תיאור
פנס סיבים אופטיים קסום
הכירו את הפנס המיוחד שלנו – פנס סיבים אופטיים! הוא לא סתם פנס רגיל, האור שלו מטייל בתוך חוטים דקיקים ושקופים ומאיר בקצה שלהם! זה כמו קסם של אור שזורם!
איך זה עובד? סוד החוטים הזוהרים!
בתוך הפנס יש נורת לד קטנה שמאירה. חשמל, שהוא כמו נהר של חלקיקים קטנים שנקראים אלקטרונים, זורם מהסוללה אל הלד וגורם לו להידלק.
אבל הקסם האמיתי קורה עם החוטים הדקיקים שמחוברים לפנס – אלה הם סיבים אופטיים. הסיבים האלה עשויים מחומר שקוף כמו זכוכית, והם יודעים להעביר אור מקצה אחד לקצה השני כמו צינור מיוחד לאור!
האור נכלא בתוך הסיב האופטי ורץ לאורכו בלי לברוח החוצה, אפילו אם החוט מתכופף! זה קורה בגלל עיקרון מדעי שנקרא החזרה גמורה של קרני אור. תארו לעצמכם שהאור פוגע בקיר הפנימי של הסיב ופשוט קופץ חזרה פנימה במקום לצאת החוצה. זה קורה כי האור עובר מחומר אחד (הסיב) לחומר אחר (האוויר) בצורה מיוחדת.
בפנס שלנו אתם יכולים לראות את האור מטייל לאורך הסיבים האופטיים עד שהוא מגיע לקצה ומאיר. נסו לכופף קצת את הסיבים או לתת להם מכה קטנה – לפעמים תוכלו לראות את האור בורח קצת גם באמצע הסיב! זה קורה כשהאור לא מצליח להישאר כלוא בגלל הפגיעה.
מה אפשר ללמוד? עולם האור המדהים!
סיבים אופטיים משמשים לדברים מדהימים! משתמשים בהם כדי להעביר מידע במהירות עצומה באינטרנט ובטלפונים, וגם בבדיקות רפואיות כדי לראות בתוך הגוף בלי ניתוח!
מתאים לגילאי טרום חובה ומעלה.
בואו להאיר את הלילה עם פנס הסיבים האופטיים הקסום ולגלות איך אור יכול לרוץ בתוך חוטים שקופים! זה כיף, זה זוהר וזה מלמד אותנו על עולם האור והחשמל!
אז איך זה עובד? |
| חשמל הוא זרם של אלקטרונים שעובר דרך חומר מוליך חשמל.
מעגל חשמלי בזרם ישר הוא מעגל חשמלי סגור שמחובר בו מקור אנרגיה (במקרה שלנו סוללה) עם צרכן אחד לפחות (במקרה שלנו הלד). זרם האלקטרונים במעגל החשמלי יגרום ללד שלנו להידלק ולהאיר. אם נרצה להפסיק את פעולת הלד, צריך לפתוח את המעגל ולהזיז את אחת הרגליים מהסוללה. הלד (דיודה פולטת אור – Light emitting diode) הוא רכיב חשמלי שמאפשר זרימת אלקטרונים במעגל רק בכיוון אחד (לכן יש חשיבות למיקום של הסוללה). בעת זרימת האלקטרונים הלד יידלק ויאיר. |
מה ניתן ללמוד? |
| סיב אופטי הוא סיב מחומר שקוף (בד”כ זכוכית) המאפשר העברת אור מקצהו האחד לאחר, ומבוסס על העיקרון הפיזיקאלי שנקרא החזרה גמורה של קרני אור – מצב שבו קרני אור מוחזרות במלואן מה שקורה כאשר האור נע מתווך עם מקדם שבירה גבוה לתווך עם מקדם שבירה נמוך יותר (למשל אור העובר ממים לאוויר).
הסיב האופטי מורכב מלליבה ומעטפת ששתיהן שקופות. הליבה בעלת מקדם שבירה גבוה ממקדם השבירה של המעטפת ולכן נוצר מצב בו קרני האור לכודות בתוך הסיב ונעות דרכו גם בפיתולים. בפנס שלנו ניתן לראות שהאור נע לאורך הסיב האופטי עד קצהו. אם נקפל את הסיב או שיקבל מכה והמעטפת או הליבה יפגעו, תוכלו לראות את האור גם לאורך הסיב. |
רעיונות נוספים לפעילות: |
| סגרו את האור בחדר הדליקו את הפנס ותהנו מקרני האור הקסומים ששוטפים את החדר.
נסו להכין מנייר או קרטון פרח גדול ויפה, מקמו את הסיבים בחלק הפנימי של הפרח במקום האבקנים, והרי קיבלתם פרח קסום שזוהר בחושך..
|
חזרה לערכות המדע >>
