: Складання найпростіших оптичних приладів Оптичне мистецтво “ Оп-арт” як синтез науки і мистецтва

— прилад, який використовується для розщеплення світла на різ

Конспект проведення уроку фізики у 9 класі

Тема: Складання найпростіших оптичних приладів

Оптичне мистецтво “ Оп-арт” як синтез науки і мистецтва

Мета: сформувати експериментальні навички учнів, навчити реалізувати захопливі STEАM-проекти, створювати зображення за допомогою техніки оп - арт, формувати вміння застосовувати знання на практиці та вміння одержувати з тексту та ілюстрації нові знання,

розвивати навички проектування та виготовлення фізичних приладів з підручних матеріалів, вміння робити висновки з експерименту, виховати сумлінне ставлення до творчості, акуратність, уважність, зібраність, спостережливість. Показати взаємозв’язок науки, технології та мистецтва

Тип уроку: STEM- урок

Метод проведення: груповий

Обладнання: інструктаж з БЖД, інструкції до виконання робіт, прилади, необхідні для конструювання приладів згідно поданих інструкцій, спектроскоп, 3Д окуляри, моделі саморобних приладів, калейдоскоп, шаблони для оформлення проектів

Хід уроку

1. Організація класу
2. Вступне слово вчителя
3. Виконання групових завдань
4. Фізкультхвилинка
5. Оформлення і завершення  роботи над проєктом
6. Звіт учасників кожної групи з результатами своєї роботи
7. Висновок
8. Домашнє завдання

Виготовлення найпростішого оптичного пристрою.

Мета роботи: розібратись у принципі дії камери-обскури, виготовити камеру-обскуру й одержати за її допомогою зображення світного об'єкта.

Обладнання: картонна коробка, напівпрозорий папір (пергамент, калька), канцелярська кнопка, клей, ножиці, свіча (одна на клас).

Теоретичні відомості

       Ка́мера-обску́ра — це прототип фотографічного апарату, темне приміщення з одним малим отвором (діаметром порядку 0,3-1,0 мм), через який на протилежну стіну проектується перевернуте зменшене зображення предметів ззовні.

        Камера обскура (латинню camera перекладається як кімната, а obscurа — темна) – це світлонепроникна коробка з невеликим отвором у стінці і екраном (матове скло або калька) на протилежній стороні. Така камера була відома давно, і її використовували митці та художники в своїй роботі.

        Принцип її дії такої камери надзвичайно простий: промені світла, відбиті від об’єкта, проходять крізь малий отвір закритої коробки і падають на протилежну стінку – екран, на котрому формують перевернуте зменшене зображення.

Сконструювати камеру не важко. В дерев’яній або картонній коробці слід випиляти одну стінку, і закріпити замість неї матове скло або напівпрозорий папір (кальку). Навпроти екрану зробити маленький отвір. Тепер якщо поставити недалеко перед отвором лампу (яскравий об’єкт), то на матовому склі побачимо її перевернуте зображення. Із зменшенням розміру отвора буде збільшуватися різкість зображення і, водночас, падати його яскравість.

Експеримент

1. Візьміть картонну коробку й виріжте в одній із її стінок невелике віконце для екрана (рис. 2).

2. Завершіть виготовлення задньої стінки камери-обскури, заклеївши віконце калькою (рис. 3).

3. На протилежній стінці коробки: за допомогою канцелярської кнопки зробіть отвір діаметром приблизно 1 мм (рис. 4). Найпростіша камера-обскура готова!

4. У затемненому приміщенні наведіть камеру на запалену свічу й отримайте зображення полум'я на екрані.

5. Роздивіться зображення. Зверніть увагу на те, яким є це зображення: прямим чи перевернутим, збільшеним чи зменшеним, чітким чи розмитим.

6. Опишіть одержане зображення

Виготовлення 3Д окуляр

Мета: розібратись у принципі дії 3Д окуляр, виготовити модель 3Д окуляр

Обладнання: картон, ножиці, пластик,маркери червоного та синього кольорів, скоч, лінійка, олівець, шаблон окуляр

3D окуляри створені не на основі магії – вони мають дуже примітивну конструкцію, а їх головний секрет полягає у кольорі лінз (синя та червона), через що візуально і створюється ефект глибини.

Інструкція - як зробити 3D окуляри ( анагліфні) самостійно

Виріжте креслення оправи (2 екз.) по контору на картоні і зробіть прорізи для очей трохи меншого розміру, ніж будуть лінзи.

