U ovoj aktivnosti opisan je istraživački demonstracijski pokus kao osnova za istraživanje pojave fotoelektričnog učinka.
Osnovna je značajka sustava Office 365 mogućnost zajedničke izrade i pohrane različitog sadržaja, dijeljenje i komunikacija s drugim korisnicima i mogućnost pristupa sadržaju s različitih lokacija.

Aktivnost započnite pitanjem znaju li vaši učenici kako se „zapisuje“ fotografija u digitalnoj ili analognoj kameri. Raspravite zajedno o njihovim odgovorima, a zatim izvedite istraživački pokus prikazan i opisan na videozapisu. U videozapisu je moguće stvoriti automatski generirane titlove s prijevodom na hrvatski jezik.

Pokus izvedite pred učenicima ili ih uputite na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.2. Video 1., Pokus: Fotoelektrični učinak.

Potom učenike podijelite u grupe po tri do četiri učenika i uputite ih na slike 1, 2, 3 i 4 na poveznici.

Na njima su prikazane četiri situacije povezane s demonstracijskim eksperimentom koji ste im pokazali, a oni trebaju o njima unutar skupine raspraviti pridržavajući se pravila da pažljivo slušaju sugovornike, a svoje stavove potkrjepljuju argumentima.

O kakvoj se pojavi u pokusu (ili na slikama) radi?
Što utječe na pojavu učinka?
Koji dio zračenja natrijeve žarulje uvjetuje nastanak fotoelektričnog učinka na cinkovoj pločici? Opis pokusa i zajednički formulirane zaključke rasprave neka podijele mrežno u alatu Word sustava Office 365 s ostalim učenicima.
Na kraju provedite zajedničku raspravu.
Razgovarajte o primjenama fotoelektričnog učinka. Mogu li se vaši učenici sjetiti primjera gdje bi se mogao iskoristiti?
Znaju li, primjerice, kako rade solarne ćelije? Znaju li gdje se sve koriste? Na primjer, kao izvori napajanja uređaja za naplatu parkiranja, kao pomoćni izvor napajanja na kalkulatoru, umjetnim satelitima, kao i radi dekoracije (npr. instalacija Pozdrav Suncu u Zadru).
Potaknite ih i da razgovaraju o korištenju električne energije iz neobnovljivih izvora u usporedbi s obnovljivim izvorima kao što je, na primjer, Sunce.
Jesu li čuli za međunarodni sporazum naziva Kyoto protokol i za Pariški sporazum?

Na što se ti sporazumi odnose? Je li Hrvatska njihova potpisnica?

Na što se u njima obvezala?
Pitajte ih jesu li znali da se u Australiji svake godine održava utrka solarnih električnih automobila (Australia World solar challenge).
Uputite ih i u povijesnu važnost otkrića fotoelektričnog učinka za čije je objašnjenje Albert Einstein dobio Nobelovu nagradu 1921. godine.
Iskoristite priliku i da razgovarate s njima o tome kako su u znanosti otkrića činjenica često mijenjala prevladavajuća shvaćanja. Razgovarajte kako bi se i u društvu i pri donošenju političkih odluka trebalo koristiti tim putem.
Kada se političke odluke ne bi donosile bez dokaza i bez obzira na činjenice, bi li to doprinijelo smanjenju predrasuda i diskriminacije u društvu?

Postupci potpore

Pri prilagodbi scenarija važno je imati na umu da učenici s teškoćama u razvoju i učenici sa specifičnim teškoćama učenja predstavljaju heterogenu skupinu i da odabir prilagodbi valja temeljiti na pojedinačnim značajkama svakog učenika (jakim i slabim stranama, specifičnim interesima…) te na obilježjima teškoće koju ima. Preporučuje se učenika s teškoćama premjestiti u prednje klupe u razredu kako bi ga se moglo popratiti i pružiti mu dodatnu uputu ili pomoć pri izvršavanju zadatka.

Učeniku s oštećenjem sluha osigurajte mirno i tiho okružje (koliko je to moguće) te dobru vidljivost lica i usana govornika kako bi mogao čuti vršnjake tijekom diskusije. Unaprijed osigurajte pitanja koja ćete postaviti tijekom rasprave kako bi učenik s oštećenjem sluha mogao pratiti i uključiti se kada poželi. Pričekajte nakon postavljanja pitanja kako bi i učeniku s oštećenjem sluha dali priliku da se javi i odgovori (pauza osigurava vrijeme za obradu informacija).

