9789140646955

Lyckad Ljus och ljud John Stringer Lars Nilsson

NO

Innehåll Om ljus och ljud Om arbetsbladen Kommentarer till arbetsbladen

5 8 9

LJUS Ljuskällor Att jämföra ljuskällor Svart låda Reflexer Att se i mörkret Svarta reflektioner Att undersöka skuggor Att reflektera ljus Ljuset breder ut sig i räta linjer Att göra ett spektrum Att göra en regnbåge Vad har du lärt dig om ljus? – Repetition

Blad 1 Blad 2 Blad 3 Blad 4 Blad 5 Blad 6 Blad 7 Blad 8 Blad 9 Blad 10 Blad 11 Blad 12

LJUD Ljud rör sig genom fasta föremål och vätskor Burktelefon Hur långt färdas ljudet?

Ljud och avstånd Ljud och vibrationer Musikinstrument vibrerar Flaskxylofon Kazoo Ljud genom fasta föremål och vätskor Studsande ljud Lådgitarr Att dämpa ljud Vad har du lärt dig om ljud

Blad 13 Blad 14 Blad 15 Blad 16 Blad 17 Blad 18 Blad 19 Blad 20 Blad 21 Blad 22 Blad 23 Blad 24 Blad 25

SYN OCH HÖRSEL De fem sinnena Att undersöka ögonen (1) Att undersöka ögonen (2) Ditt synfält Ögonfärger Dina fantastiska öron Är detta sant?

Tysta budskap Skillnader

Blad 26 Blad 27 Blad 28 Blad 29 Blad 30 Blad 31 Blad 32 Blad 33 Blad 34

Till läraren

Om ljus och ljud Ljus Ljus och syn Eftersom barn och ungdomar nästan aldrig upplever totalt mörker kan de ha svårt att förstå dessa grundläggande begrepp. Det är viktigt att komma ihåg att ögat är en mottagare av ljus, inte en ljuskälla. Trots våra vardagsfraser om ”stickande ögon” och att ”se igenom saker” så är våra ögon bara passiva mottagare. Det var en arabisk vetenskapsman som för trehundra år sedan slog fast att det vi ser är reflekterat ljus. Före honom fanns en allmän tro på att ljus från en källa och några mystiska strålar från våra ögon nådde föremålet samtidigt, och möjliggjorde att vi såg det. Några elever tror detta, utifrån egna observationer.

Ljuskällor Vi behöver en ljuskälla för att kunna se i mörkret, och vi ser eftersom ljuset reflekteras i lägre eller högre grad. Ljuset reflekteras bäst av speglar och blanka ytor, och bra från vita ytor, men dåligt från svarta eller mörka. Nattdjur, som katter, behöver ta vara på det svaga ljuset. Deras ögon kantas av en reflekterande yta så att det ljus som når deras ögon passerar näthinnan två gånger. Det är denna reflektion som får deras ögon att verka ”glöda i mörkret”.

Solen är den starkaste ljuskälla vi möter i vardagen. Att titta direkt mot solen, om bara för en sekund, kan ge bestående skador på näthinnan. Solljuset reflekteras av moln, och ytor runt omkring oss. Solljuset fyller vårt dagliga liv från alla håll.

Baksidan på ett hus kanske är skuggat, men rummen är inte helt mörka eftersom solljuset reflekteras in i dem. Vi lever våra liv i ett hav av solljus.

Ljuskällor och reflektioner Det finns en stor mängd vanliga ljuskällor, allt från glödlampor till stearinljus. Månen och några reflekterande vägskyltar betraktas ibland som ljuskällor, men de skapar inget ljus själva, de bara reflekterar.

Skuggor Skuggor formas när ljusstrålarna blockeras. Eftersom ljuset färdas rätlinjigt kommer skuggan att ha samma form som det skuggande föremålet. Om ljus-

LJUS OCH LJUD – Lärarhandledning

källan är tillräckligt stor kan några strålar ”gå runt” föremålet, och vi får två skuggor, en mörk kärnskugga eller umbra i mitten, och en ljusare halvskugga eller penumbra i utkanterna.

