Fysiikka (äänioppi ja valo-oppi)
Jakson sisältö ja tavoitteet
Fysiikan jakson opetus perustuu tarkkaan havainnointiin ja objektiivisuuteen. Havaintojen kautta päädytään luonnonlakien ymmärtämiseen.
Pääpaino fysiikan jaksolla on ääni ja valo-opissa. Ääniopissa tutkitaan äänen kulkemista eri väliaineissa, resonanssia, kaikua ja muita ääneen liittyviä ilmiöitä. Ääniopin yhteydessä käsitellään korvan rakenne ja puhutaan kuuloon ja sen suojaamiseen liittyvistä asioista.
Valo-opissa kokeiden avulla tarkastellaan valon kulkua, taittumista, heijastumista ja varjon syntyä sekä prismaa ja värejä.
Tavoitteet:
- Tiedän, mitä fysiikka tieteenalana tutkii.
- Osaan kertoa havainnoistani sekä kirjoittaa lyhyitä raportteja kokeista.
- Havainnoin valon kulkua, taittumista, heijastumista ja varjon syntyä
- Tutkin värien syntymistä yksinkertaisten kokeiden avulla.
- Tutkin ääneen liittyviä ilmiöitä ja teen yksinkertaisia ääneen liittyviä kokeita.
- Tunnen korvan rakenteen ja osaan suojella kuuloani
Mitä on fysiikka? (pe 8.1.)
Fysiikka on luonnontiede, joka tutkii luonnossa tapahtuvia ilmiöitä. Muita luonnontieteitä ovat kemia, biologia ja maantiede. Fysiikka on kokeellinen luonnontiede. Tämä tarkoittaa sitä, että erilaiset fysikaaliset kokeet ja testit ovat tärkeitä. Fyysikotkin pyrkivät testaamaan teorioitaan aina kokeellisesti. Matematiikka on myös isossa osassa fysiikassa. Toisaalta alakoulussa matematiikka tarvitaan fysiikan opinnoissa tuskin lainkaan ja vielä yläkoulussakin vielä melko vähän.
Fysiikka sai alkunsa omana tieteenään useita tuhansia vuosia sitten antiikin Kreikasta. Kreikkalaiset halusivat ymmärtää luonnonilmiöitä kuten taivaan kappaleiden liikkeitä, painetta ja nostetta. Toisaalta kreikkalaiset pohdiskelivat myös filosofisia luontoon liittyviä kysymyksiä kuten mistä kaikki aine koostuu tai kuinka suuri maailmankaikkeus on. Tällaisiin kysymyksiin fysiikka etsii ratkaisuja vielä tänäkin päivänä. Kreikkalaisten ajoista tähän päivään on tultu pitkä matka ja tuhansien tutkijoiden työ on vaikuttanut nykyiseen elämäämme erittäin paljon.
Katso täältä video fysiikan historiasta ja Arkhimedeestä.Fysiikka pyrkii tekemään malleja luonnon ilmiöistä. Malli ei kuvaa ilmiötä tarkasti, vaan on yksinkertaistettu kuvaus. Malleja tehdään, jotta ilmiöitä olisi helpompi ymmärtää tai niiden käyttäytyminen voitaisiin matemaattisesti laskea.
ma 25.1.
Lisäksi todettiin, että valo kulkee suoraan ja nopeasti.
Aiheesta kirjoitettiin muistiinpanot, joiden pohjalta kotitehtävänä on laatia kirjoitelma "Mitä valo on?".
Video biovaloa tuottavista kiiltomadoista eli tulikärpäsistä, jotka eivät itseasiassa ole matoja eivätkä kärpäsiä vaan kovakuoriaisia.
ti 26.1.
Valon taittuminen
Oletko koskaan seissyt rantavedessä ja katsellut omia jalkojasi tai pohjakiviä? Näyttää siltä, että jalat lyhenisivät ja tiedämme, että tämä ei ole mahdollista. Mistä on kysymys?
Valo kulkee yleensä suoraan ja nopeasti. Valon kulku kuitenkin taittuu, kun se liikkuu aineesta toiseen (esimerkiksi ilmasta veteen).
Tunnilla tehtiin viisi koetta ja kirjoitettiin havainnoista muistiinpanot.
Katso Yle Areenasta Tiedonjyvä valon taittumisesta. Tee jakson kolikkokoe ja nuolikoe.
Tee lisäksi lusikkakoe eli laita lusikka lasiin ja lisää lasiin vettä. Mitä tapahtuu? Tätä kokeiltiin tunnilla myös sukkapuikoilla.
