Η ΦΥΣΙΚΗ ΜΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ Α’ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Συγγραφική ομάδα : Γεώργιος Θεοφ. Καλκάνης, Ουρανία Γκικοπούλου, Ευστράτιος Καπότης, Δημήτριος Γουσόπουλος, Ματθαίος Πατρινόπουλος, Παναγιώτης Τσάκωνας, Παναγιώτης Δημητριάδης, Λαμπρινή Παπατσίμπα, Κωνσταντίνος Μιτζήθρας, Αθανάσιος Καπόγιαννης, Δημήτριος Ι. Σωτηρόπουλος, Σάββας Πολίτης και τα μέλη των συγγραφικών ομάδων των βιβλίων "Φυσικά - Ερευνώ και Ανακαλύπτω" της Ε’ και Στ’ τάξης του δημοτικού σχολείου, από τα οποία έχει αντληθεί ένα μεγάλο μέρος του υλικού των φύλλων εργασίας. Φύλλο Εργασίας 8 Το Φως Θερμαίνει – “Ψυχρά” και “Θερμά” Χρώματα

α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι Σε ποια σημεία προτιμούν οι άνθρωποι να κάθονται στην παραλία το καλοκαίρι; Το καλοκαίρι οι άνθρωποι προτιμούν να κάθονται κάτω από λευκές ομπρέλες ή στη σκιά, για να προστατευτούν από τον ήλιο. Σχολίασε την πτώση του Ίκαρου κατά το μυθολογικό ταξίδι του με τον πατέρα του Δαίδαλο. Η πτώση του Ίκαρου αποδόθηκε από τους προγόνους μας στο λιώσιμο του κεριού που συγκρατούσε τα φτερά του λόγω της θέρμανσής τους από τον ήλιο

β. Συζητώ, Αναρωτιέμαι, Υποθέτω Παρατήρησε τις παρακάτω εικόνες και γράψε με λίγα λόγια τι σου κάνει εντύπωση για το χρώμα των ρούχων που προτιμούν να φορούν οι άνθρωποι σε θερμές και ψυχρές χώρες. Οι άνθρωποι που ζουν σε θερμές χώρες προτιμούν να φορούν ανοιχτόχρωμα ρούχα, ενώ οι άνθρωποι που ζουν σε ψυχρές χώρες προτιμούν να φορούν σκουρόχρωμα ρούχα β. Συζητώ, Αναρωτιέμαι, Υποθέτω Από τη συζήτηση είναι ευκταίο να υποθέσουν οι μαθητές ότι η αιτία των παραπάνω φαινομένων και επιλογών των ανθρώπων είναι η ηλιακή / φωτεινή ακτινοβολία και η θέρμανση που προκαλεί.

γ. Ενεργώ, Πειραματίζομαι Υλικά / Όργανα: 2 θερμόμετρα οινοπνεύματος ή 2 ψηφιακά θερμόμετρα, πορτατίφ με ηλεκτρικό λαμπτήρα πυράκτωσης, λευκή αυτοκόλλητη ταινία, μαύρη αυτοκόλλητη ταινία.

Πείραμα 1 Βάλε ένα θερμόμετρο κάτω από ένα πορτατίφ με ηλεκτρικό λαμπτήρα πυράκτωσης που είναι σβηστός. Μέτρησε τη θερμοκρασία και σημείωσέ τη στον πίνακα. Στη συνέχεια άναψε τον λαμπτήρα, μέτρησε τη θερμοκρασία μετά από μερικά λεπτά.

μέτρηση θερμοκρασίας (σε οC) Σημείωσε τις δύο θερμοκρασίες στον πίνακα. μέτρηση θερμοκρασίας (σε οC) θερμόμετρο κάτω από σβηστό λαμπτήρα 18,8 θερμόμετρο κάτω από αναμμένο λαμπτήρα 30,5 Σύγκρινε τις θερμοκρασίες. Τι παρατηρείς; Στο θερμόμετρο κάτω από τον αναμμένο λαμπτήρα η θερμοκρασία ήταν υψηλότερη, από ότι στο θερμόμετρο κάτω από το σβηστό λαμπτήρα.

Πείραμα 2 Κάλυψε το δοχείο οινοπνεύματος του ενός θερμομέτρου με ένα κομμάτι λευκής αυτοκόλλητης ταινίας. Κάλυψε επίσης το δοχείο του άλλου θερμομέτρου με ένα κομμάτι μαύρης αυτοκόλλητης ταινίας το οποίο να έχει ίδιες διαστάσεις με το κομμάτι της λευκής. Βάλε και τα δύο θερμόμετρα κοντά το ένα στο άλλο, κάτω από το πορτατίφ με σβηστό το λαμπτήρα του. Μέτρησε και σημείωσε στον πίνακα τις θερμοκρασίες που δείχνουν τα δύο θερμόμετρα.

