Zabarvovací brýle

Provedení experimentu

Nejdříve je potřeba na Vernier LabQuestu nastavit potřebné údaje: režim: časová základna,

frekvence: 1 čtení/s, trvání: 300 s. To je možné po kliknutí na pravý horní roh obrazovky, viz obr. 4.

• Zabarvování 

Při proměřování zabarvování je nutné, aby bylo nebe bez mraků - kvůli stálému osvětlení. Pokud tato situace nastane, připevníme luxmetr, držáky na brýle jako na obrázcích 2 a 3. Na luxmetru nastavíme nejvyšší rozsah.

Přeneseme nezabarvené brýle (z místnosti), nejlépe s překrytými skly, k luxmetru, dáme na držáky, odkryjeme skla a co nejrychleji spustíme měření kliknutím na zelený trojúhelníček v levém dolním rohu obrazovky.  Po doměření získáme graf podobný tomu na obrázku 5.

 Nejjednodušší zpracování dat je přímo v LabQuestu. V záložce s grafem kliknema na analýza `->` fitovat křivku `->` osvětlení, viz obrázek 6.

Objeví se obrazovka stejná jako na obrázku 7, kde vybereme typ rovnice - exponenciální funkce, viz obr. 7. V levé části obrazovky se objeví exponenciála, která je nejbližší naměřené funkci. Pozor, pokud křivka bude mít špatný tvar, je to způsobené velkým rozpětím naměřených hodnot, poté je nutné z naměřených hodnot vybrat k analýze pouze menší část dat (obtažením grafu).

Poté je vidět, že exponenciála vystihuje dobře naměřenou křivku.

Pro zpracování naměřených údajů je také možné použít program Logger Pro, který je možné dokoupit, či je možné použít jeho demoverzi, která je na 30 dní ke stažení na internetových stránkách www.vernier.cz.

Data se nejdříve musí přenést do počítače a to následujícím způsobem. Po připojení LabQuestu k počítači, na kterém je spuštěný Logger Pro, se objeví nabídka jako na obrázku 8. Po kliknutí na Yes (viz obrázek 6) se nám objeví nabídka jako na obrázku 9. Po kliknutí na vyznačené pole a tlačítko OK (obrázek 7) se nám data do programu Logger Pro přenesou.

Dále klikneme na ikonu Fitovat křivku, viz obrázek 10.

Objeví se tabulka jako na obrázku 11. Zde zvolíme exponenciálu a poté klikneme na Try fit (viz obrázek 11).

Na obrázku 12 je vidět, že exponenciála dobře vystihne tuto funkční závislost.

Naměřená data se také dají exportovat např. do Excelu, připojením USB flash disku k VernierLabquestu kliknutím na záložku Soubor `->` Exportovat`->` USB a exportovaný soubor otevřít v Excelu. Ovšem pro hledání závislosti není Excel v tomto případě vhodný. Umí pouze spojnice trendu ve tvaru `y=a*e^(bx)` zatímco naše závislost je ve tvaru `y=a*e^(bx)+c` .

• Odbarvování

Nejdříve je nutné si připravit další držák na brýle (jako na obrázku 2).

Pak necháme brýle co nejvíce zabarvit, nejlépe venku za slunečného počasí (zde není potřeba zcela slunečného dne).

Co nejrychleji přeneseme zabarvené brýle do místnosti, upevníme je na držák a spustíme měření kliknutím na zelený trojúhelníček v levém dolním rohu obrazovky. Po doměření získáme graf podobný tomu na obrázku 13.

Při zpracovávání naměřených dat postupujeme způsobem jako při zabarvování brýlí. Je vidět, že odbarvování probíhá exponenciálně, viz obrázek 14.

Výsledky experimentu

• Z grafů je vidět, že zabarvování probíhá rychleji než odbarvování.
• Odbarvování i zabarvování probíhá exponenciálně.

Na co si dát při provádění experimentu pozor

• Při proměřování zabarvování na přímém slunci je nutné mít na luxmetru nastavený nejvyšší rozsah.
• Při zabarvování i odbarvování je nutná aby během měření nekolísalo okolní osvětlení, pozor na jakýkoli malý mrak na obloze.

Co by si žáci měli z experimentu odnést

• Jak se měří osvětlení.
• Znalost, kde se v běžném životě mohou setkat s exponenciální funkcí.