijastaa Auringon valoa. Erilaisia valonlähteitä saadaan tulen avulla esim. nuotio, kynttilä, päre ja öljylamppu. Tuotetusta energiasta eli sähköstä (aurinko, tuuli ja vesi) tuotettua valoa ovat mm. hehkulamppu, halogeeni, xenon ja led, jota suositaan nykyään eniten sen energiataloudellisuuden vuoksi.
Yöllä pimeän aikaan taivas on musta. Päivisin taivas on sininen ellei sumuinen pilviverho peitä sitä.
Maata ympäröi ilmakehä, joka on täynnä hiukkasia eli molekyylejä. Kun Auringon valo osuu niihin, Auringon valkoinen valo siroaa eli hajaantuu eri suuntiin. Ilmakehä sirottaa sinisiä aallonpituuksia voimakkaasti, siksi sinistä tulee paljon joka puolelta silmiimme. Jos valo joutuu kulkemaan pitkän matkan, esim. auringonnousun aikana, vain pisimmät aallonpituudet jäävät näkyviin eli punaiset.
Tehtävä:
Kirjoita teksti vihkoon ja piirrä jokin luonnon optinen ilmiö.
"Jos ei ole pimeyttä, ei ole valoa.
Jos ei ole valoa, ei ole pimeyttä."
Optiikka eli valo-oppi tutkii valon taittumista ja heijastumista sekä niistä syntyviä varjoja ja värejä. Luonnossa ilmenee lukuisia optisia ilmiöitä, kuten sateenkaari, haloilmiöt, salamat, revontulet ja kangastukset. Sateenkaari lienee tunnetuin ilmakehässä esiintyvä valoilmiö.
Valo on arvoituksellista. Se on nopeinta maailmankaikkeudessa. Valon nopeus on noin 300 000 km/s. Näemme valoa koko ajan, mutta emme näe, mistä se koostuu. Tärkein luonnon valonlähde on aurinko. Valon matka auringosta maahan kestää noin kahdeksan (8) minuuttia.
Auringon valo näyttää värittömältä. Todellisuudessa siinä on kuitenkin kaikkien värien sekoitus. Kun valo "hajotetaan" osatekijöiksi, muodostuu värien kirjo eli spektri. Luonnossa tämä voidaan nähdä sateenkaaren muodossa, kun Auringon valo kulkee sadepisaroiden läpi ja ne hajottavat valon taivaalla näkyväksi sateenkaareksi. Myös kolmion muotoinen lasi- tai muovisauva eli prisma hajottaa valon spektriksi. Valo näyttäytyy erilaisena syntyessään pimeyden läpi, kirkkaassa tai usvassa.
Mietipä esimerkiksi sitä, miksi pilvet ja savu näyttävät toisinaan punertavina tai sinertävinä.
Valo kulkee aina nopeinta reittiä suoraan eteenpäin ellei edessä ole estettä. Valon suunta voi muuttua tai sitä voidaan muuttaa. Kaikki pinnat heijastavat valoa jonkin verran. Tasaiset pinnat, kuten peili, kirkas metalli ja lasi heijastavat valoa samaan suuntaan. Epätasaiset pinnat heijastavat valoa eri suuntiin. Kun valonsäde osuu heijastavaan pintaan, sen kulkusuunta muuttuu. Valon taittumista käytetään hyväksi erilaisissa linsseissä.
Mietipä esim. seuraavia välineitä: suurennuslasi, kiikarit, kaukoputki, kamera ja silmälasit.
Valo kuvataan usein säteenä, mutta todellisuudessa se on aaltomuotoista sähkömagneettista säteilyä. Sen merkki on viiva, jonka puoliväliin piirretään nuolen kärki (piirrä kuva vihkoon). Jokaista värisävyä vastaa oma aallonpituus. Pisin aallonpituus on punaisella ja lyhyin violetilla.
Valovuosi on matka, jonka valo kulkisi vuodessa - noin 9,5 biljoonaa kilometriä. Valon nopeus on ilmassa nopeinta, vedessä sen vauhti laskee huomattavasti ja vielä hitaammin valo etenee lasissa. Valo on ääntä nopeampaa, siksi ukonilmalla näet ensin salaman ja vasta myöhemmin kuulet jyrinän.
