رنگ های نور
توضیح اولیه
اشیاء اطراف ما به طور کلی به دو گروه تقسیم می شوند: درخشان و غیر درخشان. اشیاء درخشنده مانند خورشید، از خود نور تولید می کنند (درمورد خورشید و دیگر ستارگان، این نور حاصل از واکنش های هسته ای درون ستاره است). اکثر اشیاء اطراف ما را اجسام غیر درخشان تشکیل می دهند. این اجسام می توانند اشعه های نور ِتابیده به خود را به چشم ما منعکس کنند، اما خودشان توانایی تولید نور ندارند.
رنگی که ما مشاهده می کنیم، به طول موج ( یا فرکانس ) نور تابیده شده از جسم به چشم ما، بستگی دارد. کمترین فرکانسی که چشم انسان می تواند ببیند، مربوط به رنگ قرمز ( طول موج650-750mn ) و بیشترین فرکانس مربوط به رنگ بنفش است ( طول موج390-430mn ). در این محدوده رنگهای رنگین کمان دیده می شوند: بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز. اغلب اشیاء تنها بخشی از گستره ی طیفِ نور تابیده به خود را باز می تابانند. برای مثال مداد زرد تنها قسمت زرد طیف نور مرئی را به چشم ما باز می تاباند. دانشمندان هنوز کاملاً نمی دانند که چگونه ساختار مولکولی اجسام باعث می شود تا جسم فرکانس خاصی از نور مرئی را منعکس کند.
اهداف
دانش آموز فرامی گیرد که با ترکیب رنگ های اصلی نور، چه رنگ های جدیدی تولید می شود و تأثیر تاباندن نورهای رنگی بر اجسام مختلف چیست.
وسایل لازم
- -منبع نور 4 در 1 (OS-8517 A)، به جای آن می توانید از چند منبع جداگانه با فیلترهای رنگی استفاده کنید تا هر رنگ را جداگانه تولید کنید.
- -کیت اپتیک (OS-8516 A) و یا یک عدسی محدب
- -مقوا
- -اجسام رنگی (کاغذهای رنگی یا هر جسم رنگی دیگر)
- -برگه ی فعالیت ترکیب رنگ ها
طرح درس
می توانید با پرسیدن سوالات زیر درس را آغاز نمایید:
نور خورشید توسط اشیاء مختلف در جهت های مختلف منعکس می شود، این نور از چه رنگ هایی تشکیل شده است؟ آیا می توانید یک آزمایش ساده برای اثبات جواب خود طرح کنید؟
در آزمایش زیر از دانش آموزان بخواهید تا نتایج حاصل از ترکیب رنگ های متفاوت نور را حدس بزنند و تغییر رنگ اشیاء را با تغییر نور تابیده به آن ها مشاهده نمایند.
روش آزمایش:
1-منبع نور را روی یک کاغذ سفید روی میز قرار دهید و آن را طوری تنظیم کنید که سه رنگ اصلی (قرمز، سبز، آبی) دیده شوند. قسمت جلوی منبع نور را به کمک پایه ای به اندازه ی 1cm بالا ببرید تا اشعه ها مسافت بیشتری تابیده شوند.
2-با ترکیب رنگ های قرمز، آبی و سبز چه رنگ هایی حاصل خواهد شد؟ برگه ی فعالیت ترکیب رنگ ها را بین دانش آموزان توزیع نمایید واز دانش آموزان بخواهید پیش بینی خود را در یک جدول 1، بنویسند.
3-عدسی محدب را روی برگه ی سفیدی در نزدیکی منبع نور قرار دهید. این کار سبب می شود تا پرتوهای موازی نور در کانون عدسی یکدیگر را قطع کنند. برای مشاهده ی بهتر تداخل نورها می توانید در محل کانون عدسی محدب، یک پرده (یک صفحه ی عمودی) با کاغذ درست کنید. وقتی هر سه رنگ نور با هم تداخل می کنند، رنگ نور حاصل چیست؟ نتیجه را در جدول 1 ثبت کنید.
4. پیش از انجام مرحله بعد، ستون " پیش بینی رنگ" را در جدول 1 کامل کنید.
5. حالا با یک جسم کدر (مثل مقوا) جلوی اشعه سبز را بگیرید و مانع از تابیدن آن شوید.از ترکیب نور آبی و قرمز چه رنگی حاصل می شود؟ نتیجه را در جدول 1 یادداشت کنید.
6. مرحله قبل را یک بار با سد کردن راه نور قرمز و بار دیگر با نور آبی انجام دهید و مشاهدات خود را در جدول 1 بنویسید.
7.ستون اول جدول اطلاعات دوم را با کاغذهای رنگی که برای آزمایش در اختیار دارید، پر کنید و حدس بزنید که هر یک از این کاغذ ها وقتی نور قرمز،سبز و یا آبی به آنها تابیده می شود،چه رنگی خواهند داشت.ستون "پیش بینی" در جدول را قبل از انجام مرحله ی 8 پر کنید.
8-در این مرحله، هر بار یکی از رنگ های اصلی را به یک کاغذ رنگی می تابانیم. هر کاغذ، با تابیدن نورهای رنگی، چه رنگی پیدا می کند؟ مشاهدات خود را در ستون "نتایج" در جدول یادداشت کنید.
9-این آزمایش را برای اجسام دیگری که در کلاس یا آزمایشگاه هستند، انجام دهید. قبل از انجام آزمایش فکر کنید و پیش بینی کنید که هر جسم با تابیده شدن نورهای رنگی به چه رنگ در می آید. پیش بینی خود را بیازمایید.
پرسش هایی برای دانش آموزان
1-با توجه به نتایج آزمایش که در جدول ها ثبت کرده اید، هر نوع نظمی که در تغییر رنگ های اجسام (کاغذهای) رنگی پس از تاباندن نور رنگی به آنها مشاهده می کنید را شرح و توضیح دهید.
2-توضیح دهید که چطور منبع نور، نورهای سبز، قرمز و آبی "می سازد"؟ (راهنمایی: می توانید با کشیدن یک شکل ساده، نحوه ی کار هر یک از فیلترهای منبع نور را توضیح دهید.)
توسعه
1. شما احتمالاً از آبرنگ، ماژیک های رنگی و یا رنگ روغن برای ترکیب رنگ و ساختن رنگهای جدید استفاده کرده اید. آیا با ترکیب رنگها روی کاغذ (مثلاً زرد و قرمز) به نتیجه ای یکسان با ترکیب نورهای رنگی می رسیم؟ با ترکیب سه رنگ اصلی در نقاشی، چه رنگی حاصل می شود؟ با ترکیب سه رنگ اصلی نور چطور؟ در مورد شباهت ها و تفاوت های این دو مورد تحقیق کنید.
2. برخی از سؤالات در مورد رنگ، نور و حس کردن این دو توسط چشم، هنوز برای دانشمندان حل نشده باقی مانده است. مثلاً اینکه آیا رنگ نور در نحوه ی رشد گیاهان مؤثر است؟ آیا رنگ های خاصی می توانند روی حافظه ی دانش آموزان تأثیرگذار باشند؟ آیا غذاهایی با رنگهای خاص اشتها برانگیزترند؟ آیا کور رنگی قابل درمان است؟ یک سؤال در مورد رنگ و نور انتخاب کنید، از کتابخانه ی مدرسه یا محله و یا اینترنت کمک بگیرید تا ببینید که دانشمندان چه جوابی به سؤال شما می دهند.
