Pohlcení tepelného záření Mgr. Miluše Hamplová EU OPVK ICT2-2/ICT05 Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Určeno pouze pro výuku Žádná část ani celek nesmí být použit pro komerční účely

Identifikátor materiálu: EU OPVK ICT2-1/ICT05 ŠkolaZákladní škola Olomouc, Heyrovského 33 Číslo projektuCZ.1.07/1.4.00/ Název projektuMáme šanci číst, zkoumat a tvořit AnotaceŽáci si upevní a prohloubí znalosti při samostatné práci AutorMgr. Miluše Hamplová NázevPohlcení tepelného záření Očekávaný výstupProcvičení a prohloubení znalostí s využitím digitální technologie, Vzdělávací oblast - oborVolitelné předměty - Informatika Klíčová slovaTepelného záření, povrch tělesa, barva tělesa Druh učebního materiáluPrezentace Druhy interaktivity Měření fyzikálních veličin s pomocí počítače, motivace, procvičení a ověření znalostí využití počítače v technické praxi. Cílová skupinaŽáci Stupeň a typ vzděláváníZákladní škola II. stupeň Typická věková skupina8. a 9. ročník ZŠ Datum / období vzniku VMÚnor 2013

Ovládání Doplnění učiva, zajímavosti - externí odkaz (nutné aktivní připojení) Pro zobrazení průběhu měření je nutný nainstalovaný Adobe Flash Player Možno nainstalovat zde: / / V tomto typu prezentace jsou odkazy na externí internetové stránky, odkazy je nutno občas aktualizovat. Proto se stejné prezentace mohou vyskytovat v různých verzích. Kompletní dynamický záznam měření je součástí prezentace. Toto řešení není zrovna obvykle, ale v tomto případě má informační i metodický význam. Pokud by záznam měření nefungoval korektně (problém s flashplayer) jsou přiloženy i statické záznamy měření. Verze 1.2

Obsah Metodické poznámky Teorie Senzor Postup Ukázky naměřených grafů Záznam měření

Metodické poznámky Cílem této práce je umožnit žákům seznámení se značně opomíjeným využití výpočetní techniky v technické praxi. Žáci většinou dobře znají využití počítačů pro komunikaci, hry, zpracování textových a grafických souborů. Chápou vytváření webových stránek, vyhledávání informací i používání komunitních sítí. Opomíjená však často zůstává velká oblast využití počítačů pro měření fyzikálních a technických veličin i řízení procesů. Zde se žáci mohou prakticky nezmámit s tímto aspektem využití počítačů. Dalším vedlejším efektem je posílení mezipředmětových vztahu mezi informatikou, fyzikou, matematikou a pracovními činnostmi. Přírodovědnému a technickému vzdělání se v poslední době začíná znovu věnovat větší pozornost. Žáci jsou vedeni k samostatné práci, řešení problémů a skupinové práci. Učitel zde zastává funkcí vedoucího experimentu a dbá na bezpečnost žáků i správné použití měřící techniky. Podle interaktivního návodu žáci většinou zvládnou získat požadované výsledky samostatně (případně ve skupině) jen s minimální pomocí učitele. Připojení senzorů někdy vyžaduje radu učitele, měřící software žáci zvládají většinou dobře, ovládání je intuitivní a standardní.

Trocha teorie na úvod Odkazy na webové stránky Znalost externích odkanu není nutná pro úspěšné provedení měření, ale tyto informace jsou vybrány pro rozšíření znalostí a mají mnohdy charakter zajímavostí související s tématem měření. Některé stránky obsahují informace značně přesahující učivo základních škol, ale přesto jsou částečně pochopitelné a vhodné i pro tu věkovou skupinu. Tepelné (infračervené) záření je pohlcováno tělesy a tím se zvyšuje jejich teplota. Zvýšení teploty tělesa závisí především na vzdálenosti tělesa od zdroje tepelného záření, na barvě tělesa a vlastnostech povrchu (drsnost nebo odrazivost). Černá barva v oblasti viditelného světla pohlcuje výrazně více záření než barva bílá. Teplota tělesa s bílým povrchem bude tedy nižší (více energie bude odraženo) než teplota černého tělesa (více energie bude pohlceno). Tuto skutečnost známe ostatně dobře s letních dnů. Bílé oblečení je výhodnější než černé ve kterém je nám více horko. Obecně lze říci, že při dopadu elektromagnetického záření (tedy i světla) na povrch tělesa (obecně na rozhraní dvou prostředí) dochází vždy ke třem jevům. Část záření je pohlcena, část odražena a část projde. V jakém poměru dojde k těmto třem jevům záleží na vlastnostech tělesa i záření.

Senzor Bodové teplotní čidlo Teplotní bodové čidlo pro kontaktní měření teploty Velmi male teplotní čidlo které má nepatrnou tepelnou setrvačnost (malou tepelnou kapacitu). Proto reaguje prakticky okamžitě na změnu teploty.

Senzor připojíme k počítači pomoci rozhraní Go!Link Rozhraní Go!Link umožňuje připojit analogové senzory k počítači přes USB rozhraní.

Postup měření Připravíme si tepelně nevodivou podložku (třeba pevnější karton) o rozměrech přibližně dvě A3. Na podložku nalepíme jeden černý list A3 a jeden bílý list A3. Do takto připravené podložky vysekneme dva otvory přesně symetricky podle dělící roviny černá – bílá a také ve stejné výšce od základny. Do takto vytvořených otvorů provlékneme dvě bodová čidla a přilepíme páskou tak, aby byla v kontaktu s podložkou. Lampu s klasickou žárovkou (úsporné žárovky nedávají dost tepla) nasměrujeme tak, aby zdroj tepla byl od obou čidel v přesně stejné vzdálenosti. Je potřeba dodržet stejnou vzdálenost od obou čidel a ověřit ji i několika pokusy. Pak provedeme měření. Pozorujeme že čidlo umístěné na černé podložce vykazuje větší nárůst teploty. Při použití výkonnějšího tepelného zdroje a delší době měření je možno dosáhnout i výraznějších rozdílů v naměřené teplotě. Na dynamickém záznamu měření je pro urychlení používán střih

Umístění lampy musí být přesně ve stejné vzdálenosti od obou snímačů!

Je lépe volit silnější žárovku (100 W) Žárovky s vekou baňkou jsou výhodou. Tepelný tok je rovnoměrnější a rozprostřený na větší plochu

Čidlo na černém podkladu Čidlo na bílém podkladu