در درس سوم علوم پنجم با عنوان «رنگینکمان» با رفتار نور و بعضی کاربردهای آن آشنا میشویم. در این درس بررسی میکنیم که رنگینکمان چگونه تشکیل میشود، منشور چگونه نور خورشید را به رنگهای گوناگون تجزیه میکند و ذرهبین یا عدسی چگونه اجسام ریز را بزرگتر نشان میدهد و نور را در یک نقطه جمع میکند. همچنین با انجام چند آزمایش یاد میگیریم که عدسی میتواند تصویر اجسام را روی صفحه تشکیل دهد و تغییر فاصلهی جسم، عدسی و صفحه روی اندازه و جهت تصویر اثر میگذارد. در ادامه پاسخ فعالیتها، آزمایشها، کاوشگریها و جمعآوری اطلاعات صفحات ۱۸ تا ۲۴ علوم پنجم را میخوانید.
جواب پرسش های صفحه ۱۸ علوم پنجم
رنگینکمان چگونه تشکیل میشود؟
پاسخ:وقتی نور خورشید به قطرههای ریز آب موجود در هوا میتابد، نور به رنگهای سازندهی خود تجزیه میشود؛ یعنی رنگهای مختلف نور از هم جدا میشوند و ما آنها را به صورت رنگینکمان میبینیم.
چرا رنگینکمان همیشه در آسمان نیست؟
پاسخ:برای تشکیل رنگینکمان باید هم نور خورشید و هم قطرههای ریز آب در موقعیت مناسبی وجود داشته باشند. به همین دلیل رنگینکمان را همیشه در آسمان نمیبینیم و معمولاً پس از باران و با نمایان شدن خورشید امکان دیده شدن آن بیشتر است.
چگونه میتوان رنگینکمان درست کرد؟
پاسخ: میتوانیم در یک روز آفتابی، پشت به خورشید بایستیم و با آبفشان قطرههای ریز آب را در هوا پخش کنیم. تابش نور خورشید به این قطرهها باعث جدا شدن رنگهای نور و تشکیل یک رنگینکمان کوچک میشود.
جواب فعالیت صفحه ۱۸ علوم پنجم
۱- در یک روز آفتابی، در حیاط مدرسه یا در خانه، پشت به آفتاب بایستید.
۲- با یک آبفشان، مانند شکل، در هوا آب بپاشید.
۳- رنگینکمانی را که تشکیل میشود، نقاشی کنید و رنگهای آن را با رنگینکمان صفحهی پیش مقایسه کنید.
پاسخ: رنگینکمان ایجادشده کوچکتر و کوتاهمدتتر است، امّا رنگهای آن شبیه رنگینکمان طبیعی هستند و به ترتیب در کنار یکدیگر دیده میشوند.
هشدار کتاب: برای درست کردن رنگینکمان از شیلنگ آب استفاده نکنید؛ زیرا در این صورت آب زیادی به هدر میرود و «اسراف» میشود.
جواب آزمایش کنید صفحه ۱۹ علوم پنجم
ساخت رنگینکمان با آب و آینه
۱- دو سوم حجم یک ظرف بزرگ را از آب پر کنید.
۲- یک آینهی تخت را در حالت کج، درون آن نگه دارید.
۳- ظرف و آینه را در کنار دیوار و رو به روی نور خورشید قرار دهید.
۴- ظرف و آینه را آنقدر جابهجا کنید تا رنگهای نور روی دیوار دیده شود.
مشاهده و نتیجه: روی دیوار رنگهای گوناگون نور شبیه رنگینکمان دیده میشود. این آزمایش نشان میدهد که میتوان نور خورشید را به رنگهای سازندهی آن تجزیه کرد.
جواب فعالیت صفحه ۱۹ علوم پنجم
۱- در یک روز آفتابی، لولهی شفاف یک خودکار را مقابل نور خورشید قرار دهید.
۲- یک صفحهی کاغذ یا مقوای سفید را در طرف دیگر لولهی خودکار قرار دهید؛ طوری که رنگهای رنگینکمان روی آن تشکیل شود.
مشاهده: روی کاغذ یا مقوا نوارهایی از رنگهای گوناگون نور دیده میشود.
۳- همین فعالیت را به جای لولهی خودکار با منشور انجام دهید. نتیجهی این دو آزمایش را با هم مقایسه کنید.
پاسخ: در هر دو آزمایش، نور خورشید به رنگهای گوناگون سازندهی خود تجزیه میشود و رنگهایی شبیه رنگینکمان دیده میشود. منشور این جدایی رنگها را واضحتر نشان میدهد.
