Docentenhandleiding kaleidoscoop

Docentenhandleiding kaleidoscoop
Korte beschrijving van de opdracht:
Bij deze opdracht gaan de leerlingen zelf een
kaleidoscoop (soms wordt het ook als ‘kaleidoscoop’
geschreven) maken. Dat is een spiegelende
veelhoekige buis (in dit geval driehoekig) met een
kijkopening. De andere kant bevat een doorschijnend
wiel met kleuren, bijvoorbeeld kralen. Dit weerspiegelt
erg mooi en vervormt het binnenvallende licht.
Op school (in de vooropdracht) worden de leerlingen
voorbereid op het praktische gedeelte in het
technieklokaal. De basisprincipes van licht en
lichtbreking worden uitgelegd en er wordt gekeken
hoe we de kaleidoscoop gaan maken in het
technieklokaal. Dit wordt gedaan zodat ze in het
technieklokaal gelijk aan de slag kunnen. Uiteindelijk
doen de leerlingen, als de opdracht klaar is,
praktijkervaring op met het breken van licht. Ook de
koppeling naar het dagelijkse leven gemaakt. Extra
opdrachten zorgen ervoor dat de snelle leerlingen zich
niet hoeven te vervelen.
Eenmaal terug op school reflecteren de leerlingen over
de verschillende technieken die ze gebruikt hebben in
het technieklokaal en kijken ze waar ze deze
technieken tegenkomen in het dagelijks leven.
De doelstellingen van deze opdracht:
De leerlingen doen ervaring op met het breken van
licht.
De leerlingen maken op een praktische manier
kennis met spiegels en spiegelen.
De leerlingen doen ervaring op met het bewerken
van plastic.
De leerlingen maken kennis met het verschijnsel
‘regenboog’.
Technische handelingen:
kunststof bewerken (knippen, buigen, boren, en
schroeven)
verbinden door lijmen
Dekking kerndoelen www.tule.slo.nl :
42 onderzoek naar licht en geluid.
44 gereedschappen en materialen.
45 gereedschappen en materialen.
Extra kerndoel 32
1
september 2010
Tijdsduur:
20 min. voorbereiden op www.wegvantechniek.nl
2 tot 2,5 uur in het technieklokaal
10 minuten reflecteren op www.wegvantechniek.nl
kaleidoscoop veelvoudige symmetrische patronen
veroorzaken.
Breking van licht
Korte uitleg van technische begrippen / gebruik
van machines of materialen:
De werking van de kaleidoscoop
De kaleidoscoop is van oudsher een mooi stuk
speelgoed dat werkt met optische illusie. De spiegels
binnen het apparaat leiden tot deze optische illusies.
Aan de ene kant kijken we de kaleidoscoop in en zien
de kleuren vervormen en in elkaar doorvloeien. Die
kleuren ontstaan omdat er aan het andere eind van
kaleidoscoop kleurige kralen of iets dergelijks op een
stukje doorzichtig plastic gemaakt zijn. Door deze
rond te draaien komen de kleuren steeds op een
andere manier in de spiegels.
Typisch voor een kaleidoscoop zijn de spiegels die in
de lengte geplaatst zijn. Het plaatsen van de spiegels
bij 45° leidt tot acht dubbele beelden van de
voorwerpen, zes bij 60°, en vier bij 90°. Afhankelijk
van het aantal spiegels en de hoek tussen hen, zal de
Kijk eens naar een rietje in een helder glas water. Op
de overgang tussen lucht en water lijkt het rietje
gebroken. Natuurlijk is het rietje gewoon recht, het
lijkt alleen gebroken. De lichtstralen maken namelijk
een bocht bij de overgang van water naar lucht.
Het afbuigen van licht wordt het breken van licht
genoemd.
Een lichtstraal die het grensvlak van twee media
(stoffen die licht doorlaten) passeert, wordt, als de
lichtsnelheden in de beide media verschillen,
gebroken.
Breking van licht treedt ook op bij de overgang tussen
andere doorzichtige stoffen zoals glas, plexiglas,
alcohol en benzine. Om breking van licht op te laten
treden is het wel noodzakelijk dat het licht onder een
hoek op het grensvlak tussen de twee media valt. Niet
loodrecht dus!
2
september 2010
Voor ieder medium is vastgesteld hoe sterk het licht
afbuigt bij de overgang vanuit lucht. Deze maat wordt
de brekingsindex genoemd.