1. З плівки виріжете два прямокутники довільного розміру (приблизно 9х5,5 см) – це будуть наші лінзи.
2. Зафарбуйте прямокутники фломастером – для одного використовуйте червоний, для іншого – синій (краще синьо-зелений) тон. Зафарбовувати потрібно лише з одного боку, якщо шар вийшов нерівним, розмажте пальцями.
3. Складіть кожен прямокутник навпіл пофарбованим шаром усередину - повинні вийти лінзи розміром 4,5 х5, 5 см.
4. Наклейте лінзи на оправу – червоний прямокутник має бути для лівого ока, синій – для правого (не переплутайте).
5. Поверх наклейте ще одну оправу (лінзи будуть затиснуті між картоном для щільнішого кріплення).
6. Дочекайтеся висихання окулярів (краще залишити під пресом) і зігніть дужки, щоб виріб можна було кріпити за вухами.

Перед наклеюванням лінз рекомендуємо приміряти оправу - вона повинна доставляти дискомфорту. Добре зроблені 3D окуляри щільно прилягатимуть до обличчя, не залишаючи щілин – тільки в цьому випадку вдасться досягти ефекту тривимірного зображення.

Для перегляду фільмів у 3D знадобиться додаткове налаштування телевізора – одягніть окуляри та «пограйте» з відтінком монітора. Потрібно підібрати таку гаму, щоб синій колір у лінзах став невидимим для правого ока – тоді картинка буде тривимірною (ви це одразу зрозумієте).

Плюси та мінуси саморобних 3D окулярів з картону

3D окуляри, виготовлені з картону чи паперу в домашніх умовах, відрізняються незаперечною перевагою – низькою ціною, їх можна зробити з підручних матеріалів, які є у кожної людини вдома. Такий аксесуар під силу зібрати навіть дитині (хто, як не школярі, знаються на виробах?). На цьому плюси закінчуються, а недоліків, на жаль, більше:

Назва_______________________________________________________

Використання, призначення _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Будова__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Принцип роботи

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________-

Проектор для голографічних 3D-зображень

Мета роботи: змайструвати голографічну піраміду — STEM-іграшку, для створення якої потрібні будуть елементарні знання з математики і за допомогою такої іграшки зробити 3D-зображення,розвинути уяву, інтелект, мислення, підвищити емоційне благополуччя

Обладнання: смартфон і голографічне відео,ножиці, пластикові пластини, паперовий шаблон трапеції, скоч, чорний папір

Голограма для телефону - це більше не фантастика, ваш телефон справиться з цим завданням! Голограма — це ілюзійне тривимірне зображення, яке створюють за допомогою спеціальної технології фотографування (голографіки). Цей метод винайшов ще в 1947 році угорський фізик Денніс Габор. Згодом за це його відзначили Нобелівською премією з фізики.

Сенс голограми полягає в тому, що у спостерігача, який дивиться на неї, створюється враження реальності об’єкта. Адже це об’ємне зображення можна розглянути з усіх боків.

Чому таке відбувається

За допомогою голографічної піраміди з плаского зображення можна отримати 3D-проекцію. Як це відбувається? Цей ефект можливий завдяки двом властивостям світлових хвиль — дифракції (переломлення) та інтерференції (перерозподіл інтенсивності світла при накладанні кількох хвиль).

Щоб створити 3D-проекцію, потрібне не звичайне електронне зображення, а спеціально закодоване: у двомірному просторі (наприклад, на екрані мобільного телефону) об’єкт відображено одночасно з чотирьох різних боків. Ці зображення, у свою чергу, розташовані на екрані під кутом 90°одне до одного.

Голографічна піраміда являє собою фокусувальну призму. Світлові хвилі зображень, потрапляючи на її грані, відбиваються і накладаються одна на одну. Завдяки тому, що грані піраміди розташовані під певним кутом, відбиті промені з чотирьох пласких зображень потрапляють в одну точку. У цей момент людське око сприймає їх як одне об’ємне зображення. Так створюється ілюзія тривимірності.

Як проектує голограма для смартфона

Модель 3D-проектора легко зробити власноруч. Ви бачите тривимірне об'ємне зображення, яке ніби зависло в повітрі. Це – оптична ілюзія голограми. Ви можете розглядати її під різними кутами.

У театральних постановках і кінематографі часто використовують ефект голограми для створення привида. Зображення актора, який перебуває під сценою, відбивається скляним екраном і проектується на сцену. Винахідником цього фокусу був Джон Пеппер.