Peilikuvan tarkastelua
Seuraavat tehtävät tehdään lusikkaa apuna käyttäen.
1. Pidä lusikkaa ojennetussa kädessäsi kupera puoli itseesi päin.
- Miltä silmäsi näyttää lusikan pinnassa?
2. Tuo lusikka aivan silmäsi eteen.
- Miltä silmäsi nyt näyttää lusikan pinnassa?
3. Pidä lusikkaa ojennetussa kädessäsi kovera puoli itseesi päin.
- Miltä silmäsi näyttää lusikan pinnassa?
4. Tuo lusikka aivan silmäsi eteen.
- Miltä silmäsi näyttää lusikan pinnassa?
Valaise lampulla eri materiaaleja ja tee havaintoja, miten hyvin pinta heijastaa valoa.
Kirjaa mitä ja minkälaisia materiaaleja testasit sekä arvioi, heijastaako materiaali valoa hyvin vai huonosti.
Minkälaiset pinnat heijastavat hyvin valoa?
Minkälaiset pinnat heijastavat valoa huonosti?
Onko värillä väliä?
ke 27.1.
Poissaolija! Katso Yle Areenan Tiedonjyvä varjoista ja tee videon kokeet esim. kännykkäsi taskulampun avulla. Kirjoita vihkoosi työnkulku, havaintosi ja päätelmä.
Edellisellä tunnilla tutkimme erilaisia peilejä. Lusikka toimi kuperana ja koverana peilinä. Lisäksi meillä oli ympyränmuotoisia tasopeilejä.
Tasopeili
- Kuva oikein päin
- Kuva saman kokoinen kuin alkuperäinen
Kupera peili
- Kuva oikein päin
- Kohteet kuvassa pienempiä kuin todellisuudessa (siksi kuvaan mahtuu enemmän, "kalansilmä")
Kovera peili
- Kuva kaukaa väärinpäin ja pienempi
- Kuva läheltä oikeinpäin ja suurempi
Näkeminen perustuu valon heijastumiseen kohteesta.
Kun valonlähde valaisee esineen, valo heijastuu esineen pinnasta silmiimme aiheuttaen näköaistimuksen.
Näemme siis esineen, koska se heijastaa valoa.
Vaaleat pinnat heijastavat hyvin valoa, kun taas tummat pinnat imevät suurimman osan niihin osuneesta
valosta itseensä. Tummaa pintaa on sen vuoksi joskus vaikea havaita. Huonon näkyvyyden vuoksi on varsinkin syyspimeällä käytettävä heijastimia, jotka hajaheijastavat hyvin valoa.
Heijastin on halpa henkivakuutus
Varjo syntyy, kun valon kulku estyy.
Tällöin valo ei pysty heijastumaan kohteesta.
Varjoja on kahdenlaisia. Tummempi sydänvarjo ja vaaleampi puolivarjo.
Sydänvarjo
Pistemäinen valonlähde kuten taskulamppu muodostaa esineestä teräväreunaisen varjon, johon ei pääse yhtään valoa. Varjoa kutsutaan sydänvarjoksi.
Puolivarjo
Puolivarjo muodostuu, kun esinettä valaistaan laajalla (isolla) valolähteellä kuten hehkulampulla. Tällöin sydänvarjon alueelle ei pääse valaisimesta yhtään valoa. Puolivarjon alueelle osa valaisimen valosta pääsee läpi ja osa estyy, jolloin syntyy puolivarjo.
Varjon perusteella ei aina voi päätellä esinettä.
Katso varjoteatteriesitys.
Kokeile itse tehdä erilaisia varjokuvia
Ohjevideo: https://m.youtube.com/watch?time_continue=18&v=Kz8wP2RYy64&feature=emb_title
to 28.1.
Valkoinen valo koostuu eri värisistä valoista.
Valkoinen valo sisältää kaikki sateenkaaren värit eli kaikkia näkyvän valon aallonpituuksia.
Tämä voidaan osoittaa helposti lasiprisman avulla, suuntaamalla kapean raon läpi valkoista valoa prismaan, kuten kuvassa. Syntynyt spektri eli värikirjo havaitaan prisman toisella puolella valkoisella varjostimella.
Kuva: Valkoisen valon hajottaminen prisman avulla sateenkaaren väreihin. Jokaisella spektrin värillä on oma aallonpituus, punaisella pisin.
Kuva: Sateenkaaren värien aallonpituudet.
Väriympyrä painoväreille:
