1. No category

‫‪1‬‬
‫פרוייקטונים בקרינה וחומר‬
‫הנגשת חומרים ללמידה במסגרת התוכנית "ישראל עולה כיתה"‬
‫אוכלוסיית היעד‬
‫מורים לפיזיקה בחטיבה העליונה‬
‫ניהול הפרויקט‬
‫פרופ' בת‪-‬שבע אלון‬
‫ליקטו את החומרים‬
‫ד"ר רמי אריאלי‪,‬‬
‫ד"ר דורותי לנגליי‪,‬‬
‫זהורית קאפח‬
‫הנגשת החומרים‬
‫זהורית קאפח‬
‫ספטמבר ‪4102‬‬
‫תיאור כללי של הפרויקט‬
‫מטרת הפרויקט היא להנגיש למורים פעילויות המשלבות למידה מבוססת פרויקטים‬
‫בפיזיקה‪ ,‬בנושא קרינה וחומר‪.‬‬
‫הנגשה כזו נותנת למורים מענה לצורך‪:‬‬
‫‪ -1‬בהפעלת הערכה חלופית במסגרת התוכנית "ישראל עולה כיתה" שיישומה יחל בשנת‬
‫הלימודים תשע"ה‪ .‬חלק זה מהווה ‪ 03%‬מלימודי הפיזיקה בתיכון‪.‬‬
‫‪ -2‬בהגדלת מספר לומדי הפיזיקה‪ ,‬באמצעות שילוב של פעילויות למידה חווייתיות‬
‫לתלמידים‪.‬‬
‫במסגרת פרויקט זה הונגשו תשעה פרויקטונים‪ .‬פרויקטון הוא פעילות "מיני חקר" המאפשרת‬
‫ללומדים לקחת אחריות על הלמידה תוך עיסוק בהיבטים אותם הם מוצאים כרלוונטיים‬
‫לעולמם‪.‬‬
‫חלק מהפעילויות מובאות מתוך חומרי הלמידה של התוכנית "פיזיקה ותעשייה"‪ ,‬המתקיימת‬
‫מזה כעשור במכון דוידסון לחינוך מדעי‪.‬‬
‫חלק מהפעילויות מובאות מתוך חומרי הלמידה של לימודי המעבדה במסלול פל"א‬
‫המתקיימים כחמש שנים בכ‪ 13-‬בתי ספר תיכוניים בארץ‪.‬‬
‫חלק מהפעילויות מפורסמות כאן לראשונה‪.‬‬
‫חלק מהפעילויות מובאות מתוך פרויקט קודם במסגרתו פרסמנו באתר מורי הפיזיקה אוגדן‬
‫חומרים בקרינה וחומר‪ .‬במסמך זה הונגשו מתוך האוגדן פעילויות המתאימות לתיאור של‬
‫"פרויקטון"‪ .‬בפעילויות אלה‪ ,‬לא מובאים שוב החומרים מתוך האוגדן‪ ,‬אולם בהנגשתם באתר‬
‫מורי הפיזיקה הם יובאו כקבצים נפרדים לנוחות שימוש על ידי המורים‪.‬‬
‫החומרים המובאים כאן זמינים לכלל מורי הפיזיקה וכן למנחי השתלמויות המיועדות‬
‫לשילוב פעילויות מיני‪-‬חקר בהוראת הפיזיקה בתיכון‪ .‬המורים והמנחים ימצאו באתר‬
‫האינטרנט דף ‪ html‬נפרד לכל פעילות‪ .‬כל פריט שלצידו מופיע הסימן ‪ ‬מובא למורים כקובץ‬
‫מצורף לדף ה‪ html-‬של הפעילות (כאמור אם פורסמו בפרויקט קודם הם לא מובאים במסמך‬
‫זה)‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫תוכן העניינים‬
‫הקדמה‪2 ..................................................................................................................................‬‬
‫‪.1‬‬
‫כיצד ניתן להשתמש במראה מישורית כאמצעי למדידת מרחק? ‪0 ....................................‬‬
‫‪.2‬‬
‫קלידוסקופ ‪4 .................................................................................................................‬‬
‫‪.0‬‬
‫מה רואים כאשר מתבוננים דרך חלון עבה‪ ,‬בעצם מואר חזק? ‪5 .......................................‬‬
‫‪.4‬‬
‫פריסקופ ‪6 ....................................................................................................................‬‬
‫‪.5‬‬
‫בניית טלסקופ ו‪/‬או מיקרוסקופ ‪04 .................................................................................‬‬
‫‪.6‬‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה ‪54 .....................................................................‬‬
‫‪.7‬‬
‫בעין העדשה ‪11 .............................................................................................................‬‬
‫‪.1‬‬
‫האמיתי והנראה לעין ‪15 ................................................................................................‬‬
‫‪.9‬‬
‫הפנים הגליות של אור מונוכרומטי‪94 .............................................................................‬‬
‫‪2‬‬
‫הקדמה‬
‫ניסיונם של מורים רבים ומחקרים בהוראת הפיזיקה מראים שלמידה באמצעות פרויקטים‬
‫מקדמת את התלמידים ומוריהם בהיבטים קוגניטיביים כמו גם רגשיים והתנהגותיים‪.‬‬
‫הפיקוח על הוראת הפיזיקה מקדם למידה בגישה זו‪ ,‬כחלק מתפישה כוללת הגורסת‬
‫שהמסלול הפרוייקטוני החוויתי מאפשר "למשוך" ללמידת הפיזיקה תלמידים שההוראה‬
‫הסטנדרטית אינה מלהיבה אותם‪ .‬מגמה זו של עידוד התנסות בלמידה באמצעות פרויקטים‬
‫הביא למספר מכובד של כ‪ 433-‬תלמידים הניגשים לבחינה על פרויקט‪ ,‬כחלק מבחינת הבגרות‬
‫בפיזיקה‪ ,‬בכל שנה (‪ 5%‬של הבוגרים)‪ .‬מספר זה נשאר יציב בשנים האחרונות והפיקוח מנסה‬
‫להרחיבו על ידי חשיפת המורים להוראה בגישה זו‪ .‬זאת על מנת לקרב לתחום אוכלוסיות‬
‫תלמידים שמתקשות להתמיד במגמת הפיזיקה (עד כה ישנה נשירה של כ‪ 15%-‬מהתלמידים‬
‫בין כיתה י"א לכיתה י"ב) או אוכלוסיות בעלות פוטנציאל מתאים ללמידת פיזיקה שלא‬
‫בוחרות במגמת הפיזיקה (למשל‪ ,‬בנות הלומדות ‪ 5‬יח"ל מתמטיקה)‪.‬‬
‫מגמה זו של הפיקוח על הוראת הפיזיקה מקבלת חיזוק בתקופה זו בה הוכרזה התוכנית‬
‫"ישראל עולה כיתה"‪ .‬במסגרת התוכנית‪,‬‬
‫א‪ .‬מקודמת למידה משמעותית המעודדת העמקה‪ ,‬חקר‪ ,‬עבודת צוות ומכשירה את הלומד‬
‫להתמודד עם אתגרי המאה ‪.21‬‬
‫ב‪ .‬התלמידים אמורים להיבחן בבחינה חיצונית על ‪ 73%‬מחומר הלימוד ולקבל הערכה‬
‫פנימית על למידה בהיקף ‪ 03%‬של החומר‪ .‬הפיקוח מעוניין שההערכה הפנימית תתבסס‬
‫על למידה בדרך החקר ולמידה באמצעות פרויקטים‪.‬‬
‫במסמך זה רעיונות לפרויקטונים בנושא "קרינה וחומר"‪.‬‬
‫פרויקטון (או חקר‪-‬פתוח) הוא פעילות "מיני‪-‬חקר" המאפשרת ללומדים לקחת אחריות על‬
‫הלמידה תוך עיסוק בהיבטים אותם הם מוצאים כרלוונטיים לעולם‪ .‬פעילויות מסוג זה‬
‫יכולות להתנהל כאתגרי תיכון לפי דרישות מוגדרות (למשל בניית פריסקופ)‪ ,‬אך גם יכולות‬
‫להתנהל סביב חקירת קשר בין שני גדלים פיזיקאליים (למשל הקשר בין רוחב פס האור‬
‫המרכזי בתבנית עקיפה לבי ן רוחב הסדק שבאמצעותו מתקבלת תבנית העקיפה)‪ .‬בפעילויות‬
‫אלה המורה יוזם את התופעה או את אתגר התיכון‪ ,‬התלמידים יוזמים‪ ,‬מתכננים ומבצעים‬
‫את החקר ומשתפים את חבריהם בידע ובתוצרים‪ .‬היקף שעות כיתה המומלץ לפעילות מסוג‬
‫זה הוא ‪ 1‬שעות כיתה (שעת כיתה אחת = ‪ 45‬דקות)‪.‬‬
‫כיצד ניתן להשתמש במראה מישורית כאמצעי למדידת מרחק?‬
‫‪ .0‬כיצד ניתן להשתמש במראה מישורית כאמצעי למדידת מרחק?‬
‫הפעילות חוברה ע"י ד"ר רמי אריאלי ופורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫המשימה לתלמידים‪ :‬תכנון ויישום של מדידת מרחקים באמצעות מראה מישורית‪.‬‬
‫ציוד וחומרים‬
‫מכשיר לייזר‬
‫מראה מישורית‬
‫מנוע צעדים )‪*(Step Motor‬‬
‫מטרה‬
‫גלאי כיווני‪ ,‬הקולט אור רק מכיוון מוגדר‬
‫* אם אין מנוע צעדים‪ ,‬ניתן לבצע את הפעילות עם מראה מישורית‪ ,‬אותה מזיזים באופן ידני (משנים את הזווית שלה‪,‬‬
‫ביחס לכיוון הפגיעה המקורי של אלומת הלייזר)‪ ,‬על מד זווית‪.‬‬
‫‪‬‬
‫המלצות למורה‪ :‬תיאור הפעילות ואופן הנחייה‬
‫המסמך מובא מתוך הרקע לפעילות ‪ 1.5‬שפורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2630&dbsRW=1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪4‬‬
‫קלידוסקופ‬
‫‪ .4‬קלידוסקופ‬
‫כיצד ניתן ליצור‪ ,‬מעצם אחד‪ ,‬הרבה דמויות‪ ,‬בו זמנית‪ ,‬תוך שליטה במספרן?‬
‫הפעילות חוברה ע"י ד"ר רמי אריאלי ופורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫בפעילות זו התלמידים יתנסו בבניית קלידוסקופ במטרה למצוא את הקשר הזווית בין המראות‬
‫המישוריות לבין מספר הדמויות הנוצרות‪.‬‬
‫ציוד וחומרים‬
‫‪ 2‬מראות מישוריות‪ ,‬מחוברות לאורך ציר משותף‪.‬‬
‫מד זווית‪ ,‬מודפס על נייר (‪.)0633‬‬
‫עצם קטן‪ ,‬לשים בין המראות‪.‬‬
‫מכשיר קלידוסקופ מסחרי (צעצוע ילדים)‪ ,‬להדגמה‪.‬‬
‫‪ 4‬מראות מישוריות מלבניות‪ ,‬בהן האורך גדול בהרבה מהרוחב‬
‫נייר דבק‬
‫‪‬‬
‫רקע מדעי‬
‫המסמך מובא מתוך הרקע לפעילות ‪ 1.4‬שפורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫‪ ‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫המסמך מובא מתוך פעילות ‪ 1.4‬שפורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2631&dbsRW=1‬‬
‫מה רואים כאשר מתבוננים דרך חלון עבה‪ ,‬בעצם מואר חזק?‬
‫‪ .3‬מה רואים כאשר מתבוננים דרך חלון עבה‪ ,‬בעצם מואר חזק?‬
‫הפעילות חוברה ע"י ד"ר רמי אריאלי ופורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫הפעילות עוסקת בהחזרה של אור משני משטחים של חלון‪ ,‬כפי שמודגם בתמונה הבאה‪:‬‬
‫ציוד וחומרים‬
‫מתקן עם זכוכית עבה ‪ -‬רצוי בעובי גדול מ ‪1‬‬
‫סנטימטר (ראו תמונה)‪.‬‬
‫מקור אור המורכב מ ‪( 0‬או יותר) דיודות פולטות‬
‫אור צבעוניות‪ ,‬בצבעים שונים‪ ,‬המותקנות בשורה‪,‬‬
‫במרחקים קבועים אחת מהשנייה‪.‬‬
‫עצמים קטנים שונים‪ ,‬המוארים על ידי מקור תאורה‬
‫חזק (רצוי אזור חשוך מהצד השני של החלון העבה)‪.‬‬
‫‪‬‬
‫המלצות למורה‪ :‬תיאור הפעילות ואופן הנחיה‬
‫המסמך מובא מתוך הרקע לפעילות ‪ 1.6‬שפורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2632&dbsRW=1‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫פריסקופ‬
‫‪ .2‬פריסקופ‬
‫הפעילות חוברה ונוסתה ע"י ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגלי‪ ,‬במסגרת פרויקט "פיזיקה‬
‫ותעשייה" במכון דוידסון לחינוך מדעי‪.‬‬
‫הפעילות פורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫לפעילות זו שני חלקים‪ .‬חלק ‪ I‬הכנה‪ ,‬חלק ‪ II‬יישום‪.‬‬
‫בחלק ‪ , I‬ההכנה‪ ,‬התלמידים מתנסים בחקירת השר בין כיוון העצם וכיוון הדמות המתקבלת‬
‫במראה מישורית‪.‬‬
‫בחלק ‪ ,II‬התלמידים מתכננים ובונים מכשיר אופטי המאפשר לראות מעבר למחסומים‬
‫בהתאם לדרישות נתונות‪.‬‬
‫המלצות למורים‪:‬‬
‫הפריסקופ ‪ -‬סיבוב המראות והאוריינטציה של הדמות הניצפית"‪ ,‬תהודה‪ ,‬כרך ‪ ,)1( 25‬עמודים‬
‫‪. 2335 ,17-22‬‬
‫בניית פריסקופ שאחת המראות בו ניתנת לסיבוב"‪ ,‬תהודה‪ ,‬כרך ‪ ,)2( 25‬עמודים ‪.2335 ,21-01‬‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2627&dbsRW=1‬‬
‫‪7‬‬
‫פריסקופ‬
‫חלק ‪ ,I‬הכנה‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫פעילות זו מופיעה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫"אוריינטציה" פירושה כיוון‪ ,‬מצב במרחב‪ ,‬נטייה ובהשלכה גם גישה‪ ,‬נקודת מבט‪.‬‬
