LUMA-pajoissa vieraita naapurista

Valtakunnallinen LUMA-viikko osuu koulussamme juuri parahiksi koeviikon päälle, joten  touhuamme LUMA-teemalla kaikenlaista pitkin vuotta. Viime viikolla järjestimme yläkoulun n. 150 yhdeksäsluokkalaiselle ja heidän fyke-opettajilleen pajavierailut, joiden teemana oli valo kansainvälisen teemavuoden inspiroimana.Mukana oli myös matematiikan pulmalelupiste, joka vuosi vuodelta kerää innokkaita nuoria pähkäilemään, miten vempaimet saisi irti toisistaan - kenties vielä takaisinkin paikoilleen! Työpisteissä eniten mielenkiintoa herätti infrapunasäteilyn havaitseminen kännykkäkameralla ja fluoresenssi-ilmiö. Liekkireaktiot, fosforenssi, valon spektri ja kiiltomadon sielunelämä olivat myös tarkastelun kohteina.
Viikon sunnitteluun ja toteutukseen osallistivat kaikki LUMA-opettajat sekä fysiikan ja kemian työkurssien oppilaat.

Pajatöiden ohjeita:

Fluoresenssi

Joskus viritystila syntyy ultraviolettivalon taajuudella, mutta purkautuessa emittoituva säteily osuukin näkyvän valon aallonpituusalueeseen. Tällainen aina hehkuu UV-valossa. Ilmiö, jota kutsutaan fluoresenssiksi voi olla tuttu esim. diskon leimoista, jotka näkyvät vain UV-valossa, eli ns. pimeässä valossa. Ihmissilmä kun ei UV-säteilyä havaitse.  Eräs aine, jolla esiintyy fluoresenssia, on kuumelääkkeenäkin käytetty kiniini, jota käytetään myös mausteena ns. tonic-vesissä.

Kokeile valaista työpisteessä olevaa tonic-vesipulloa UV-valonlähteellä havaitaksesi fluoresenssi.

Tutkimuksia UV-valolla.

Huom! Älä osoita lampulla ketään silmiin!

1.Tutki yliviivaustussien hohtavuutta. Osoita UV-valolla pimeässä tusseihin. Mitä tapahtuu?

2.Tutki pykinpesuaineen hohtavuutta. Kaada pesuainetta kertakäyttömukiin ja osoita siihen UV-valolla pimeässä. Kaada tarpeeksi isoon mittalasiin vettä ja lusikoi sinne pesuainetta riittävästi. Osoita valolla mittalasiin pimeässä paikassa. Tutki, mitä molemmissa vaiheissa tapahtuu?

3.Salakirjoitus: Joku ryhmän jäsenistä kirjoittaa jotain tekstiä yliviivaustussilla samanväriseen paperiin kuin tussi on. Osoittakaa UV- lampulla pimeässä tekstiinne ja selvittäkää, mitä paperissanne lukee.

Voit myös testata hohtaako kaverisi kynsilakka, vaatteet tai hampaat pimeässä!

Fosforenssi

Joskus viritystila purkautuukin viivästetysti. Tällöin aine vapauttaa, eli emittoi absorboimansa energian minuuttien kuluessa, eikä sekunnin murto-osassa, kuten tavallista. Tällaista ilmiötä kutsutaan fosforesenssiksi, sillä se on havaittu ensimmäisenä valkoisella fosforilla, jota käytettiin aikoinaan kellon osoittimissa. Fosfori sai osoittimet hehkumaan, joten kellonaika voitiin nähdä myös pimeässä.

Työpisteessä on fosforesoivista Hama-helmistä tehty esine, joka absorboi keinovaloa säteilyä ja emittoi sen sitten pimeässä. Fosforesenssin voi helposti havainnoida peittämällä esineen sopivalla varjostimella

Spektritutkimus

Alla on kuva viivaspektristä ja jatkuvasta spektristä. Selvitä spektroskoopin avulla millainen spektri on kynttilänvalolla, katossa olevalla led-valaisimella ja dokumenttikameran lampulla.


Näkymätön infrapunavalo( lähde : Arjen ihmeitä )

Tarvikkeet: Infrapunakaukosäädin, kännykkäkamera

Suoritus:  

1. Aseta kamera kuvausvalmiuteen.
2. Osoita kaukosäätimellä kameran linssiin ja paina jotain kaukosäätmen näppäintä.
3. Kamera "näkee" infrapunavalon, jota silmä ei havaitse!

Ihmisen silmä havaitsee näkyvänä valona sähkömagneettisen säteilyn aallonpituusalueen, joka on välillä 380- 470 nm. Infrapunasäätimen lähettämän signaalin aallonpituus on noin 940 nm, joten silmä ei havaitse sitä. Kameran LCD-kenno havaitsee myös infrapunasäteilyä, joten kaukosäätimen signaali voidaan nähdä kameran avulla.

Samata lähteestä oli peräisin myös Katoavan koeputken ohje,

Kemiallinen absorbanssi ja emittanssi 

Monet atomit, ionit ja yhdisteet imevät itseensä eli absorboivat energiaa sopivilla  aallonpituuksilla. Energian absorboituminen johtaa elektronien virittymistiloihin,  jotka ovat lyhytaikaisia eli energia luovutetaan takaisin ympäristöön likimain  välittömästi. Myös tämä energian säteileminen takaisin tapahtuu tietyillä  aallonpituuksilla. Jos aallonpituudet sopivat näkyvän valon aallonpituuksiin, nähdään  säteily valona. Valon värin perusteella voidaan aineet myös tunnistaa. 

Työpisteessä on kaksi liuosta, litiumkloridi LiCl ja kidevedellinen kuparisulfaatti  CuSO4· 5 H2O. Näillä metalleilla on hyvin tyypilliset liekkien värit. Kasta  kummallekin liuokselle varattu krominikkelilanka ko. liuokseen ja vie sitten lanka  liuoksineen liekkiin. Havainnoi liekkien värejä. Liekin energia saa elektronit  virittymään ja viritystilan purkautuessa metallien elektronit vapauttavat energiansa  havaittujen värien aallonpituuksilla.  

Kiiltomadon biologiasta löytyi myös mielenkiintoisia yhteyksiä valoon!

.