رنگ و گرما
اهداف آموزشي
اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي - دانش
- «دانش امور جزوي» > «دانش اصطلاح‌ها»
اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي - توانايي‌ها و مهارت‌هاي ذهني
- «فهميدن» > «كار بستن»
اهداف آموزشي در حوزه‌ي عاطفي- آگاهي
اهداف آموزشي در حوزه‌ي عاطفي- توجه انتخابي يا كنترل‌شده
نتايج مورد نظر
- كاربرد «رابطه‌ي گرما و رنگ » در «طبيعت»
- نقش فيزيك در طبيعت
- شناخت طيف مرئي (اثرات گرمايي)
- آشنايي با نور گرمايي
محتواي آموزشي (سرفصل‌هاي المپياد جهاني)
- طيف مرئي >> قانون وين >> آزمايش بنيامين فرانكلين
توجه: قبل از مطالعه‌ي اين زنگ تفريح جهت آشنايي بيش‌تر با رنگ و دما مي‌توانيد به زنگ تفريح شماره‌ي 47 مراجعه كنيد.
بيش‌تر علاقه‌مندان به فيزيك «بنيامين فرانكلين» را با الكتريسيته مي‌شناسند، ولي آزمايشي كه مي‌خوانيد اولين آزمايشي بود كه او درباره‌‌ي دو موضوع متفاوت انجام داد (رنگ و گرما). احتمالا توجه داريد كه اگر لباس تيره بپوشيد زير نور آفتاب سريع‌تر گرم مي‌شويد. با اين آزمايش علت را بيش‌تر درك خواهيد كرد.
| |
ماهي‌تابه |
| |
نمد با رنگ‌هاي مختلف (سياه، سفيد و سبز تركيب خوبي هستند.)
|
| |
برف (يا خرده يخ) |
| |
نور آفتاب |
|
|
1- ماهي‌تابه را بيرون برده و آن را با برف يا خرده يخ پُر كنيد. آن را تا لبه پُر نكنيد. |
| |
2- نمدها را با رنگ‌هاي مختلف مستقيما روي يخ قرار دهيد (ممكن است نياز به كوچك كردن نمدها داشته باشيد تا در ظرف در كنار هم جا شوند). حداقل 5/2 سانتي‌متر فضاي خالي بين هر تكه نمد باشد. |
| |
3- ماهي‌تابه را مستقيما در نور آفتاب قرار دهيد و هر نيم ساعت آن را نگاهي بيندازيد. چه اتفاقي براي برف مي‌افتد؟ كدام رنگ اول از بقيه در برف فرو مي‌رود؟ |
اين اولين آزمايش فرانكلين بود (مشاهده‌ي اثر رنگ در يك جسم با توجه به دما). فرانكلين (و شما هم) در‌مي‌يابيد كه اجسام تيره سريع‌تر و بيش‌تر در برف فرو مي‌روند تا اجسام روشن‌تر. اين بدان معناست كه برف در زير نمدهاي تيره‌تر سريع‌تر ذوب مي‌شود. همين امر باعث شد تا فرانكلين نتيجه بگيرد كه اجسام تيره سريع‌تر از روشن گرم مي‌شوند.
نور آفتاب سفيد يا زرد به نظر مي‌رسد ولي كاملا از همه‌ي رنگ‌هاي رنگين كمان تشكيل شده است. قطره‌هاي باران و منشور مي‌توانند نور را به اين رنگ‌ها تجزيه كنند.
 |
بيش‌تر رنگ‌ها را با رنگ‌هاي مرعي مي‌توان تشخيص داد كه توسط جسم جذب يا بازتاب مي‌شوند. براي مثال يك سيب قرمز به نظر مي‌رسد زيرا نور قرمز را سيب بازتاب مي‌كند ولي بقيه‌ي رنگ‌ها را جذب مي‌كند (به نظرم مي‌رسه اين‌طوري در خاطرتون بهتر مي‌مونه، هر جسمي رنگ‌هايي رو كه دوست نداره بازتاب مي‌كنه و ما اون‌ها را با اون رنگ‌ها مي‌بينيم!؟). |
اجسام سياه هيچ نوري را بازتاب نمي دهند. اين نوع اجسام همه‌ي نوري را كه به آن‌ها مي‌رسد جذب مي‌كنند. برخلاف سياه، اجسام سفيد هيچ نوري را جذب نمي‌كنند و همه را باز مي‌تابانند. اجسام سبز در ميانه‌ي طيف نور مرعي قرار دارند. اجسامي كه قرمز تيره هستند، نور را بيش از قرمز معمولي جذب مي‌كنند. در كُل نور تيره‌تر، جذب مي‌شود كم‌تر بازتاب وجود خواهد داشت.
حالا اين چه ربطي به گرما دارد؟ گرما و نور هردو نوعي از انرژي هستند. بيش‌تر نوري كه اجسام جذب مي‌كنند، به گرما تبديل مي‌شود. وقتي اجسام تيره بيش‌تر نور را جذب مي‌كنند، گرماي زيادي آزاد مي‌كنند.
| |
خودتان دوباره امتحان كنيد! |
الف - آزمايش را با مواد ديگري و يكبار هم با رنگ‌هاي ديگر از يك ماده امتحان كنيد. كدام ماده گرماي بيش‌تري را آزاد مي‌كند؟
ب - آزمايش ديگري ترتيب دهيد تا ببينيد كه كدام جسم سريع‌تر سرد مي‌شود.