Pokus: ako sa mení tieň pri posúvaní baterky

Baterka, kniha a stena stačia na to, aby si videl, že tieň nie je stála škvrna. Keď zdroj priblížiš ku knihe, tieň na stene narastie. Keď zdroj oddiališ a stenu necháš, tieň sa scvrkne k veľkosti knihy. Lúče idú priamo. Predmet im stojí v ceste a za ním ostane oblasť, kam priamo neprídu.

Čo budeme skúmať

Ako sa zmení výška tieňa, keď posunieš len baterku.

Čo potrebuješ

• LED baterku s jedným svetlom, nie laser
• knihu alebo škatuľu vysokú asi 5 cm, ktorú postavíš na stôl
• stenu alebo veľký papier ako tienidlo
• pravítko alebo meter
• izbu, ktorú vieš stlmiť

Bezpečnosť

Do očí nesvieť. Nesvieť ani do zrkadla tak, aby sa lúč vrátil do tváre. Laserové ukazovadlo nechaj v puzdre, do tohto pokusu nepatrí. Baterku nerozoberaj a sieťovú lampu neotváraj. Ak je v izbe tma, prejdi k stolu skôr, ako zhasneš strop.

Hypotéza

Napíš, či pri priblížení baterky čakáš väčší, alebo menší tieň. Dopíš aj, či čakáš ostrejšiu hranu. Veľkosť a ostrosť sú dve pozorovania.

Postup

1. Postav predmet 40 cm pred stenu. Značku na stole neposúvaj.
2. Baterku drž 20 cm pred predmetom, v rovine, ktorá mieri na stred predmetu. Nesvieť si pri tom do tváre.
3. Odmeraj výšku tieňa na stene a vzdialenosti zapíš.
4. Baterku posuň na 40 cm pred predmet. Stena aj predmet ostávajú.
5. Odmeraj tieň znova.
6. Tretie čítanie sprav pri 10 cm, ak sa baterka zmestí bez toho, aby si tienil vlastnou rukou.

Pozorovanie

Okrem výšky si všimni, či je okraj tieňa ostrý, alebo či okolo neho ostáva sivý pás. Široká LED nie je bod. Sivý pás je polotieň. Do tabuľky píš výšku tmavého jadra aj to, či sa sivý pás zmenil. Pohyb ruky, ktorá baterku drží, nie je posun zdroja.

Výsledok

V bodovom modeli pri 5 cm predmete, 20 cm ku zdroju a 40 cm k stene vyjde tieň 15 cm. Po oddialení zdroja na 40 cm vyjde 10 cm. Doma číslo sedí len približne. Ak ti tieň narástol pri oddialení, pravdepodobne si posunul aj stenu alebo si meral sivý pás. Opakuj s fixnými značkami.

Fyzikálne vysvetlenie

Podobné trojuholníky: výška tieňa delí výšku predmetu tak, ako vzdialenosť steny od zdroja delí vzdialenosť predmetu od zdroja. Preto H = 5 · (vzdialenosť zdroj–stena) / (vzdialenosť zdroj–predmet). Súčet 20 cm a 40 cm je vzdialenosť zdroj–stena. Denná zmena tieňa vonku je iný článok, dĺžka tieňa, lebo tam sa hýbe Slnko po oblohe, nie baterka po stole. Lom, ktorý odkryje mincu, je pokus minca v pohári.

Čo môže ovplyvniť výsledok

Široký zdroj, šikmá stena, predmet, ktorý nie je rovnobežný so stenou, meranie polotieňa a svetlo z okna, ktoré druhý tieň prekryje. Izbu pred meraním stlm.

Vyskúšaj simuláciu

Lúče a tieň meníš v lekcii svetelné lúče a tieň. Kategória: pokusy doma.

Kontrolné otázky

• Čo si nechal na mieste a čo si posunul?
• Prečo 15 cm nie je sľub pre každú baterku?
• Čím sa tieň líši od lomu v pohári s mincou?