Eleverne laver en model, hvor de ved hjælp af en lommelygte undersøger, hvorfor skyggen ‘peger’ i en bestemt retning, og hvordan skyggen kan ændre størrelse, afhængig af lysstrålens placering.
Når du kan se farver, er det fordi, farver er lys med forskellige bølgelængder. Undersøg, hvad det betyder, og hvor meget energi, lyset fra forskellige farver transporterer.
Du kan fx købe selvlysende stjerner her
Prøv at svare på følgende spørgsmål:
Forklaringen, på hvordan det her virker, deler vi op i to forskellige forklaringer. En der forklarer hvad lys er, og en anden der forklarer, hvordan det selvlysende materiale optager energien i lyset.
Lys kan beskrives som elektromagnetiske bølger. Man kan beskrive en elektromagnetisk bølge ved dens bølgelængde (afstanden fra bølgedal til bølgedal) og dens amplitude (bølgens højde). Du kan se, hvad der er hvad, på figuren nedenfor.
Intensiteten (styrken) af sådan en lysbølge er stor, hvis amplituden er stor. Så der er mere energi i en høj bølge end i en lav.
Når lyset har forskellige farver, er det i virkeligheden fordi, det har forskellige bølgelængder. Se figuren nedenfor.
Jo kortere bølgelængderne er, jo mere energi indeholder de. Som man kan se på figuren, er de blå farver derfor de mest energirige synlige farver.
Så til anden del af forklaringen; nemlig en lidt forsimplet forklaring af, hvordan et selvlysende materiale fungerer. Når et selvlysende materiale optager lyset, stiger materialets elektroner i energiniveau. Vi siger, at elektronerne exciteres.
Det selvlysende materiale optager lys og udsender lys i noget, der nærmest minder om et lille spil. Optager det lys, stiger energiniveauet. Udsender det lys, falder energiniveauet igen.
Energiniveauet kan nu falde tilbage til grundtilstanden ad to veje. Enten ad en hurtig fluorescerende vej (til venstre på figuren). Fluorescens opstår, når materialet belyses af korte bølger. Fluorescerende materialer tilbagekaster lyset med længere bølgelængder. De lyser, så længe der belyses. Almindeligt hvidt papir fluorescerer.
Energiniveauet kan også falde ad en noget langsommere vej, der her er inddelt i 2 trin (til højre på figuren). Her falder energien først et lille hop og derefter et større. Det er i det lidt større hop, at lyset, du kan se, udsendes. Dette kaldes fosforescens, og det er sådan en omvej, selvlysende materialer tager.
Fosforescens adskiller sig fra fluorescens ved, at der er tidsforsinkelse mellem belysningen og lysudsendelsen. Plaststjernerne er lavet af fosforescerende materiale. Omvejen er så langsom, at et selvlysende materiale kan blive ved med at lyse flere minutter – eller endda timer.
Når vi bruger en computerskærm til at lave dette forsøg, er det fordi, skærmen fungerer ved at sende tre og kun tre farver ud i forskellige kombinationer. Skærmen er opbygget af en masse lysende små prikker, der kaldes pixels. Hver enkelt pixel består af farverne rød, grøn og blå ved siden af hinanden.
Ved at skrue op og ned for de enkelte farver, kan man lave mange millioner forskellige farver. I dette forsøg udnyttes, at kun én af farverne er tændt af gangen. Blå er den eneste farve, der har energi nok til at få stjernernes energiniveau til at stige.
Da CD-afspilleren kom frem, blev mediebranchen revolutioneret, fordi der var meget mere lagerplads på en CD, end der kunne være på en LP. CD’en blev læst med en infrarød laser, der havde en bølgelængde på 780 nm.
Senere kom DVD’en på markedet med en endnu større kapacitet end CD’en. DVD’en brugte en rød laser med en bølgelængde på 650 nm. Senest er en blu-ray blevet lanceret – igen med en større kapacitet. Det er fordi, den bruger en blå laser, der har en bølgelængde, som er nede på 405 nm. Dermed kan den aflæse information på et meget mindre område.
I fremtiden vil vi formodentlig få laserteknologier med stadig kortere bølgelængder, der kan give endnu større lagringskapaciteter i medierne.
En skærm er en digital højteknologi. Den består af et antal pixels. Hver enkelt pixel består af tre dioder, der udsender farverne rød, grøn og blå. Ved at skrue op og ned for de enkelte farver, kan man lave mange millioner forskellige farver.
Selvlysende stjerner er en analog lavteknologi. Stjernerne lyser pga. fosforescens. Når materialet absorberer lys, genudsendes det igen efter noget tid. Læs mere her
Belys de selvlysende stjerner med forskellige farver. Din variabel er farven.
Virkningsfuld kompetenceorienteret naturfagsundervisning indeholder bl.a. elementer af problembaseret og elevstyret undervisning. Et greb, du som underviser kan bruge, er at implementere åbenhed, ved at stilladsere undersøgelserne med frihedsgrader.
Problembaseret og elevstyret undervisning er kendetegnet ved, at eleverne arbejder selvstændigt med egne undersøgelser. Eleverne skal finde egne svar, og det skal ikke være givet på forhånd, hvad de skal. Eleverne skal ikke reproducere eller genskabe allerede eksisterende undersøgelser.
Som underviser udvælger du en grad af frihed samt hvilket trin, den skal implementeres i. Astra opdeler en undersøgelse i følgende seks trin, hvor du kan arbejde med implementering af frihedsgrader.