Τοποθετώντας εμπρός από το φακό της φωτογραφικής μηχανής το τμήμα εκείνο του οπτικού δίσκου (CD, DVD) που λειτουργεί σαν φράγμα περιθλάσεως, μπορεί κανείς να τραβήξει φωτογραφίες που αποκαλύπτουν μυστικά του κόσμου μας. Δείτε μερικές τέτοιες φωτογραφίες που έβγαλα με τη δική μου μηχανή σε μεγάλες διαστάσεις.
Η φασματοσκοπία και η φασματοσκοπική ανάλυση είναι ένας τομέας των φυσικών επιστημών που έχει προσφέρει πολλά στην κατανόηση του κόσμου μας και στον πολιτισμό μας. Βρίσκει εφαρμογές από τα πιο μικρά (άτομα) μέχρι τα πιο μεγάλα (γαλαξίες) σώματα. Όμως το εκπαιδευτικό μας σύστημα φαίνεται να αγνοεί αυτό τον τομέα, ίσως επειδή θεωρεί ότι είναι ένας δύσκολος τομέας. Στο παρακάτω δεσμό θα βρείτε μια εργασία που προτείνει ένα τρόπο εισαγωγής της φασματοσκοπίας στους μικρούς μαθητές, αλλά και στο ευρύ κοινό.
Ένας συνηθισμένος τύπος λάμπας που χρησιμοποιούμε στα γραφεία μας είναι οι λεγόμενες οικονομικές ή “οικολογικές” που στηρίζουν τη λειτουργία τους στη διέγερση των ατμών υδραργύρου που περιέχουν και του οποίου οι υπεριώδεις ακτινοβολίες διεγείρουν με τη σειρά τους τη φωσφορούχο λευκή πούδρα με την οποία είναι επικαλυμμένο το εσωτερικό του σωλήνα.
Παρατηρώντας με το αυτοσχέδιο φασματοσκόπιό μου το φάσμα της λάμπας του γραφείου μου, παρατήρησα διπλασιασμό των γραμμών εκπομπής. Η λειτουργία του φασματοσκοπίου μου είναι απλή: Φως που εισέρχεται από μια λεπτή σχισμή, αναλύεται λόγω περιθλάσεως μέσα από ένα κομμάτι DVD και παρατηρείται με το μάτι ή φωτογραφίζεται. Παρακάτω φαίνεται σχηματικά ή οπτική διάταξη:
Φωτογράφισα το φάσμα με διάφορους χρόνους έκθεσης και τα αποτελέσματα φαίνονται στην παρακάτω εικόνα:
Όπως φαίνεται στη φωτογραφία για μικρούς χρόνους έκθεσης οι γραμμές εκπομπής φαίνονται απλές. Όμως σε μεγάλους χρόνους έκθεσης οι γραμμές διπλασιάζονται: Έχει κανείς καμμία εξήγηση γι’ αυτό;
Στην αρχή των εγχειριδίων των μαθημάτων των Φυσικών Επιστημών αφιερώνεται χώρος για την παρουσίαση της Επιστημονικής Μεθόδου. Όμως οι αρχές της επιστημονικής μεθόδου (παρατήρηση ? υπόθεση ? πείραμα ? επαλήθευση) απουσιάζουν σε μεγάλο βαθμό από τη διδασκαλία της Χημείας. Η Χημεία διδάσκεται ως επί το πλείστον περιγραφικά και αξιωματικά. Κατανοώ βέβαια ότι οι χημικές δομές και διαδικασίες είναι αρκετά πολύπλοκες για να μπορέσουν μικροί μαθητές να ανταποκριθούν σε μια τέτοια προσέγγιση, αλλά αξίζει όπου είναι δυνατόν να δίνουμε στη Χημεία μια ευκαιρία να χαράζει σαφή διαχωριστική γραμμή με τα άλλα γνωστικά αντικείμενα, αλλά και να φαίνεται ότι η επιστημονική μέθοδος είναι ο συνδετικός ιστός μεταξύ των επιστημών. Στον παρακάτω δεσμό θα βρείτε ένα σχέδιο διδασκαλίας που προσεγγίζει την παραπάνω αντίληψη με τη χρήση των χημικών οντοτήτων.
Είναι πολύ εύκολο να μελετήσουμε μια κίνηση αφού την βιντεοσκοπήσουμε και κατόπιν να προβάλουμε το βίντεο σε τηλεόραση ή υπολογιστή. Η θέση του κινητού μπορεί να είναι αποτυπωμένη στο βίντεο ή μπορούμε να την υπολογίσουμε με μέτρηση στην οθόνη προβολής. Για τη μέτρηση των χρόνων μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα απλό χρονόμετρο ή το χρονόμετρο του κινητού τηλεφώνου μας σε λειτουργία ενδιάμεσων χρόνων.
[local /files/2008/05/regular-move-11.swf nolink]
Μια μέτρηση που έκανα με το κινητό μου, έδωσε τα παρακάτω αποτελέσματα:
| x (cm) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
| t (s) | 0 | 1.23 | 2.48 | 3.88 | 5.14 | 6.54 | 7.62 | 8.98 | 10.64 |
Η επεξεργασία των παραπάνω μετρήσεων με φύλλο υπολογισμών απέδωσε το παρακάτω γράφημα:
