3. Elektromosságtan és optika
Az elektromos jelenségek átszövik mindennapjainkat. Minden háztartásban legalább tíz elektromos energiával működő berendezés található, ami életünk elképzelhetetlen ezek nélkül. Az optika ismerete nélkülözhetetlen a látás megértéséhez. Jelen fejezetben ezért néhány tanulságos példa ehhez a témakörhöz kapcsolódik.
Az ajánlott feladatok elsősorban a középiskolai korosztály számára készültek a felhasznált matematikai apparátus miatt. A látással kapcsolatos szövegek azonban a 8. évfolyamos tanulók számára is feldolgozhatók.
A gondolkodásfejlesztés széles körű lehetőségeire van mód, mint arányossági gondolkodás, analógiás gondolkodás, különböző számítások elvégzése adott törvényszerűségek felhasználásával, kapcsolat az informatika tantárggyal, mérési adatok kezelése, rendezése, kritikus gondolkodás.
Tartalomjegyzék
Az Ohm törvény felfedezése 1
Elektron mozgása homogén elektromos mezőben 3
Galvánelemből kivehető maximális teljesítmény meghatározása 4
Soros kapcsolás 8
Ptolemaiosz mérési adatainak feldolgozása 11
Halevő madarak látásának vizsgálata 12
A szemüveg 20
Az Ohm törvény felfedezése
Gondolkodás: eredeti mérési adatok kezelése, azok vizuális megjelenítése, ábrázolása, összehasonlítás, arányossági gondolkodás
Georg Simon Ohm (1789-1854) német gimnáziumi tanár nevét őrzi a róla elnevezett törvény, melyet 1826-ban alkotott meg. Az ehhez szükséges fogalmakat és a mérőberendezéseket is gyakorlatilag ő alkotta meg. Kísérleti berendezésének lényege a következő volt: áramforrásként termoelemet használt, mivel ez állandó feszültséget tud adni. Áramkörébe különböző ellenállásokat helyezett, és ismerve az elem elektromotoros erejét, az áramerősséget mágnestű kilengésével mérte, egy általa épített berendezésben.
Mérési eredményeit a következő összefüggésben foglalta össze:  ,
ahol X gyakorlatilag az áramerősséget jelölte, x a vezetődrót hossza, a változtatott ellenállás volt, a a termoelem elektromotoros ereje, b pedig az áramkör többi részének ellenállása. Ha a és b értékét Ohm behelyettesítette a különböző mérési sorozatokba, a számított és a mért értékek nagyon jó egyezést mutattak.
Kísérleteihez 2 mm vastag rézdrótot használt, melyek hossza 2, 4, 6, 10, 18, 34, 66 és 130 hüvelyk (5,4-350 cm) voltak. Ohm ezekre számokkal hivatkozott cikkében 1- 8- ig. Az alábbi ábrán öt méréssorozat adatai láthatók. 1
|