Reflektion Varje föremål reflekterar ljus. En glasruta reflekterar ungefär 5 % av det ljus som faller på den, och 95 % passerar igenom. Men när glaset försilvras på baksidan reflekteras allt ljus. Speglar reflekterar bilder av det som finns framför dem. Bilden formas eftersom spegelns yta är så jämn att den inte förvanskar reflektionerna.

Jämna, reflekterande ytor är attraktiva. Bilar putsas för att skina, och vissa maträtter glaseras. I julfirandet använder vi föremål, som julgranskulor, med blanka och reflekterande ytor.

Refraktion När ljus passerar genom ämnen som glas, vatten eller plast, saktar det ner. När ljus kommer in i, och ut ur, en glaslins ändrar det hastighet och riktning.

Detta kallas refraktion, eller brytning. Det är dessa brytningar vi utnyttjar i förstoringsglas och glasögon, det är också brytningen som får det att se ut som om en penna som sticks ner i vatten ser ut att böjas.

Eftersom olika färger i ljuset har olika våglängd kan de brytas på olika sätt. Genom att skicka vitt ljus, som egentligen är en sammansättning av alla ljusets färger, genom ett prisma kan man skapa ett ljusspektrum. Regnbågen är ytterst samma sak, solstrålar som bryts genom regn vilket gör att de färger som ingår i solljuset separeras.

Förlängda skuggor Skuggor från solen håller samma storlek som föremålet. Om ett flygplan flyger över dig kommer skuggan att ha samma storlek som planet. Solen är så långt borta att dess strålar i princip är parallella när de når jorden. Skuggan formas utan förstoring och utan en halvskugga.

Solens skuggor rör sig. Detta beror på att solen verkar röra sig på himlen, något som i sin tur beror på jordens rotation. Solens båge verkar bli allt större under våren och den tidiga sommaren, därefter

5

blir den lägre igen när hösten och vintern närmar sig. Två gånger per år är solen synlig i exakt 12 timmar, vår- och höstdagjämning.

När solen står lågt blir skuggorna långa, när den står högt blir de korta. Denna skillnad i längd, och skillnad i riktning, är ett sätt att bestämma tid, både klockslag och årstid.

Vad är ljus?

Ingen vet riktigt. Ljus uppför sig både som partiklar, som om det vore en ström kulor (kallad fotoner) och som en våg. Vad vi kallar ljus är det synliga delen av det elektromagnetiska spektrum som även inkluderar ultraviolett, infrarött och mikrovågor. Ljuset färdas i räta linjer och kan blockeras av föremål, vilket ger upphov till skuggor.

Att se Vi ser när ljus kommer in i våra ögon. Vi har två mekanismer som kontrollerar att våra ögon inte blir överbelastade, ögonlock och pupill. Om vi tittar mot väldigt starkt ljus kommer receptorerna i våra ögon att sända signaler om ljus även efter att vi stängt ögonen, vi ser stjärnor.

Förbered dig på att eleverna kan tro: • Att våra ögon sänder ut ljus och att seendet är en aktiv process.

• Att våra ögon är någon form av radar, som skickar ut strålar som reflekteras mot de föremål vi riktar blicken mot.

• Att ljus lagras i källor som glödlampor.

Ljud Ljud och hörande Den första ljudupplevelsen för en nyfödd beskrevs en gång som ett surrande och dundrande kaos. I denna förvirrande värld av ljud, önskade och oönskade, måste små barn lära sig att urskilja de ljud de vill höra och sortera bort de som är oönskade. Under denna process lär de sig inte bara att höra utan även att lyssna. Att höra är oundvikligt, att lyssna är en aktivitet. De kommer snabbt att märka att ljud kan variera, både i volym och tonhöjd, och de lär sig att hantera ljud själva, både genom rösten och med musikinstrument och andra ljudkällor.