Za učenike s oštećenjem vida valja prilagoditi svjetlinu u prostoru, na zaslonu te kontrast pozadine i teksta.

Vodite računa o tome da pri prikazivanju videozapisa uključite titlove kako bi učenici s oštećenjem sluha lakše mogli pratiti sadržaj videozapisa.

Tijekom rada u grupi vodite računa o tome da učenik s teškoćama aktivno sudjeluje u svim aktivnostima te da nikako ne bude dio grupe kao pasivni promatrač. Važno je da unutar grupe učenik s teškoćama dobije jasne upute i zadatke. Vodite brigu o tome da učenici sudjeluju u aktivnostima koje za njih imaju najmanje prepreka u odnosu na njihovo ograničenje, primjerice da učenik s poremećajem glasovno-jezično-govorne komunikacije u zadatku ne treba govoriti ili da učenik s disleksijom ne piše u digitalnom alatu Word (osim ako ne izrazi želju).

Dodatne informacije možete potražiti na poveznicama:

• Hrvatska udruga za disleksiju – savjeti učiteljima
• Informativni letak o razvojnom jezičnom poremećaju
• Didaktičko-metodičke upute za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama
• Smjernice za rad s učenicima s teškoćama MZO-a.

U ovoj aktivnosti učenici koristeći simulacije istražuju fotoelektrični učinak.

Simulacije kojima se koristimo u ovoj aktivnosti upotrebljavamo umjesto eksperimenta koji bi u učionici teško izveli, pogotovo u grupnom radu učenika. Učenici se njima koriste kako bi proveli mjerenja te raspravom o njima došli do razumijevanja fotoelektričnog učinka. Alat Prezi u ovoj se aktivnosti koristi kako bi učenici prezentirali svoje ideje, rezultate i zaključke te ujedno omogućili sudionicima praćenje i uvid u prezentaciju slanjem jedinstvene poveznice. Kroz alat MS Excel sustava Office 365 moguće je da predstavnik svake grupe usmeno izlaže rezultate koristeći se tabličnim prikazom te usmeno iznesenim zaključcima uz projekciju kratkog teksta.

Potreba za izvorima energije u našoj civilizaciji je velika, a zbog izazova kao što je globalno zatopljenje sve je veća potreba za brzim prelaskom na obnovljive izvore energije. Raspravljajte s učenicima o poremećaju s opskrbom iz postojećih izvora (plin, nafta) uzrokovanom ratom (geopolitičkoj situaciji).

Razgovarajte s vašim učenicima koji su obnovljivi izvori energije prikladni za podneblje u kojem žive. Zbog geografske širine na kojoj se nalazi, cijela Hrvatska je pogodna za iskorištavanje Sunčeve energije. Znaju li vaši učenici na kojem načelu radi solarni ili fotonaponski članak? Razgovarajte s njima o tome.

Da bi lakše razumjeli ovu primjenu fotoelektričnog učinka, neka ga s pomoću nekoliko simulacija detaljnije istraže.

Osnovna svojstva povezana s fotoelektričnim učinkom mogu se zorno istražiti s pomoću simulacije. Simulacija se može pokrenuti mobilnim uređajem ili tabletom.

Neka učenici rade u grupama od tri ili četiri člana. Poželjno je da svakoj grupi date upute i zadatak što treba napraviti. Neka podijele konkretne zadatke unutar grupe, ali neka svi sudjeluju u raspravi i formuliranju zaključaka. Neka promatraju što se događa i interpretiraju ono što vide. Unutar grupe neka raspravljaju argumentirano iznoseći svoje mišljenje i uvažavajući mišljenje drugih članova te zajednički formuliraju zaključke i bilješke koje će podijeliti u razredu.

Neka učenici kreiraju kratku prezentaciju u digitalnom alatu Prezi te usmeno izlažući iznesu zaključke ostalim učenicima te rasprave o njima.

Osnova pokusa prezentiranog simulacijom je vakumska fotoćelija s katodom presvučenom nekim od alkalijskih metala. U simulaciji postoji nekoliko pokazivača (klizača) koje možemo pomicati. S lijeve strane je izbor materijala od kojeg je izrađena fotokatoda.

