Pomôcky: sviečka, čelovka, čierny a biely papier, laser, spray
Zrak je náš najdôležitejší zmysel. Keď nám niekto zaviaže oči, nevieme, kde čo je. Ako to naša oči robia?
Pedagogická poznámka: Hypotézy prednesiem rovno ja.
Dve hypotézy:
• Svetelná: Naše okolie je väčšinou plné svetla, ktoré rôzne poletuje priestorom. naše oči svetlo prijímajú a získavajú z neho informáciu o tom, ako svet okolo vyzerá.
• Ohmatávací: Oči vysielajú nejaké lúče, ktoré sa odráža od predmetov v okolí späť. Oči je zachytí a tým si ohmatávají svet okolo.
Pr. 1: Navrhni pokus, ktorým by sme mohli rozhodnúť o tom, ktorá z oboch hypotéz o videnie (svetelná a ohmatávací) je správna. Máš nejaké skúsenosti, ktoré jednu z hypotéz vylučujú?
Zatemníme miestnosť a zhasneme, aby sa do nej nedostalo žiadne svetlo. Ak v miestnosti bez svetla uvidíme, je správna ohmatávací hypotéza, pokiaľ neuvidíme, je správna svetelná hypotéza.
Skúsenosti:
• Keď je v miestnosti málo svetla, vidíme lepšie tam, kam svetlo dopadá a to, ako ďaleko
od miesta sme alebo či sa na neho pozeráme situáciu príliš nemení.
• Hviezdy sú od nás neuveriteľne ďaleko. Ak by ich oči ohmatával, musel by ohmatávací lúč doletia vo veľmi krátkom okamihu od otočenie hlavy smerom ku hviezde od nás k nej a späť.
• Keď zhasnú osvetlenie v jaskyni, je tam úplná tma.
Pedagogická poznámka: zatemnení je nutné vyskúšať a musí byť naozaj dokonalé. Pokiaľ do triedy presvitá svetlo, žiaci tme zvyknú, rozhliadnete sa a celý pokus pre nich bude skôr demonštrácií správnosti ohmatávací teórie. Ak dokonalé zatemnenie miestnosti nemáte, je nutné nájsť inú miestnosť, kde je po zhasnutí úplná tma (chodba v pivnici, učiteľský záchod, …). Žiaci samotní väčšinou skúsenosti s úplnou tmou nemajú, pretože aj počas hlbokej noci vonku neustále niečo svieti.
Pedagogická poznámka: Tesne predtým než rozsvietime, vyzvem žiakov, aby rozsvietenie sledovali oči svojho spolusedícího.
Keď triedu zatemníme a zhasneme, nič nevidíme ⇒ zrejme platí svetelná hypotéza. Ako reagujú na rozsvietenie oči kamarátov?
Keď rozsvietime, začne sa im zmenšovať čierne koliesko uprostred oka. Čierne koliesko je vo skutočnosti otvor, ktorým do oka vchádza svetlo. Nazýva sa zornička.

Pr. 2: Vysvetli, prečo sa zornička po rozsvietení zmenšuje.
V tme dopadá do oka málo svetla ⇒ oko sa snaží množstvo svetla zväčšiť a preto zväčši zreničku, ktorú svetlo do oka púšťa. Po rozsvietení je svetla dostatok, preto oko zreničku zmenší, aby svetla v oku nebolo príliš (prebytok svetla po rozsvietení i cítime). Vidíme vďaka svetlu, ktoré dopadá do oka.
Preto má zmysel sa zaoberať tým, ako sa svetlo chová, najmä, akým spôsobom sa dostane do nášho oka.
Pedagogická poznámka: Na nasledujúce pokusy sa hodia obyčajné laserové ukazovátko s malým výkonom (u vysoko výkonných lúčov dochádza k dostatočne silnému rozptylu, ktorý zviditeľňuje cestu lúča). Jednoduchý prípad: laserové ukazovadlo: Keď ho rozsvietime, na stene sa urobí osvetlená stopa ⇒ svetlo sa muselo z laseru dostať na stenu a potom do našich očí. Akú cestu zvolilo?
Pedagogická poznámka: Najlepšie je, ak si žiaci môžu priamu cestu svetla vyskúšať samostatne na laserovom modulu. Ak moduly nie sú k dispozícii, je možné vykonávať pokus frontálne.
Svetlo sa vzduchom šíri priamočiaro, najrýchlejšou cestou.
Pedagogická poznámka: Slovo najrýchlejší je použité úmyselne, kvôli budúcemu užití Fermat princípe najkratšieho času.
Pr. 3: Nakresli triedu pri pohľade zhora. Do obrázku nakresli cestu svetla z ukazovátka, cez múr do očí niekoľkých spolužiakov na rôznych miestach triedy. Ako svetlo od steny odráža?
Prečo nevidíme lúč počas cesty?
Svetlo najskôr letí pohromade po priamke z ukazovátka k stene, od ktorej sa odrazí do rôznych smerov a po odraze zase letí priamočiaro k jednotlivým žiakom. Svetlo sa od steny odráža do všetkých strán.