‫שאלת החקר המובילה את הניסוי היא‪ :‬כיצד משפיעה הזווית בין מישור המראה‪ ,‬לציר של העצם‬
‫הקווי‪ ,‬על האוריינטציה של הדמות הנוצרת במראה‪ ,‬יחסית לעצם?‬
‫באופן יותר מפורט‪ :‬כאשר מישור המראה יוצר זווית ‪ ,‬לעומת ציר העצם (במגמה מסוימת)‪,‬‬
‫איזו זווית יוצרת הדמות עם ציר העצם‪ ,‬ובאיזו מגמה?‬
‫ציוד וחומרים‬
‫‪ 2‬מראות מישוריות‪ ,‬שניתן להציבן באופן יציב על מישור אופקי (שולחן מגנטי וזוויות)‪.‬‬
‫עצם קווי שיש לו כיוון‪ ,‬והוא באורך הקטן מאורך המראה (עיפרון קצר)‪.‬‬
‫עצם קווי מאותו סוג‪ ,‬ארוך יותר מרוחב המראה (עיפרון ארוך)‪.‬‬
‫מכשיר כתיבה‪ ,‬נייר לבן עליו מסמנים את מיקום הרכיבים והדמויות‪.‬‬
‫מד זווית‪ ,‬סרגל‪.‬‬
‫דוגמאות לתמונות המתארות את ביצוע הניסויים‪:‬‬
‫‪ ‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫המסמך מובא מתוך פעילות ‪ 1.2‬שפורסמה באוגדן חומרים בקרינה וחומר‪.‬‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים‬
‫‪1‬‬
‫פריסקופ‬
‫חלק ‪ ,II‬יישום‪ :‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫בניית מכשיר דמוי פריסקופ המקיים דרישות מוגדרות‪.‬‬
‫פריסקופ הוא מתקן אופטי המשמש לראייה מעבר למחסום (כאשר אין קו ראייה ישיר בין העצם‬
‫הנצפה לגלאי)‪.‬‬
‫ציוד וחומרים‬
‫רכיבים אופטיים‪ :‬מראות מישוריות‪ ,‬בממדים של עד ‪ 1X1‬סנטימטרים‪.‬‬
‫פוליגל‬
‫קרטון ביצוע‬
‫קאפה‬
‫מספריים‬
‫סכין חיתוך‬
‫נייר דבק‬
‫דבק חם‬
‫גומיות‬
‫‪ ‬דף הנחיות לתלמידים‬
‫דף ההנחיות לתלמידים מובא מתוך פעילות ‪ 1.0‬שפורסמה באוגדן חומרים בקרינה‬
‫וחומר‪.‬‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 0‬לתוצרים של התלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של התלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 5‬לתוצרים של התלמידים‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫אוריינטציה של דמות של עצם‪ ,‬במערכת מראות מישוריות‬
‫חלק ראשון‪:‬דמות של עצם קווי במראה מישורית‬
‫שאלת החקר‪ :‬כיצד משפיעה הזווית בין מישור המראה‪ ,‬לציר של העצם הקווי‪ ,‬על האוריינטציה של‬
‫הדמות הנוצרת במראה‪ ,‬יחסית לעצם?‬
‫ציוד נדרש‪:‬‬
‫‪ 2 ‬מראות מישוריות‪ ,‬שניתן להציבן באופן יציב על מישור אופקי (שולחן מגנטי וזוויות)‪.‬‬
‫‪ ‬עצם קווי שיש לו כיוון‪ ,‬והוא באורך הקטן מאורך המראה (עיפרון קצר)‪.‬‬
‫‪ ‬עצם קווי מאותו סוג‪ ,‬ארוך יותר מרוחב המראה (עיפרון ארוך)‪.‬‬
‫‪ ‬מכשיר כתיבה‪ ,‬נייר לבן עליו מסמנים את מיקום הרכיבים והדמויות‪.‬‬
‫‪ ‬מד זווית‪ ,‬סרגל‪.‬‬
‫ביצוע הניסויים‪:‬‬
‫‪ .0‬איתור מקום הדמות בשיטת ביטול הפרלקסה‪ :‬מקמו את‬
‫ה מראה המישורית על דף נייר לבן‪ ,‬כך שתהיה מאונכת לשולחן‪.‬‬
‫נוח לבצע זאת על השולחן המגנטי‪ .‬הניחו את העיפרון הקצר‬
‫(העצם הקווי) לפני המראה המישורית‪ .‬השתמשו בעפרון הארוך‬
‫והניחו אותו מאחורי המראה‪ ,‬תוך התבוננות בדמות המשתקפת‬
‫במראה‪ ,‬כך שהעיפרון הארוך הבולט משני צידי המראה‪ ,‬ייראה‬
‫כהמשך הדמות הנראית במראה‪ .‬שנו את זווית ההתבוננות‬
‫בדמות דרך המראה‪ ,‬עד שתקבלו חפיפה בין הדמות לבין‬
‫המשכי העיפרון הארוך‪.‬‬
‫‪ .4‬לאחר הצבת העיפרון הארוך במקום המתאים‪ ,‬סמנו את מיקומו‬
‫באמצעות כלי כתיבה אחר‪ .‬במהלך הניסוי השאירו את המראה‬
‫המישורית במקום קבוע שיסומן בקו על הדף הלבן‪ ,‬ושנו‬
‫בהדרגה את הזווית בין מישור המראה לציר העצם (נוח ביותר‬
‫לבצע זאת על ידי סיבוב העצם הקווי‪ ,‬סביב ציר אנכי המאונך‬
‫למרכזו)‪ .‬לצורך אחידות‪ ,‬כולם מסובבים את העצם בכיוון מגמת‬
‫התקדמות מחוגי השעון‪ ,‬ואת כל הזוויות מודדים באותה מגמה‪,‬‬
‫לעומת הציר האופקי‪.‬‬
‫‪ .3‬עבור כל מצב‪ ,‬סמנו על הנייר את הקו המייצג את מיקום העצם‬
‫הקווי‪ ,‬את מישור המראה וכן את הקו המייצג את ציר הדמות‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫‪ .2‬מדדו את הזווית בין ציר העצם לציר הדמות ואת מגמת הסיבוב (עם‪ /‬נגד מגמת מחוגי‬
‫השעון) ורשמו בטבלה‪.‬‬
‫הזווית בין מישור המראה‬
‫לציר העצם‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪45‬‬
‫‪93‬‬
‫‪105‬‬
‫‪113‬‬
‫‪225‬‬
‫‪273‬‬
‫הזווית בין מישור המראה‬
‫לציר הדמות‬
‫‪3‬‬
‫‪45‬‬
‫‪93‬‬
‫‪105‬‬
‫‪113‬‬
‫‪225‬‬
‫‪273‬‬
‫הזווית בין ציר העצם לציר‬
‫הדמות‬
‫‪3‬‬
‫‪93‬‬
‫‪113‬‬
‫‪93‬‬
‫‪3‬‬
‫‪93‬‬
‫‪113‬‬
‫מסקנה‪ :‬כאשר מישור המראה יוצר זווית‬
‫לעומת ציר העצם (במגמה מסוימת)‪ ,‬יוצרת דמות‬
‫זווית ‪ 2‬עם ציר העצם ‪ .‬האם הדמות הסתובבה במגמה זהה‪ ,‬או נגדית‪ ,‬לכיוון הסיבוב של‬
‫העצם? הדמות הסתובבה במגמה נגדית‪.‬‬
‫‪ .5‬הסבירו את הממצאים שלכם באמצעות חוקי האופטיקה‪ .‬ניתן לראות בתרשים כי‬
‫המשולשים חופפים ובכך גם הזוית שיוצר מישור הדמות עם המראה שווה לזווית שיוצר‬
‫מישור העצם עם המראה‪ .‬לפיכך הדמות תמיד מסתובבת במגמה מנוגדת‪ .‬בנוסף אם נסתכל‬
‫על המערכת באמצעות מערכת צירים קרטזית‪ ,‬הדמות תשתנה במראה רק בציר ה‪( X‬הציר‬
‫המאונך למראה)‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫חלק שני‪ :‬דמות של עצם קווי במערכת שתי מראות מישוריות‬
‫ניסוי ‪:0‬‬
‫‪ .0‬הציבו את שתי המראות‪ ,‬זו מול זו‪ ,‬במקביל‪.‬‬
‫‪ .4‬הציבו עצם קווי קטן ביניהן‪ ,‬כך שצירו מקביל למישורי‬
‫המראות‪ ,‬והעצם במרכז בין שתי המראות‪.‬‬
‫‪ .3‬התבוננו באחת המראות‪ ,‬באופן שתוכלו לראות את הדמויות‬
‫המשתקפות בה‪.‬‬
‫‪ .2‬תארו את האוריינטציה של הדמות הראשונה והשנייה‬
‫הנצפות במראה‪ ,‬יחסית לציר העצם (זווית ומגמה)‪ .‬נסו‬
‫למצוא קשר מתמטי‪ ,‬המתאר את המרחק בין הדמויות‬
‫הנוצרות‪.‬‬
‫הדמות הראשונה נוצרת בזווית ‪ 3‬למישור העצם ובמגמה זהה עם כיוון המקביל לכיוון העצם‬
‫ובמרחק שווה מהמראה‪ .‬הדמות השנייה נוצרת במרחק הגדל במרחק בין המראות כפול ‪2‬‬
‫‪,‬מגמה זהה ובזווית ‪ 3‬למישור העצם‪ .‬כלומר הביטוי המתמטי למרחק בין הדמויות הוא‪:‬‬
‫(‪.2N )X+Y‬כאשר ‪ X‬ו‪ Y‬הם המרחקים של העצם מכל מראה ו‪ N‬הוא האינדקס של הדמויות‪.‬‬
‫למשל בתרשים דמות בצבע שחור‪ ,1 -‬דמות בצבע אדום‪ 2-‬וכן הלאה‪...‬‬
‫‪ .5‬קרבו את העצם לאחת המראות‪ ,‬ותארו מה השתנה‪ .‬מה הקשר המתמטי המתאר את המרחק‬
‫בין הדמויות עתה? נסו למצוא קשר כללי‪ ,‬בין כל הדמויות הנוצרות‪ ,‬בשתי המראות‪.‬‬
‫הקשר המתמטי למרחק בין הדמויות לא השתנה אך הדמות הראשונה התקרבה לאחת‬
‫המראות והשאר התרחקו‪ .‬הכיוון אליו פונה הדמות נשמר‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫‪ .6‬הסבירו את התופעות בהן צפיתם‪ ,‬לאור מסקנותיכם מהניסוי שביצעתם עם מראה מישורית‬
‫אחת‪.‬‬
‫הדמויות שמספרן הוא אינסופי שנוצרו כתוצאה מהצבת המראות זו מול זו נובעות מכך שלכל‬
‫עצם יש דמות במראה הנמצאת במרחק שווה מהמראה למרחק העצם מהמראה‪ .‬כאשר‬
‫מעמידים את המראות זו מול זו‪ ,‬הן יוצרות זו לזו דמויות‪ ,‬משמע‪ ,‬לדמות העצם שנוצרה‬
‫במראה ‪ 1‬יש דמות שנוצרת במראה ‪ 2‬ולה דמות במראה ‪ 1‬וכן הלאה‪ ...‬לכן נוצרות אינסוף‬
‫דמויות‪ .‬הן נוצרות מהקרניים המוחזרות מהמראות‪.‬‬
‫‪ .7‬חזרו על התהליך עבור עצם קווי שאינו מקביל למישור המראות (נמצא בזווית)‪ .‬תחילה מקמו‬
‫אותו במרחק שווה משתי המראות‪ ,‬ותארו את האוריינטציה של הדמות הראשונה והשנייה‬
‫הנצפות במראה‪ ,‬יחסית לציר העצם (זווית ומגמה)‪ .‬נסו למצוא קשר מתמטי המתאר את‬
‫המרחק בין הדמויות הנוצרות‪.‬‬
‫(הנחת יסוד‪ -‬העצם יוצר עם המראה זווית בת ‪ ) 45‬הדמות הראשונה נמצאת בזווית של ‪ 45‬עם‬
‫המראה‪ ,‬ו‪ 93‬עם העצם‪ ,‬הדמות נוצרת במגמה מנוגדת‪ .‬והזווית של הדמות השנייה עם המראה היא‬
‫‪ 45‬ו‪ 3‬עם העצם הדמות השנייה נוצרת במגמה זהה לעצם ומנוגדת לדמות הראשונה ‪ .‬כלומר‬
‫הדמות הרא שונה נוצרת במגמה מנוגדת והדמות השנייה נוצרת במגמה מנוגדת לדמות הראשונה‪,‬‬
‫מגמה מנוגדת למגמה המנוגדת של הדמות הראשונה היא בעצם מגמה זהה למגמה של העצם‪ .‬הקשר‬
‫המתמטי למרחק הדמויות נותר קבוע‪.‬‬
‫‪ .8‬מקמו את העצם הקווי קרוב יותר לאחת משתי המראות‬
‫המקבילות‪ ,‬ובצעו שוב את המדידות‪.‬‬
‫הדמות הראשונה מתקרבת והשאר מתרחקות אך הזוויות נותרו‬
‫כשהיו כשהעצם היה במרכז המרחק בין המראות‪ .‬הקשר‬
‫המתמטי למרחקים בין הדמויות קבוע‪.‬‬
‫‪ .9‬סכמו את מסקנותיכם לגבי המרחק היחסי (קשר מתמטי)‪ ,‬בין כל שתי דמויות סמוכות‬
‫המתקבלות במראה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫מבין כל הניסויים שביצעתי ניתן לראות כי המרחק היחסי נותר קבוע‪ .‬המרחק הזה תלוי במרחק‬
‫של עצם מ‪ 2‬מראות‪.‬‬
‫ניסוי ‪:4‬‬
‫‪ .1‬הציבו את שתי המראות באופן שמישוריהן מקבילים‪ ,‬אך אין חפיפה בין השטחים מול המראות‪.‬‬
‫כלומר‪ ,‬אין לשתי המראות אנך משותף ‪.‬‬
‫‪ .2‬הציבו עצם קווי קטן מול אחת המראות‪ ,‬כך שצירו‬
‫מקביל למישורי המראות (כמוראה בתרשים)‪.‬‬
‫התבוננו במראה השנייה‪ ,‬באופן שתוכלו לראות את‬
‫הדמות של העצם הקווי המשתקפת בה‪.‬‬
‫‪ .0‬תארו את האוריינטציה של הדמות הנצפת‪ ,‬יחסית‬
‫לציר העצם (זווית ומגמה)‪ .‬יש להראות בשרטוט‬
‫היכן נמצאת העין הצופה ביחס למערכת‪.‬‬
‫הדמות הנצפת נמצאת בזווית ‪ 3‬ביחס לעצם‬
‫ובמגמה זהה ‪.‬‬
‫‪ .4‬הסבירו את התופעה לאור הניסוי הקודם‪.‬‬
‫כמו שהוסק בניסוי הקודם הדמות תשתנה בכיוונה רק בציר המאונך למראה‪ .‬לעצם אין השפעה‬
‫בציר זה במקרה הזה ולכן היא תשמור על כיוונה‪ .‬בנוסף הוסק כי כשמראות עומדות זו מול זו‬
‫נוצרות לדמויות העצם דמות במראה המקבילה מהאור המוחזר מן המראה‪.‬‬
‫‪ .5‬חזרו על התהליך עבור עצם קווי שאינו מקביל‬
‫למישור המראות‪.‬‬
‫הדמות הנצפת בזווית של ‪ 3‬ביחס למישור העצם‬
‫ובמגמה זהה‪ -‬כלומר היא מקביל אליו‪ .‬בדומה‬
‫לעצם הישר שומרת הדמות של עצם זה על כיוונה‬
‫מכיוון שנוצרה כתוצאה מהחזרת אור ב‪ 2‬מראות‪.‬‬
‫כמו שראיתי בניסוי ה‪ 1‬לאחר החזרת אור‬
‫במראה אחת מתהפכת דמות העצם ולכן לאחר ‪2‬‬
‫תתהפך שוב ובעצם תתיישר‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫‪ .6‬כיצד משפיע מיקום העצם (מרחקו מהמראה הראשונה) על מיקום הדמות המתקבלת במראה‬
‫השנייה?‬
‫ככל שהעצם רחוק יותר דמותו רחוקה יותר‪ .‬בנוסף יכול להיות שלא כל הדמות תראה דרך‬
‫המראה השנייה‪.‬‬
‫ניסוי ‪:3‬‬
‫‪ .1‬הציבו את המראות באופן שמישוריהן ניצבים זה לזה‪ ,‬כשהמשטחים‬