Krenimo od primjera Cs 642 nm. Povlačenjem klizača (gornji dio sučelja) duž prikaza spektralne raspodjele svjetlosti kojom obasjavamo fotokatodu, učenici mogu uočiti da pri određenoj valnoj duljini (frekvenciji) pojedini fotoelektroni napuštaju katodu. Točnu valnu duljinu moguće je očitati ispod prikaza spektra.

Međutim, struja će u strujnom krugu poteći tek kad se povisi intenzitet upadne svjetlosti na vrijednost 1 % ili više (izbornik gore desno). Da struja teče strujnim krugom pokazuje kazaljka galvanometra u donjem desnom dijelu slike.

Pri postavljanju zadatka učenicima zatražite od njih da ovdje rasprave o učinku intenziteta svjetlosti na fotostruju, odnosno kinetičku energiju fotoelektrona. U zadatku im savjetujte da ostave vrijednost intenziteta, naprimjer, na 15 % i sada odaberu drugi materijal katode, naprimjer, Rb 582 nm.

Što će učenici sada opaziti?

Što treba učiniti da fotoelektroni ponovno napuste fotokatodu?

Neka učenici na anodu priključe negativan napon koji pomicanjem klizača na donjem lijevom dijelu slike mogu mijenjati i opišu što se događa sa strujom i pod kojim je uvjetima energija električnog polja jednaka kinetičkoj energiji fotoelektrona.

Neka zaključe kako zaustavni napon, odnosno kinetička energija elektrona ovise o frekvenciji upadne svjetlosti.

Koristeći se alatom Excel sustava Office 365 neka podijele opis rada, opis što se događa s elektronima upadom svjetlosti različitih frekvencija na katodu te podijele svoje zaključke o traženoj ovisnosti kinetičke energije elektrona, koji su napustili površinu katode, o frekvenciji upadne svjetlosti.

Potom povedite zajedničku raspravu u razredu i argumentirano razgovarajte o eventualnim pogreškama i nejasnoćama.

Na sličan način ovu aktivnost možete provesti i koristeći se simulacijom na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.2., Simulacija: Fotoelektrični učinak.

Za domaću zadaću netko od učenika može prirediti prezentaciju za sljedeći sat u alatu Genially o tome kako radi fotonaponski članak. Neka se u prezentaciji osvrne i na korištenje solarnom energijom u Hrvatskoj, a u raspravi nakon prezentacije potaknite učenike da razgovaraju o tome što oni kao uskoro punoljetni građani i građanke mogu učiniti da se Hrvatska brže preusmjeri na obnovljive i za okoliš pogodnije izvore energije.

Postupci potpore

Pri radu u grupi učenike s motoričkim teškoćama smjestite u grupu s učenikom koji se dobro snalazi u digitalnim alatima. Vodite brigu o tome da učenici sudjeluju u aktivnostima koje za njih imaju najmanje prepreka u odnosu na prisutno ograničenje, primjerice da učenik s disleksijom ne piše u alatu Prezi ili u alatu MS Excel sustava Office 365 (osim ako ne izrazi želju).

U prezentacijskom dijelu aktivnosti važno je voditi računa o tome da predstavnik grupe ne bude učenik koji osjeća nelagodu tijekom čitanja ili javnog nastupa zbog svoje teškoće (primjerice, učenik s disleksijom ili učenik koji muca ili učenik koji ima izraženu anksioznost).

S učenicima s oštećenjem sluha i učenicima s jezičnim teškoćama treba provjeriti jesu li razumjeli upute. Poželjno im je unaprijed pripremiti pisane upute i objašnjenje simulacije razlomljene na korake te po mogućnosti uz popratni slikovni sadržaj.

Učenike s poremećajima aktivnosti i pažnje valja poticati na sudjelovanje te usmjeravati njihovu pažnju na zadatak i rad grupe.

U ovoj je aktivnosti zadatak za učenike odrediti Planckovu konstantu s pomoću svjetleće diode.

Razgovarajte s vašim učenicima gdje su sve susreli svjetleće diode (LED, Light Emiting Diode), npr. kao indikatore u komandnim i signalnim pločama, u industriji zabave, kod automobila i bicikala.

Raspravite s učenicima o tome kako svjetleće diode koriste unutrašnji fotoefekt.

Pitajte učenike kako bi mjerenjem odredili valnu duljinu emitirane svjetlosti svjetleće diode, a kako energiju njezina zračenja.

Bismo li s pomoću tih podataka mogli odrediti Planckovu konstantu?

