Siirry sisältöön

Geometrisen optiikan perusteet – valaistun alueen muodostuminen

Tieto opettajalle

Tehtäväkokonaisuudessa tarkastellaan valaistujen alueiden muodostumista. Tehtävien tavoitteena on syventää oppilaiden ymmärrystä valon suoraviivaisesta kulusta. Vaikka valon suoraviivainen kulku on hyvin yksinkertainen periaate, sen soveltaminen tuottaa oppilaille usein vaikeuksia. Vaikeuksien vähentämiseksi tehtäväkokonaisuudessa käsitellään valon suoraviivaista kulkua alla olevan tehtävän mukaisissa tilanteissa.

Näissä tilanteissa oppilaat voivat keskittyä valon suoraviivaisen kulun soveltamiseen, eikä heidän tarvitse miettiä heijastus- tai taittumislakia samanaikaisesti, kuten linssien ja peilien tapauksessa.

Tehtävät ja niihin kuuluvat demonstraatiovideot löytyvät alta.


Tehtävä 1

Pienellä pistemäisellä lampulla valaistaan maskia, jossa on neliön muotoinen reikä. Maskin takana on varjostin oikealla olevan kuvan mukaisesti.

 

Mikä alla olevista kuvista parhaiten vastaa varjostimella näkyvää valaistua aluetta? Perustele vastauksesi.

  • Kuva 5
  • Kuva 4
  • Kuva 3
  • Kuva 2
  • Kuva 1

Perustele vastauksesi

Tarkista vastauksesi videosta:

Millainen valaistu alue varjostimella nähdään?

Miten selittäisit valaistun alueen muodostumisen?

 

Tehtävä 2

Miten valaistun alueen koko muuttuu, kun lamppua siirretään lähemmäksi maskia?

Valitse mielestäsi paras vastausvaihtoehto:

  • Ei mitenkään
  • Valaistu alue pienenee
  • Valaistu alue suurenee

Perustele vastauksesi.

Tarkista vastauksesi alla olevasta videosta:

Miten valaistu alue muuttui, kun lamppu siirrettiin lähemmäksi maskia?

Miten selittäisit tekemäsi havainnot?

 

Tehtävä 3

Pienen lampun alapuolelle lisätään toinen lamppu oikealla olevan kuvan mukaisesti.

 

 

 

Mikä alla olevista kuvista parhaiten vastaa varjostimella näkyvää valaistua aluetta?

  • Kuva 5
  • Kuva 4
  • Kuva 3
  • Kuva 2
  • Kuva 1

Perustele vastauksesi.

Tarkista vastauksesi alla olevasta videosta:

Miten toisen lampun lisääminen näkyi varjostimella?

Miten selittäisit tekemäsi havainnot?

 

Tehtävä 4

Miten valaistu alue muuttuu, kun ylimmäistä pientä lamppua nostetaan ylöspäin?

Kuvaile miten valaistu alue muuttuu, kun ylimmäistä pientä lamppua nostetaan ylöspäin.

 

 

Tarkista vastaukseksi alla olevasta videosta:

Miten lampun nostaminen vaikutti valaistuun alueeseen?

Miten selittäisit tekemäsi havainnot?


Opetusmateriaali, valaistu alue (pdf-tiedosto)

Opetusmateriaali, valaistu alue (PP-tiedosto)