۴- این بار در یک اتاق تاریک، به جای نور خورشید یک باریکهی نور به منشور بتابانید؛ چه مشاهده میکنید؟
پاسخ: باریکهی نور پس از عبور از منشور به رنگهای مختلف تجزیه میشود و نواری از رنگهای رنگینکمان دیده میشود.
جواب سوال صفحه ۲۰ علوم پنجم
به نظر شما، چگونه میتوانیم اجسام، نوشتهها و تصویرهای ریز را که به راحتی دیده نمیشوند، ببینیم؟
پاسخ:میتوانیم از ذرهبین یا عدسی استفاده کنیم؛ زیرا ذرهبین میتواند تصویر اجسام و نوشتههای ریز را بزرگتر نشان دهد و دیدن جزئیات آنها را آسانتر کند.
جواب کاوشگری صفحه ۲۰ و ۲۱ علوم پنجم
۱- یک لیوان شیشهای ساده بردارید و روی نوشتههای ریز یک روزنامه قرار دهید.
۲- سعی کنید آن نوشتهها را بخوانید.
مشاهده: وقتی لیوان خالی است، نوشتهها تقریباً با اندازهی معمولی خود دیده میشوند.
۳- لیوان را از آب پر کنید.
۴- حالا دوباره لیوان را روی نوشتههای ریز روزنامه بگذارید و سعی کنید آنها را بخوانید.
مشاهده: نوشتهها بزرگتر و خواناتر دیده میشوند.
۵- لیوان را از نوشتهها دور یا به آنها نزدیک کنید و نوشتهها را مشاهده کنید.
مشاهده: با تغییر فاصلهی لیوان از نوشتهها، اندازه و وضوح تصویر نوشتهها تغییر میکند.
۶- این بار یک ذرهبین بردارید و نوشتهها را با آن مشاهده کنید.
مشاهده: با ذرهبین نیز نوشتههای ریز بزرگتر دیده میشوند.
از این آزمایش چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ:وقتی لیوان از آب پر میشود، آب و لیوان با هم مانند ذرهبین عمل میکنند و میتوانند نوشتهها را بزرگتر نشان دهند. پس با بعضی اجسام شفاف میتوان نور را طوری تغییر داد که تصویر جسم متفاوت دیده شود.
جواب فعالیت صفحه ۲۱ و ۲۲ علوم پنجم
وقتی نور خورشید به ذرهبین میتابد، چه اتّفاقی برای آن میافتد؟
پاسخ:ذرهبین پرتوهای نور خورشید را پس از عبور دادن، در یک نقطه جمع میکند. در این نقطه نور و گرمای بیشتری وجود دارد.
۱- یک طرف ذرهبین را مقابل نور خورشید بگیرید و در طرف دیگر آن، یک قطعه کاغذ قرار دهید. ذرهبین را آنقدر به کاغذ نزدیک و دور کنید تا روی کاغذ، نقطهای روشن تشکیل شود.
۲- دست خود را یک لحظه در آن نقطه قرار دهید؛ چه چیزی مشاهده میکنید؟
پاسخ: در آن نقطه گرمای بیشتری احساس میکنیم؛ زیرا ذرهبین نور خورشید را در آن نقطه جمع کرده است.
۳- فاصلهی نقطهی روشن روی کاغذ تا وسط ذرهبین را اندازه بگیرید و یادداشت کنید.
نمونه پاسخ: برای مثال ممکن است فاصلهی وسط ذرهبین تا نقطهی روشن حدود ۲۵ سانتیمتر باشد. عدد واقعی به نوع ذرهبین بستگی دارد.
۴- دو ذرهبین دیگر در اندازههای متفاوت بردارید و آنها را شمارهگذاری کنید. مراحل مختلف این فعالیت را با این دو ذرهبین نیز تکرار کنید و نتایج را در جدول زیر بنویسید.
| شمارهی ذرهبین |
۱ |
۲ |
۳ |
| فاصلهی وسط ذرهبین تا نقطهی روشن |
۲۵ سانتیمتر |
۳۵ سانتیمتر |
۴۵ سانتیمتر |
توجه: عددهای جدول بالا نمونه پاسخ هستند و با توجه به نوع و شکل ذرهبینهای مورد استفاده میتوانند متفاوت باشند.
از این فعالیت چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ: ذرهبین نور خورشید را در نقطهای به نام کانون عدسی جمع میکند. در کانون گرمای زیادی به وجود میآید. همچنین فاصلهی کانون تا عدسی در ذرهبینهای مختلف یکسان نیست.
دقت کنید: نقطهی نورانی ایجادشده با ذرهبین میتواند بسیار داغ شود؛ بنابراین این فعالیت را با احتیاط و طبق دستور آموزگار انجام دهید و نور متمرکز را به چشم نگیرید.