Što bi za takav pokus bilo potrebno?

U zajedničkoj raspravi potičite ih da se međusobno pažljivo slušaju i nadovezuju pri razvoju ideja. Također, neka eventualna neslaganja s drugim učenicima argumentiraju, uvažavajući tuđe mišljenje.

Slušanje tuđeg mišljenja i argumentiranje vlastitih stavova važno je pri razvoju znanstvenih ideja, ali i ideja koje se tiču života u zajednici općenito. Kao osobe koje upravo postaju punoljetne, neka vaši učenici osvijeste da odgovorna građanka/građanin stoje iza onoga što rade i govore, mogu svoje stavove braniti argumentima, ali i uvažavati osobe s čijim se mišljenjem ne slažu.

Potom učenike podijelite u parove i uputite na vježbu na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6.

U vježbi Određivanje Planckove konstante detaljno je opisan i snimljen pokus koji je izveden. Pritom učenici trebaju pažljivo pročitati vježbu, pogledati sve videozapise s mjerenjima struje i napona za crvenu, žutu, zelenu i plavu svjetleću diodu (LED), unijeti podatke u tablicu alata MS Excel sustava Office 365 i napraviti strujno-naponsku karakteristiku kako se traži u vježbi.

Sa zadanim priborom treba odrediti Planckovu konstantu.

Raspravite s učenicima o osnovnom strujnom krugu na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6., Slika 1.

Što se u ovom strujnom krugu mjeri?

Čemu služi otpornik u strujnom krugu?

Strujni krug koji se koristi u eksperimentu predočen je shematski na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6., Slika 2.

Kako se izvode mjerenja s pomoću takva strujnog kruga?

Prvi je zadatak nacrtati strujno-naponsku karakteristiku za svaku diodu na istom grafu.

Učenici neka prvo pogledaju e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6. Videozapis 1. (Pokus 1: Strujno naponske karakteristike crvene svjetleće diode LED).

Pitajte učenike:

Pri kojem naponu crvena svjetleća dioda počinje svijetliti?

Kolika je tada struja?

Koliki je napon (napon praga) pri kojem u strujnom krugu počne teći struja?

Što očekujete, kakav će biti napon praga kod žute svjetleće diode, jednak, veći ili manji u odnosu na napon praga crvene svjetleće diode? Obrazložite svoj odgovor.

Neka učenici iz e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6., Videozapis 1 očitaju potrebna mjerenja, podatke neka unesu u tablicu alata Excel sustava Office 365 i naprave strujno-naponsku karakteristiku za crvenu svjetleću diodu (LED).

Nakon toga neka očitaju mjerenja iz e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6., Videozapis 1., 2. i 3. i na istom grafu nacrtaju strujno-naponske karakteristike za žutu, zelenu i plavu svjetleću diodu (LED).

Raspravite s učenicima:

Opišite dobivene strujno-naponske karakteristike.

Kako se međusobno odnose naponi pragova pojedinih svjetlećih dioda?

Kako biste odredili napon praga svjetleće diode iz njezine strujno-naponske karakteristike?

U drugom dijelu vježbe potrebno je odrediti valne duljine emitirane svjetlosti svake pojedine svjetleće diode.

Pitajte učenike:

Kako biste odredili valnu duljinu emitirane svjetlosti svjetleće diode?

Na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6., Slika 4. je shematski prikaz pokusa u kojem se određuje valna duljina izvora svjetlosti.

U pokusu udaljenost rešetke i svjetleće diode iznosi 50 cm.

Kako biste odredili valnu duljinu emitirane svjetlosti izvora na osnovi shematskog prikaza pokusa?

Potrebna mjerenja možete očitati ako pogledate snimke mjerenja za svaku od svjetlećih dioda (s e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6., Slika 6., 7., 8. i 9.).

Iz očitanih mjerenja izračunajte tražene valne duljine.

Raspravite s učenicima:

Kako biste na osnovi dosadašnjih mjerenja odredili Planckovu konstantu?

Sve potrebne veličine za određivanje Planckove konstante i izračun Planckove konstante prikažite tablično.

Koliko iznosi srednja vrijednost eksperimentalno određene Planckove konstante?

Procijenite odstupanje svoje eksperimentalno određene Planckove od teorijske vrijednosti.