Ofta är den terminologi vi använder förvirrande.

6

I vardagstal skiljer vi inte på motsatsparen hög-låg och stark-svag. Hög och låg betecknar tonhöjden, stark och svag volymen. Ett ljud kan alltså vara lågt och starkt på samma gång.

Att göra ljud Ljud produceras när något vibrerar. Vibrationerna kan vara små, eller stora nog att uppfatta. Vibrationerna skickas genom luften, men också genom vätskor och fasta föremål. Mjuka material kan verka absorberande och används som ljudisolering.

Vi hör ljudet när vibrationerna når vårt öra. Örats inre delar är känsligt för vibrationer och hjärnan tolkar vibrationerna så att vi uppfattar dem som ljud.

Ljud breder ut sig Ljudet förändras med avståndet. Ljud skapas av källan och breder ut sig åt alla håll, och sprids och försvagas efterhand som det breder ut sig.

Om ett ljud måste passera genom ett föremål förlorar det mycket av sin energi. Ljudet kan reflekteras mot föremålets yta. När man stänger klassrumsdörren uppstår två effekter. Mycket av ljudet från korridoren reflekteras mot dörrens yta. Det ljud som passerar dörren försvagas vid passagen.

Mjuka absorberande material är goda ljudisolatorer. Sådana material innehåller många luftfickor, och när ljudet ständigt skiftar från att passera genom luft och fasta delar försvagas det kraftigt.

Det är orsaken till att tjocka gardiner dämpar ljudet i ett rum. De reflekterar knappt något ljud och det ljud som passerar dem försvagas kraftigt.

Sådant isolerande material är utmärkt för skyddande hörlurar.

Att höra den egna rösten Många blir chockade första gången de hör sin egen inspelade röst. Ibland känner man knappt igen den. Detta beror till stor del på att det finns förbindelselänkar mellan munhålan och örat. När vi använder vår egen röst hör vi inte hur den låter utåt. Mycket av ljudet vi hör kommer direkt från munhålan. Andra, som bara hör det som lämnar munnen, uppfattar därför vår röst på ett helt annat sätt än vi själva gör.

Förbered dig på att eleverna: • tror att rösten blir svagare om man håller för öronen, och • att de blandar ihop begreppen låg-hög och stark-svag.

LJUS OCH LJUD – Lärarhandledning

Kommentarer till arbetsbladen Ljus

Arbetsblad 1-12

Blad 1: Ljuskällor Glödlampan, ficklampan, bilstrålkastarna, TVapparaten och datorskärmen är elektriska ljuskällor och måste placeras i elektriska slutna kretsar för att fungera.

Fördjupningsuppgiften kan ge upphov till bra diskussioner kring hur man kan använda olika materials varierande förmåga att släppa igenom ljus.

Blad 2: Att jämföra ljuskällor Resultaten kommer att vara olika, men bör visa att eleverna har tänkt på jämförelsen mellan de två ficklamporna. Parabolformer används både för att reflektera ljus och för att reflektera och rikta ljud, lika väl som de kan användas för att samla ihop signaler av olika slag. Förutom parabolantenner så används parabolformen till exempel för att spela in fågelsång.

Det kan vara bra att diskutera med eleverna om varför vi i vissa fall vill samla ihop och rikta ljus, medan vi i andra sammanhang vill att det sprids maximalt.

Blad 3: Svart låda Skokartonger fungerar i allmänhet alldeles utmärkt för detta försök. Diskutera gärna med eleverna varför lådan ska vara svartmålad inuti.

Detta hjälper eleverna att förstå att man behöver ljus för att se. Bilar i ljusare färger ses tydligare än mörka bilar i svagt ljus.

Blad 4: Reflexer Många elever tror att reflexerna i sig lyser, att de skulle vara ljuskällor. Övningen hjälper dem att första att reflexer just är reflektorer, som reflekterar ljus som lyser på dem. Övningen vinner på att utföras i så begränsat ljus som möjligt.