‫המחזירים "רואים זה את זה"‪.‬‬
‫‪ .2‬הציבו עצם קווי קטן מול אחת המראות‪ ,‬כך שצירו מקביל למישור‬
‫המראה (כמוראה בתרשים)‪ .‬התבוננו במראה השנייה‪ ,‬באופן שתוכלו‬
‫לראות את הדמות המשתקפת בה‪.‬‬
‫‪ .0‬תארו את האוריינטציה של הדמות הראשונה הנצפית יחסית לציר‬
‫העצם (זווית ומגמה)‪.‬‬
‫הדמות הראשונה הנצפית בזווית ‪ 113‬יחסית למישור העצם ובמגמה‬
‫מנוגדת‪( .‬הדמות הנוצרת במראה השנייה)‪.‬‬
‫‪ .4‬הסבירו את התופעה לאור הניסוי הקודם‪ .‬בניסוי הקודם ראיתי כי‬
‫דמויות אינן משתנות בכיוונן בשום ציר מלבד הציר המאונך למראה‪.‬‬
‫מסיבה זו הדמות שמאונכת למראה השנייה מנוגדת בכיוונה לכיוון‬
‫העצם ובמגמה מנוגדת‪.‬‬
‫‪ .5‬חזרו על התהליך עבור עצם קווי שאינו מקביל למישור המראות‪.‬‬
‫הדמות הראשונה נוצרת במגמה מנוגדת ובזווית ‪ 45‬עם מישור המראה‪ .‬ו‪ 113‬עם מישור העצם‪.‬‬
‫‪ .6‬כיצד משפיע מיקום העצם (מרחקו מהמראה הראשונה) על מיקום הדמות המתקבלת במראה‬
‫השנייה?‬
‫ככל שהעצם רחוק יותר הדמות מתרחקת יותר ואף עלולה לא להתקבל במראה השנייה מפני‬
‫שהמראה לא תהיה בשדה הראיה של הדמות הראשונה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫חלק ראשון‪ :‬דמות של עצם קווי במראה מישורית‪-‬‬
‫ביצוע הניסויים‪:‬‬
‫‪1°‬‬
‫‪25°‬‬
‫‪91°‬‬
‫‪035°‬‬
‫‪081°‬‬
‫‪445°‬‬
‫‪471°‬‬
‫הזווית בין מישור המראה‬
‫לציר העצם‪.‬‬
‫מצב‬
‫מצב‬
‫מצב‬
‫מצב‬
‫מצב‬
‫מצב‬
‫מצב‬
‫(סיבוב העצם עם מגמת‬
‫מחוגי השעון)‬
‫א‬
‫ב‬
‫ג‬
‫ד‬
‫ה‬
‫ו‬
‫ז‬
‫הזווית בין מישור המראה‬
‫לציר הדמות‬
‫‪3°‬‬
‫‪45°‬‬
‫‪93°‬‬
‫‪105°‬‬
‫‪113°‬‬
‫‪225°‬‬
‫‪273°‬‬
‫הזווית בין ציר העצם‬
‫‪3°‬‬
‫‪93°‬‬
‫‪113°‬‬
‫‪273°‬‬
‫‪063°‬‬
‫‪453°‬‬
‫‪543°‬‬
‫לציר הדמות‬
‫♣ מסקנה‪ :‬כאשר מישור המראה יוצר זווית ‪ α‬לעומת ציר העצם (במגמה מסוימת)‪ ,‬יוצרת‬
‫הדמות‬
‫זווית ‪ 2α‬עם ציר העצם‪.‬‬
‫הדמות הסתובבה במגמה נגדית לכיוון הסיבוב של העצם‪.‬‬
‫♣ המראה המישורית הופכת את הכיוונים אחורה וקדימה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫♣ שרטוטי המצבים‪:‬‬
‫מצב א‬
‫מצב ג‬
‫מצב ב‬
‫מצב ד‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫מצב ו‬
‫מצב ה‬
‫מצב ז‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫♣ שרטוט‪:‬‬
‫מקרא‬
‫למצבים‪:‬‬
‫צבעי‬
‫חיצים‬
‫חץ סגול‪ -‬מצב א'‬
‫חץ ירוק‪ -‬מצב ב'‬
‫חץ כחול‪ -‬מצב ג'‬
‫חץ ורוד‪ -‬מצב ד'‬
‫חץ אדום‪ -‬מצב ה‬
‫חץ צהוב‪ -‬מצב ו'‬
‫חץ שחור‪-‬מצב ז'‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫♣ תמונות‪:‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי‬
‫לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫♣ שרטוט של אלומת אור היוצאת מהעצם ופוגעת במראה המישורית ויוצרת דמות המתלכדת‬
‫עם העצם הנוסף שמאחוריי המראה המישורית‪:‬‬
‫חלק שני‪ :‬דמות של עצם קווי במערכת שתי מראות מישוריות‪-‬‬
‫ניסוי ‪:0‬‬
‫♣ תמונות הניסוי ‪-‬מצב א ‪ -‬העצם הקווי מקביל למישורי המראות‪:‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫♣ תיאור האוריינטציה‪-‬‬
‫האוריינטציה אינה נשמרת במלואה‪ ,‬המראה המישורית הופכת את הכיוונים קדימה אחורה‪.‬‬
‫♣ המרחק הנוצר בין הדמויות הנוצרות‪-‬‬
‫‪ – L‬המרחק בין שתי המראות המישוריות‪.‬‬
‫‪ – X‬המרחק בין העצם לאחת המראות המישוריות‪.‬‬
‫המרחק בין הדמויות‬
‫𝒳‬
‫‪ℒ‬‬
‫♣ עצם קווי שאינו מקביל למישור המראות‪-‬‬
‫ניסוי ‪:4‬‬
‫‪ .1‬הציבו את שתי המראות באופן שמישוריהן מקבילים‪ ,‬אך אין חפיפה בין השטחים מול‬
‫המראות‪.‬‬
‫כלומר‪ ,‬אין לשתי המראות אנך משותף‪.‬‬
‫‪ .2‬הציבו עצם קווי קטן מול אחת המראות‪ ,‬כך שצירו מקביל למישורי המראות (כמתואר‬
‫בתרשים)‪ .‬התבוננו במראה השנייה‪ ,‬באופן שתוכלו לראות את הדמות של העצם הקווי‬
‫המשתקפת בה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫‪ . 0‬תארו את האוריינטציה של הדמות הנצפית‪ ,‬יחסית לציר העצם (זווית ומגמה)‪ .‬יש להראות‬
‫בשרטוט היכן נמצאת עין הצופה ביחס למערכת‪.‬‬
‫הדמות הנצפית נמצאת בזווית ‪ 1°‬ביחס לציר העצם ובמגמה זהה‪.‬‬
‫‪ .4‬הסבירו את התופעה לאור הניסוי הקודם‪.‬‬
‫כמו שהוסק בניסוי הקודם הדמות תשתנה בכיוונה רק בציר המאונך למראה‪ .‬לעצם אין‬
‫השפעה בציר זה במקרה הזה‪ ,‬ולכן היא תשמור על כיוונה‪ .‬בנוסף הוסק כי כשמראות עומדות‬
‫זו מול זו נוצרות לדמויות העצם דמות במראה המקבילה מהאור המוחזר מן המראה‪.‬‬
‫‪ .5‬חזרו על התהליך עבור עצם קווי שאינו מקביל למישור המראות‪.‬‬
‫הדמות נצפית בזווית של ‪ 1°‬ביחס למישור העצם‪.‬‬
‫ובמגמה זהה – כלומר היא מקבילה אליו‪ .‬בדומה לעצם הישר שומרת הדמות של עצם זה על‬
‫כיוונה מכיוון שנוצר כתוצאה מהחזרת אור ב‪ 4 -‬מראות‪ .‬כמו שראינו‪ ,‬בניסוי ה‪ 0-‬לאחר החזרת‬
‫אור‪ ,‬במראה אחת מתהפכת דמות העצם ולכן לאחר ‪ 4‬תתהפך שוב ובעצם תתיישר‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫‪ .6‬כיצד משפיע מיקום העצם (מרחקו מהמראה הראשונה) על מיקום הדמות המתקבלת במראה‬
‫השנייה?‬
‫ככל שהעצם רחוק יותר דמותו רחוקה יותר‪ .‬בנוסף יכול להיות שלא כל הדמות תראה דרך‬
‫המראה השנייה‪.‬‬
‫ניסוי ‪:3‬‬
‫‪ .1‬הציבו את המראות באופן שמישוריהן ניצבים זה לזה‪ ,‬כשהמשטחים המחזירים "רואים זה‬
‫את זה"‪.‬‬
‫‪ . 2‬הציבו עצם קווי קטן מול אחת המראות‪ ,‬כך שצירו מקביל למישור המראה (כמתואר‬
‫בתרשים)‪ .‬התבוננו במראה השנייה‪ ,‬באופן שתוכלו לראות את הדמות המשתקפת בה‪.‬‬
‫‪ .0‬תארו את האוריינטציה של הדמות הראשונה הנצפית יחסית לציר העצם (זווית ומגמה)‪.‬‬
‫הדמות הראשונה נצפית בזווית ‪ 081°‬יחסית למישור העצם ובמגמה מנוגדת (הדמות הנוצרת‬
‫במראה השנייה)‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ I‬של פרוייקטון הפריסקופ‪ :‬אוריינטציה של דמות במראה מישורית‬
‫‪ .4‬הסבירו את התופעה לאור הניסוי הקודם‪.‬‬
‫בניסוי הקודם ראינו כי הדמויות אינן משתנות בכיוונן בשום ציר מלבד הציר המאונך למראה‪.‬‬
‫מסיב ה זו הדמות שמאונכת למראה השנייה מנוגדת בכיוונה לכיוון העצם ובמגמה מנוגדת‪.‬‬
‫‪ .5‬חזרו על התהליך עבור עצם קווי שאינו מקביל למישור המראות‪.‬‬
‫הדמות הראשונה נוצרה במגמה מנוגדת ובזווית ‪ 25°‬עם מישור המראה‪ .‬ו‪ 081°-‬עם מישור‬
‫העצם‪.‬‬
‫‪ .6‬כיצד משפיע מיקום העצם (מרחקו מהמראה הראשונה) על מיקום הדמות המתקבלת במראה‬
‫השנייה?‬
‫ככל שהעצם רחוק יותר הדמות מתרחקת יותר ואף עלולה לא להתקבל במראה השנייה מפני‬
‫שהמראה לא תהיה בשדה הראייה של הדמות הראשונה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫פרויקטון‪ :‬בניית מערכת ייחודית המאפשרת ראייה מעבר למחסומים‬
‫הבעיה הטכנולוגית ופתרונה‬
‫‪ .0‬מטרת הפרויקט‪ ,‬תיאור הבעיה‬
‫מטרת הפרויקטון היא‪ :‬לבנות מכשיר אופטי המאפשר לראות מעבר למחסומים‪ .‬המערכת‬
‫צריכה לאפשר לצופה לראות את דמותו של העצם‪ ,‬כאשר אין קו ראייה ישיר בין העצם לצופה‪.‬‬
‫דרישות מהמערכת ‪:‬‬
‫‪ .1‬על המערכת ליצור דמות באוריינטציה (מצב במרחב) זהה לאוריינטציה של העצם עליו‬
‫מסתכלים (דמות ישרה)‪.‬‬
‫‪ .2‬על המערכת לאפשר שדה ראייה גמיש במידה מרבית‪.‬‬
‫‪ .0‬על המכשיר להיות יחידה ניידת אחת (קשיחה ועמידה עד כמה שניתן)‪.‬‬
‫הציוד ‪:‬‬
‫רכיבים אופטיים‪ :‬מראות מישוריות‪ ,‬בממדים של עד ‪ 1X1‬סנטימטרים‪.‬‬
‫ציוד עזר‪ :‬פוליגל‪ ,‬קרטון ביצוע‪ ,‬קאפה‪ ,‬מספריים‪ ,‬סכין חיתוך‪ ,‬נייר דבק‪ ,‬דבק חם וגומיות‪.‬‬
‫‪ .4‬תיאור תמציתי של הפתרון שנבחר‪:‬‬
‫‪‬‬
‫הפתרון שפיתחנו מבוסס על הרעיון החזרת אור‪ -‬קרן אור פוגעת‬
‫במשטח המראה התחתונה ואז תיווצר החזרה מלאה של‬
‫הקרניים הפוגעות (מפני שהמשטח הוא אטום ‪-‬מראה) אל כיוון‬
‫המראה השנייה ‪ ,‬וכך ניתן לראות דרך המראה השנייה ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫המערכת כוללת‪ 5 :‬מראות מישוריות‪ ,‬קאפה‪ ,‬פוליגל ‪,‬קיסם‪ ,‬דבק‬
‫מגע‪ ,‬נייר דבק‪ ,‬גומייה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫שאלות החקר אותן שאלנו במהלך העבודה הן ‪:‬‬
‫‪.i‬‬
‫כיצד הזווית משפיעה על טווח הראייה ?‬
‫‪.ii‬‬
‫כמה מראות יש למקם ?‬
‫‪.iii‬‬
‫היכן צריך למקם כל מראה ?‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי‬
‫לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫‪.iv‬‬
‫האם יש השפעה על הזווית של המראה על התמונה המתקבלת ?‬
‫‪.v‬‬
‫כיצד יש לשמור על האוריינטציה ?‬
‫‪.vi‬‬
‫באילו חומרים יש להשתמש כדי שנקבל את התוצאה האידיאלית ביותר ?‬
‫‪.vii‬‬
‫כיצד יש לבנות את המערכת כדי שהמערכת תהיה קומפקטית ?‬
‫‪.viii‬‬
‫מהו המרחק שצריך להיות בין המראות כדי שנקבל את טווח הראייה הגדול‬
‫ביותר?‬
‫‪.ix‬‬
‫‪‬‬
‫איזו מראה יש להזיז כדי לקבל שדה ראייה גמיש ?‬
‫התובנות אשר הניב תהליך העבודה ‪:‬‬
‫‪.i‬‬
‫כדי לשמור על אוריינטציה צריך להשתמש בשתי מראות אחת מול השנייה ‪.‬‬
‫‪.ii‬‬
‫מראה הופכת את הכיוון ימין ושמאל‪.‬‬
‫‪.iii‬‬
‫יש לשמור על אותה הזווית בין המראה למשטח‪ ,‬לבין המראה השנייה‬
‫למשטח‪.‬‬
‫‪.iv‬‬
‫כדי לקבל שדה ראייה רחב ניתן להשתמש במראות נוספות‪.‬‬
‫‪.v‬‬
‫כדי לקבל שדה ראייה גמיש‪ ,‬יש לאפשר למראה שעליה מסתכלים (המראה‬
‫התחתונה) להיות ניתנת להזזה‪.‬‬
‫צילום המערכת‪:‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי‬
‫לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫שרטוט סכימטי של המערכת‪ ,‬המתאר את הרכיבים‪ ,‬את מהלך האור ואת היווצרות הדמות‬
‫הערכת השגת התכלית‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫באיזו מידה עונה המערכת שבנינו‪ ,‬על המפרט שהצבנו בתחילה?‬
‫‪.i‬‬
‫המערכת יוצרת דמות באוריינטציה זהה לאוריינטציה של העצם עליו אנחנו‬
‫מסתכלים‪.‬‬
‫‪.ii‬‬
‫המכשיר הוא יחידה ניידת אחת קשיחה ועמידה‪.‬‬
‫‪.iii‬‬
‫המערכת מציגה טווח ראייה גמיש על ידי סיבוב המראה התחתונה‪.‬‬
‫‪.iv‬‬
‫המערכת מציגה טווח ראייה רחב על ידי ריבוי המראות העליונות‪.‬‬
‫האם הדמות שרואה הצופה‪ ,‬נמצאת בדיוק באותו מקום בו נמצא העצם? לא ‪ ,‬הדמות‬
‫המתקבלת היא דמות מדומה והיא מתקבלת על המראה התחתונה‬
‫‪‬‬
‫האם גודל הדמות שרואה הצופה‪ ,‬שווה לגודל העצם? לא‬
‫‪‬‬
‫אפיון רוחב שדה הראייה המתקבל במערכת‪ ,‬לעומת ראייה ישירה באמצעות‬