Potom neka prouče dio vježbe koji se odnosi na određivanje valne duljine emitirane svjetlosti za svaku svjetleću diodu te očitaju podatke i unesu ih u priloženu tablicu.
Nakon očitavanja i unosa podataka trebaju, kako je opisano u vježbi, provesti izračun eksperimentalno određene Planckove konstante te odstupanja od teorijske vrijednosti. Neka napišu i svoj osvrt na to odstupanje. Uputite učenike koji rade u paru da rasprave o tome te zajedno formuliraju svoje zaključke.
U bilježnici alata OneNote neka podijele svoje bilješke u kojima su navedeni opis rada, mjereni podatci i analiza mjerenih podataka te zaključci. Povedite zajedničku raspravu o rezultatima.
Nakon toga raspravite zajedno o provedenom pokusu i njihovim bilješkama. Ponovno ih potaknite da u raspravi uvažavaju tuđi stav i svoj argumentiraju.
Kako su LED i fotodiode dio svakodnevice i kako je njihova primjena velika, neka netko od učenika kod kuće pripremi prezentaciju u alatu Genially o primjerima primjene te tehnologije s dodatnim objašnjenjima, koju će pokazati ostalim učenicima u razredu.
Neka učenici nakon izlaganja rasprave o prezentiranim temama. Potaknite učenike na postavljanje pitanja i konstruktivnu raspravu o izloženoj temi.

Kako provesti aktivnost u online okruženju

Zadatak određivanja Planckove konstante s pomoću svjetleće diode može se izvesti i u mrežnom okruženju kombinirajući sinkronu i asinkronu komunikaciju, koristeći se metodom obrnute učionice i videopoziva u digitalnom alatu MS Teams sustava Office 365.

Uputite učenike na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 2, Jedinica 2.6. kako bi samostalno proučili zadatak eksperimentalne procjene iznosa Planckove konstante.

Učenici zadatak rade u bilježnici za predmete alata OneNote u razrednom timu u alatu MS Teams sustava Office 365.

Dajte im jasne i podrobne upute što se od njih očekuje u postavljenom zadatku.

Nacrtati strujno-naponsku karakteristiku za svaku diodu na istom grafu

Neka pogledaju mjerenja redom za crvenu, žutu, zelenu i plavu svjetleću diodu (LED) te upišu parove vrijednosti napona i struja u tablicu alata Excel koju mogu preuzeti iz priloženog dokumenta I,U – karakteristike LED ili samostalno kreirati u alatu Excel sustava Office 365 u svojoj privatnoj sekciji u bilježnici alata OneNote.

Prema podatcima koje su unijeli u tablicu neka nacrtaju strujno-naponske karakteristike svake od svjetlećih dioda i to na istom grafu (primjer u priloženom dokumentu Graf I,U – karakteristike LED).

Određivanje valne duljine emitirane svjetlosti za svaku od svjetlećih dioda

Neka učenici očitaju potrebna mjerenja sa snimki mjerenja za svaku od svjetlećih dioda (Slika 6., Slika 7., Slika 8. i Slika 9.). Nakon što odrede valne duljine koje emitiraju svjetleće diode, neka izračunaju i pripadne frekvencije. Podatke neka unesu u tablicu alata Excel koju mogu preuzeti iz priloženog dokumenta Mjerenja Planckove konstante ili je samostalno kreirati u alatu Excel sustava Office 365 u svojoj privatnoj sekciji u bilježnici alata OneNote.

Neka ponovno pogledaju snimke pokusa za svjetleće diode te očitaju napon praga i unesu ga u tablicu. Nakon što su u tablicu unijeli sve potrebne podatke, neka odrede iznos Planckove konstante.

Procjena odstupanja od teorijske vrijednosti za Planckovu konstantu

Koliko iznosi srednja vrijednost eksperimentalno određene Planckove konstante?

Neka odrede odstupanje u odnosu na teorijsku vrijednost Planckove konstante.

Nakon dogovorenog roka za izradu zadataka pregledajte učeničke radove te svakomu dajte kvalitetnu povratnu informaciju u bilježnici alata OneNote.

Na kraju zakažite videokonferenciju s učenicima u digitalnom alatu MS Teams kako biste od njih dobili povratne informacije o izvršenom zadatku. Uspostavite videopoziv i podsjetite učenike na pravila komunikacije i suradnje u virtualnom okružju – netiketu. Potaknite ih na raspravu o rezultatima zadatka kako biste provjerili razumijevanje sadržaja i moguću pojavu pogrešnih predodžbi.

