Oscilace světelného toku Mgr. Milan Hampl EU OPVK ICT2-1/ICT15 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/ICT15 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. Milan Hampl NázevOscilace světelného toku Očekávaný výstupProcvičení a prohloubení znalostí s využitím digitální technologie, Vzdělávací oblast - oborVolitelné předměty - Informatika Klíčová slovaOscilace, frekvence, žárovka, střídavý proud 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 VMKvěten 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. Lidské oko není schopno rozpoznal děje kratší než 0,1 s. Díky této nedokonalosti máme dojem spojitého pohybu při sledování filmu i televize. Jak je známo vyrábíme většinou střídavý elektrický proud v Evropě o napětí kolem 230 V s frekvencí 50 Hz. To znamená 50 kmitů za sekundu. K osvětlení používáme stále většinou klasické žárovky, kde světlo vydává rozžhavené wolframové vlákno. Další možností jsou klasické zářivky (někdy i v menším provedení). Pokud jsou tyto světelné zdroje napájeny střídavým proudem musí tedy blikat s frekvencí 50 Hz. Tyto změny světelného toku není naše oko schopno zaznamenat. Skutečně však toto „blikaní“ existuje? Pokusíme se zjistit a změřit charakteristiku světelného toku, který vydávají tyto klasické světelné zdroje. Moderní světelné zdroje, tak zvané úsporné zdroje, pracuji na trochu jiném principu. Zvláště světelné zdroje na bázni LED diod se mohou chovat odlišně.

Senzor - Luxmetr Čidlo intenzity světla Čidlo které měří intenzitu dopadajícího světla, připojuje se k počítači pomocí rozhraní Go!Link.

Rozhraní LabQuest Mini je jednodušší verze LabQuest. LabQuest Mini je rozhraní připojené k počítači pomocí USB kabelu. Počítač zajišťuje pomocí software vlastní výpočetní výkon, ovládání i zobrazení na monitoru. Toto rozhraní má lepší parametry než rozhraní Go!Link. Rozhraní LabQuest Mini má 3 analogové porty a 2 digitální porty. Nevyžaduje samostatný napájecí zdroj, je napájeno pomocí USB kabelu. Rozhraní LabQuest je plně přenosný přístroj s vlastním napájením a barevným dotykovým displejem. Jeho nevýhodou je především cena a také velikost displeje. LabQest Mini zvláště ve spojení s notebookem plně dostačuje i k terénnímu měření. Je pravdou, že s rozhraním LabQuest rozhodně získáte při měření více pozornosti okolí. LabQuest LabQuest Mini LabQuest 2

Postup měření Sestavení experimentu je jednoduché. Senzor – Luxmetr umístíme 1m od zdroje světla. Použijeme klasickou žárovku a kompaktní zářivku. Připojíme čidlo pomocí rozhraní LabQuest Mini. Do stojanu upevníme luxmetr a proti umístíme lamy s žárovkou a zářivkou. Spustíme měřící software a provedeme měření. Důležité je zde nastavení senzoru. Doba měření nemusí být dlouhá. Při předpokládané frekvenci 50 Hz stačí měřit po dobu 1 s. Zato počet měření za sekundu, tedy frekvence musí být vysoká – 1000 vzorků za sekundu. Rozhrání a senzor umožní toto maximální nastavení. Zvolíme tedy „Experiment/ Sběr dat/ Trvání 1s – Vzorkovací frekvence 1000 vzorku za sekundu“. Rozsvítíme postupně obě lampy a změříme oscilace světelného toku. Intenzita světla nebude pravděpodobně úplně stejná u obou zdrojů, proto se záznamy nebudou překrývat a umožní jejich porovnání. Vzdálenost 1 m je vhodná kvůli zahlcení senzoru.

Umístění senzoru a rozhraní.

Oba světelné zdroje umístíme do stejné vzdálenosti.

Průběh měření oscilací světelného toku.

T T