‫העיניים‪:‬‬
‫רוחב השדה הראייה באמצעות העיניים רחב יותר מרוחב שדה הראייה באמצעות‬
‫שימוש בפריסקופ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הצעותינו לשיפורים עתידיים במערכת שבנינו‪:‬‬
‫‪.i‬‬
‫לייצב את המערכת באמצעות הדבקת צלעות נוספות ‪.‬‬
‫‪.ii‬‬
‫להוסיף אפשרות של הזזת המראה התחתונה ימינה שמאלה ולא רק למטה‬
‫למעלה‪.‬‬
‫סיכום‬
‫בעבודה על הפרויקט למדנו כיצד לעמוד בלוח זמנים מוקצב‪ ,‬חווינו לחץ ‪ ,‬תכנון מערכת בזמן‬
‫מוגבל‪ ,‬כיצד להציג פרויקט מול קהל‪ .‬נהנו מתהליך בניית הפריסקופ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫פרויקטון‪ :‬בניית מערכת ייחודית המאפשרת ראייה מעבר למחסומים‬
‫תיאור תמציתי של הפתרון שנבחר‪ :‬עקרון הפעולה‪ ,‬רכיבים עיקריים‪ ,‬הערכת השגת התכלית‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הפתרון שפיתחנו מבוסס על הרעיון ‪( ...‬תיאור עקרונות פיזיקליים‪ ,‬עליהם מבוסס המכשיר)‬
‫מבוסס על עיקרון זווית הפגיעה שווה לזווית ההחזרה‪ ,‬וחוקי האוריינטציה‪ ,‬על מנת שלא תיווצר דמות‬
‫הפוכה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫המערכת כוללת (פירוט כל המרכיבים בהם השתמשתם)‪ ___ :‬מראות מישוריות‪... ,‬‬
‫ארבע מראות מישוריות בשיפוע של ‪ 45‬מעלות כל אחת ומחסום או קיר באמצע‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫לקראת יישום הפתרון שלנו למוצר במציאות‪ ,‬שניתן למכור‪ ,‬יש לתת את הדעת לשאלות כגון‪:‬‬
‫מהן שאלות החקר אותן שאלנו במהלך העבודה?‬
‫ מה אנו רוצים לראות בקצה המערכת?‬‫ האם אנו רוצים לראות את הדמות המתקבלת ישרה או הפוכה?‬‫‪ -‬האם גודל המראה משפיעה על תקינות המערכת?‬
‫‪‬‬
‫מהן התגליות\התובנות אשר הניב תהליך העבודה (מה למדנו בפעילות)?‬
‫שאפשר לראות אנשים גם אם עובר ביניהם מחסום שלא מאפשר ראיה ישירה‪ ,‬שניתן לראות אנשים‬
‫גם אתה עומד עם הגב אליהם‪ -‬באופן כללי‪-‬אם אתה נמצא בסיטואציה שבאופן ישיר אתה לא‬
‫יכול לראות את חברך‪ ,‬בעזרת פריסקופ תוכל למצוא דרך לראות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מהן השאלות אשר נשארו ללא מענה‪ ,‬לאחר ביצוע הפעילות? לא נשארו לנו שאלות כאלה‪.‬‬
‫צילום המערכת‪:‬‬
‫(נמחק לנו הצילום של המערכת לכן‪ ,‬ניצור הדמיה)‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫שרטוט סכימטי של המערכת‪ ,‬המתאר את הרכיבים‪ ,‬את מהלך האור ואת היווצרות הדמות‬
‫(לפחות משתי נקודות על העצם‪ ,‬ומהלך של לפחות שתי קרניים מכל נקודה)‪:‬‬
‫הערכת השגת התכלית‬
‫‪‬‬
‫באיזו מידה עונה המערכת שבנינו‪ ,‬על המפרט שהצבנו בתחילה? הסבירו‪.‬‬
‫הבעיה הייתה‪ -‬לראות מעבר למחסומים‪ .‬המערכת שלנו מאפשרת לראות מעבר‬
‫למחסומים ישר ובגודל שווה‪ ,‬המערכת שלנו גם יכולה לאפשר תקשורת בין שני אנשים‬
‫שנמצאים מצדדים שונים של המחסום‪.‬‬
‫‪‬‬
‫האם הדמות שרואה הצופה‪ ,‬נמצאת בדיוק באותו מקום בו נמצא העצם? הסבירו‪.‬‬
‫כן‪ ,‬מראה מישורית שומרת על יחס ישר של מרחק העצם והדמות מן המראה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫האם גודל הדמות שרואה הצופה‪ ,‬שווה לגודל העצם? הסבירו‪.‬‬
‫כן‪ ,‬מראה מישורית לא משנה את גודל העצם בדמות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫עליכם לאפיין את רוחב שדה הראייה המתקבל במערכת‪ ,‬לעומת ראייה ישירה באמצעות‬
‫העיניים‪.‬‬
‫שדה הראיה יהיה קטן יותר‪ ,‬מפני שגודל המראה לא כגודל המחסום ולכן‪ ,‬לא תתאפשר‬
‫השתקפות של כל המעבר למחסום‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הצעותינו לשיפורים עתידיים במערכת שבנינו‪:‬‬
‫הוספת צינור למעבר גלי קול של האנשים מן הצדדים השונים של המחסום על מנת‬
‫לאפשר תקשורת מילולית בין השניים‪.‬‬
‫סיכום‬
‫בעבודה על הפרויקט‪ ,‬חווינו הנאה ורוח יצירתית‪ ,‬הרגשנו שהפכנו את הבלתי‪-‬אפשרי לאפשרי!‬
‫לא חשבנו תחילה שאנשים יכולו לראות מבעד למחסום והפתענו לגלות שיש דרכים רבות לכך‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 5‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫פרויקטון‪ :‬בניית מערכת ייחודית המאפשרת ראייה מעבר למחסומים‬
‫מטרת הפרויקט‪ ,‬תיאור הבעיה‪:‬‬
‫♣ מטרת הפרויקטון‪:‬‬
‫לאפשר למורה הנמצאת עם הגב אל התלמידים לראות מה מתרחש מאחוריה‪.‬‬
‫♣תיאור הבעיה‪:‬‬
‫בזמן שיעור המורה שמלמדת נמצאת עם הגב אל התלמידים‪ ,‬לפעמים במהלך השיעור קורים‬
‫תרחישים שונים המפריעים למהלך תקני של השיעור‪ ,‬ובגלל שהמורה נמצאת עם הגב אל הכיתה‬
‫היא איננה רואה הכל ‪ .‬המוצר שפיתחנו מאפשר למורה תוך כדי כתיבה על הלוח לראות את‬
‫המתרחש מאחוריה‪.‬‬
‫תיאור תמציתי של הפתרון שנבחר‪ :‬עקרון הפעולה‪ ,‬רכיבים עיקריים‪ ,‬הערכת השגת התכלית‪.‬‬
‫♣ הפתרון שפיתחנו מבוסס על הרעיון‪:‬‬
‫החזרת אור‪ :‬חוק ההחזרה ראשונה‪-‬הקרן הפוגעת האנך והקרן המוחזרת נמצאים על אותו‬
‫מישור‪.‬‬
‫חוק ההחזרה השני‪ :‬זווית הפגיעה שווה לזווית ההחזרה והן נמצאות מצדי האנך ‪.‬‬
‫♣ המערכת כוללת‪:‬‬
‫‪ 6‬מראות מישוריות וקאפה מלבנית לשלושת המראות שנמצאו בזווית של ‪. 113°‬‬
‫♣ לקראת יישום הפתרון שלנו למוצר במציאות‪ ,‬שניתן למכור‪ ,‬יש לתת את הדעת לשאלות כגון‪:‬‬
‫איך אפשר לאפשר שדה ראייה גמיש במידה מרבית?‬
‫האם הדמות שנוצרה זהה לאוריינטציה של העצם עליו מסתכלים?‬
‫איך אפשר להפוך את המוצר לנוח יותר להחזקה?‬
‫♣ מהן שאלות החקר אותן שאלנו במהלך העבודה?‬
‫מהי מטרת הפרויקט?‬
‫למי הוא מיועד?‬
‫מהן הדרישות?‬
‫באילו מרכיבים נשתמש כדי ליישם את הפתרון?‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 5‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫♣ מהן התגליות\התובנות אשר הניב תהליך העבודה?‬
‫למדנו מהי אוריינטציה והבנו שעד עכשיו הייתה לנו תפיסה מוטעית בקשר למראה המישורית‪,‬‬
‫"מראה מישורית הופכת כיוונים ימין שמאל" אלא היא הופכת את הכיוון המאונך למראה‪.‬‬
‫ראינו איך ניתן בעזרת מראות לשמור על אוריינטציה‪.‬‬
‫למדנו ש"אור מתפשט בקווים ישרים"‪ ,‬ולמדנו שהראייה מתבצעת באמצעות אור‪ ,‬המגיע מן‬
‫העצם‪ ,‬אל העין של הצופה‪.‬‬
‫צילום המערכת‪:‬‬
‫שרטוט סכימטי של המערכת‪ ,‬המתאר את הרכיבים‪ ,‬את מהלך האור ואת היווצרות הדמות‪:‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 5‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫חלק ‪ II‬של פרויקטון הפריסקופ‪ :‬יישום‪ ,‬בניית מכשיר דמוי פריסקופ‬
‫הערכת השגת התכלית‪:‬‬
‫♣ באיזו מידה עונה המערכת שבנינו‪ ,‬על המפרט שהצבנו בתחילה? הסבירו‪.‬‬
‫המערכת שבנינו אינה שמרה על אוריינטציה באופן מלא‪.‬‬
‫אם נסתכל באמצעות המוצר על העצם נגלה שכיון מיקומו הפוך ביחס לאנך לכיוון שבו העצם‬
‫נמצא אם‬
‫נסתכל באמצעות עינינו‪.‬‬
‫♣ האם הדמות שרואה הצופה‪ ,‬נמצאת בדיוק באותו מקום בו נמצא העצם? הסבירו‪.‬‬
‫הדמות שרואה הצופה הפוכה למיקומו של העצם במרחב הפתוח‪ .‬האוריינטציה לא נשמרה‬
‫באופן‬
‫מלא‪ .‬מיקום הדמות שתתגלה לעיני הצופה תהיה הפוכה למיקום העצם אם נסתכל עליו‬
‫באמצעות‬
‫העיניים‪.‬‬
‫♣ האם גודל הדמות שרואה הצופה‪ ,‬שווה לגודל העצם? הסבירו‪.‬‬
‫גודל הדמות שרואה הצופה שווה לגודל העצם‪ .‬המוצר שיצרנו שומר על מימדי העצמים כך‬
‫שהדמויות‬
‫הנוצרות שוות בגודלן לעצמים‪.‬‬
‫♣ עליכם לאפיין את רוחב שדה הראייה המתקבל במערכת‪ ,‬לעומת ראייה ישירה באמצעות‬
‫העיניים‪.‬‬
‫שדה הראייה המתקבל מהמוצר שיצרנו הוא כמו ראייה ישירה באמצעות העיניים‪ .‬ניתן לשנות‬
‫את זווית האחיזה של המוצר (להטות אותו בכיוונים שונים)‪ ,‬וכך לראות את שדה הראייה בצורה‬
‫המרבית‪ .‬המצב דומה לראייה בעזרת העיניים‪.‬‬
‫♣ הצעותינו לשיפורים עתידיים במערכת שבנינו‪:‬‬
‫לדאוג לכך שהאוריינטציה תשמר באופן מלא‪.‬‬
‫ליצור מוצר יותר אסתטי למשתמשים בו‪.‬‬
‫לדאוג לנוחות מקסימאלית‪.‬‬
‫סיכום‪:‬‬
‫בעבודה על הפרויקט‪ ,‬חווינו מספר קשיים‪ ,‬גילינו שתפיסתנו הייתה מוטעית לגביי המוצר‬
‫שיצרנו‪.‬‬
‫הבנו באופן מעמיק יותר מהי אוריינטציה ואיך מגלים אם היא נשמרה באופן מלא‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בניית טלסקופ מיקרוסקופ‬
‫‪04‬‬
‫‪ .5‬בניית טלסקופ ו‪/‬או מיקרוסקופ‬
‫הפעילות חוברה ע"י ד"ר רמי אריאלי‪.‬‬
‫הפעילות נוסתה ע"י ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגלי‪ ,‬במסגרת פרויקט "פיזיקה‬
‫ותעשייה" במכון דוידסון לחינוך מדעי‪.‬‬
‫בפעילות משימות ביצוע לבניית מכשיר אופטי לפי דרישות‪.‬‬
‫ציוד וחומרים‬
‫מגוון רחב של עדשות מרכזות דקות‪.‬‬
‫‪ ‬רקע מדעי‪ ,‬חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫‪ ‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 0‬לתוצרים של תלמידים‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2633&dbsRW=1‬‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‪ :‬רקע מדעי‬
‫חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫פרויקטון בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫רקע מדעי וטכנולוגי‬
‫זווית הראייה וכושר ההפרדה‬
‫מערכת העין‪ ,‬יוצרת על הרשתית‪ ,‬דמות ממשית ומוקטנת של העצמים בשדה הראייה‪ .‬בעין‬
‫נורמאלית‪ ,‬תפקוד זה מתקיים עבור עצמים שהמרחק בינם לבין העין‪ ,‬גדול מערך מינימאלי‬
‫מסוים‪ ,‬המכונה "נקודת הראייה הקרובה ביותר" (כ ‪ 25‬ס"מ עבור אדם בוגר)‪ .‬מערכת‬
‫הראייה של העין‪ ,‬מתפקדת במגוון מרחקי העצמים‪ ,‬על ידי שינוי עדין של מרחק המוקד של‬
‫עדשת העין בהתאם למנגנון משוב‪.‬‬
‫היכולת להבחין בפרטים של העצם‪ ,‬קשורה לגודל הדמות הנוצרת על הרשתית‪ ,‬שאותה ניתן‬
‫לראות כרשת צפופה של חיישני אור‪ .‬כדי לראות את הפרטים בצורה הברורה ביותר‪ ,‬רוצים‬
‫שדמות העצם על הרשתית תהיה גדולה ככול האפשר‪.‬‬
‫התרשים מראה‪ ,‬שגודל הדמות על הרשתית‪ ,‬משתנה בהתאם לגודל הזווית ‪ ‬הנקראת "זווית‬
‫הראייה"‪ ,‬ומקיימת‬
‫‪( .tan  = h/s‬עבור זוויות קטנות ברדיאנים‪ ,‬הזווית עצמה‪ ,‬שווה‬
‫גדל ככול‬
‫בקירוב לטנגנס הזווית)‪ .‬כלומר‪ ,‬גודל הדמות של עצם בגובה מסוים‪ ,‬על הרשתית‪ֵ ,‬‬
‫שהגודל ‪ s‬קטֵ ן (העצם קרוב יותר)‪.‬‬
‫הדמות הברורה הגדולה ביותר מתקבלת‪ ,‬עבור עצם הנמצא במרחק הראייה הקרוב ביותר (‪25‬‬