Raspravite s učenicima i o primjeni LED tehnologija u svakodnevnici (rasvjeta, optičke komunikacije, indikatori na signalnim pločama različitih uređaja, pokazivači na zaslonima kalkulatora, LED kao sastavni dio elektroničkih krugova kod daljinskih prijenosa signala, primjena u prometnim znakovima i putokazima i dr.). Osvrnite se posebno na LED javnu rasvjetu te potaknite učenike na istraživanje o svjetlosnom onečišćenju.

Postoji li u Hrvatskoj Zakon o zaštiti od svjetlosnog onečišćenja?

Osim dobivanja povratnih informacija od učenika tijekom videosastanka, važno je na kraju sastanka omogućiti učenicima i neformalnu komunikaciju kako bi međusobno razmijenili iskustva o učenju u obrnutoj učionici.

Podijelite učenike u grupe i zadajte im da naprave prezentaciju na mreži u alatu PowerPoint sustava Office 365 s temom Kakva bi trebala biti ekološka rasvjeta?, u kojoj će se posebno osvrnuti na LED javnu rasvjetu te njezine prednosti i nedostatke.

Neka se osvrnu na utjecaj LED javne rasvjete na svjetlosno onečišćenje, utjecaj na zdravlje ljudi, utjecaj na okoliš, ekosustav (kukci, ptice, šišmiši, morske kornjače, biljke i dr.), utjecaj na sigurnost u prometu i dr.

Ispunjava li LED javna rasvjeta kriterije energetske učinkovitosti?

Nakon roka za izradu radova, uspostavite videopoziv u digitalnom alatu MS Teams s učenicima tijekom kojeg će predstavnici grupa podijeliti svoje zaslone na kojima će prikazati prezentacije ostalim učenicima.

Pratite učenike tijekom rada te im pružite konkretne i usmjerene povratne informacije o njihovu radu.

Postupci potpore

Učenike s disleksijom uputite na odabir opciju načina čitanja za disleksiju na Edutoriju, a učenike oštećena vida uputite na opciju povećanja fonta pri radu na stranici Edutorija.

Vodite računa o tome da je učenik s teškoćama u paru s onim učenikom koji nema teškoća u svladavanju gradiva, koji je strpljiv i pozitivno utječe na učenika s teškoćama. Provjeravajte s parom kako napreduju u izvršavanju zadatka. Važno je da unutar para učenik s teškoćama dobije jasne upute i zadatke. Vodite brigu o tome da učenici sudjeluju u aktivnostima koje za njih imaju najmanje prepreka u odnosu na prisutno ograničenje, primjerice da učenik s disleksijom ne piše u bilježnicu alata OneNote i Excel (osim ako ne izrazi želju).

Pri provođenju izračuna učenicima s diskalkulijom i onima s teškoćama radnog pamćenja (što je često slučaj s učenicima s disleksijom) valja osigurati više vremena te im dopustite korištenje podsjetnika pri izračunu.

Učenike koji imaju poremećaje jezično-govorno-glasovne komunikacije nikada ne ispravljajte i spriječite oponašanje i ruganje. Ne ustrajte u tome da ti učenici govore pred razredom ako to sami ne žele u nekoj za njih motivirajućoj situaciji.

U okviru provedbe aktivnosti u online okruženju vodite računa o učenicima s oštećenjem sluha. Naime, učenik s oštećenjem sluha može imati dobru čujnost s pomoću slušnog pomagala ili kohlearnog implantata, ali ponekad će unatoč tomu teže razumjeti govornika. Izbjegavajte istovremeno govorenje i pokazivanje na slici jer učenik treba prebacivati pogled s govornikova lica ili s lica stručnog komunikacijskog posrednika i slike te obrnuto. Osigurajte dobru vidljivost lica i usana govornika; poželjno je da svjetlo pada sprijeda kako bi se lice bolje vidjelo; treba izbjegavati osvjetljenje s leđa jer zasljepljuje učenika, a zamračuje lice govornika. Unaprijed osigurajte ključne pojmove iz same aktivnosti kako bi se učenik s oštećenjem sluha s njima upoznao. Pričekajte nakon postavljanja pitanja kako bi i učeniku s oštećenjem sluha dali priliku da se javi i odgovori (pauza osigurava vrijeme za obradu informacija).