Den första övningen kan genomföras som helklassdiskussion.

När det gäller den första delen av fördjupningsövningen så visa gärna eleverna hur man kan lysa på föremål från olika vinklar och få olika typer av skuggor. Uppmuntra dem gärna att lysa på föremålen så att skuggan blir svårare att identifiera.

Den andra delen av fördjupningsövningen används ofta inom bildundervisningen. Genom att sätta upp alla profilerna på väggen kan man skapa ett ”klassgalleri”.

Om ni efteråt gissar vilken profil som föreställer vilken elev så var noga med att eleverna inte tar illa upp. Det kan finnas elever med komplex för delar av sitt utseende. Genomför inte en sådan övning om du inte känner eleverna väl.

Blad 6: Svarta reflektioner?

Några elever blandar ihop skuggor och reflektioner.

Skuggor bildas när ljuset blockeras, och ändrar form när det som skapar skuggan ändrar form. Skuggor blir mindre eller större när föremålet eller ljuskällan flyttas.

Grundövningen kan gärna göras efter att man tillsammans i klassen diskuterat skillnader mellan skuggor och reflektioner. Då blir den en uppföljning till diskussionen.

Fördjupningsövningen kan integreras med till exempel fritt skrivande, eller drama.

Blad 7: Att undersöka skuggor Avståndet mellan ficklampan och föremålet och höjden på skuggan är beroende av varandra.

Att rita in resultaten i ett diagram kan vara svårt för eleverna om de inte har stött på diagram förut.

Här kan det behövas en genomgång.

Blad 8: Att reflektera ljus Blanka ytor kan reflektera en bild, de flesta andra ytor kan inte göra det. Blänkande ytor reflekterar ljus och bilder.

Blad 5: Att se i mörkret?

Blad 9: Ljuset breder ut sig i räta linjer

Genom att rita skuggor från föremål lär sig eleverna att ljuset breder ut sig rätlinjigt.

Om man använder en stark ficklampa och en bredtandad kam ska eleverna kunna se de räta

LJUS OCH LJUD – Lärarhandledning

9

skugglinjerna från varje tand. Övningen ger bra underlag för en diskussion om hur ljuset breder ut sig, och om hur skuggor bildas.

Periskop fungerar eftersom ljuset från källan reflekteras från den första spegeln till den andra, och sedan reflekteras från den spegeln till våra ögon.

Blad 10: Att göra ett spektrum Detta är svårt att få att fungera, men ger spektakulärt resultat när det lyckas. Eleverna kommer med all sannolikhet att behöva hjälp med att placera föremålen rätt.

Visa i förväg hur mycket 30 graders vinkel är.

Att måla regnbågar kan med fördel också göras i ett ritprogram på datorn.

Blad 11: Att göra en regnbåge Detta är också mycket svårt att få att fungera, men ger ett härligt resultat när det lyckas.

Man kan nöja sig med att göra fördjupningsövningen, och kanske berätta för eleverna hur de en solig sommardag kan göra den första övningen hemma med sina kamrater.

Blad 12: Vad har du lärt dig om ljus?

1. Nämn tre ljuskällor Det finns många att välja på, som solen, olja-, gaseller ellampor, eld och stearinljus. Men inte månen, moln eller speglar.

2. Hur skapas skuggor?

Ljuset breder ut sig i räta linjer. Det kan inte passera genom vissa material. Skuggor skapas av de ytor ljuset inte kan passera igenom.

3. Vad är skillnaden mellan en skugga och en reflektion?

En skugga skapas eftersom ljuset inte kan passera igenom föremålet. En skugga är frånvaro av ljus.

Reflektioner skapas när ljus reflekteras/studsar tillbaka från ett föremål, så vi kan se föremålet. Reflektioner från speglar blir som bilder.