‫סנטימטרים אצל בוגר בעל ראייה נורמאלית)‪ .‬במצב זה נוצרת עבור העצם זווית הראייה‬
‫המכסימלית‪ .‬מגדירים זאת כהגדלה ‪ .0‬אם נביא את העצם למרחק קטן יותר מהעין‪ ,‬לא יוכל‬
‫כושר ההסתגלות של העין לאפשר יצירת דמות חדה על הרשתית‪.‬‬
‫ובכן‪ ,‬אנו ניצבים בפני בעיה של הגדלת זווית הראייה של מערכת העין‪ .‬בעיה זאת נוגעת הן‬
‫לעצמים קטנים‪ ,‬שניתן לקרב אותם אל העין והן לעצמים רחוקים‪ ,‬שלא ניתן לשנות את‬
‫המרחק בינם לעין‪.‬‬
‫המטרה היא לתכנן ולבנות מערכת אופטית המבצעת הגדלה זוויתית של הדמות המתקבלת‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‪ :‬רקע מדעי‬
‫חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫ניתוח הבעיה‬
‫חשיבה מההתחלה לסוף‬
‫הבעיה נובעת מכך‪ ,‬שכושר ההסתגלות של העין מוגבל‪ .‬כלומר קיים רוחק מוקד מינימאלי‬
‫למערכת העין‪ .‬במילים אחרות‪ ,‬קיימת עוצמה מכסימאלית למערכת העין‪ .‬אילו היה ניתן‬
‫להקטין את מרחק המוקד‪ ,‬כלומר להגדיל את העוצמה של מערכת העין‪ ,‬הייתה הבעיה‬
‫נפתרת! כלומר‪ ,‬עלינו לבנות מערכת אופטית הכוללת את העין ורכיבים נוספים‪ ,‬שהעוצמה‬
‫של המערכת תהיה גדולה מזו של מערכת העין‪ .‬דבר זה מתאפשר על ידי הצמדת עדשה‬
‫מרכזת למערכת העין‪.‬‬
‫חשיבה מהסוף להתחלה‬
‫נניח שכבר פתרנו את הבעיה‪ ,‬כלומר כבר בנינו מערכת אופטית הכוללת את העין ורכיבים‬
‫נוספים‪ ,‬כך שזווית הראייה תהיה גדולה מזווית הראייה המכסימלית בעין לבדה‪ .‬כלומר‪,‬‬
‫המערכת יוצרת על הרשתית דמות חדה גדולה יותר‪ ,‬מזאת הנוצרת על ידי העין לבדה‪ ,‬בנקודת‬
‫הראיה הקרובה ביותר‪ .‬כידוע‪ ,‬בעין מרחק הדמות הוא קבוע (קוטר גלגל העין)‪ ,‬לכן יחס‬
‫הגדלה גדול יותר‪ ,‬קשור למרחק עצם קטן יותר‪ ,‬ולכן למרחק מוקד קטן יותר – בהתאם‬
‫לקשרים בעדשות‪ .‬כלומר עלינו להגדיל את העוצמה של מערכת העין ודבר זה דורש הצמדת‬
‫עדשה מרכזת למערכת העין‪.‬‬
‫הסתכלות מערכתית‬
‫המערכת האופטית מכילה כתת מערכות‪ ,‬את מערכת העין ואת העדשה המרכזת שעלינו‬
‫להוסיף‪ ,‬את העצם ואת מהלך האור (תרשים מלבנים)‪.‬‬
‫העדשה‬
‫המרכזת‬
‫העין‬
‫האור‬
‫העצם‬
‫האור‬
‫האור המגיע אל העדשה מן העצם‪ ,‬צריך ליצור דמות שתהווה בעצמה עצם עבור מערכת העין‪.‬‬
‫כלומר‪ ,‬הדמות צריכה להיווצר במקום שבו מערכת העין יכולה לתפקד וליצור דמות חדה על‬
‫הרשתית‪ .‬כך הגדרנו את תפקוד העדשה המרכזת בתוך המערכת‪ .‬כדי לאפיין את העדשה‬
‫המרכזת (מרחק המוקד‪ ,‬מיקום‪ ,‬ממדים) עלינו לחשוב על גבולות התפקוד של מערכת העין‪.‬‬
‫גבול עליון‪ :‬העין תתפקד במלא עוצמתה‪ .‬העצם שלה ימצא בנקודת הראיה הקרובה ביותר‪.‬‬
‫יתרונות‪ :‬עוצמת העדשה שיש להוסיף תהיה קטנה יחסית‪ ,‬פחות עיוותים‪.‬‬
‫חסרונות‪ :‬העין מתעייפת‪ ,‬צפייה ממושכת כרוכה במאמץ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‪ :‬רקע מדעי‬
‫חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫ניתוח‪ :‬העדשה המרכזת צמודה לעין ויוצרת דמות מדומה ומוגדלת‪ ,‬בנקודת הראיה הקרובה‬
‫ביותר של העין‪ .‬העצם צריך להיות קרוב יותר‪ ,‬מאשר מרחק המוקד של העדשה המרכזת‪.‬‬
‫נניח שמעוניינים בזווית ראייה גדולה פי ‪ 5‬מאשר זווית הראייה המכסימאלית‪ ,‬המתאפשרת‬
‫על ידי העין לבדה‪.‬‬
‫כלומר‪ ,‬צריך יחס הגדלה של פי ‪ 5‬בעדשה המרכזת‪ .‬נוכל לחשב‪:‬‬
‫‪5 = 25/u‬‬
‫‪u = 5 cm‬‬
‫)‪1/f = 1/5+1/(-25‬‬
‫‪1/f = 4/25‬‬
‫‪f = 6.25cm‬‬
‫אפשר כמובן לשים את העדשה המרכזת במרחקים שונים מהעין ואז החישוב משתנה‬
‫בהתאם‪.‬‬
‫גבול תחתון‪ :‬העין תתפקד במינימום עוצמתה‪ .‬העצם שלה ימצא בנקודת הראיה הרחוקה‬
‫ביותר (אינסוף)‪.‬‬
‫יתרונות‪ :‬העין אינה מתעייפת‪ ,‬צפייה ממושכת אינה כרוכה במאמץ‪.‬‬
‫חסרונות‪ :‬עוצמת העדשה שיש להוסיף תהיה גדולה יחסית‪ ,‬יותר עיוותים‪.‬‬
‫ניתוח‪ :‬העדשה המרכזת צמודה לעין‪ .‬העצם נמצא במישור המוקד של העדשה המרכזת‪.‬‬
‫במקרה זה נוצרת דמות מדומה באינסוף‪ .‬העין מקבלת אלומות קרניים מקבילות ואינה‬
‫צריכה להסתגל‪.‬‬
‫זווית הראייה המכסימאלית של העין לבדה‪:‬‬
‫‪tan  = h/d‬‬
‫זווית הראייה המכסימאלית של המערכת‪:‬‬
‫‪tan  = h/f‬‬
‫ההגדלה הזוויתית‪:‬‬
‫‪tan  tan =d/f‬‬
‫כדי לקבל הגדלה זוויתית פי ‪ 5‬במצב זה‪ ,‬נזדקק להצמיד לעין עדשה מרכזת‪ ,‬בעלת מרחק‬
‫מוקד של ‪ ,5cm‬ולהציב את העצם בדיוק במישור המוקד‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‪ :‬רקע מדעי‬
‫חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫"זכוכית מגדלת"‪:‬‬
‫המתקן הפשוט ביותר להגדלת הדמות המתקבלת על הרשתית‪ ,‬היא עדשה מרכזת בעלת‬
‫מרחק מוקד קצר‪ .‬העצם נמצא במוקד העדשה‪ .‬נוצרת דמות מדומה‪ ,‬ישרה‪ ,‬מוגדלת‪.‬‬
‫סיכום ביניים‬
‫באופן עקרוני‪ ,‬פתרנו את הבעיה של הגדלת זווית הראייה‪ ,‬עבור עצמים קטנים וקרובים‪.‬‬
‫לכאורה‪ ,‬כל שעלינו לעשות הוא להשתמש בעדשות מרכזות‪ ,‬בעלות מרחקי מוקד קטנים‬
‫כרצוננו‪ ,‬ונשיג כל הגדלה זוויתית רצויה‪.‬‬
‫האומנם? ובכן‪ ,‬מרחקי מוקד קטנים‪ ,‬כרוכים ברדיוסי עקמומיות קטנים וסטייה משמעותית‬
‫מהתנהגות אידיאלית של עדשות‪ .‬מידת העיוותים הצורניים והצבעיים תלך ותחמיר‪ .‬לכן יש‬
‫צורך להמשיך לשפר את הרעיון‪ ,‬על ידי יצירת מערכות אופטיות מורכבות יותר‪ ,‬שיתנו מענה‬
‫הן לעצמים קטנים וקרובים והן לעצמים גדולים ורחוקים‪.‬‬
‫שיקולים של עוצמת האור‬
‫עדשה עם רדיוסים קטנים‪ ,‬פירושה גודל פיזי קטן של העדשה‪ ,‬ולכן כמות האור הנקלטת‬
‫באמצעותה קטנה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‪ :‬רקע מדעי‬
‫חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫במיקרוסקופ העצם נמצא קרוב מאוד‪ ,‬ולכן משתמשים ב ‪ 2‬עדשות מרכזות‪.‬‬
‫העדשה הקרובה לעצם הנבדק (אוביקט)‪ ,‬נקראת עצמית (אובייקטיב = ‪ ,)Objective‬והעדשה‬
‫הקרובה לעין נקראת עינית (אוקולר = ‪.)Ocular‬‬
‫העצם עליו צופים‪ ,‬נמצא מעט לאחר מרחק המוקד של האוביקטיב (כפי שרואים באיור)‪.‬‬
‫עדשה ראשונה יוצרת דמות ממשית (מוגדלת) של העצם בנקודה ‪ ,I1‬ועדשה שנייה משמשת‬
‫כ"זכוכית מגדלת"‪.‬‬
‫הגדלת המיקרוסקופ‪M = s'/s*25/f :‬‬
‫בטלסקופ העצם נמצא רחוק‪ ,‬ולכן זווית הראייה שלו קטנה מאוד‪ .‬אנו רוצים לראות אותו‬
‫בזווית ראייה גדולה יותר (לראות אותו כאילו הוא נמצא קרוב יותר)‪.‬‬
‫הגדלת הטלסקופ‪M = F/f :‬‬
‫ההבדל בין טלסקופ למיקרוסקופ‪ ,‬הוא בשימוש בעדשה בעלת מרחק מוקד ארוך‪ ,‬בצד בו‬
‫נמצא העצם עליו מתבוננים‪.‬‬
‫עדשת האוביקטיב קולטת אלומת אור כמעט מקבילה (מגיעה מאינסוף)‪ ,‬ולכן יוצרת דמות‬
‫שלה במוקד )‪.(I1‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‪ :‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫פרויקטון בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫מבוא‬
‫בלימודי הפיזיקה בבית הספר‪ ,‬המערכת האופטית מוצגת במקרים רבים כ"בעיה"‪ ,‬שאותה יש‬
‫לפתור באמצעות חישובים ונוסחאות‪ .‬בעולם הטכנולוגיה‪ ,‬המערכת האופטית מהווה פתרון‬
‫לבעיה טכנולוגית‪.‬‬
‫בתכנון של מערכת אופטית יש להגדיר דרישות ולאפיין תפקודים הדרושים להשגת המטרה‪.‬‬
‫המשימה‬
‫בפרויקטון שתבצעו היום‪ ,‬תדרשו לבנות מערכות אופטית המבוססת על שימוש בעדשות‪ ,‬על‬
‫מנת לאפשר ראייה ברורה של עצמים‪ ,‬בתנאים שהראייה הטבעית אינה מספקת – ראייה של‬
‫עצמים קטנים וקרובים וראייה של עצמים גדולים ורחוקים‪.‬‬
‫יישום מושכל של רכיבים אופטיים במערכת‬
‫בפרויקט יש צורך להגדיר אילו רכיבים יכולים לשמש להשגת המטרה של הפרויקט‪ .‬לעיתים‬
‫קיים מיגוון רכיבים אופטיים המבצעים את הפעולה הנדרשת‪ ,‬ויש לדעת לבחור מביניהם את‬
‫הרכיב האופטימלי (המתאים ביותר)‪ ,‬שכן לכל רכיב יש מגבלות אופייניות‪ .‬כדי לבחור את‬
‫הרכיב האופטימלי‪ ,‬יש להכיר את הר כיבים מבחינת תכונותיהם‪ ,‬ובמיוחד יש להכיר את‬
‫היתרונות והחסרונות של כל אחד מהם‪.‬‬
‫כל רכיב אופטי שרוצים לשלב במערכת‪ ,‬יש לאפיין מבחינת תכונותיו‪ ,‬כדי לקבוע האם הוא‬
‫מתאים להשגת המטרה ההנדסית של הפרויקט‪.‬‬
‫רכיבים אופטיים ניתן לאפיין מבחינת‪:‬‬
‫‪ ‬גיאומטריה‪ :‬מבנה‪ ,‬צורה‪ ,‬גודל (ממדים)‪ ,‬וכו'‪.‬‬
‫‪ ‬חומרים מהם בנוי הרכיב – קובעים את התכונות האופטיות שלו‪.‬‬
‫‪ ‬תכונות מכניות‪ ,‬תרמיות וחשמליות‪.‬‬
‫‪ ‬עמידות בתנאים משתנים‪.‬‬
‫יש פרמטרים אותם קל לאפיין (למשל‪ ,‬ממדים)‪ ,‬ולעומתם אחרים‪ ,‬שנדרשת מדידה מסובכת‬
‫למציאתם (למשל‪ ,‬אפיון ספקטראלי)‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‪ :‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫חיבר ד"ר רמי אריאלי‬
‫בכל מדידה של פרמטר המאפיין את הרכיב האופטי‪ ,‬יש לציין גם את השגיאה היחסית (אי‬
‫הוודאות) המוערכת של התוצאה‪.‬‬
‫יש לתעד את המדידות והתוצאות המתקבלות באופן ברור‪ ,‬כך שלקורא יהיה ברור מה ביצענו‪,‬‬
‫ומה התוצאות שקיבלנו‪.‬‬
‫הדיווח‬
‫בדו"ח יש לכלול‪:‬‬
‫‪‬‬
‫תרשים סכימטי של המערכת שבניתם‪ ,‬כולל מהלך קרניים‪ ,‬החל מהעצם ועד לדמויות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מספר העדשות בהן השתמשתם‪,‬‬
‫‪‬‬
‫סוגי העדשות (מפזרת‪/‬מרכזת) ואיפיונן (גודל‪ ,‬צורה וכו')‪.‬‬
‫‪‬‬
‫סדר העדשות (מי פונה לכיוון האובייקט עליו מסתכלים)‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מיקומן היחסי (המרחק ביניהן) של העדשות ומיקום העין ביחס אליהן‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מרחק העצם מהעדשה הראשונה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫האם הדמות המתקבלת ישרה או הפוכה‪ ,‬מוגדלת או מוקטנת‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מהי ההגדלה של המערכת?‬
‫(גם בדרך של מדידה עם הסבר‪ ,‬וגם בדרך של חישוב)‪.‬‬
‫‪‬‬
‫צילום המערכת שבניתם‪ ,‬עם כיתוביות על הצילום המסבירות את המערכת‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הצעות ורעיונות לשיפורים של המערכת שבניתם‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪...‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫פרויקטון מיקרוסקופ וטלסקופ‬
‫מיקרוסקופ‪:‬‬
‫תרשים סכימטי של המערכת (כולל קרניים)‬
‫אדום‪ -‬דמויות שנוצרו והעצם‬
‫אפור‪ -‬עדשות‬
‫עיגול לבן ושחור‪ -‬עין‬