Za učenike koji žele znati više

Određivanje Planckove konstante (za one koji žele znati više)

Zadatak se izvodi kao laboratorijska vježba. Može se organizirati kao grupni rad s četiri učenika u svakoj grupi. Na kraju učenici prezentiraju rezultate dobivene na razini grupe koristeći se alatom Prezi.

Vježba:

Prije izvođenja vježbe raspravite s učenicima o temi:

Načelo rada svjetleće diode i unutarnji fotoelektrični učinak

Postavite učenicima pitanje:

Kako biste odredili energiju svjetleće diode koja se pri rekombinaciji pretvorila u svjetlost?

Pribor: svjetleće diode (crvena, žuta, zelena i plava), šest spojnih žica s krokodilskim štipaljkama, devet manjih spojnih žica za spajanje na eksperimentalnoj pločici, potenciometar (trimer) 1 $k\Omega ,$ odvijač, otpornik (330 $\Omega$ ), dva multimetra ili voltmetar i ampermetar, baterija 9 V, mjerna traka na letvici ili ravnalo od 30 cm duž kojeg je do mjerne skale zalijepljena traka bijelog papira, mjerna traka, optička rešetka (500 pukotina po mm), velika spajalica za papir, milimetarski papir, gumice.

Sa zadanim priborom treba odrediti Planckovu konstantu.

Upute:

Napomenite učenicima da dolazi do oštećenja ako kroz svjetleću diodu prolazi prevelika struja.

Pitajte učenike kao bi ograničili struju kroz svjetleću diodu.

Zadatak 1: Određivanje strujno-naponske karakteristike svjetlećih dioda.

Za crvenu, žutu, zelenu i plavu svjetleću diodu nacrtajte na istom grafu strujno-naponske karakteristike, koristeći se alatom Excel. Osnovni strujni krug sastavlja se prema shemi na slici Osnovni strujni krug.

Raspravite s učnicima o osnovnom strujnom krugu:

Što se u ovom strujnom krugu mjeri?

Čemu služi otpornik u strujnom krugu?

Kao izvor napona upotrijebite bateriju od 9 V.

Postavite pitanje učenicima:

Kako biste za vrijeme mjerenja mogli mijenjati napone?

Kako bi za vrijeme mjerenja mogli mijenjati napone, dodaje se promjenjivi otpornik (trimer od 500 $\Omega$ ili 1 $k\Omega$ ). S pomoću promjenjivog otpornika mijenja se vrijednost napona na diodi. Koristite se priloženom polugicom za zakretanje trimera. Za crvenu, žutu i zelenu diodu LED potrebno je dodati otpornik od 330 $\Omega$ u seriju, a za plavu i bijelu diodu LED otpornik od 100 $\Omega .$

Raspravite s učenicima o tome kako se sastavlja strujni krug na eksperimentalnoj pločici. Eksperimentalna se pločica sastoji od plastičnog kućišta na čijoj se gornjoj strani nalazi mnoštvo rupica namijenjenih za umetanje nožica različitih komponenti. Rupice su u unutrašnjosti pločice međusobno povezane prema određenom pravilu. Na slici su označene međusobno povezane rupe. One predstavljaju mjesta jednakog potencijala. Na slici je označen dio međusobno spojenih rupa. Primjer spajanja eksperimentalnog postava prikazan je na slici. Svjetleća dioda, promjenjivi otpornik i otpornik trebaju biti postavljeni na eksperimentalnu pločicu.

Ponovite i raspravite s učenicima o tome kako se spaja ampermetar, a kako voltmetar u strujni krug.

Uputite učenike u mjerna područja koja na multimetrima treba odabrati.

Prije mjerenja, na multimetru kojim se mjeri napon, treba odabrati odgovarajuće mjerno područje na zakretnom dijelu (DCV, 20.). Na multimetru kojim mjerite struju treba odabrati mjerno područje DCA 200 mA. Spojne žice se spajaju na COM ulaz multimetra (–) i VWmA ulaz (+).

U nastavku je primjer dijela upute i pitanja za učenike koji možete dodatno prilagoditi.

Treba očitati barem 10 parova napona i struje počevši od trenutka kad je LED tek zasvijetlila. Mjerenja treba provoditi isključivo u propusnom smjeru diode!

Mjerenja i rezultate prikažite tablično i napravite grafički prikaz strujno-naponskih karakteristika za sve četiri diode na istom grafu. Koristite se alatom Excel.