Πείραμα 2 Στη συνέχεια άναψε τον λαμπτήρα του πορτατίφ. Μετά από 4-5 λεπτά, μέτρησε τις θερμοκρασίες των δύο θερμομέτρων και σημείωσέ τες στον πίνακα

Αρχική μέτρηση θερμοκρασίας Μέτρηση θερμοκρασίας μετά από 5 λεπτά (σε οC) Μέτρηση θερμοκρασίας μετά από 5 λεπτά θερμόμετρο με λευκή ταινία 19,1 28,2 θερμόμετρο με μαύρη ταινία 19 42,7 Σύγκρινε τις θερμοκρασίες. Τι παρατηρείς; Μετά από τον ίδιο χρόνο και στην ίδια απόσταση, η θερμοκρασία αυξήθηκε και στα δύο θερμόμετρα. Όμως, στο θερμόμετρο με τη μαύρη ταινία η θερμοκρασία αυξήθηκε περισσότερο σε σχέση με τη θερμοκρασία του θερμομέτρου με τη λευκή ταινία Επανάλαβε το πείραμα μερικές φορές καλύπτοντας το δεύτερο θερμόμετρο με αυτοκόλλητα διαφόρων σκούρων χρωμάτων. Τι παρατηρείς; Επαναλαμβάνοντας το πείραμα με αυτοκόλλητα διαφόρων σκούρων χρωμάτων παρατηρούμε ότι όσο πιο σκούρα είναι η επιφάνεια του αυτοκόλλητου, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του θερμομέτρου.

δ. Συμπεραίνω, Καταγράφω δ. Συμπεραίνω, Καταγράφω Από τις παρατηρήσεις των δύο παραπάνω πειραμάτων: Το φως μεταφέρει ενέργεια – θερμότητα στα σώματα τα οποία φωτίζει, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας τους. Οι φωτιζόμενες σκουρόχρωμες επιφάνειες απορροφούν μεγαλύτερα ποσά ενέργειας – θερμότητας από το φως, σε σχέση με τις φωτιζόμενες ανοιχτόχρωμες επιφάνειες, με αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη αύξηση της θερμοκρασίας των σωμάτων με σκουρόχρωμη επιφάνεια σε σχέση με την αύξηση της θερμοκρασίας των σωμάτων με ανοιχτόχρωμη επιφάνεια.

ε. Εφαρμόζω, Εξηγώ, Γενικεύω ε. Εφαρμόζω, Εξηγώ, Γενικεύω Οι άνθρωποι προτιμούν να κάθονται το καλοκαίρι κάτω από ανοιχτόχρωμες ομπρέλες ή να φορούν ανοιχτόχρωμα ρούχα, γιατί απορροφούν μικρότερα ποσά ενέργειας – θερμότητας και θερμαίνονται λιγότερο. Επίσης, το λιώσιμο του κεριού στο μύθο του Ίκαρου αποδίδεται στη θέρμανσή του από τον ήλιο, δεδομένου ότι το φυσικό κερί έχει σκούρο χρώμα. Ποια χρώματα ονομάσαμε "θερμά" ή "ψυχρά" και γιατί; Ονομάζουμε «θερμά» τα σκούρα χρώματα γιατί απορροφούν μεγαλύτερα ποσά ενέργειας – θερμότητας από το φως και θερμαίνονται περισσότερο σε σχέση με τα ανοιχτά χρώματα τα οποία γι’ αυτό τα ονομάζουμε «ψυχρά».

ε. Εφαρμόζω, Εξηγώ, Γενικεύω ε. Εφαρμόζω, Εξηγώ, Γενικεύω Γιατί είναι πιο ασφαλές τη νύχτα να κυκλοφορούμε στο δρόμο με ανοιχτόχρωμα και όχι σκουρόχρωμα ρούχα; Τα σκουρόχρωμα ρούχα απορροφούν μεγαλύτερα ποσά ενέργειας – θερμότητας από το φως σε σχέση με τα ανοιχτόχρωμα ρούχα, άρα ανακλούν λιγότερο φως, με αποτέλεσμα να διακρίνονται δυσκολότερα από τα ανοιχτόχρωμα ρούχα. Αντίθετα, τα ανοιχτόχρωμα ρούχα απορροφούν μικρότερα ποσά ενέργειας – θερμότητα, άρα ανακλούν περισσότερο φως, με αποτέλεσμα να διακρίνονται ευκολότερα από τα σκουρόχρωμα ρούχα.

ε. Εφαρμόζω, Εξηγώ, Γενικεύω ε. Εφαρμόζω, Εξηγώ, Γενικεύω Εξήγησε με τα συμπεράσματά σου: α) το χρώμα που έχει η επίπεδη επιφάνεια του ηλιακού θερμοσίφωνα. Η επίπεδη επιφάνεια του ηλιακού θερμοσίφωνα έχει σκούρο χρώμα, γιατί απορροφά μεγάλα ποσά ενέργειας – θερμότητας και θερμαίνει το νερό του θερμοσίφωνα σε υψηλότερες θερμοκρασίες, όπως επιδιώκεται. β) το χρώμα των σπιτιών στα ελληνικά νησιά και τα χρώματα που επιλέγουν να βάφουν τα σπίτια στις βόρειες χώρες Τα σπίτια στα ελληνικά νησιά βάφονται συνήθως με ανοιχτά χρώματα, γιατί απορροφούν μικρότερα ποσά ενέργειας – θερμότητα απ’ ότι τα σκούρα χρώματα, με αποτέλεσμα να διατηρούνται οι θερμοκρασίες στο εσωτερικό των σπιτιών χαμηλότερες, ενώ αντίθετα στις βόρειες χώρες τα σπίτια βάφονται με σκούρα χρώματα για να απορροφούν μεγαλύτερα ποσά ενέργειας – θερμότητας και οι θερμοκρασίες στο εσωτερικό των σπιτιών να διατηρούνται υψηλότερες.