Temat: Światło i dźwięk

Materiał uzupełniający do wykorzystania na lekcjach w grupie przedmiotów przyrodniczych (przyroda, biologia, chemia, geografia, fizyka), zajęciach dodatkowych, kołach zainteresowań. Może służyć jako zasób poszerzający wiedzę, przygotowujący uczniów do konkursów przyrodniczych.

Adresat
Uczniowie szkoły podstawowej – fizyka

Podstawa programowa

Ogólny cel kształcenia

Uczniowie porównują prędkości rozchodzenia się dźwięku i światła.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• wyjaśniać, jaka jest prędkość dźwięku w powietrzu;

• tłumaczyć, że nic nie może poruszać się szybciej od światła.

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• aktywizujące

  • dyskusja.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Przed lekcją

• Uczniowie zapoznają się z treścią abstraktu. Przygotowują się do pracy na lekcji w taki sposób, żeby móc przeczytany materiał streścić własnymi słowami i samodzielnie rozwiązać zadania.

Faza wstępna

• Prowadzący lekcję określa cel zajęć i wspólnie z uczniami ustala kryteria sukcesu.

• Prowadzący lekcję, nawiązując do poprzednich zajęć, formułuje pytania, na które odpowiadają wskazani przez niego uczniowie lub ochotnicy: Jak powstaje dźwięk? Czym jest fala dźwiękowa?.

• Nauczyciel prosi uczniów, aby przypomnieli zasady zachowania podczas burzy oraz wyjaśnili, po czym można poznać, że zbliża się burza.

Faza realizacyjna

• Uczniowie czytają fragment pt. „Prędkość dźwięku”, a następnie samodzielnie wykonują ćwiczenie interaktywne nr 1.

• Prowadzący lekcję przedstawia następujący problem do rozważenia przez uczniów: Odległość z Ziemi do Słońca wynosi 150 000 000 km. Lecąc z maksymalną prędkością, jaka jest dopuszczalna na polskich autostradach (tj. 140km/h), dotarlibyśmy na Słońce w ciągu ok. 115 lat. Tymczasem światło ze Słońca dociera do Ziemi w ok. 8,5 minuty. Co należy zrobić, aby lot na Słońce trwał krócej? Uczniowie przedstawiają swoje pomysły, nauczyciel zapisuje je na tablicy.

• Uczniowie czytają fragment pt. „Szybciej czy wolniej od światła” i ponownie analizują propozycje zapisane na tablicy. Wspólnie formułują wnioski.

• Nauczyciel prosi podopiecznych, aby wskazali przykłady równoczesnego wykorzystania dźwięku i światła. Wyświetla ilustrację interaktywną („Latarnia morska”) i prosi uczniów o wyjaśnienie, dlaczego pojazdy uprzywilejowane używają równocześnie sygnału świetlnego i dźwiękowego.

• Prowadzący lekcję poleca podopiecznym, aby przeczytali fragment pt. „Jak daleko jest burza?”, a następnie wykonali pisemnie „Polecenie 1”.

Faza podsumowująca

• Uczniowie samodzielnie wykonują ćwiczenie interaktywne nr 2.

Praca domowa

• Opracuj lap book z zagadnieniami poznanymi na lekcji i przynieś swoją pracę na następne zajęcia.

• Odsłuchaj w domu nagrania abstraktu. Zwróć uwagę na wymowę, akcent i intonację. Naucz się prawidłowo wymawiać poznane na lekcji słówka.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Light and sound

We already know that the sound is a wave that can travel only through a medium comprised of particles. The speed of sound travel depends on the density of these particles. In air, just above the ground, sound travels with the speed of 340 m/s (1224 km/h). Therefore, it needs approximately 3 seconds to travel a kilometre. As the altitude increases, air becomes increasingly thinner and the speed of sound decreases – for instance, at the altitude of 10 km it travels with the speed of only 1080 km/h. In water, on the other hand, sound travels at the speed of approximately half a kilometre per second!
What happens when there is no medium? In such case we are dealing with a place exposed to vacuum. There are no particles that could transfer vibrations between one another and carry the sound wave. Sound cannot travel in these conditions. This occurs in space – you cannot hear any sound in space.

Why is it that during a storm we first see a flash and only later hear thunder? Light in a vacuum travels with the astounding speed of 300,000 km/s! Moreover, this is the greatest speed in nature and no body is able to achieve it. When light enters the atmosphere or another medium, it slightly slows down as in contrast to sound it travels at its fastest speed in vacuum. In air, light travels slightly slower – with the speed of 291 thous. km/s. Nevertheless, its speed still remains many times greater than the speed of sound.

During a lightning strike, the air gets very hot. For this reason, it becomes a source of light as well as sound. The difference between the speed of sound and light means that we first see the lightning flash and only then hear the thunder that accompanies a discharge.
By using the difference in the speed with which sound and light travel, we are able to approximate the distance between our location and the storm. When you see a lightning flash, start counting the seconds until you hear the sound of thunder. Keeping in mind that sound needs approximately 3 seconds to travel a kilometre, we’re able to approximate how far away is the storm. For instance, if the thunder reaches 12 seconds after the flash, the storm is raging 4 km away (12:3=4).

• The speed of the sound depends on the medium through which it travels.

• The speed of the sound in air at sea level is 340 m/s

• Sound doesn’t travel through vacuum.

• Light travels faster than any body in the world.