Op de volgende pagina staan twee opdrachten van
www.jeugdlab.nl
Opdracht: Breek het licht!
Om gebroken licht goed te bekijken leg je een potlood
gedeeltelijk in een glas met water. Je laat een deel
van het potlood boven water uitsteken. Kijk nu eens
goed, wat valt je op? Kun jij verklaren waarom het
potlood juist bij het wateroppervlak gebroken lijkt?
Tip!
Probeer het potlood onder water aan te raken. Grijp je
mis? Je ziet het op een andere plek.
Ben jij sterk genoeg om een lichtstraal te breken?
Probeer dan dit experiment!
Een lichtstraal breken is minder ingewikkeld dan je
misschien denkt. Lichtstralen die onder een hoek in
het water schijnen maken een knik, dit wordt
lichtbreking genoemd. Bij dit experiment kun je zelf
zien hoe licht gebroken wordt door te kijken naar een
potlood dat gedeeltelijk onderwater steekt.
Wat heb je nodig?
• Een groot glas
• Een potlood of een rietje
• Water
Wat moet je doen?
Met dit experiment ga je proberen om licht te breken.
Je hebt hiervoor een glas water en een potlood nodig.
En natuurlijk een beetje licht, anders zie je niets.
3
september 2010
Maak een regenboog!
Wat moet je doen?
Volgens een legende staat er aan de voet van een
regenboog een pot met goud!
In plaats van regendruppels gebruiken we een rond
wijnglas gevuld met water. Het licht uit een
bureaulamp speelt voor de zon. We gaan nu proberen
de lamp door het glas te laten schijnen zoals de zon
door de regendruppels schijnt. Zet het gevulde glas
op een wit papier. Richt dan de bureaulamp schuin
van boven op het glas zodat een deel van het licht
door het glas heen op het papier valt. Waar denk je
dat je de regenboog kunt zien?
Met dit experiment kun je onderzoeken of dit echt
waar is. Zelf een regenboog maken is namelijk heel
gemakkelijk!
Buiten zie je soms een regenboog als het regent
terwijl de zon schijnt. Een regenboog ontstaat doordat
de lichtstralen vanuit de zon, binnenin de
regendruppels worden gebroken (afgebogen). Om de
regenboog te zien moet je wel met je rug naar de zon
staan en in de richting van de regenbui kijken.
Voor deze proef is het gelukkig niet nodig een hele
regenbui na te maken. We maken slechts één
regendruppel na door een rond wijnglas te vullen met
water. Een felle bureaulamp zorgt voor het licht.
Misschien vind je wel een pot met goud!
Zie je nog geen regenboog? Probeer dan het witte
papier te verschuiven totdat je de regenboog vindt.
Waarom denk je dat je de regenboog juist achter het
glas ziet?
Zie je nog geen regenboog?
Verander dan eens de hoogte van de bureaulamp.
Misschien moet de lamp iets dichterbij staan? Je zult
zien dat het uiteindelijk lukt om een mooie regenboog
te maken!
Wat heb je nodig?
• Een wit papier
• Een helder en rond wijnglas
• Felle bureaulamp
• Donkere omgeving
• Water
4
september 2010
Benodigdheden;
Tips en aanwijzingen:
De materialen die nodig zijn bij deze opdracht zijn;
Omdat de opdracht nogal wat voorkennis van de leerlingen
verwacht is het verstandig dat de vooropdracht op
www.wegvantechniek.nl door de leerlingen wordt
doorgenomen.
Een plastic plaat van 220 x 140 mm
Hardhouten balkje van 120 x 30 x 20 mm
2 lange m6 bouten of tapeinden van minimaal 80
mm.
5 moertjes.
Dubbelzijdig tape.
Zwarte plakband of folie ( in elk geval niet
doorzichtig).
Een elastiekje
De gereedschappen / machines die bij deze
opdracht nodig zijn;
Een boormachine.
Een zaag.
7 gaten boor.
Evt een buigapparaat voor plastic.
5
september 2010
www.wegvantechniek.nl is een interactieve omgeving waar de
leerlingen een goede voorbereiding krijgen voor de
techniekopdracht die ze gaan maken. Ze leren over de
technieken en de materialen die gebruikt gaan worden in het
technieklokaal. Door de duidelijke taal die er wordt gesproken
voor zowel kinderen als docenten houden we het
overzichtelijk voor de gebruikers.
