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.
Hvilke glas er lettest at se?
Snells lov
Hvis du godt kunne tænke dig at beregne, hvor meget lyset bliver afbøjet ved hjælp af brydningsindekset mellem to stoffer, så prøv at tage fat på Snells lov. Med den kan du også bestemme brydningsindekset for andre stoffer direkte, hvis du kender brydningsindekset for fx luft.
Når lys bevæger sig fra ét stof til et andet, skifter lyset retning, hvis de to stoffer har forskelligt brydningsindeks. Lyset skifter retning, fordi det har forskellig udbredelseshastighed i de to stoffer, det passerer mellem.
Brydningsindekset er et enhedsløst tal, der er bestemt ved forskellen i hastighed mellem lyset og stoffet:
n=cv
Her er c lysets hastighed i vacuum (maksimal hastighed), og v er hastigheden i det stof, man ser på brydningsindekset for.
Når lyset ikke skifter retning mellem pyrexglas og rapsolie, skyldes det, at lyset bevæger sig med samme hastighed gennem både pyrexglas og rapsolie. Da vi kender rapsolies brydningsindeks (1,47) og lys i vacuums hastighed, kan vi beregne, hvad hastigheden af lys i rapsolie er:
n=cv↔v=cn=299. 792 km / s1,47=203.940 kms
Lyset bevæger sig altså langsommere gennem rapsolie, end det ville gøre gennem vacuum, ‘kun’ med 203.940 km i sekundet! Men det er jo stadig pænt hurtigt.
Pyrexglas er teknisk udstyr. Pyrex er en varmebestandig glas, da den har en lav varmeudvidelseskoefficient. Dvs. den kan tåle pludselige temperaturændringer, uden at glasset revner.
Undersøg, om andre olietyper kan bruges til samme trick, fx babyolie, glycerin eller olivenolie. Din variabel er olietypen.
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.