4. Vilka av dessa reflekterar ljus?

Alla utom solen reflekterar ljus så till vida att vi kan se dem i form av reflektion av ljus som återspeglas i föremålen. De som reflekterar på traditionellt sätt är spegeln och i viss mån månen. Leksaksbilen kan reflektera ljus om den har en blank, ljus yta.

5. Varför kan vi inte se i totalt mörker?

Vi behöver ljus för att se. Ljus breder ut sig från en ljuskälla för att träffa ett föremål. Det är det ljus som reflekteras från föremålet som träffar våra ögon som gör att vi ser det. I totalt mörker finns det ingen ljuskälla och ingen reflektion av ljus.

6. Vilka är färgerna i ett spektrum?

10

Isaac Newton namngav sju färger – röd, orange, gul, grön, blå, indigo, violett – men det finns ett oräkneligt antal nyanser emellan dem.

7. Hur kan man skapa ett spektrum?

Spektrat kan skapas när man skickar vitt ljus genom ett glasprisma eller genom fuktig luft.

8. Vilka av föremålen är genomskinliga, halvgenomskinliga eller ogenomskinliga.

En TV-skärm – genomskinlig. Men obs! Den nya generationen TV-skärmar på platt-TV är ej genomskinliga.

Ett badrumsfönster – vanligen halvgenomskinligt.

Ett vinglas – vanligen genomskinlig.

9. Beskriv hur ett periskop fungerar.

Ljuset från föremålet träffar den första av två speglar och reflekteras till den andra spegeln så att det når dina ögon. Det kan vara bra att förklara detta med en skiss.

Ljud

Arbetsblad 13-25

Blad 13: Ljud rör sig genom fasta föremål och vätskor På arbetsbladet används begreppet ”rör sig”. Den korrekta termen är egentligen ”fortplantar sig”. Likaså använder vi ”luft” istället för det mer korrekta ”gas” i fördjupningsövningen.

Kontrasten mellan det ljud som hörs genom luften och det som hörs genom snöret motsäger den intuitiva känslan att ljud fortplantar sig bättre genom luft än genom fasta föremål. Ljudet fortplantar sig bättre genom fasta föremål än genom vätskor, och bättre genom vätskor än genom luft.

Svar på några av frågorna: Vad hör du? (Ett ljud som kyrkklockor.)

Vad hör du när du inte har snöret mot öronen?

(Bara en dunk) Varför blir det så? (Ljudet i första försöket går direkt genom snöret till örat.)

Blad 14: Burktelefon Det kan vara bra att färdigställa yoghurtburkarna i förväg. Avråd eleverna från att skrika. Allt de behöver göra är att viska i burkarna. Flera personer kan lyssna samtidigt om snörena från flera telefonpar tvinnas eller knyts samman.

Blad 15: Hur långt färdas ljudet?

Många elever finner det svårt att förstå att ljuder rör sig från en källa i alla riktningar, även uppåt och

LJUS OCH LJUD – Lärarhandledning

Blad 6

Svarta reflektioner VAD DU SKA GÖRA:

VAD DU BEHÖVER:

Nikolas lillebror hade sina egna idéer om skuggor. ”Skuggor är som svarta speglingar”, sa han. ”Så är det inte”, sa Nikola. ”Skuggor och speglingar är två olika saker. Låt mig förklara ...”

• Skuggdockor • En skärm • En ljuskälla

1. Hjälp Nikola.

Fyll i tabellen.

Skuggor

Speglingar/reflektioner

Blir när ljus ...

Görs när föremål ... Ändrar form när ...

Kan bli större eller mindre när ... ”Här är några teckningar”, sa Nicola. ”De kan hjälpa dig att förstå.”

2. Rita teckningarna åt henne.

FÖRSÖK NU DETTA: 1. Gör en skuggteater genom att hänga ett vitt skynke eller lakan på en pinne mellan två stolar.

2. Lys med en projektor eller en stark ficklampa på tyget bakifrån.

3. Gör skuggdockor till din skuggteater.

4. Berätta en historia med hjälp av dockorna. Kan du få dockorna att ändra storlek på duken? Kan du få det att se ut som en docka försvinner bakom en annan?