Етапи створення досить прості:

1.Накреслити паперовий шаблон трапеції (висота — 3,5 см, довжина основ — 6 і 1 см).

2.Обвести трафарет на пластику.

3.Склеїти деталі в піраміду.

4. Вирізати за шаблоном чотири деталі.

Піраміда готова! Де ж узяти спеціальне відео? Його можна переглянути на YouTube або скачати програму з відповідними відеодобірками на свій смартфон, наприклад, Holapex Hologram Pyramid Videos. Її можна безкоштовно завантажити на Apps і Google Play.

Калейдоскоп

Мета:змайструвати STEM-іграшку і опанувати основи оптики і геометрії.

Обладнання: паперова трубка,фольга, картон, лінійка, ножиці, олівець, напівпрозорі намистини, клей, пластикова упаковка, скотч і папір для оздоблення.

Калейдоскоп — це оптичний прилад-іграшка у формі трубки, яка містить усередині світловідбивальні пластини і різнокольорові напівпрозорі намистини. Перевертаючи трубку навколо поздовжньої осі можна спостерігати, як утворюються симетричні візерунки.

Калейдоскоп влаштований досить просто — всередині трубки містяться три світловідбивальні пластини, закрита прозора ємність з намистинами з одного боку і окуляром з протилежного.

У процесі перевертання трубки навколо поздовжньої осі намистини в закритій місткості пересипаються. Поглянувши в окуляр, можна побачити яскраві симетричні візерунки. Як вони утворюються?

Річ у тім, що через окуляр у поле зору спостерігача потрапляє не вся місткість з намистинами, а лише трикутна основа, обмежена світловідбивальними елементами. Завдяки тому, що ці елементи розташовані під однаковим кутом і утворюють трикутну призму, візерунок з «основи» потрапляє на світловідбивальні грані та багаторазово віддзеркалюється під однаковим кутом. Через це спостерігач в окуляр завжди бачить симетричний візерунок, незалежно від того, як саме він повертає цей оптичний прилад.

Хід роботи:

1.Обводимо окружність трубки на аркуші та креслимо всередині кола рівносторонній трикутник.

2.Вимірюємо довжину трубки.

3.Креслимо на картоні прямокутник довжиною на 1 см меншою за довжину трубки та шириною, рівною сумі сторін вписаного в коло трикутника.

4.Вирізаємо прямокутник та згинаємо у форму трикутної призми утворюються симетричні візерунки.

5.Обгортаємо прямокутник фольгою та вставляємо всередину трубки.

6.Вирізаємо три кола, що рівні окружності трубки: два з пластика, одне з паперу. 7.Всередині останнього робимо невеличку дірочку — окуляр.

8.Трошки підрізавши краї одного пластикового кола, вставляємо його всередину трубки.

9. Далі засипаємо туди намистини, закриваємо іншим пластиковим колом і заклеюємо щільно скотчем чи клеєм.

10.Інший край трубки заклеюємо колом з окуляром.

11.Оздоблюємо калейдоскоп на власний смак кольоровим папером і візерунками.

НайпростіСпектроскоп своїми руками

Мета: Виготовити з підручних матеріалів простий, невеликий і зручний в користуванні і транспортуванні прилад для спостереження спектрів різних джерел світла та вивчити спектр, створюваний різними джерелами світла

Обладнання: чистий компакт-диск, лінійка,ножиці, картон, олівець,втулка, скоч

Спектроско́п (від спектр й грец. σκοπέω— «бачу») — оптичний пристрій для візуального спостереження спектра випромінювання.Першим творцем спектроскопа вважають німецького фізика Йозефа Фраунгофера. Об'єктом досліджень Фраунгофера було сонячне світло.Спектроскопічна установка, створена ним, являла собою щілину в віконницях, через яку сонячне світло падало на призму. Спектр кольорів не проектувався на екран, а потрапляв в об'єктив зорової труби, встановленої за призмою. Таким чином, вчений спостерігав його суб'єктивно.Основний принцип роботи спектроскопа дуже легко зрозуміти. Спектроскопія заснована на процедурі, яка дозволяє розділяти біле світло на різні кольори. Цей природний процес відомий всім, тому що його видно в природі у вигляді веселки.Таким чином, вузький паралельний пучок білого світла після проходження крізь призму розтягується в смужку із квітів веселки - видимий спектр

Спектроскоп - основний інструмент спектроскопії. Без спектроскопа не можуть обійтися хіміки та астрономи. З його допомогою можна визначити хімічний склад речовини, структуру поверхні, фізичні параметри об'єкта, досліджувати космічні об'єкти, що знаходяться від нас на величезних відстанях.

