ValaistustavalostaValaistustavalosta
Fysiikan ja kemian perusteet japedagogiikka
Kari Sormunen
Kevät 2012
Oppilaiden käsityksiä valostaOppilaiden käsityksiä valosta
Oppilaat kuvittelevat, että valo etenee katsojansilmästä katsottavaan kohteeseen.
Todellisuudessa valo tulee esineestä silmään.
Oppilaat ajattelevat, että silmä saa aikaan näkemisen.Valo auttaa näkemään paremmin ja selvemmin.
Silmä ei saa aikaan näkemistä, vaan näkeminen perustuusilmään tulevaan valoon.
Oppilaat päättelevät, että valo koostuu valonsäteistä.
Valonsäde on vain eräs tapa kuvata valoa, se on valonmalli.
Oppilaat ajattelevat, että valon näkee pimeässähuoneessa.
Ihminen voi nähdä vain kohteet, joista valo tulee silmään.
Valolla tarkoitetaan sitä sähkömagneettisensäteilyn osaa, joka havaitaan ihmissilmällä
Aallonpituusalue 400 nm -700 nm (n tarkoittaa nanoa eli10-9)
Sähkömagneettisen säteilyn lajeja:
Gammasäteily
Röntgensäteily
Ultraviolettisäteily
Näkyvä valo
Infrapunasäteily
Radioaallot
Täydennä sähkömagneettisen säteilynlajit kuvaan harmaiden palkkien päälle.
Näkyvä valo saadaan hajotettua eri väreiksi esimerkiksiprisman avulla. Prismassa violetti valo taittuu eniten japunainen vähiten. (valkoisessa valossa on kaikkiaaallonpituuksia sekaisin
radioaallot
gamma
röntgen
UV
infrapuna
Säteilyn energia pieneneeaallonpituuden kasvaessa.
Valo etenee tyhjiössä nopeudella 300000km/s. Väliaineessa valonnopeuspienenee. Valo ei siis välttämättätarvitse väliainetta, mutta etenee myössopivissa väliaineissa.
Valolla on havaittu olevan sekä
ns. hiukkasluonne: valo koostuumassattomista hiukkasista, fotoneista; että
ns. aaltoluonne: valo on etenevää poikittaistaaaltoliikettä [vrt. II harjoitukset, työ 5]
Aurinko lähettää sähkömagneettista säteilyäkaikilla näkyvän valon aallonpituuksilla (lisäksiultravioletti- ja infrapunasäteilyä)
Kaikki aineet lähettävät (emittoivat) valoatarpeeksi korkeissa lämpötiloissa (~5000 °C)
Alkuaineita (tai niiden ioniyhdisteitä)voidaan tunnistaa tämän tiedon avulla(ilotulitteet)
Hehkulampussa sähkövirta kuumentaahehkulangan, joka rupeaa säteilemään valoa(ja lämpöä)
Loisteputkessa valo synnytetään ns.fluoresenssi-ilmiön avulla (ei tämän kurssinsisältöä)
Ominaisuuksia:Ominaisuuksia:
Suoraviivainen eteneminen (I peruslaki., vrt. IVharj.)
Heijastuminen (II pl., vrt. IV harjoitukset)
Taittuminen (III pl., vrt. IV harjoitukset)
Diffraktio ja interferenssi (ei tämänopintojakson sisältöä)
Sironta (ei tämän opintojakson sisältöä)
Valo vaihtaa suuntaansa osuessaanesimerkiksi ilmamolekyyleihin (esim.taivaansini)
1.Näet kirjan pöydällä. Mihin seuraavista kirjan näkeminen perustuu?
a)Kirja lähettää valoa silmään
b)Kirja nähdään lampusta silmään tulleen valon avulla
c)Lampusta lähtenyt valo heijastuu kirjasta silmään
Kirja – sen enempää kuin silmäkään – ei ole valonlähde! Kokeile vaikkapimeässä!
2.Mistä ihmisen väriaistimus riippuu?
a)Esineen materiaalista
b)Tilan valaistuksesta
c)Valaistuksen voimakkuudesta
Kaikki em. seikat vaikuttavat väriaistimukseemme. Materiaalit voivatolla itsessään erivärisiä, tarpeeksi hämärässä kaikki kissat ovatharmaita.
3.Kuinka valo heijastuu tyynen veden pinnasta?
a)Takaisin tulosuuntaansa
b)Heijastuskulma on yhtä suuri kuin tulokulma
c)Vesi ei heijasta valoa
Ratkaisuna valo-opin II pääsääntö eli heijastumislaki.
Pohdittavaa:Pohdittavaa: