27. Elektromos töltés, elektromos mező

27. Elektromos töltés, elektromos mező • Ismertesse a testek elektromos feltöltődését, adjon erre anyagszerkezeti magyarázatot! • Kísérlet: Állapítsa meg különböző összedörzsölt testekről, hogy milyen előjelű elektromos töltésük van! A rendelkezésre álló eszközökön kívül felhasználhatja, hogy a papírral megdörzsölt üvegrúd pozitív töltésű. Adjon magyarázatot az eljárásra! • Értelmezze a töltésmennyiség mértékegységét! • Mit ért elektromos mezőn? Ki és mikor használta először ezt a fogalmat? • Milyen mennyiségekkel jellemezhetjük az elektromos mezőt? Adja meg ezek definícióját és mértékegységét! • Milyen szemléletes jellemzési módját ismeri az elektromos mezőnek? • Mit tud mondani a fenti jellemzési módok segítségével a homogén elektromos mezőről? • Milyen balesetveszélyt jelent a testek elektromos feltöltődése, és hogyan védekezhetünk a balesetek ellen? Eszközök: üvegrúd, száraz papír, elektroszkóp, szőrme, bőr, műanyag test.

1

A 27. tételsor értékelése A részfeladatok megnevezése

Különböző anyagok szoros érintkezése, elektronleadás ill. -felvétel.

Adható pontok

2+3

Pozitív töltésű elektroszkóphoz más elektromos test közelítése.

4

Elektromos megosztással indokolt helyes válasz.

5

A töltésmennyiség mértékegységének értelmezése (Coulomb törvénye vagy az áramerősség mértékegysége vagy az elektronok száma segítségével). Az elektromos mező fogalma; Faraday angol fizikus; XIX. sz.

4 3+3×2

Az elektromos térerősség definíciója (nagyság, irány, mértékegység).

3×2

Feszültség (nagyság, előjel, mértékegység).

3×2

Erővonalak (sűrűség, irány).

4

Homogén mezőben a térerősség, a feszültség és az erővonalak sajátossága.

3×2

Szikrakisülés (robbanás, tűz); töltések elvezetése (pl. földelés), árnyékolás.

2×3

A felelet kifejtési módja.

5

Összesen

60

2

Adott pontszám

28. Vezetők az elektrosztatikus mezőben • Kísérlet elemzése: Mi történik az ábra szerinti kísérleti összeállításnál, ha bekapcsoljuk a szalaggenerátor motorját? Adjon magyarázatot! • Elemezzen két gyakorlati példát, ahol e kísérlet alapját képező fizikai hatást alkalmazzák! • Foglalja össze a vezetőre vitt töltés esetén a töltés elhelyezkedésére, a térerősségre, az erővonalakra és a vezető pontjai közötti feszültségre vonatkozó ismereteit! • Számítás: Határozza meg a térerősséget egy 10–7 C töltésű, 5 cm sugarú fémgömb középpontjától 2 cm és 10 cm távolságban! • Mondjon két gyakorlati példát az elektromos árnyékolásra! • Kinek a nevéhez fűződik az elektromos árnyékolás? Mikor és hol élt? Milyen jelentős felfedezések fűződnek a nevéhez? Eszközök: ábra.

3


A füst eltűnik.

Adható pontok

4

Csúcshatás megnevezése, ennek kifejtése.

2+4

Példák: villámhárító, feltöltött gépszíj semlegesítése, szalaggenerátor.

2×2

A példák elemzése.

2×2

Töltés, térerősség, erővonalak, feszültség jellemzése.

4×3

A térerősség értéke a fémgömbön belül.

3

A térerősség értéke a gömbön kívül.

6

Például: gázpalackok tárolása, autóban villámvédelem.

2×3

Faraday angol fizikus; XIX. sz.; elektromágneses indukció, az elektrolízis törvényei.

5×2


5

Összesen

60

4

Adott pontszám

29. Vezetők ellenállása • Kísérlet: Készítsen kapcsolási rajzot, majd eszerint állítson össze az adott fogyasztó áramerősségének mérésére alkalmas áramkört! • Növelje 1,5 V-onként 6 V-ig a feszültséget, és határozza meg a fogyasztón átfolyó áram erősségének és feszültségének kapcsolatát! • Ki, hol és mikor ismerte fel elsőként ezt a kapcsolatot? • Számítsa ki a fogyasztó ellenállását! • Mi okozhatja a mérés hibáját? • Milyen tényezők és hogyan befolyásolják a fogyasztó ellenállását? • Értelmezze az erre vonatkozó összefüggést! • Mondjon két példát az ellenállást befolyásoló tényezők gyakorlati szerepére! Eszközök: 1,5 V-onként növelhető feszültségű telep, fogyasztó, árammérő műszer, vezetékek, kapcsoló, szerelőtábla.

5


Adható pontok

Kapcsolási rajz készítése.

4

Áramkör összeállítása az ampermérő helyes bekötésével.

5

A mérések elvégzése, az eredmények rögzítése.

5

Az egyenes arányosság megállapítása grafikon vagy állandó hányadosok alapján.

5 3×2

Ohm német fizikus és a XIX. sz. első fele. Az ellenállás kiszámítása több mérés figyelembevételével.

5

Legalább két hibaforrás megnevezése.

2×3

A hossztól, keresztmetszettől és anyagi minőségtől való függések.

3×3

A hossz, keresztmetszet és a fajlagos ellenállás nevének és mértékegységének megadása.

4

Például: áramkörben a vezeték elhanyagolható ellenállásának biztosítása, változtatható ellenállás, szénmikrofon stb.

2×3


5

Összesen

60

6

Adott pontszám

30. Fogyasztók soros és párhuzamos kapcsolása • Készítsen egy-egy kapcsolási rajzot két fogyasztó egyenáramú áramkörbeli soros, illetve párhuzamos kapcsolásáról! • Ismertesse a soros és a párhuzamos kapcsolásnál a feszültségekre, áramerősségekre és az ellenállásokra vonatkozó összefüggéseket! • Kísérlet: Kapcsoljon sorosan vagy párhuzamosan egy ismeretlen ellenállású és egy ismert ellenállású fogyasztót! Határozza meg az ismeretlen ellenállást úgy, hogy a két fogyasztón mért feszültségeket vagy áramerősségeket hasonlítja össze! • Mi okozhatja az elvégzett mérés hibáját? • Indoklással mondjon egy-egy példát a soros és a párhuzamos kapcsolás gyakorlati alkalmazására! • Mikor kezdtek az elektromos áramkörök törvényeivel foglalkozni? • Mondjon két fizikust, akiknek a tevékenysége kapcsolható e témakörhöz! Indokolja a kapcsolatot! Eszközök: telep; egy ismert és egy ismeretlen ellenállású fogyasztó, feszültség- és árammérő műszer, vezetékek, kapcsoló, szerelőtábla.

7


Adható pontok

Kapcsolási rajzok készítése.

2×3

Soros kapcsolásnál egy-egy összefüggés U-ra, I-re és R-re.

3×2

Párhuzamos kapcsolásnál egy-egy összefüggés U-ra, I-re és R-re.

3×2

A kapcsolás helyes összeállítása.

5

Az ismeretlen ellenállás meghatározása.

5

Legalább két hibaforrás megnevezése.

2×3

Egy-egy gyakorlati példa a soros és párhuzamos kapcsolás előfordulására.

2×2

Indoklás a két bemutatott példánál.

2×2

A XIX. század első fele.

3

Két fizikus említése (pl. Ohm német, Kirchhoff német, Volta olasz, Ampere francia stb.).

2×2

A két fizikushoz kapcsolódó indoklás.

2×3


5

Összesen

60

8

Adott pontszám

31. Elektromos áram folyadékokban • Jellemezze a folyadékok áramvezetését! • Hasonlítsa ezt össze más áramvezetési módokkal! • Mit jelent az elektrolízis, és milyen törvényeit ismeri? • Ki, hol és mikor fedezte fel ezeket a törvényeket? • Mi volt a felfedezés tudománytörténeti jelentősége? • Kísérlet: Állítson össze a mellékelt ábra szerint áramkört, és jegyezze le a mért áramerősséget! • Miért csökken fokozatosan az áramerősség? • Számítsa ki, hogy milyen tömegű klór válna ki 10 perc alatt, ha a kezdeti áramerősség nem változna! • Ismertessen 2 gyakorlati példát az elektrolízis alkalmazására! Eszközök: Telep, küvetta sós oldattal és azonos anyagú elektródokkal, árammérő műszer, vezetékek, kapcsoló, szerelőtábla.

9


Pozitív és negatív ionok ellenkező irányú áramlása. Fémekben elektronok, félvezetőkben negatív elektronok és pozitív lyukak, gázokban ionok és elektronok, vákuumban elektronok.

Adható pontok

4 4×2

Az elektrolízis fogalma.

2

A kiváló anyag tömegének függése a töltéstől.

4

96 500 C által kiválasztott anyag mennyisége.

5 3×2

Faraday angol fizikus; a XIX. sz. első fele. Tudománytörténeti jelentőség: Az elektromosság atomos szerkezetének megsejtése.

4

Az áramkör összeállítása.

4

Az áramerősség leolvasása.

3

Az áramerősség csökkenésének indoklása (az áramforrással szembe kapcsolódó galvánelem keletkezése).

4

A kivált klór tömegének kiszámítása.

5

Gyakorlati példák: például galvanizálás, alumíniumgyártás, akkumulátorok töltése stb.

2×3


5

Összesen

60

10

Adott pontszám

32. Elektromos áram félvezetőkben • Milyen töltéshordozók teszik lehetővé fémekben, folyadékokban, gázokban és vákuumban az elektromos áramot? • Nevezzen meg két félvezető kristályt! • Értelmezze és jellemezze félvezetőknél a sajátvezetést és a szennyezéses vezetést! • Mondjon példát többrétegű félvezetőre! • Azonosítsa a rendelkezésre bocsátott félvezető eszközöket, és ismertesse ezek alkalmazásának egyegy lehetőségét! • Kísérlet: Válasszon ki egy félvezető eszközt, és kísérlettel szemléltesse ennek felhasználhatóságát! • Mikor és miért vált nagy jelentőségűvé a félvezetők alkalmazása? • Mit jelent az integrált áramkör és a chip? Eszközök: Telep, termisztor, fotoellenállás, félvezető dióda, tranzisztor, izzó, árammérő műszer, vezetékek, kapcsoló, szerelőtábla.

11


Adható pontok

Az egyes esetekben az áramvezetés módjának, ill. a töltéshordozók biztosításának ismertetése.

4×2

Például: a Si és a Ge.

2×2

A sajátvezetés értelmezése, függése a hőmérséklettől és a megvilágítástól.

4 2×3

n- és p-típusú szennyezés értelmezése. Pl.: a dióda 2, a tranzisztor 3 rétegű.

2

A félvezető eszközök megnevezése és példa az alkalmazásukra.

4×3

Áramkör összeállítása.

5

Az eszköz tulajdonságának kísérleti szemléltetése.

4

A XX. sz. második fele, berendezések miniatürizálása.

2×3

Az integrált áramkör és a chip értelmezése.

2×2


5

Összesen

60

12

Adott pontszám

33. Az időben állandó mágneses mező • Hogyan hozhatunk létre időben állandó mágneses mezőt? • Ki és mikor fedezte fel az elektromosság és a mágnesesség kapcsolatát? • Hogyan mutathatjuk meg a mágneses mező jelenlétét? • Értelmezze azt a fizikai mennyiséget, amellyel a mágneses mezőt jellemezzük! • Milyen szemléletes jellemzési módját ismeri a mágneses mezőnek? • Mit nevezünk elektromágnesnek? • Mondjon két példát az elektromágnes gyakorlati alkalmazására! • Kísérlet: Állítson össze olyan áramkört, amelyben egy laza alufóliacsíkon folyik át az áram! Mutassa meg, hogy a mágneses mező erőt fejt ki erre az áramvezetőre! Igazolja az erőhatásra megismert irányszabályt! • Mondjon egy-egy gyakorlati példát a mágneses mező áramvezetőre, ill. szabad töltéshordozóra gyakorolt erőhatására! Eszközök: 1,5 V-os áramforrás, krokodilcsipeszek, alufóliacsík, mágnesrúd, iránytű, vezetékek, szerelőtábla.

13


Adható pontok

Mágneses mező létrehozása: állandó mágnessel és elektromos árammal.

2×2

Az elektromos áram mágneses hatását a XIX. sz. első felében Oersted dán fizikus fedezte fel.

3×2

Mágnesre (mágnesezhető anyagra), vagy áramokra gyakorolt hatás.

2×2

Mágneses indukció (B); nagyság értelmezése; irány értelmezése. Indukcióvonalak, a mágneses indukció nagyságának és irányának jellemzése. Elektromágnes: vasmagos tekercs.

2+4+4 2+4 2

Két gyakorlati példa.

2×2

Az áramkör összeállítása; a mágnes hatásának megmutatása.

5+2

A mágnesrúd pólusának megkeresése, az irányszabály megállapítása.

3+5

Példa a mágneses mező áramvezetőre, ill. szabad töltéshordozókra gyakorolt hatására.

2×2


5

Összesen

60

14

Adott pontszám

34. A mozgási elektromágneses indukció • Értelmezze a mellékelt ábrát! • Mitől és hogyan függ az indukált feszültség nagysága? • Számítás: Mekkora indukált feszültség keletkezhet, ha 0,1 T mágneses indukciójú homogén mágm neses mezőben 0,1 m hosszú vezetőt 10 sebességgel mozgatunk? s

• Milyen kapcsolat van a Lorentz-erő és a mozgási indukció között? • Mutasson be két gyakorlati példát a mozgási indukció alkalmazására! • Kísérlet: Közelítsen mágnesrudat felfüggesztett zárt és nyitott alumíniumgyűrűhöz, majd távolítsa a mágnesrudat! Értelmezze tapasztalatait! • Kinek a törvényét szemlélteti a kísérlet? • Fogalmazza meg a törvényt! • Indokolja meg, hogy miért van összhangban ez a kísérleti tapasztalat az energiamegmaradás törvényével! Eszközök: Állványra függesztett zárt és nyitott alumíniumgyűrű, mágnesrúd; ábra.

15


Adható pontok

A mozgó vezető metszi az indukcióvonalakat. A Lorentz-erő következménye: töltésszétválasztás. Indukált feszültség, zárt vezető esetén indukált áram jön létre.

2+3+3

Az indukált feszültség arányos a mágneses indukcióval, a vezető hosszával és sebességével, valamint függ az irányoktól.

4×3

Az előbbi mennyiségek merőlegessége esetén: 0,1 V. Ha a merőlegesség nem teljesül, akkor kevesebb (0 V is lehet).

3+3

A Lorentz-erő fogalma. A Lorentz-erő eredménye.

3+3

Például: váltakozó feszültség előállítása, dinamikus mikrofon, magnetofon lejátszófej megnevezése.

2×3

Rövid magyarázat az egyikhez.

3

Tapasztalat megfogalmazása; értelmezése.

2+3

Lenz (német származású orosz fizikus).

2

A róla elnevezett törvény megfogalmazása.

4

A viselkedés fordítottja ellentmondana az energia megmaradásának.

3


5

Összesen

60

16

Adott pontszám

35. A nyugalmi elektromágneses indukció • Kísérlet: A rendelkezésre álló egymás fölé csévélt, de fémesen nem érintkező két tekercs közül a belsőt kapcsolja áramkörbe, a külsőre pedig kapcsoljon voltmérőt! Figyelje a voltmérőt az áramkör zárásakor, amikor az áramkör folyamatosan zárt, illetve amikor nyitja az áramkört! Értelmezze a tapasztalatait! • Ki, hol és mikor fedezte föl ezt a jelenséget? • Mondjon háromféle módszert arra, hogy hogyan lehetne a voltmérő által jelzett feszültséget növelni! • Milyen kapcsolatban van a vizsgált jelenséggel az önindukció jelensége? • Hogyan tudná szemléltetni a be- és a kikapcsolási önindukciót, valamint a Lenz-törvény teljesülését? • Milyen példával tudná igazolni, hogy a tekercs mágneses mezőjének van energiája? • Becsülje meg, hogy egy átlagos vasmagos tekercsnek (amelynek az induktivitása kb. 1 H) lehet-e 1 J mágneses energiája! • Mondjon példát a nyugalmi indukció gyakorlati szerepére! Eszközök: Két egymásra csévélt (vagy egymásba helyezhető) tekercs; telep; kapcsoló; voltmérő; vezetékek; szerelőtábla.

17


A kapcsolás összeállítása.

Adható pontok

5 3×2

A voltmérő megfigyelése a három esetben. A tapasztalat értelmezése.

5

Faraday angol fizikus; a XIX. sz. első felében.

3×2

Háromféle módszer felsorolása (Pl.: vasmag alkalmazása; nagyobb áramváltozás, kisebb idő alatt; nagyobb menetszám).

3×2

Az önindukció speciális esete a nyugalmi indukciónak.

3

A bekapcsolási és kikapcsolási önindukciós kísérlet ismertetése és erre vonatkozóan a Lenz-törvény megfogalmazása.

3×4

Pl.: A tekerccsel párhuzamosan kapcsolt glimmlámpa az áramforrás kikapcsolása után villan fel.

4

1,4 A-es áramerősség szükséges a tekercsnél. Ez lehetséges.

5

Pl.: transzformátor, elektromágneses hullámok.

3


5

Összesen

60

18

Adott pontszám

36. A váltakozó feszültség és áram tulajdonságai • Szemléltesse grafikonon a hálózati feszültség időbeli változását! • Értelmezze a váltakozó feszültség jellemző mennyiségeit! • Kísérlet: Kapcsoljon izzót az adott váltakozó feszültségű áramforrásra! Mérje meg a szükséges adatokat, és számítsa ki, hogy mennyi energiát igényelne az izzó 8 órás üzemeltetése! • Milyen elektromos eszköz állította elő a hálózati feszültségből az itt alkalmazott törpefeszültséget? • Mit tud ennek az eszköznek a felfedezéséről? • Hasonlítsa össze a váltakozó áram és az egyenáram hatásait! • Fogalmazzon meg legalább három olyan elektromos balesetvédelmi tudnivalót, amit fontosnak tart! Eszközök: Törpefeszültségű váltakozó áramú áramforrás; izzó; váltakozó áramú feszültség- és árammérő műszerek; kapcsoló; vezetékek; szerelőtábla.

19


A feszültség az idő szinuszos függvénye szerint változik. T, Umax, f, ω értelmezése.

Adható pontok

4 4×2

Ueff értelmezése.

4

Áramkör létrehozása.

4 2×2

Feszültség- és áramerősség-értékek leolvasása. Az elektromos munka számítása.

5

A törpefeszültséget transzformátor állítja elő.

4

Legalább két történeti adat (Bláthy, Déri, Zipernovszky magyar mérnökök; XIX. sz. második fele).

4

A hőhatás, mágneses hatás és vegyi hatás összehasonlítása.

3×3

Három elektromos balesetvédelmi megállapítás.

3×3


5

Összesen

60

20

Adott pontszám

37. A váltakozó feszültség előállítása és átalakítása • Ismertesse a váltakozó feszültség előállítására szolgáló berendezés elvét! • Milyen típusú villamos erőműveket ismer, és hogyan ítéli meg ezeket környezetvédelmi szempontból? • Ismertesse a transzformátor felépítését és működését! • Mi a transzformátor szerepe az elektromos energia szállításában? • Kik, hol és mikor fedezték fel a transzformátort? • Kísérlet: A 6 V-os váltakozó feszültségű áramforrás és a különböző menetszámú tekercseket tartalmazó transzformátor alkalmazásával működtesse a 12 V-os izzót! Mérje meg a szekunder és a primer áramerősséget, és értelmezze a kapott eredményeket! • Ismertesse a dinamóelvet! • Ki, hol és mikor fedezte fel a dinamót? • Dinamó alkalmazása helyett hogyan biztosítják egyes gépkocsiknál az egyenfeszültséget? Eszközök: 6 V-os váltakozó feszültségű áramforrás; 12 V-os izzó; különböző menetszámú tekercseket tartalmazó transzformátor; váltakozó áramú ampermérő; kapcsoló; vezetékek; szerelőtábla.

21


Adható pontok

Generátor, mozgási indukció.

2×2

Hőerőművek, atomerőművek, megújuló energiaforrások említése.

3×2

A transzformátor felépítése, működése.

2×3

A fel- és letranszformálással energiamegtakarítás. Bláthy, Déri, Zipernovszky magyar mérnökök, a XIX. sz. második fele. A 12 V-os izzó helyes üzemeltetése.

5 4×2 5

Az áramerősségek mérése és az eredmény kiértékelése. Dinamóelv.

5+3 4

Jedlik Ányos magyar fizikus, a XIX. sz. második fele.

3×2

Váltakozó áramú generátor és félvezető dióda alkalmazásával.

3


5

Összesen

60

22

Adott pontszám

38. Elektromágneses rezgések és hullámok • Miből áll egy elektromos rezgőkör? • Vonjon párhuzamot az elektromos rezgőkörbeli és a mechanikai rezgésnél történő energiaátalakulások között! • Szemléltesse rajzzal, és értelmezze, hogy miből áll egy elektromágneses hullám! • Ismertesse az elektromágneses hullámok közös terjedési tulajdonságait! • Az elektromágneses hullámok frekvenciáját a váltakozó áramú hálózatokra jellemző 50 Hz-es és a kozmikus sugárzásban előforduló 1023 Hz-es határok közé szokás sorolni. Milyen hullámhossztartományt adhatunk meg eszerint az elektromágneses hullámokra? • Sorolja fel növekvő frekvencia szerint az elektromágneses hullámok típusait! • Mit mondhatunk ebben a sorrendben az anyaggal való kölcsönhatásuk erősségéről? Mondjon példákat a megállapítására! • Mondjon legalább egy-egy gyakorlati példát az elektromágneses színkép egyes tartományainak alkalmazására!

23


A rezgőkör részei: tekercs és kondenzátor.

Adható pontok

4

Energiaátalakulások elektromos rezgőkörben és mechanikai rezgéseknél.

2×4

Energiák mennyiségi megadása.

2×2

Egymásra merőleges síkú elektromos és mágneses hullám helyes rajza, értelmezése.

3+3

Sebesség.

3

Visszaverődés, törés, elhajlás, interferencia, polarizálhatóság.

5

A hullámhosszhatárok kiszámítása.

5

Típusok felsorolása: a rádióhullámoktól a γ-sugárzásig.

7

Erősödő kölcsönhatás, példákkal.

3+3

Gyakorlati példák az alkalmazásra: legalább egy-egy példa.

7


5

Összesen

60

24

Adott pontszám

39. Leképezés homorú tükörrel és gyűjtőlencsével • A nevezetes sugármenetek felhasználásával szerkessze meg a homorú tükörnél vagy a gyűjtőlencsénél előforduló képtípusokat! Jellemezze ezeket! • Kísérlet: Szemléltesse optikai padon a szerkesztéssel kapott képek előállítását! • Mérései alapján számítsa ki a kiválasztott leképező eszköz fókusztávolságát! • Ismertesse a kiválasztott leképező eszközre vonatkozó mennyiségi törvényeket! • Mondjon 3 hasonló és 3 eltérő vonást a homorú tükör és a gyűjtőlencse leképezésére vonatkozóan! • Ismertesse valamelyik csillagászati távcső felépítését! Mi a távcső alkalmazásának célja? • Ki, hol és mikor fedezte fel ezt a távcsövet? • Milyen jelentős, csillagászati vonatkozású felfedezése volt ennek a tudósnak? Eszközök: optikai pad tartókkal; gyűjtőlencse; homorú tükör; ernyő; gyertya; gyufa; mérőszalag.

25


Adható pontok

Legalább egy valódi és egy látszólagos kép megszerkesztése.

2×3

A képek jellemzése.

2×3

Legalább egy valódi és egy látszólagos kép előállítása.

2×3

A tárgy- és képtávolság lemérése és a fókusztávolság kiszámítása.

3+4

Távolságtörvény, nagyítás, fókusztávolság és sugár vagy fókusztávolság és dioptria kapcsolatának ismertetése. Kis nyílásszögű tükör vagy vékony lencse említése.

3×2+2

Hasonlóságok pl.: a képalkotás típusai, távolságtörvény, nagyítás. Különbségek pl.: az egyik töréssel, a másik visszaverődéssel, azonos típusú képek az ellentétes oldalon, sugár és fókusztávolság kapcsolata.

2×3

A távcső felépítése.

4

Az alkalmazás célja: szögnagyítás és több fény összegyűjtése.

3

Kepler német csillagász a XVII. sz. első felében vagy Newton angol fizikus a XVII. sz. második felében.

3×2

Kepler-törvények vagy Newton gravitációs törvénye.

3


5

Összesen

60

26

Adott pontszám

40. Leképezés domború tükörrel és szórólencsével • A nevezetes sugármenetek felhasználásával szerkesszen képet domború tükör vagy homorú lencse esetén! Jellemezze a képet! • Ismertesse a kiválasztott leképező eszközre vonatkozó mennyiségi törvényeket! • Említsen három hasonló és három eltérő vonást a domború tükör és a szórólencse leképezésére vonatkozóan! • Számítsa ki, hogy egy –5 dioptriás lencse hol alkot képet a 30 cm távolságú tárgyról! • Kísérlet: A rendelkezésre álló eszközökkel állítsa össze annak a szemnek a leképezési modelljét, amelynek hibáját szórólencsével lehet javítani! Mutassa meg a leképezési hiba javítását is! • Mi a lényeges különbség a Kepler-féle és a Galilei-féle távcső között? • Mikor és hol élt Galilei, és milyen jelentős csillagászati megfigyelései voltak? Eszközök: optikai pad tartókkal; gyűjtőlencse; szórólencse; ernyő; gyertya; gyufa.

27


Adható pontok

A kép megszerkesztése.

4

A kép jellemzése.

4

Távolságtörvény, nagyítás, a fókusztávolság és a sugár vagy a fókusztávolság és a dioptria kapcsolatának ismertetése. Az előjelezések megfogalmazása. Kis nyílásszögű tükör vagy vékony lencse említése.

3×2+4+2

Hasonlóságok pl.: a képalkotás típusai, távolságtörvény, nagyítás. Különbségek pl.: az egyik töréssel, a másik visszaverődéssel, azonos típusú képek az ellentétes oldalon, a sugár és a fókusztávolság kapcsolata.

2×3

A fókusztávolság meghatározása. A képtávolság kiszámítása.

2+5

A rövidlátó szem modelljének összeállítása. A korrekció bemutatása.

8+4

Keplernél gyűjtőlencse, Galileinél szórólencse a szemlencse. Az előbbi fordított, az utóbbi egyenes állású képet ad.

2×3

XVI-XVII. században Olaszországban élt. A Hold hegyeinek, a Jupiter holdjainak, a napfoltoknak a megfigyelése.