‫מספר עדשות בהן השתמשנו‪ ,‬סוג העדשות (מפזרת‪/‬מרכזת) איפיונן‬
‫השתמשנו בשתי עדשות מרכזות‪ .‬העדשה הקרובה יותר לעין בעלת מוקד של ‪ 0.5‬ס"מ והרחוקה‬
‫יותר ‪ 4‬ס"מ‪ .‬גודל העדשות וצורתן עדשה מרכזת דו קמורה‪ .‬קוטר עדשה הקרובה לעצם ‪2.5‬‬
‫ס"מ‪ ,‬קוטר העדשה הקרובה לעין ‪ 0‬ס"מ‪.‬‬
‫סדר העדשות‪ ,‬מיקומן ומיקום העין‬
‫קבענו קודם את העדשה בעלת מרחק המוקד הקטן יותר‪ 0.5 ,‬ס"מ‪ ,‬העין במרחק כמה ס"מ‬
‫בודדים מהעדשה (כמה שיותר קרוב)‪ .‬העדשה השנייה מרוחקת מעצם ‪ 16.5‬ס"מ‪ ,‬ומהעדשה‬
‫הקרובה לעין מרוחקת‪ 01.5‬ס"מ‪.‬‬
‫מרחק בין העצם לעדשה הראשונה‬
‫בין העצם לעדשה הראשונה ‪ 16.5‬ס"מ‪.‬‬
‫תאור דמות ( ישרה‪-‬הפוכה‪ ,‬מוגדלת מוקטנת)‬
‫הדמות שהתקבלה מוגדלת והפוכה‪.‬‬
‫הגדלה כללית של המערכת (מדידה‪ ,‬הסבר‪ ,‬חישוב)‬
‫לפי הנוסחה‪ ,‬צריך להציב את העדשה בעלת מרחק המוקד הקטן יותר קרוב לעין‪ .‬כמו כן המרחק‬
‫בין שתי העדשות צריך להיות גדול מאוד (ככל שניתן)‪ .‬מדדנו את המרחק בין העדשה‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫הראשונה לעצם‪ 16.5 ,‬ס"מ‪ .‬המרחק בין שתי העדשות ‪ 01.5‬ס"מ ומרחק העדשה הקרובה לעין‬
‫מהעצם‪ 55 ,‬ס"מ‪.‬‬
‫צילום המערכת (כולל כתוביות)‬
‫הדמות המתקבלת‪,‬‬
‫והפוכה‬
‫מוגדלת‬
‫המילה "שלום"‬
‫עדשה‬
‫לעין‬
‫קרובה‬
‫עדשה‬
‫לעצם‬
‫קרובה‬
‫ע‬
‫צ‬
‫הצעות לשיפור‬
‫כדי לשפר את המערכת וההגדלה ניתן היה לשים את העדשה הקרובה לעצם קורב יותר מהמרחק‬
‫בו אנו הנחנו אותה‪ ,‬כך הייתה מתקבלת הגדלה גדולה אף יותר‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫טלסקופ‬
‫תרשים סכימטי של המערכת (כולל קרניים)‬
‫מספר עדשות בהן השתמשנו‪ ,‬סוג העדשות (מפזרת‪/‬מרכזת) איפיונן‬
‫השתמשנו בשתי עדשות‪ .‬העדשה הקרובה לעין היא עדשה מפזרת‪ ,‬רוחק מוקד ‪ 0.5‬ס"מ‪ ,‬ואילו‬
‫העדשה הקרובה לעצם היא עדשה מרכזת בעלת רוחק מוקד של ‪ 23‬ס"מ‪.‬‬
‫סדר העדשות‪ ,‬מיקומן ומיקום העין‬
‫העדשה הקרובה לעין היא עדשה מפזרת‪ ,‬קרובה מאוד לעין‪ ,‬עדשה שנייה‪ ,‬מרכזת‪ ,‬רחוקה ממנה‬
‫‪ 23‬ס"מ‪.‬‬
‫מרחק בין העצם לעדשה הראשונה‬
‫בין העצם לעדשה הראשונה המרחק הוא כאורך המסדרון מחוץ לכיתה (התבוננו עם המכשיר על‬
‫בר המים שניצב במקום)‪ ,‬אנו מעריכות כי המרחק הוא ‪ 13-15‬מטרים‪( .‬מצטערות אם חוש‬
‫המידה שלנו לא משהו)‪.‬‬
‫תאור דמות ( ישרה‪-‬הפוכה‪ ,‬מוגדלת מוקטנת)‬
‫הדמות מוגדלת‪ ,‬ישרה‪.‬‬
‫הגדלה כללית של המערכת (מדידה‪ ,‬הסבר‪ ,‬חישוב)‬
‫לפי הנוסחה‪ ,‬מרחק כולל בין שתי העדשות פחות מרחק המוקד של העדשה הקרובה לעין חלקי‬
‫מרחק המוקד של העדשה הקרובה לעין שווה להגדלה‪ .‬לכן‪ ,‬בחרנו בעדשה הקרובה לעין בעלת‬
‫מרחק מוקד קטן יותר כדי שההגדלה תהיה גדולה יותר וכן ניסינו מרחק גדול למדי בין שתי‬
‫העדשות‪ .‬אבל במרחק גדול מדי בין העדשות לא ראינו בבירור את העצם עליו הבטנו‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫צילום המערכת (כולל כתוביות)‬
‫עדשה קרובה לעין‬
‫(מפזרת)‬
‫עדשה קרובה‬
‫לעצם‬
‫(מרכזת)‬
‫הצעות לשיפור‬
‫בטלסקופ זה בחרנו את המרחק בין שתי העדשות שיהיה לא גדול מאורכי המוקד שלהם‪.‬את‬
‫העדשה הקרובה לעין בחרנו כמפזרת כך שהדמות שתיווצר תהיה ישרה ולא נצטרך לשים עדשה‬
‫נוספת כדי להפוך אותה‪ .‬אבל‪ ,‬ההגדלה שיצאה לנו היא יחסית קטנה‪ ,‬כדי לשפר את ההגדלה‬
‫יכולנו לבנות דגם טיפה שונה של טלסקופ‪ ,‬בעל שתי עדשות מרכזות ועדשה נוספת שניתן להציב‬
‫כדי לקבל את ה דמות של העצם ישרה‪ .‬כדי להפוך את הדמות צריך להציב את העצם במרחק‬
‫פעמיים אורך המוקד לפני העדשה ואז הדמות תתקבל באותו מרחק אחרי העדשה‪ ,‬לכן ההגדלה‬
‫תהיה בערך פי ‪ 4‬מאורך המוקד של העדשה‪ .‬אם היה לנו מספיק זמן היינו מנסות לבנות מודל זה‬
‫כדי להוכיח את השערתנו‪ ,‬בינתיים ניאלץ להסתפק במה שהספקנו‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫פרוייקטון מיקרוסקופ טלקסקופ‬
‫בניית מערכת ‪ :‬מיקרוסקופ‬
‫תרשים סכמטי של המערכת הכולל מהלך קרניים –‬
‫מספר העדשות בהן השתמשתי – השתמשתי בשתי עדשות מרכזות ‪ ,‬כאשר האחת קרובה‬
‫לעצם הנבדק ונקראת אובייקט ‪ ,‬ואילו השנייה היא עדשה אשר קרובה לעין ונקראת עינית ( אוקולר)‪.‬‬
‫סוגי העדשות ואפיונן – ‪ 2‬עדשות מרכזות‪ .‬העדשה הקרובה יותר לעין בעלת מרחק מוקד‬
‫של ‪ 5.5‬ס"מ ואילו העדשה הרחוקה יותר מהעין והקרובה לעצם בעלת מרחק מוקד של‬
‫‪ 7‬ס"מ‪ .‬העדשות הן עדשות מרכזות ‪ ,‬כלומר דו קמורות ‪.‬‬
‫סדר העדשות‪ ,‬מיקום העין ביחס אליהן‪ ,‬מרחק העצם מהעדשה הראשונה ‪-‬קבעתי את העדשה‬
‫בעלת מרחק המוקד הקטן יותר (‪ 5.5‬ס"מ) כעדשה הקרובה יותר לעין ‪ ,‬ומיקמתי אותה במרחק ‪5‬‬
‫ס"מ מהעין ‪ .‬את העדשה השנייה בעלת מרחק מוקד של ‪ 7‬ס"מ מיקמתי כאשר היא קרובה יותר‬
‫לעצם במרחק ‪ 22‬ס"מ מן העצם ‪ .‬המרחק בין העין לעדשה זו היה ‪ 02‬ס"מ ‪ ,‬ואילו המרחק בין שתי‬
‫העדשות היה ‪ 55‬ס"מ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫תיאור הדמות המתקבלת‪ -‬הדמות המתקבלת היא הפוכה ומוגדלת ‪ .‬מן האובייקטיב‬
‫מתקבלת דמות הפוכה ‪ ,‬ממשית ומוגדלת ומשמשת בתור עצם לאוקולר ‪ ,‬הפועל כזכוכית‬
‫מגדלת ‪ .‬האוקולר יוצר תמונה מדומה‪ ,‬מוגדלת והפוכה ‪.‬‬
‫הגדלה כללית של המערכת ( מדידה עם הסבר‪ ,‬חישוב ) –‬
‫הגדלת המיקרוסקופ מקיימת ‪ ,M= S'/S * 25/f :‬ולכן ‪:‬‬
‫‪M= 15/20 * 25/5.5 = 3.41‬‬
‫צילום המערכת שבניתי ( כולל כתוביות המסבירות את המערכת )‬
‫הצעות לשיפור המערכת‪ -‬יכולתי ליצור מערכת שמגדילה אף יותר את האובייקט אם הייתי מקרבת‬
‫עוד יותר את העדשה הקרובה לעין אל העין ‪ ,‬עד שכמעט ולא קיים ביניהם מרחק ‪ ,‬או אם הייתי‬
‫מגדילה את המרחקים שבין שתי העדשות ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫בניית מערכת ‪ :‬טלסקופ‬
‫תרשים סכמטי של המערכת הכולל מהלך קרניים –‬
‫מספר העדשות בהן השתמשתי‪ ,‬סוגי העדשות ואפיונן – השתמשתי בשתי עדשות כאשר האחת‬
‫היא עדשה מפזרת ( דו קעורה ) שמשמשת כאוקולר ‪ ,‬רוחק המוקד שלה היה ‪ 0‬ס"מ‪ ,‬ועדשה אחרת‬
‫הייתה עדשה מרכזת ( דו קמורה ) שמשמשת כאובייקטיב ‪ ,‬בעלת רוחק מוקד של ‪ 51‬ס"מ ‪.‬‬
‫סדר העדשות‪ ,‬מיקומן ‪,‬מיקום העין‪ ,‬מרחק ביון העצם לעדשה הראשונה ‪ -‬העדשה הקרובה לעין‬
‫היא העדשה המפזרת שמשמשת כאוקולר ‪ ,‬והיא נמצאת במרחק של כ‪ 5-‬ס"מ מהעין ‪ .‬העדשה‬
‫השנייה היא עדשה מרכזת ‪ ,‬אשר נמצאת קרוב יותר לאובייקט עליו מסתכלים‪ .‬העדשה המרכזת‬
‫נמצאת במרחק של כ‪ 52-‬ס"מ מן העצם ‪ ,‬המרחק בין שתי העדשות הוא ‪ 22‬ס"מ ‪ ,‬והמרחק בין העין‬
‫לעדשה המרכזת הוא ‪ 25‬ס"מ ‪.‬‬
‫תאור דמות שהתקבלה –‬
‫המוקדים של האובייקטיב והאוקולר מתלכדים כך שנוצרת דמות ‪ h‬רחוקה מאוד ‪ ,‬מדומה והפוכה ל‪-‬‬
‫'‪ . H‬כיוון ש‪ H' -‬הפוכה לעצם ‪ ,‬הרי ש ‪ h -‬היא ישרה יחסית לעצם ‪.‬‬
‫הגדלה כללית של המערכת – עפ"י נוסחת ההגדלה הקווית של טלסקופ המרחק הכולל בין שתי‬
‫העדשות פחות מרחק המוקד של העדשה הקרובה לעין חלקי מרק המוקד של העדשה הקרובה לעין‬
‫שווה להגדלה הקווית ‪ .‬ולכן‪ ,‬הטלסקופ יש שימוש בעדשה בעלת מרחק מוקד ארוך בצד בו נמצא‬
‫העצם עליו מתבוננים ‪ ,‬ובעדשה בעלת מרחק מוקד קטן אשר קרובה לעין‪ .‬שילוב זה יוצר הגדלה‬
‫קווית גדולה יותר ‪.‬‬
‫ולכן ההגדלה הקווית היא ‪:‬‬
‫‪(20-4) : 4= 4‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫צילום המערכת (כולל כתוביות)‬
‫הצעות לשיפור המערכת –‬
‫הטלסקופ שבניתי הוא למעשה עפ"י דגם טלסקופ גליליי‪.‬‬
‫אך‪ ,‬ההגדלה הקווית שיצאה לי הייתה קטנה מדי ‪ ,‬ולכן כדי לשפר את המערכת וליצור ראייה‬
‫של העצם כאילו הוא קרוב יותר ובזווית ראייה גדולה יכולתי להגדיל עוד יותר את המרחקים‬
‫או אף לבנות דגם שונה של טלסקופ – טלסקופ אסטרונומי‪ .‬טלסקופ זה בנוי מ‪ 2-‬עדשות‬
‫מרכזות ‪.‬‬
‫הקרניים המגיעות מהעצם‪ ,‬פוגעות בעדשה ‪ ,5‬עדשת העצם (האובייקטיב)‪ .‬הדמות הממשית‬
‫וההפוכה של העצם מתקבלת ב‪ H ' -‬סמוך מאד ומעבר ל‪ , f 1 -‬מוקד האובייקטיב‪ .‬עדשה ‪,2‬‬
‫עדשת העין (האוקולר)‪ ,‬מוצבת כך‪ ,‬שמוקדה ‪ f 2‬מתלכד עם זה של האובייקטיב‪ .‬הדמות ' ‪H‬‬
‫נמצאת לפיכך בין האוקולר ו ‪ , f 2 -‬אולם כל כך קרובה למוקד‪ ,‬שהיא למעשה מתלכדת‬
‫עמו‪ H ' .‬משמשת כעצם לאוקולר‪ ,‬כך שנוצרת דמות ‪ h‬מדומה הרחק מעבר ל‪h . H ' -‬‬
‫הפוכה יחסית לעצם‪ ,‬ואינה מופיעה בציור ‪ .50‬העין רואה את ‪ h‬בזווית ‪ . ‬הדמות שהעין‬
‫רואה‪ ,‬נשארת למעשה רחוקה מאד מהעין‪ ,‬אולם גודלה הזוויתי גדל‪ .‬הגדלה אפקטיבית של‬
‫הגודל הזוויתי של עצם רחוק גורמת לכך‪ ,‬שניתן להבחין בפרטיו‪ .‬ולכן‪ ,‬הגדלת הטלסקופ‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בבניית דגם זה תהיה יעילה יותר מהמערכת שבניתי בכיתה‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫פרויקטון מיקרוסקופ וטלסקופ‬
‫מיקרוסקופ‪:‬‬
‫השתמשנו בשתי עדשות‪.‬‬
‫עדשה ‪ :1‬העינית‪ .‬עדשה מרכזת שמרחק המוקד שלה הוא ‪.12‬‬
‫עדשה ‪ :2‬העדשה הקרובה אל העצם‪ .‬עדשה מרכזת שמרחק המוקד שלה ‪.6‬‬
‫מיקום‪:‬‬
‫העינית נמצאת במרחק של ‪ 05‬ס"מ מהאובייקטיב שנמצא ‪ 1‬ס"מ מהעצם‪.‬‬
‫גודל העצם‪:‬‬
‫‪ 1‬מ"מ (אות בספר תהילים קטן)‪.‬‬
‫גודל הדמות‪:‬‬
‫‪ 0.34‬ס"מ‪.‬‬
‫חישוב‪:‬‬
‫‪H0=1‬מ"מ‬
‫‪H1\H0=V\U=24\8=3‬‬
‫‪ H1=3H0=3‬מ"מ‬
‫‪.51.01=|\13213|-='\U'H2\H1=V‬‬
‫‪ 511H2=12H1=3‬מ"מ‬
‫‪ H2=3.6‬ס"מ‬
‫הסבר לשינוי בגודל‪:‬‬
‫תחילה רצינו ליצור דמות ממשית ומוגדלת לעצם שלנו‪ ,‬לכן הנחנו אותו במרחק גדול ממוקד‬
‫האובייקטיב (‪ )6‬וקטן מפעמיים מוקד האובייקטיב (‪ .)12‬נוצרה לנו דמות ממשית מוגדלת בגודל‬
‫‪ 0‬מ"מ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫לאחר מכן רצינו ליצור לדמות הממשית שנוצרה ע"י האובייקטיב דמות מדומה מוגדלת‪ ,‬לכן‬
‫הנחנו את העינית בצורה כזו שמרחק הדמות יהיה קטן ממוקד העינית (‪ 11 -)12‬ס"מ‪ .‬נוצרה‬
‫דמות מדומה מוגדלת בגודל של ‪ 0.34‬ס"מ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫בניית מיקרוסקופ ו‪/‬או טלסקופ‬
‫טלסקופ‪:‬‬
‫השתמשנו בשתי עדשות‪:‬‬
‫עדשה ‪ :1‬עינית‪ .‬מרחק מוקד ‪ 5‬ס"מ‪.‬‬
‫עדשה ‪ :2‬אובייקטיב‪ .‬מרחק מוקד ‪ 23‬ס"מ‪.‬‬
‫מיקום‪:‬‬
‫המרחק בין שתי העדשות הוא ‪ 24‬ס"מ‪.‬‬