Lúč po ceste zrejme nevidíme, pretože všetko svetlo v lúča letí do steny a žiadne neletí do našich očí.
Pr. 4: Navrhni, ako zviditeľniť lúč po ceste. Musíme lúča do cesty postaviť niečo, čo ho čiastočne odrazí do našich očí, napríklad prach
alebo hmlu.
Pedagogická poznámka: Veľa žiakov trik pozná z laserových bludísk.
Svetlo, ktoré nedopadá do nášho oka, nevidíme.
Pedagogická poznámka: Predchádzajúci záver najskôr sformulujeme ako hypotézu, ktorú testujeme tým, že odvrátim cestu svetlu, ktoré ide z rôznych predmetov tak, aby ho časť triedy videla a časť nie.
Pr. 5: Na fotografii je kutil, ktorý kontroluje rovnosť dosky. Vysvetli.
Svetlo letí priamočiaro ⇒ keď je doska rovné splynie v jeden bod.
Pr. 6: Ako najľahšie skontrolujeme, že sme koly na stavbu plota zasadili rovno do jednej priamky?
Keď sa pozrieme od jedného krajného kolu k druhému, musia byť všetky koly medzi nimi v zákryte.
Pr. 7: Na strelných zbraniach mierime pomocou hľadí a mušky. Vysvetli ako. Pokiaľ má zbraň strieľať presne na rôzne vzdialenosti, býva hľadí nastaviteľné. Prečo? Guľka vystrelená z hlavne letí priamočiaro (ako svetlo). Musíme nastaviť hľadia a mušku tak,
aby boli v jednej priamke s cieľom.
Laserové ukazovadlo nám dokáže vytvoriť jeden jasný bod, ktorým na niečo ukážeme, ale na osvetľovanie sa nepoužíva. Skúsime bežnejšie zdroj – čelovku.
Nebudeme svietiť priamo do miestnosti, ale posvietime na dva rôzne papiere.
• Čierny papier: Miestnosť je svetlejšie (je v nej viac svetla) ako pri vypnutej čelovke, ale stále je veľa zle vidieť.
• Biely papier: Miestnosť je podstatne lepšie osvetlená ako pri použití čierneho papiera. Biele predmety odrážajú ďaleko viac svetla ako predmety čierne.
Pr. 8: Vysvetli, prečo na ukazovátku namierenom trochu nad hlavy študentov nie je vidieť, že svieti, zatiaľ čo rozsvietenie čelovky nepríjemne páli do očí. Z laserového ukazovátka vylieta veľmi tenký prúd svetla, z ktorého do našich očí nedopadá žiadne svetlo.
Prúd svetla z čelovky je ďaleko širšia a rozbieha sa do strán ⇒ časť svetla dopadá priamo do našich očí a my vidíme čelovku svietiť.
Pr. 9: Prečo sa miestnosti maľujú väčšinou bielo alebo svetlými farbami? Ktorej miestnosti sa maľujú čierno? Prečo? Biela farba odráža viac svetla ⇒ svetlo, ktoré sa do miestnosti dostane, sa odráža od stien a nepohltí sa ⇒ v miestnosti je viac svetla a my v nej dobre vidíme.
Čierna farba odráža málo svetla ⇒ svetlo, ktoré dopadne na stenu sa pohltí a v miestnosti je tma. Čiernu (alebo inou tmavou) farbou sú vymaľované miestnosti, v ktorých potrebujeme málo svetla:
• temná komora (miestnosť na výrobu fotografií, na ktoré nesmie dopadať svetlo, kým nie sú hotové),
• kino,
• diskotéky, …
Pr. 10: Prečo je v čiernom oblečení väčšie teplo? Čierna farba pohlcuje svetlo ⇒ pohlcuje aj jeho energiu, ktorú zrejme mení v teplo.
Pr. 11: Vonku je deň, okná miestnosti nie sú zatiahnutá. Vysvetli, ako vidíme predmety, ktoré sú v miestnosti a nedopadá na ne priame žiarenie zo Slnka.
Svetlo zo slnka prechádza oknom ⇒ svetlo sa odráža sa od steny do všetkých strán ⇒ odrazené svetlo môže dopadnú aj na predmety, na ktoré priame svetlo nedopadá ⇒ odrazené svetlo sa od predmetov odrazí do nášho oka ⇒ predmet vidíme.
Domáce bádania: Z biológie vieme, že živé organizmy sú veľmi účelné. Napriek tomu je u ľudí farba kože zdanlivo nezmyselná. Čiernu kožu majú obyvatelia Afriky, kde dopadá veľmi veľa svetla, ktoré tak zahrieva kožu a zbytočne ohrieva miestnej čierne obyvateľov. naopak obyvatelia Európy, kde je ďaleko chladnejšie a slnečný svit je vzácnejšia majú kožu bielu, ktorá svetlo zbytočne odráža namiesto toho, aby ho pohltila a vyrobila tak trochu cenného tepla. Nájdi na internetu vysvetlenie.
Zhrnutie: Okolo nás sa všetkými smermi šíria a od predmetov odráža svetlo. Svetlo, ktoré dopadne do oka. nám prináša informáciu o našom okolí.