4


5

Összesen

60

28

Adott pontszám

41. A fény viselkedése két közeg határán • Fogalmazza meg a fényvisszaverődés törvényét, és szemléltesse rajzon! • Fogalmazza meg a fénytörés törvényét, és szemléltesse rajzon! • Értelmezze az optikai sűrűség, a fénysebesség és a törésmutató kapcsolatát! • Fogalmazza meg a teljes visszaverődés feltételét! • Mondjon legalább egy példát a teljes visszaverődés technikai alkalmazására! • Kísérlet: Rajztáblára erősített rajzlapon rajzoljon két egymásra merőleges egyenest, majd helyezzen el üveghasábot az ábra szerint! Szúrjon egymás után gombostűket az O, majd egy A és egy B pontba úgy, hogy az A pontból az O pont felé nézve a három gombostűt egy egyenesben lássuk! • Határozza meg az üveg törésmutatóját! • Adjon magyarázatot az eljárásra! • Lehetne-e ezzel a hasábbal teljes visszaverődést szemléltetni? • Mennyi lenne a határszög? Eszközök: rajztábla; rajzlap; ceruza; derékszögű vonalzó; szögmérő; gombostűk; üveghasáb párhuzamos határoló lapokkal.

29


A fényvisszaverődés törvénye (megfogalmazás + rajz). A fénytörés törvénye (megfogalmazás + rajz + törésmutató). Az optikai sűrűség kapcsolata a fénysebességgel és a törésmutatóval.

Adható pontok

4+2 4+3+2 2×3

A teljes visszaverődés feltétele.

6

Egy példa (pl.: száloptika, képfordító prizma).

4

A kísérlet összeállítása.

6

A törésmutató meghatározása.

6

Az eljárás értelmezése.

3

Olyan kívülről érkező fénynél, amely törés után a szomszédos lap felé halad, lehet teljes visszaverődés.

4

A határszög megadása.

5


5

Összesen

60

30

Adott pontszám

42. A fény hullámtermészete • Ki volt, hol és mikor élt az a tudós, aki először bizonyította a fény hullámtermészetét? • Mióta tudjuk, hogy a fény elektromágneses hullám? • Mondjon két-két tulajdonságot, amiben a fény megegyezik, illetve amiben nem egyezik meg más elektromágneses hullámokkal! • Mennyi a látható fény hullámhossza és frekvenciája? • Sorolja fel a fény hullámtermészetét igazoló jelenségeket! • Mondjon legalább egy-egy példát a fény interferenciájának és elhajlásának megfigyelésére! • Milyen eszközök és miért bontják a fényt színeire? • Miért használható a spektroszkópia anyagvizsgálatra? • Kísérlet: Nézzen polárszűrőn át külső fénytől vagy lámpafénytől csillogó felület irányába! Forgassa a polárszűrőt, fogalmazza meg, és értelmezze tapasztalatait! • Hogyan alkalmazzák az előbbi tapasztalatot a fényképezésnél? Eszközök: polárszűrő.

31


Huygens holland fizikus a XVII. sz. első felében. A XIX. sz. második felétől tudjuk.

Adható pontok

3×2 2

Pl.: Megegyezik: változó elektromos és mágneses mező terjed a térben; m a vákuumbeli terjedési sebesség 3 ⋅ 108 ; transzverzális hullám. s

4×2

Nem egyezik: hullámhossz; frekvencia; anyaggal való kölcsönhatás. λ = 400 − 800 nm; f = 3,8 ⋅ 1014 − 7,5 ⋅ 1014 Hz.

3+4

Visszaverődés, törés, elhajlás, interferencia, polarizáció.

4

Példa az interferencia és az elhajlás észlelésére.

2×3

A prizma és az optikai rács bontja a fényt színeire.

2×3

Indoklás.

2×2

A gázok vonalas színképe jellemző az anyagi minőségre. A csillogás 90°-onként eltűnik, ill. megjelenik. A szabályosan visszaverődő fény nagyrészt poláros, ezt a keresztállású polárszűrő kiszűri.

3 2×3

Polárszűrős fényképezés lényege.

3


5

Összesen

60

32

Adott pontszám

27. Elektromos töltés, elektromos mező

Recommend Documents