LJUS OCH LJUD – Ljus

Får kopieras! © Författarna och Gleerups Utbildning AB.

Blad 11

Att göra en regnbåge VAD DU SKA GÖRA:

VAD DU BEHÖVER:

1. Låt några kamrater stå mellan dig och solen.

• En vattenslang

2. Använd slangen för att skapa en tunn vattenstråle, som blir som ett vattenfall eller en fontän.

Försök göra så att kamraterna ser en regnbåge bland dropparna.

• En solig dag • Dricksglas • Papper

FÖRSÖK NU DETTA: 1. Fyll ett dricksglas nästan ända upp.

2. Placera glaset försiktigt så att en liten del sticker ut utanför bordskanten och så att solen skiner genom glaset ner på ett papper på golvet.

3. Justera papperet och glaset tills du ser en regnbåge på papperet.

LJUS OCH LJUD – Ljus

Får kopieras! © Författarna och Gleerups Utbildning AB.

Blad 20

Kazoo VAD DU SKA GÖRA:

VAD DU BEHÖVER: • Papprullen från en hushållspappersrulle

Gör en kazoo:

1. Täck änden av en hushållspappersrulle med smörgåspapper. Fäst och spänn den med ett gummiband. Gör ett litet hål långt upp på rullen för att släppa ut luften.

• Smörgåspapper • Ett gummiband

2. Humma in i tuben. Märk hur det surrar. Ändra tonhöjden. Använd olika långa rullar.

För superkazoon:

3. Gör en tabell för att visa resultatet.

• En filmburk

Rullens längd

Vad jag trodde

Typ av surr

• 30 cm plaströr • 10 cm tunn plastslang • Stark tejp

4. Komplettera meningen: Ju längre tuben är, desto ...

Smörgåspapper

Hål Humma här

Gummiband

FÖRSÖK NU DETTA: Gör en superkazoo av en filmburk.

1. Använd bara själva burken. Skär bort botten på burken och gör ett hål i sidan på den.

2. Fäst en ballong över burkens översida och tejpa fast den.

3. Stick in plaströret i burken.

4. Stick in plastslangen i hålet burken.

5. Blås i plastslangen och du får ett kraftigt trumpetljud.

4.

2.

1.

LJUS OCH LJUD – Ljud

3.

Får kopieras! © Författarna och Gleerups Utbildning AB.

Lyckad Ljus och ljud

NO

John Stringer Lars Nilsson

Lyckad NO är en serie böcker för NO-undervisningen i de tidiga skolåren. Varje bok innehåller ett 30-tal undersökningar inom två besläktade NO-områden.

Målet är att eleverna ska uppleva NO-undervisningen lustfylld, samtidigt som de utvecklar både ämneskunskaper och färdigheter inom naturvetenskap. Undersök­ ningarna kan genomföras i klassrummet med enkla hjälpmedel utan tillgång till avancerad NO-utrustning.

Böckerna är baserade på den utveckling av NO-undervisningen som lett till att England numera ses som ett av de ledande länderna när det gäller NO-undervisning i tidiga år. Böckerna är översatta och bearbetade till svenska förhållanden.

Ljus och ljud Boken innehåller många enkla iakttagelseövningar för att fördjupa elevernas förståelse och kunskaper inom ämnet.

Krafter och rörelse Krafter är ett spännande område för den tidiga NO-undervisningen, ett område som lämpar sig väl för att introducera ett naturvetenskaplig tänkesätt för eleverna.

Magnetism och elektricitet Boken tar upp båda områdena och tittar på släktskapet mellan dem. Ett längre avsnitt ägnas åt statisk elektricitet.

Till serien hör också en fristående lärarbok, som behandlar NO-undervisning ur ett mer övergripande perspektiv.

ISBN 978-91-40-64695-5

9

7 8 9 1 4 0

6 4 6 9 5 5