Хід роботи

1.Для початку використовуємо нашу лінійку, відміряти 60 градусів.

2. Використовуючи малюнок, легше створити правильний розріз трубки, куди поміститься диск. Маючи прямі лінії під кутом, змалювавши диск, намалюємо правильну дугу.

3. Обрізаємо трубку на невеликому листку чорного картону.

4. Виріжемо дві однакові заготовки, в одній з них зробимо проріз товщиною 1 – 2 мм.

5. Заглушка вже готова, тепер потрібно зафіксувати на трубці.

6.На завершення зробимо вічко, через який будемо бачити результат роботи спектроскопа.

ший саморобний спектрос! Під час цієї наукової діяльності діти виготовлять власний спектроскоп

Оп-арт або оптичне мистецтво — стиль сучасного мистецтва

Мета: переконатись, що оптична ілюзія використовується як засіб створення сучасного дизайну інтер'єру, створити малюнок в техніці оп-арт

Обладнання: ватман, лінійка, олівець, маркери

Оп-арт (від англ. op art (optical art)) або оп-мистецтво — стиль сучасного мистецтва, щошироко використовує оптичні ілюзії, різновид абстакціонізму та неоконструктивізму. Митці оп-арту досягають створення ілюзій руху або мерехтіння нерухомих об'єктів через зображення періодичних структур і влучне використання кольорів та форм. Зазвичай твори оп-арту мають абстрактний характер.Op Art - це скорочення від оптичного мистецтва, стилю візуальних образів для створення руху на плоскому двовимірному просторі. Абстрактне мистецтво зазвичай фарбували чорно-білим кольором, щоб створити контраст для вібруючого зображення. Оп-арт - це перцептивний досвід і базується на тому, як функціонує бачення глядача. Дискордантні відносини фігура-земля об'єднають дві площини, одну з переднього плану і одну з заднього плану. Він створює напружений і суперечливий ефект з візерунком і лінією з чорно-білим, використовуваними разом.Оп-арт або оп-мистецтво — стиль сучасного мистецтва, який широко використовує оптичні ілюзії. Митці оп-арту досягають створення ілюзій руху або мерехтіння нерухомих об'єктів через зображення періодичних структур і влучне використання кольорів та форм. Зазвичай твори оп-арту носять абстрактний характер.

Станчак вважається творцем мистецького напряму оп-арт. Саме в честь його виставки Optical Paintings в 1964 році жанр отримав свою назву.

Оп-арт — художня течія протягом другої половини XX століття, заснована на оптичних ілюзіях. Вважається підвидом абстракціонізму. Найбільш відомі представники руху — Бріджит Райлі, Мауріц Корнеліс Ешер і Віктор Вазарелі

Низка науковців дійшли висновку, що людина бачить реальність із запізненням на 100 мілісекунд, а відтак, мозок намагається заповнити прогалину в часі та доповнює картину за допомогою досвіду. А це, своєю чергою, і призводить до виникнення оптичних ілюзій.

Коли ви тільки починаєте прокидатися і знаходитесь в цей час на межі сну та реальності, чи замислюєтеся про те, що зараз бачите? Це сталося уві сні чи на яву? Приблизно такі ж відчуття складаються у людини, що дивиться на твори у стилі оп-арт. Де починається реальність та закінчується ілюзія?

Оп-арт – один із видів кінетичного мистецтва, він має не лише ілюзорність руху, а й ілюзію зміни кольору та форми. Картини у цьому жанрі завжди абстрактні. Оп-арт – напрямок у мистецтві XX ст., яке набуло широкого поширення в 1960-х роках.

Геометричні малюнки на картинах художників оп-арту перетікають з одного в наступний, рухаються в різних напрямках, і ніби оживають, зависають, починають світитися, мінятися місцями, коливаються, пульсують, стискаються. Гра з чергуванням кіл, граней, ліній, відрізків та кольорів видозмінює простий малюнок у загадкову та цікаву головоломку, сенс якої хочеться розгадати

Спираючись на певні психологічні особливості зорового сприйняття, художники застосовують у роботах ефекти зорових ілюзій.

Психологи кажуть, що людське око інстинктивно прагне зібрати хаотично розкидані плями у цілісну систему. А представники оп-арту намагаються «обдурити око, викликати неправдиву реакцію, показати неіснуючий образ. Як викликати помилковий образ за допомогою обману очей, як перетворити статичні форми на рух і є завдання оп-арту.