جواب فعالیت صفحه ۲۲ و ۲۳ علوم پنجم
وسایل و مواد لازم: ذرهبین، کبریت، شمع، متر نواری و یک صفحه کاغذ
۱- شمع را روشن کنید و روی میز بگذارید.
۲- صفحهی کاغذ را در فاصلهی یک متری شمع قرار دهید.
۳- ذرهبین را بین کاغذ و شمع آنقدر جابهجا کنید که تصویر شعلهی شمع بهطور واضح روی صفحهی کاغذ تشکیل شود.
در این آزمایش، تصویر شعلهی شمع با شعلهی اصلی شمع چه تفاوتی دارد؟
پاسخ: تصویری که روی کاغذ تشکیل میشود وارونه است. اندازهی تصویر نیز با توجه به فاصلهی شمع، ذرهبین و صفحهی کاغذ میتواند با اندازهی شعلهی اصلی متفاوت باشد.
۴- با جابهجا کردن ذرهبین، شمع یا صفحهی کاغذ، آزمایش را تکرار کنید.
از این فعالیت چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ: با کمک بعضی عدسیها میتوان تصویر اجسام را روی یک صفحه تشکیل داد. با تغییر فاصلهی جسم، عدسی یا صفحه، محل تشکیل تصویر و اندازهی آن نیز تغییر میکند.
جواب کاوشگری صفحه ۲۳ و ۲۴ علوم پنجم
وسایل و مواد لازم: آب، لیوان شیشهای، مقوای سفید و مداد رنگی
۱- روی یک مقوای سفید، تصویر ماهی، علامت پیکان و چیزهای دیگری مانند گل بکشید.
۲- مقوا را مانند شکل به دیوار بچسبانید. یک لیوان شیشهای خالی در فاصلهی ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتری، روبهروی آن بگذارید.
۳- از بدنهی لیوان به نقاشی خود نگاه کنید؛ چه میبینید؟
پاسخ: وقتی لیوان خالی است، نقاشیها تقریباً به شکل و اندازهی معمولی خود دیده میشوند.
۴- بدون آنکه لیوان را جابهجا کنید، درون آن آب بریزید.
۵- دوباره از بدنهی لیوان به نقاشیهای خود نگاه کنید؛ چه مشاهده میکنید؟ از این مشاهدهها چه نتیجهای میگیرید؟
پاسخ:پس از ریختن آب در لیوان، شکل، اندازه یا جهت تصویرها تغییر میکند و در بعضی فاصلهها تصویر بزرگتر یا وارونه دیده میشود. نتیجه میگیریم که لیوان پر از آب میتواند مانند یک عدسی عمل کند و مسیر نور را تغییر دهد.
۶- اکنون لیوان را به آرامی به عقب و جلو ببرید و آنچه را مشاهده میکنید، بنویسید.
پاسخ: با عقب و جلو بردن لیوان، اندازه و جهت تصویر تغییر میکند. در بعضی فاصلهها تصویر بزرگتر و در بعضی فاصلهها کوچکتر یا وارونه دیده میشود.
جواب جمع آوری اطلاعات صفحه ۲۴ علوم پنجم
در ساعتسازی و طلافروشیها از عدسی استفاده میکنند. در این باره اطلاعات جمعآوری کنید و به کلاس گزارش دهید.
پاسخ پیشنهادی:ساعتسازان با کمک عدسی قطعههای بسیار کوچک ساعت، مانند چرخدندهها، پیچها و فنرها را بزرگتر میبینند. این کار به آنها کمک میکند خرابی قطعههای ریز را پیدا کنند و تعمیر ساعت را با دقت بیشتری انجام دهند.
طلافروشان و جواهرسازان نیز از عدسی برای دیدن جزئیات بسیار ریز طلا و جواهر استفاده میکنند. آنها با بزرگنمایی میتوانند سطح و نقش قطعه، نوشتهها و علامتهای ریز، خراشها و جزئیات سنگهای قیمتی را بهتر بررسی کنند.
بنابراین مهمترین فایدهی عدسی در این کارها، بزرگتر نشان دادن اجسام کوچک و کمک به انجام کارهای ظریف با دقت بیشتر است.
جمعبندی کوتاه درس: رنگینکمان زمانی تشکیل میشود که نور خورشید به کمک قطرههای آب به رنگهای سازندهی خود تجزیه شود. منشور نیز میتواند نور را به رنگهای گوناگون جدا کند. ذرهبین نوعی عدسی است که میتواند اجسام کوچک را بزرگتر نشان دهد، نور خورشید را در نقطهای به نام کانون جمع کند و در شرایط مناسب تصویر یک جسم را روی صفحه تشکیل دهد. همچنین فاصلهی جسم و عدسی بر اندازه و جهت تصویری که میبینیم اثر میگذارد.