Mocht u toch nog vragen of tips hebben? Mochten er
onduidelijkheden of verbeterpunten zijn? Dan kunt u contact
met ons opnemen via het volgende e-mailadres:
[email protected]. Wij stellen dit zeer op prijs.
U kunt ook op de ideeënbus klikken, als u als docent bent
ingelogd op de website. U krijgt z.s.m. antwoord!
m.v.g.
Thomas van Rijnsoever en Gijs Smeman,
WegvanTechniek
Weet jij wat een
kaleidoscoop is?
2
Wat hebben we allemaal nodig?
1
Even een lijstje maken.
2
de koker manier 1
We maken van een stukje plastic een
driehoekige koker. Dit kan op 2 manieren.
de boodschappenlijst:
Een plaat doorzichtig plastic.
Een stukje dubbelzijdig
tape.
1. Teken eerst de maten netjes met een winkelhaak op het plastic van 140 mm
bij 160 mm. 2. Snij het daarna op maat. 3. Zet om de 40 mm een streepje
4. Buig ze nu zoals hieronder is
aangegeven en maak er een
driehoekige koker van.
40 mm
40 mm
Zwarte folie of plakfolie, niet doorzichtig.
2 M6 boutjes van
80 mm met 4
moertjes.
40 mm
1
Blokjes hardhout.
2
3
Elastiekje.
1
4
5
6
tape of plakband
er om.
3
2 de koker manier 2
De 2e manier is met drie losse plaatjes. De
drie platen hebben een maat van 40 mm
bij 160 mm. Kijk hieronder maar hoe we
dat doen.
1. Houd de plaatjes bij elkaar en doe er een
elastiekje omheen
3 de houten blokjes
Neem een houten balkje van 20mm breed
bij 30 mm diep. Zaag er 2 stukken af. 1
stukje van 30 mm en 1 stukje van 80 mm.
1. Boor in het blokje van 80 mm ook een gaatje van 7 mm Ø
2. Boor in de kopsekant van het kleine blokje een gaatje van 7 mmØ.
2. Doe er een plakbandje omheen zodat
alles vast blijft zitten.
3. Haal het elastiekje eraf en beplak de
buitenkant met zwarte folie
Kijk goed naar de maten anders boor je
het gat zo verkeerd!
4
4 de overbrenging
De overbrenging bestaat uit 6
schijven. Alle schijven hebben een
gaatje in het midden van 6 mm Ø
1. Maak 2 schijven van 60 mmØ.
2. Maak een schijf van 55 mmØ.
3. Maak 2 schijven van 35 mmØ.
4. Maak een schijf van 30 mmØ.
5. Maak een schijf van 120 mmØ.
Het resultaat van de
schijven is
hierboven zichtbaar.
60, 55, en 60 horen
bij elkaar. De
schijven van 35, 30
en 35 horen ook bij
elkaar. De grootste
gebruik je apart.
5 assembleren
Nu gaan we alles in elkaar zetten.
Assembleren noemen we dat. We
beginnen met het kleine blokje.
1. Plak een stukje dubbelzijdig
plakband op het blokje hout.
2. Plak het blokje voorop in het
midden op de kaleidoscoop.
3. Let op! Het blokje mag niet
verder dan 3 mm van de kant
gemonteerd worden.
5
6 assembleren
Nu zetten we de rest in elkaar.
We beginnen bij 1 en volgen dan
de stappen.
1
1. Monteer het 2e blokje zoals op tekening 1.
2. Monteer de lange bout door de schijf en schroef hem vast
3. Monteer hem in het kleine blokje en zet er een moertje op.
4. Monteer het boutje met het moertje.
5. Monteer de kleine schijf.
6. Monteer de grote schijf.
7. Schroef beide schijven vast met een moertje.
8. Plaats een elastiekje om de aandrijfschijven.
2
3
4
Klaar!
5
6
7
8
6
extra opdracht
extra opdracht
En? Doet hij het goed!
Als je er doorheen kijkt zie je nog geen
mooie kleuren. Je kunt er doorzichtige
kralen op plakken of met een stift op
kleuren zoals hieronder.
De driehoek waar je door
moet kijken past niet echt
goed op je oog. Heb jij hier
een oplossing voor?
Harde randen!
Klaar! Veel plezier en
tot snel!
7