Suurin osa esineistä ei itse synnytä valoa. Näet tällaiset esineet, koska ne heijastavat lampusta, Auringosta tai muusta valonlähteestä lähtevän valon silmiisi. Esimerkiksi Kuu ei näkyisi ilman Aurinkoa, koska se heijastaa Auringon valoa. Erilaisia valonlähteitä saadaan tulen avulla esim. nuotio, kynttilä, päre ja öljylamppu. Tuotetusta energiasta eli sähköstä (aurinko, tuuli ja vesi) tuotettua valoa ovat mm. hehkulamppu, halogeeni, xenon ja led, jota suositaan nykyään eniten sen energiataloudellisuuden vuoksi.
Yöllä pimeän aikaan taivas on musta. Päivisin taivas on sininen ellei sumuinen pilviverho peitä sitä.
Maata ympäröi ilmakehä, joka on täynnä hiukkasia eli molekyylejä. Kun Auringon valo osuu niihin, Auringon valkoinen valo siroaa eli hajaantuu eri suuntiin. Ilmakehä sirottaa sinisiä aallonpituuksia voimakkaasti, siksi sinistä tulee paljon joka puolelta silmiimme. Jos valo joutuu kulkemaan pitkän matkan, esim. auringonnousun aikana, vain pisimmät aallonpituudet jäävät näkyviin eli punaiset.
Tehtävä:
Kirjoita teksti vihkoon ja piirrä jokin luonnon optinen ilmiö.
1. Mitä fysiikka on?
Fysiikka on ainetta, energiaa ja luonnonlakeja tutkiva oppiaine. Fysiikka on luonnontiede, joka tutkii maailmaa kaikilla tasoilla: atomeista ja hiukkasista tähtiin ja koko maailmankaikkeuteen. Fysiikan tarkoituksena on ymmärtää maailmaa. Fysiikka peruustuu luonnon prosessien havainnointiin. Fysiikassa pyritään löytämään luonnossa piileviä lakeja.
Kuudennen luokan fysiikassa tutustumme
Näihin perusilmiöihin tutustumme yksinkertaisia kokeita tekemällä ja niitä havainnoimalla.
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Jakson sisällöissä käytetyt lähteet:
- Fysiikan opetus steinerkoulun kuudennella luokalla, Sari Uusi-Äijö
- Luonnonkirja 4, WSOY
- Jäljillä 4, Tammi
Tehtävä:
- ota uusi vihko käyttöön
- tee kansi ja sisällysluettelo (1.sivulle)
- tee ensimmäinen teksti ja kuva ensimmäiselle aukeamalle
HUOM!
Joistakin jakson aikana suoritetuista kokeista sinun tulee kirjoittaa vihkoosi tutkimusraportti. Siinä tulee olla seuraavat asiat:
Esim.
Otsikko: 7. Staattinen sähkö
Tarvikkeet: viivain ja paperia
Koe 1: Revin talouspaperista pieniä paloja pöydälle. Vein viivaimen lähelle paperisilppua
Havaitsin, että...
Sitten hankasin viivainta tukkaani ja vein viivaimen taas lähelle paperinpaljoja.
Nyt huomasin, että...
Johtopäätös: Opin, että...
Kuudennen luokan fysiikassa tutustumme
- optiikkaan (valo, värit ja varjo)
- akustiikkaan (ääni)
- lämpöopin
- staattisen sähkön sekä
- magnetismin perusilmiöihin.
Näihin perusilmiöihin tutustumme yksinkertaisia kokeita tekemällä ja niitä havainnoimalla.
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Jakson sisällöissä käytetyt lähteet:
- Fysiikan opetus steinerkoulun kuudennella luokalla, Sari Uusi-Äijö
- Luonnonkirja 4, WSOY
- Jäljillä 4, Tammi
Tehtävä:
- ota uusi vihko käyttöön
- tee kansi ja sisällysluettelo (1.sivulle)
- tee ensimmäinen teksti ja kuva ensimmäiselle aukeamalle
HUOM!
Joistakin jakson aikana suoritetuista kokeista sinun tulee kirjoittaa vihkoosi tutkimusraportti. Siinä tulee olla seuraavat asiat:
Esim.
Otsikko: 7. Staattinen sähkö
Tarvikkeet: viivain ja paperia
Koe 1: Revin talouspaperista pieniä paloja pöydälle. Vein viivaimen lähelle paperisilppua
Havaitsin, että...
Sitten hankasin viivainta tukkaani ja vein viivaimen taas lähelle paperinpaljoja.
Nyt huomasin, että...
Johtopäätös: Opin, että...