‫גודל העצם‪ :‬כ‪ 1‬מטר‪.‬‬
‫גודל הדמות‪ :‬כ‪ 0‬ס"מ‪.‬‬
‫חישוב‪:‬‬
‫ראשית‪ ,‬מכיוון שאל האובייקטיב מגיעה אלומת קרניים מקבילות מהאינסוף (מרחק גדול מאוד‬
‫ביחס למוקד העדשה)‪ ,‬נוצרת דמות במוקד האובייקטיב בגודל של כ‪ 3.6‬ס"מ‪.‬‬
‫‪H1\H2=V’\U’=|-20\4|=5‬‬
‫‪H2=5H1=3‬ס"מ‬
‫הסבר לשינוי בגודל‪:‬‬
‫כאמור‪ ,‬אל האובייקטיב מגיעה אלומת קרניים מקבילות שיוצרות דמות ממשית בגודל ‪ 3.6‬ס"מ‬
‫על מוקד האובייקטיב‪.‬‬
‫ע"מ ליצור דמות מדומה מוגדלת יש להניח את העינית בצורה כזו שהדמות הממשית תהיה בינה‬
‫לבין מרחק המוקד (‪ -)5‬במרחק ‪ 4‬ס"מ מהעדשה‪.‬‬
‫כך נוצרה דמות מוגדלת ומדומה בגודל ‪ 0‬ס"מ‪.‬‬
‫הצעה לשיפור‪:‬‬
‫(מתאימה גם למיקרוסקופ וגם לטלסקופ)‬
‫כדי ליצור דמות מדומה יותר גדולה יש להניח‬
‫את העינית כך שהמרחק בין הדמות הממשית‬
‫לבין העדשה יהיה קטן ממרחק המוקד של‬
‫העינית בפחות מ‪ 1‬ס"מ (‪ 1‬מ"מ וכו')‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫מצלמת אינטרנט‬
‫‪54‬‬
‫‪ .6‬מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫הפעילות חוברה ע"י ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‪.‬‬
‫הפעילות נוסתה ע"י ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‪ ,‬במסגרת פרויקט "פיזיקה‬
‫ותעשייה" במכון דוידסון לחינוך מדעי‪.‬‬
‫בפעילות זו התלמידים יעשו שימוש במצלמת האינטרנט ויאפיינו את תכונותיה כמערכת ליצירת‬
‫תמונה וכמערכת לגילוי אור וצבע‪.‬‬
‫ציוד וחומרים‪:‬‬
‫לפעילות בכיתה יש להכין מספר רב של מקורות אור (בדומה לפעילות צפייה במקורת אור‬
‫באמצעות עין ובאמצעים אופטיים כגון שריג)‪ :‬נוריות להט‪ ,‬דיודות פולטות אור בצבעים שונים‬
‫(כולל לבן)‪ ,‬פלואורסצנט‪" ,‬אור שחור"‪ ,‬שפופרות גז מסוגים שונים וכו')‪ .‬יש לצייד את התלמידים‬
‫בשריגי עקיפה‪ ,‬ובפילטרי צבע בצבעים שונים‪.‬‬
‫מקורות אור שונים‪ ,‬עם ספקי המתח שלהם‪,‬‬
‫שריגים‪,‬‬
‫מקטבים‪,‬‬
‫בריסטולים שחורים‪,‬‬
‫מספריים‪ ,‬ניירות דבק‪ ,‬וכו'‪,‬‬
‫שולחנות אופטיקה מגנטיים עם המחזיקים (זוויות)‪,‬‬
‫מחשבים עם כניסת ‪ USB‬למצלמת האינטרנט‪ ,‬ועם תוכנת הפעלת המצלמה מותקנת‪.‬‬
‫‪ ‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 0‬לתוצרים של תלמידים‬
‫‪ ‬דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של תלמידים‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2634&dbsRW=1‬‬
‫מצלמת אינטרנט – דפי הפעילות לתלמידים‬
‫‪55‬‬
‫מתוך חומרי הלמידה של התוכנית פיזיקה ותעשייה‬
‫חיברו‪ :‬ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מצלמת האינטרנט המתחברת למחשב היא מערכת אופטית מורכבת‪ .‬המערכת כוללת את‬
‫המצלמה האופטית ואת המחשב עם התוכנה‪ .‬במצלמה קיימת מערכת עדשות המשמשת‬
‫למיקוד האור (יצירת דמות) אל מערך חיישנים דו ממדי רגיש המתרגם את אותות האור‬
‫המגיעים לכל חיישן לאותות חשמליים המועברים לעיבוד מידע אלקטרוני במחשב‪ .‬התוצאה‬
‫המתקבלת היא תמונה על המסך המתחדשת בקצב של ‪ 15-03‬פעמים בשנייה‪ .‬ניתן‪ ,‬באמצעות‬
‫התוכנה‪ ,‬גם להקפיא תמונה‪ ,‬ולשמור אותה כקובץ תמונה במחשב (תיעוד !)‪.‬‬
‫מצלמת האינטרנט תשמש אותנו בפעילות זו כמערכת ליצירת תמונה וכמערכת לגילוי אור‬
‫וצבע‪.‬‬
‫למצלמת האינטרנט רגישות יתר לגבי חלק גדול ממקורות האור‪ .‬פירוש המושג רגישות‬
‫יתר היא שהאות המגיע לרכיב הרגיש של המערכת חורג מהתחום אותו מיועד הרכיב למדוד‪.‬‬
‫במקרה זה המערכת נכנסת למצב רוויה )‪ - (Saturation‬על המסך רואים כתם לבן ללא קשר‬
‫לצבע המקורי של האור‪.‬‬
‫אין לכוון קרינת לייזר אל חיישן המצלמה (!) מכיוון שחיישן המצלמה עלול להינזק‬
‫באופן קבוע‪.‬‬
‫קיימות מספר שיטות להקטנת העוצמה המגיעה אל המצלמה‪:‬‬
‫‪ ‬הרחקת המצלמה ממקור האור‪ .‬שיטה זו גורמת לכך שגם זווית הראייה של המקור‬
‫קטנה‪ ,‬וכן מקשה על עבודה של מספר צוותים בחדר (בייחוד כאשר מתרחקים למרחקים‬
‫של מטרים)‪.‬‬
‫‪ ‬חסימת חלק מהאור המגיע ממקור האור באמצעות מחסום עם חריר קטן המוצב לפני‬
‫מקור האור‪.‬‬
‫‪ ‬שימוש ב ‪ 4‬מקטבים הנמצאים אחד מסובב בזווית כלפי השני‪( .‬פעילות בנושא קיטוב‬
‫האור בעתיד)‪.‬‬
‫שיטות להקטנת "רעשי הרקע"‪ ,‬והגדלת היחס של האות לרעש‪ ,‬הן האפלת התאורה‬
‫בחדר‪ ,‬חסימת מסלול האור שבין מקור האור למצלמה (באמצעות בריסטולים שחורים)‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫מצלמת אינטרנט – דפי הפעילות לתלמידים‬
‫‪56‬‬
‫מתוך חומרי הלמידה של התוכנית פיזיקה ותעשייה‬
‫חיברו‪ :‬ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫פעילות הניסוי‪:‬‬
‫בפעילות תשתמשו במצלמת האינטרנט ותאפיינו את תכונותיה כמערכת ליצירת תמונה‬
‫וכמערכת לגילוי אור וצבע‪.‬‬
‫עומד לרשותכם מגוון של מקורות אור (נוריות להט‪ ,‬דיודות פולטות אור בצבעים שונים‪,‬‬
‫פלואורסצנט‪ ,‬וכו')‪ .‬כמו כן יש לרשותכם מספר רכיבים אופטיים‪ :‬שריגי עקיפה‪ ,‬פילטרי צבע‬
‫בצבעים שונים‪.... ,‬‬
‫דוגמאות לשאלות שסביבן תוכלו לתכנן ניסויים‪:‬‬
‫‪ ‬מה הקשר בין הדמות הנוצרת על המסך לבין העצם הנצפה מבחינת‪ :‬גודל‪ ,‬אוריינטציה‪,‬‬
‫צבע‪?... ,‬‬
‫‪ ‬כיצד משפיע מרחק המצלמה מהעצם הנצפה על גודל‪ ,‬חדות הדמות בתמונה‪? ... ,‬‬
‫‪ ‬כיצד ניתן להשתמש במצלמת האינטרנט לגלאי המאפשר הפרדת ספקטרום (זיהוי‬
‫צבעים)?‬
‫‪( ‬עליכם לרשום לפחות עוד ‪ 2‬שאלות חקר מתאימות)‬
‫תכנון וביצוע‬
‫תכננו ובצעו ניסויים לאיפיון מצלמת האינטרנט‪ ,‬במסגרת הזמן העומד לרשותכם‪ .‬תעדו לגבי‬
‫כל ניסוי את מטרת הניסוי‪ ,‬פירוט הציוד ומערכת הניסוי‪ ,‬תוצאות הניסוי והמסקנות‬
‫מהניסוי‪.‬‬
‫שאלות חשיבה לאחר ביצוע הניסויים‪:‬‬
‫‪ ‬מהם יתרונות מצלמת האינטרנט ומהם חסרונותיה כגלאי אור וכגלאי צבע?‬
‫‪ ‬מצלמות האינטרנט הן בעלות מיקוד )‪ (Zoom‬אוטומטי‪ .‬מה היתרונות והחסרונות‬
‫של תכונה זו?‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫‪‬‬
‫מה הקשר בין הדמות הנוצרת על המסך לבין העצם הנצפה מבחינת‪ :‬גודל‪ ,‬אוריינטציה‪,‬‬
‫צבע?‬
‫ציוד‪ :‬מצלמת אינטרנט‪ ,‬דף לבן עם טקסט‪.‬‬
‫מהלך הניסוי‪ :‬מציבים את המצלמה מול הטקסט ומשווים גודל ואוריינטציה של הטקסט‬
‫לדמות‪.‬‬
‫מסקנות‪:‬‬
‫ניתן לראות שהדמות מופיעה באותם כיוונים "מעלה מטה" ו‪"-‬ימינה שמאלה" של העצם‪.‬‬
‫הדמות המופיעה קטנה יותר מהעצם‪ .‬המצלמה לא מעבירה את האחידות של שני הצבעים ‪-‬‬
‫על הדף ניכרים עיוותים קלים בצבעים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫כיצד משפיע מרחק המצלמה מהעצם הנצפה על גודל וחדות הדמות בתמונה?‬
‫ציוד‪ :‬מצלמת אינטרנט‪ ,‬סרגל‪ ,‬מרקר "‪ "Stabilo Boss‬כחול‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מהלך הניסוי‪:‬‬
‫שמים את הסרגל בניצב לעדשת המצלמה ומודדים את המרחק שממנו הכיתוב על המרקר‬
‫אינו קריא‪.‬‬
‫תוצאות הניסוי‪:‬‬
‫דמות של כיתוב בגודל ‪ 3.5X5‬ס"מ לא קריאה ממרחק ‪ 25‬ס"מ ואילך‪ .‬ניתן לראות ברקע‬
‫התמונה כיצד הדמות של המסך מטושטשת‪.‬‬
‫מסקנות‪ :‬המצלמה מעבירה דמויות מדויקות כמו העין רק כאשר הדמות נמצאת במרחק קטן‬
‫ממנה ‪ -‬חצי מטר ומטה (הניסויים של העמיתים שלנו מחזקים את ההערכה)‬
‫המצלמה אינה מתכווננת באותה יעילות של העין האנושית‪.‬‬
‫‪‬‬
‫כיצד ניתן להשתמש במצלמת האינטרנט כגלאי המאפשר הפרדת ספקטרום?‬
‫ציוד‪ :‬מצלמת אינטרנט‪ ,‬נורות מסוגים שונים‪ ,‬שריג (‪ 033‬רווחים)‪.‬‬
‫‪ )1‬מהלך הניסוי‪ :‬מציבים את המצלמה ללא ציוד נוסף מול מקורות אור שונים‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫תוצאות הניסוי‪ :‬המצלמה לא מפרידה את הספקטרום‬
‫‪ )2‬מהלך הניסוי‪ :‬מציבים את המצלמה מול מקורות אור הפולטים אורות מסוגים שונים‬
‫ומנסים באמצעות שריג להפריד ספקטרום דרך המצלמה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫ספקטרום שפופרת גז– ניתן לראות רוויה במרכז‬
‫ספקטרום שפופרת גז מימן‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫ספקטרום נורת להט‬
‫ספקטרום של לדים (מלמעלה למטה)‪ :‬אינפרא‪-‬אדום‪ ,‬אדום‪ ,‬ירוק‪ ,‬כחול‪ ,‬לבן‬
‫מסקנות‪:‬‬
‫המצלמה לא מפרידה ספקטרום בפני עצמה אך היא יכולה לגלות ספקטרום מופרד‪ -‬רציף ולא‬
‫רציף‪ .‬אף על פי כן‪ ,‬קיימת בעיית הרוויה בספקטרום המופרד של מקורות אור חזקים מספיק‬
‫שגורמת למצלמה להראות אור לבן בנקודות מסוימות בספקטרום‪.‬‬
‫‪ ‬האם מצלמת האינטרנט רגישה גם לאורכי גל שלא נמצאים בתחום הנראה?‬
‫ציוד‪ :‬מצלמת אינטרנט‪ ,‬לדים של אולטרא סגול ואינפרא אדום‬
‫מהלך הניסוי‪ :‬מציבים את המצלמה מול הלדים הדולקים ובודקים מה מופיע במסך‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫לד ‪UV‬‬
‫לד אינפרא אדום‬
‫תוצאות הניסוי‪ :‬שני הלדים נראים מאירים במסך המחשב‪.‬‬
‫מסקנות‪ :‬המצלמה מגלה אורכי גל ארוכים יותר וקצרים יותר מהספקטרום הנראה‪.‬‬
‫מכאן שהמצלמה רגישה לתחום אור גדול יותר מזה שאליו רגישה העין האנושית‪.‬‬
‫‪‬‬
‫כמה רגישה המצלמה לשינויים?‬
‫כאשר יש שינוי גדול בעוצמת האור המגיע אל המצלמה (חדר מואר‪ /‬חשוך למשל) יש קטע‬
‫זמן קצר של פחות משנייה שבו התמונה במסך לא מתעדכנת‪.‬‬
‫בנוסף‪ ,‬המצלמה לא מגיבה מהר לשינויים מהירים בסביבה (יש דיליי בין הסביבה למצלמה)‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 1‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫שאלות חשיבה לאחר ביצוע הניסויים‪:‬‬
‫‪‬‬
‫אילו יישומים של מצלמת האינטרנט יכולים לשמש בפרויקט שלכם?‬
‫ניתן להשתמש בתופעת הרוויה במצלמת האינטרנט כדי לגלות מתי עוצמת האור עוברת‬
‫מכסה מסוימת‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מהם יתרונות מצלמת האינטרנט ומהם חסרונותיה כגלאי אור וכגלאי צבע?‬
‫יתרונות‪ :‬למצלמה כבר יש מערכת תצוגה במחשב‪ ,‬המצלמה מגלה גם אורכי גל ארוכים‬
‫וקצרים יותר מאלו של האור הנראה‪.‬‬
‫חסרונות‪ :‬המצלמה מספקת תמונות באיכות נמוכה‪ ,‬עצמים שאינם מקורות אור נראים‬
‫מטושטשים‪ ,‬לא אחידים בצבעם בתמונות‪ ,‬המצלמה אינה מדויקת במרחקים גדולים‪ ,‬לא‬
‫ניתן לקבל אומדן כמותי ממצלמת האינטרנט והיא לא מגיבה מהר לשינויים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫השוו את מצלמת האינטרנט לתא השמש כגלאי אור וצבע‪.‬‬