1. Usporedite dobivene grafove.
2. LED pri određenom istosmjernom naponu počinje emitirati svjetlost. Izmjerite napon na svakoj pojedinoj diodi upravo kada počne svijetliti (napon praga U0). Iz dobivenih mjerenja za svaku svjetleću diodu odredite energiju koja se pri rekombinaciji pretvorila u svjetlost. Energije izrazite u eV! Obrazložite postupke svojih izračuna! Navedite primijenjene izraze i imenujte sve veličine. Mjerenja i izračune prikažite tablično.
3. Povucite pravac duž linearnog dijela strujno-naponske karakteristike. Očitajte vrijednost napona na naponskoj osi kroz koji pravac prolazi (U0´). Ponovite postupak za svaku svjetleću diodu i očitajte pripadne napone. Ove se vrijednosti razlikuju u odnosu na vaša prethodna očitovanja. Obrazložite.

Zadatak 2: Određivanje valne duljine izvora svjetlosti

Da biste odredili valnu duljinu emitirane svjetlosti upotrijebit ćete optičku rešetku koja ima 500 pukotina po jednom milimetru. Na slici je shematski prikaz pokusa u kojem treba odrediti valnu duljinu izvora svjetlosti.

Optičku rešetku (obično je u plastičnom okviru) postavite u veliku spajalicu za papir. Eksperimentalnu pločicu kojom ste se koristili u prvom dijelu vježbe okrenite okomito. Neka je LED postavljena u gornjem dijelu pločice (na skici nije prikazan elektronički sklop iz prethodnog dijela zadatka, potreban za napajanje diode!). Pričvrstite letvicu s mjernom trakom s pomoću gumica, neposredno iznad diode LED kako je prikazano na slici.

U nastavku je primjer upute i pitanja za učenike, koji možete dodatno prilagoditi.

Uključite LED i promotrite njezinu svjetlost u optičkoj rešetci, tako da vam je oko vrlo blizu rešetke. Promotrite dobiveni spektar. Udaljenosti namjestite tako da dobro vidite spektar prvog reda.

1. Usporedite i opišite dobivene spektre valnih duljina pojedinih svjetlećih dioda.
2. Odredite valne duljine crvene, žute, zelene i plave svjetleće diode. Za svaku diodu izvršite seriju od 5 mjerenja i procijenite točnost mjerenja. Što je sve uvjetovalo točnost vaših mjerenja? Rezultate prikažite tablično! Na skici označite mjerene veličine. Navedite sve izraze kojim ste se koristili u izračunima!

Zadatak 3: Određivanje Planckove konstante

Raspravite s učenicima o tome kako bi na osnovi dobivenih mjerenja odredili Planckovu konstantu.

1. Iz dobivenih mjerenja (koristite se srednjim vrijednostima dobivenih rezultata u c) dijelu) odredite energije emitiranih fotona. Energije izrazite u eV!
2. Usporedite dobivene energije s energijama dobivenima u 1. dijelu zadatka. Obrazložite rješenja.

   Raspravite s učenicima o sljedećem:

   Kako bi na osnovi dosadašnjih mjerenja odredili Planckovu konstantu?

   Sve potrebne veličine za određivanje Planckove konstante i izračun Planckove kostante prikažite tablično.

3. Nakon što ste odredili valne duljine koje emitiraju svjetleće diode, izračunajte i pripadne frekvencije. Sastavite tablicu u kojoj su prikazane valne duljine izvora svjetlosti, izračunate pripadne frekvencije, utvrđeni napon praga za svaku od svjetlećih dioda.

Na osnovi izmjerenih i izračunatih veličina odredite Planckovu konstantu. Navedite i obrazložite izraze kojim ste se koristili pri određivanju Planckove konstante! Procijenite točnost mjerenja.

Što je sve uvjetovalo točnost vaših mjerenja?

Koliko iznosi srednja vrijednost eksperimentalno određene Planckove konstante?

Odredite odstupanje u odnosu na teorijsku vrijednost Planckove konstante.

Tijekom cijele aktivnost neka se učenici koriste sustavom MS Office kako bi kreirali prikladne tablice, grafove te obrađivali podatke. Neka svoje rezultate i zaključke na nekom od sljedećih satova prezentiraju ostatku razreda koristeći se alatom MS Sway.

Raspravite s učenicima o rezultatima njihovih mjerenja.