‫לתא השמש יש משטח מגלה גדול יותר ואינו מגיע עם עדשה מרכזת‪ .‬כמו כן‪ ,‬תא השמש‬
‫מספק מתח חשמלי בעוצמה הקשורה ליניארית לעוצמת האור שהוא מגלה ואינו מגיע עם‬
‫תצוגה בעוד שמצלמת האינטרנט מספקת אותות חשמליים היוצרים תמונה במחשב‪.‬‬
‫מצלמת האינטרנט דורשת חיבור למחשב‪ ,‬תא השמש דורש חיבור למעגל בלבד ואינו‬
‫זקוק לספק כוח‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מצלמות האינטרנט הן בעלות מיקוד )‪ (Zoom‬אוטומטי ‪.‬מה היתרונות והחסרונות‬
‫של תכונה זו?‬
‫חסרונות ‪ -‬המצלמה עלולה להתמקד על העצם הלא נכון ולפגוע בדייקנות המדידה‪.‬‬
‫יתרונות ‪ -‬כאשר המצלמה מתמקדת על העצם הנכון מתקבלת תמונה חדה יותר של‬
‫העצם‪ ,‬המצלמה מגבירה את האות הרצוי ומחלישה את הרעש‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫הגלאי הרביעי שנעסוק בו הוא מצלמת האינטרנט – מצלמת האינטרנט היא מערכת אופטית‬
‫מורכבת הכוללת את המצלמה האופטית ואת המחשב עם התוכנה‪ .‬מצלמת האינטרנט משמת‬
‫כמערכת גילוי ותצוגה‪ ,‬באמצעות יצירת תמונה על המסך המתחדשת בקצב של ‪15-30‬‬
‫פעמים בשנייה‪ ,‬וכן כמערכת לגילוי אור וצבע‪ .‬יש לציין שבאמצעות התוכנה ניתן להקפיא את‬
‫התמונה המתקבלת‪.‬‬
‫לגבי מצלמת האינטרנט‪ ,‬נפעל בדרך שונה על מנת לאפיין את תכונות הגלאי‪ .‬מאחר שאנו‬
‫רואים את העצם או מקור האור אותו אנו מעוניינים לגלות‪ ,‬ומאחר שהוא מוצג באמצעות‬
‫התוכנה ישירות על גבי מסך המחשב‪ ,‬נאפיין את מצלמת האינטרנט באמצעות השוואה בין‬
‫צילומי תמונות רגעיות (הקפאת התמונה) של עצמים ומקורות אור לפי מאפיינים מסוימים‪.‬‬
‫יתרה מזו‪ ,‬נעזר בשריגים ובפילטרים בצבעים שונים על מנת לאפשר השוואה בין התמונה‬
‫המתקבלת על ידי הגלאי‪ ,‬מצלמת האינטרנט‪ ,‬לבין מה שאנו רואים באמצעות העין‪.‬‬
‫כעת נבצע מספר ניסויים שכל אחד מהם יכלול שאלה שבאמצעותה נרצה לאפיין יותר לעומק‬
‫את הגלאי‪ ,‬ואחריה מספר צילומים באמצעות המצלמה בשביל לקבל תשובה לשאלה וכך‬
‫להגדיר לבסוף תכונה או מספר תכונות נוספות לגבי מצלמת האינטרנט‪ .‬ננסה בצילומים לא‬
‫לחזור על מה שכבר היסקנו ולכן שנביא מספר תמונות לגבי אותה שאלה נשתדל לקחת אותם‬
‫כדוגמות למקורות אור מתחומים שונים‪.‬‬
‫שאלות‪:‬‬
‫ראשית נבחן שתי שאלות ראשונות במקביל‪:‬‬
‫מה הקשר בין הדמות הנוצרת על המסך לבין העצם הנצפה מבחינת‪ :‬גודל‪ ,‬אוריינטציה וצבע?‬
‫כיצד משפיע מרחק המצלמה מהעצם הנצפה על הגודל וחדות הדמות בתמונה?‬
‫ניסויים אלו נבצע באמצעות מצלמת האינטרנט ועצם קבוע (דיסק און קי) ובו נצלם את העצם‬
‫בשני מצבים‪ :‬אחד קרוב למצלמה והשני רחוק יותר‪.‬‬
‫מכל אחד מן התמונות בנפרד נוכל לראות כי מצלמת האינטרנט שומרת על צבע ואוריינטציה‬
‫בין הדמות הנוצרת לבין העצם‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫אולם באמצעות השוואה בין התמונות נוכל גם לראות כי הגודל אינו נשמר (אותו עצם נראה‬
‫לכאורה בגדלים שונים בכל אחת מן התמונות)‪ .‬נוכל לציין כי ישנו יחס בין המרחק בין המצלמה‬
‫לעצם לבין גודל העצם המתקבל בתמונה‪ ,‬אותו יחס הקיים גם על ידי העין‪ .‬נוסיף גם כי גודל‬
‫התמונה על המסך גם כן משפיע על גודל הדמות‪.‬‬
‫ניתן לראות בבירור כי ככל שהעצם רחוק יותר מן הגלאי חדות הדמות בתמונה קטנה‪.‬‬
‫כיצד ניתן להשתמש במצלמת האינטרנט כגלאי המאפשר הפרדת ספקטרום (זיהוי צבעים)?‬
‫נערוך גם כן מספר ניסויים ובהם נשתמש בנוסף למצלמת האינטרנט גם בשריג עקיפה‪ ,‬ובאחד‬
‫מהניסויים נשתמש גם בפילטר צבע – כדוגמא לפילטרים ניקח את הצבע האדום (פילטר אדום)‪.‬‬
‫ניתן לרא ות כי באמצעות הוספת השריג התקבל הספקטרום ממנו מורכב מקור האור‪ ,‬באחת מן‬
‫הפינות של התמונה‪.‬‬
‫כך בעזרת השריג אנו מפרידים את הספקטרום ומזהים את הצבעים של מקור האור‪.‬‬
‫באמצעות שתי התמונות‪ :‬פלורסנט (מימין) וארבעה לדים – לבן‪ ,‬כחול‪ ,‬ירוק ואדום (משמאל)‪,‬‬
‫ניתן לזהות את הספקטרום של מקור האור‪.‬‬
‫הפלורסנט מורכב מהצבעים‪ :‬סגול‪ ,‬כחול‪ ,‬תכלת‪ ,‬ירוק‪ ,‬צהוב‪ ,‬כתום‪ .‬אדום‪.‬‬
‫הלד הלבן מורכב מהצבעים‪ :‬כחול‪ ,‬ירוק ואדום‪.‬‬
‫הלד הכחול מורכב רק מכחול‪ .‬הלד הירוק מורכב רק מירוק‪ .‬הלד האדום מורכב רק מאדום‪.‬‬
‫כאשר נוסיף את הפילטר האדום לתמונה שצילמנו את הפלורסנט נראה אך ורק את הצבע האדום‬
‫ממנו הוא מורכב ולא משאר הצבעים שהיינו יכולים להבחין לולא הוספתו של הפילטר‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫כיצד ניתן להשתמש במצלמת האינטרנט כגלאי הבודק האם הספקטרום של האור רציף או בדיד?‬
‫נערוך גם כאן מספר ניסויים וגם בהם נשתמש במצלמת האינטרנט ובשריג עקיפה ומספר מקורות‬
‫אור שונים שלא השתמשנו בהם‪.‬‬
‫ניתן לראות כי הספקטרום שהתקבל באמצעות הוספת השריג‪ ,‬היה שונה במקורות אור שונים‬
‫מלבד הצבע‪ ,‬כלומר היה שוני בין מקורות האור גם ברציפות של הספקטרום‪ .‬לחלק ממקורות‬
‫האור הספקטרום היה רציף ולחלק ממקורות האור הספקטרום היה בדיד‪ .‬ובעזרת השריג גילינו‬
‫ובדקנו האם למקור האור הספקטרום רציף או בדיד‪.‬‬
‫ניתן לראות באמצעות התמונות כמה דוגמאות ‪ :‬לנורית הלהט ספקטרום רציף מהצבע הסגול ועד‬
‫לצבע האדום‪ ,‬בעוד שלשפופר ת הגז הספקטרום בדיד‪ .‬ניתן להתייחס בשאלה זו גם למקורות אור‬
‫אחרים שכבר בדקנו‪ ,‬למשל ללדים יש ספקטרום בדיד‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מהו תחום הספקטרום בו ניתן להבחין באמצעות הגלאי – מצלמת אינטרנט?‬
‫נערוך גם כאן מספר ניסויים וגם בהם נשתמש במצלמת האינטרנט ובמקורות אור שונים מאלו‬
‫שהשתמשנו בהם עד עכשיו אשר מה שמאפיין אותם זה שהם מאירים בתחום שאינו נראה לעין‪.‬‬
‫כאן השתמשנו בדיודה שמאירה אור בתחום האינפרא אדום‪ .‬ניתן לראות שבמקום ממנו מאירה‬
‫הדיודה יש כתם לבן על התמונה‪ .‬אף על פי שהאור האינפרא אדום גרם חרג מהתחום הנראה‪,‬‬
‫והופיע כתם לבן‪ ,‬עדיין ישנו זיהוי של האור האינפרא אדום בעזרת מצלמת האינטרנט‪.‬‬
‫ננסה לבדוק גם‪ :‬האם מצלמת האינטרנט מצליחה לזהות מקורות אור המאירים בתחום‬
‫האולטרה סגול‪ ,‬לשם כך נשתמש גם בנורת כספית וגם בדיודה המאירה בתחום האולטרה סגול‪.‬‬
‫בשתי מקורות האור ננסה לראות האם קיים הבדל בין האור המצולם למצלמה ישירות לבין האור‬
‫המצולם למצלמה עם תוספת של סריג (התמונה עם השריג בצד השמאלי)‪.‬‬
‫נורת כספית‪:‬‬
‫דיודה – בתחום האולטרה סגול‪:‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 2‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫ניתן לראות שאין שינוי בין התמונה בלי השריג לבין התמונה בתוספת השריג ולכן נסיק כי‬
‫מצלמת האינטרנט אינה מבחינה בספקטרום האולטרה סגול‪.‬‬
‫סיכום‪:‬‬
‫מצלמת האור משמשת כגלאי אור‪ ,‬ובהשוואה לגלאים הקודמים כמו תא השמש‪ ,‬מצלמת‬
‫האינטרנט מתפקדת גם כגלאי צבע‪ .‬כמו כן הפלט של מצלמת האינטרנט (תמונה) שונה באופן‬
‫מסוגי הפלט הקודמים שהכרנו מהגלאים השונים שעסקנו בהם עד כה‪.‬‬
‫לבסוף נציג את היתרונות והחסרונות של מצלמת האינטרנט‪:‬‬
‫יתרונות‪:‬‬
‫בנוסף לכך‪ ,‬שהמצלמה מתפקדת כמו העין האנושית‪ ,‬ומגלה אור בתחום הנראה‪ .‬מצלמת‬
‫‪‬‬
‫האינטרנט מסוגלת לזהות גם אור בתחום הלא‪-‬נראה (איפרא אדום)‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מצלמת האינטרנט יכולה להקפיא מצב מסוים‪ ,‬ולשמור את נמצב הנתון כתמונה במחשב‪.‬‬
‫חסרונות‪:‬‬
‫בניגוד לגלאים הקודמים שנעזרו בתוכנות שונות במחשב‪ ,‬לא ניתן לכמת את הנתונים‬
‫‪‬‬
‫במצלמת האינטרנט‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מצלמת האינטרנט היא מערכת אופטית מורכבת ‪ ,‬הכוללת את המצלמה האופטית ואת המחשב‬
‫עם התוכנה ‪ .‬במצלמה קיימת מערכת עדשות המשמשת למיקוד האור אל מערך חיישנים דו‬
‫מימדי רגיש המתרגם את אותות האור המגיעים לכל חיישן לאותות חשמליים המועברים לעיבוד‬
‫מידע אלקטרוני במחשב ‪ .‬התוצאה המתקבלת היא תמונה על המסך המתחדשת בקצב של ‪55-‬‬
‫‪ 12‬לשנייה ‪.‬‬
‫ניסוי מס' ‪1‬‬
‫מטרת הניסוי ‪ :‬לבדוק האם המצלמה מסוגלת לזהות ספקטרום‪ ,‬להפריד ספקטרום ולזהות‬
‫צבעים ( בתחום האור הנראה לאדם ) ‪.‬‬
‫הציוד שלפנינו ‪ :‬נורת להט ‪ ,‬פילטר אדום ‪ ,‬פילטר כחול‪ ,‬פילטר צהוב ‪ ,‬שריג ‪, 522‬‬
‫שריג ‪ ,5222‬מקור מתח ( סוללה )‪ ,‬חוטי תיל ‪.‬‬
‫במערכת הראשונה חיברנו נורת להט למעגל חשמלי ‪.‬‬
‫מצאנו כי במצלמת האינטרנט ניתן להבחין בנפיצה ‪ :‬האור הלבן הופרד לצבעיו ‪.‬‬
‫נורת הלהט והאור שמופרד‬
‫לצבעיו כפי שנראה על ידי‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫במערכת השנייה חיברנו שוב נורת להט למעגל חשמלי ‪ ,‬אך הפעם כיסינו את המצלמה בכל‬
‫פעם בפילטר צבע שונה ‪ .‬בכל פעם ‪ ,‬הבחינה המצלמה בצבע האור המועבר דרך פילטר הצבע‬
‫בלבד ‪.‬‬
‫פילטר צבע אדום על נורת הלהט‬
‫כפי שנראה במצלמת האינטרנט‬
‫פילטר צבע כחול על נורת הלהט‬
‫כפי שנראה במצלמת האינטרנט‬
‫פילטר צבע צהוב על נורת הלהט‬
‫כפי שנראה במצלמת האינטרנט‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫במערכת השלישית חיברנו נורת להט כאשר שמנו על המצלמה שריג ‪. 522‬ניתן היה להבחין‬
‫בספקטרום האור כפי שניתן לראות בתמונה ‪:‬‬
‫שריג ‪ 533‬על המצלמה‬
‫ונורת להט‪ ,‬כפי שניתן‬
‫לראות ע"י מצלמת‬
‫שריג‬
‫במערכת הרביעית חיברנו נורת להט ‪ ,‬כאשר שמנו על המצלמה שריג ‪ . 5222‬הפעם‪ ,‬לא היה‬
‫ניתן להבחין בספקטרום האור ‪.‬‬
‫שריג ‪ 1333‬על המצלמה‬
‫ונורת להט‪ ,‬כפי שניתן‬
‫לראות ע"י מצלמת‬
‫מסקנות מהניסוי ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מצלמת האינטרנט מאפשרת הפרדת ספטרום וזיהוי צבעים על ידי שימוש בפילטר צבע ‪.‬‬
‫מצלמת האינטרנט מאפשרת נפיצה – הפרדת האור הלבן לצבעיו ‪.‬‬
‫מצלמת אינטרנט מאפשרת הפרדת ספקטרום על ידי שימוש בסריג ‪ 522‬אך לא בסריג‬
‫‪. 5222‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫ניסוי מס' ‪2‬‬
‫מטרת הניסוי ‪ :‬לבדוק האם המצלמה קולטת תחומי אור נוספים מלבד אור בתחום הנראה ע"י‬
‫האדם‬
‫הציוד שלפנינו ‪ :‬דיודה הפולטת אור בתחום האולטרא סגול ‪ ,‬דיודה הפולטת אור אינפרא אדום ‪,‬‬
‫חוטי תיל ‪ ,‬מקור מתח ( סוללה )‪.‬‬
‫במערכת הראשונה‪ ,‬חיברנו דיודה הפולטת אור בתחום האולטרא סגול למעגל חשמלי ‪ .‬העין‬
‫האנושית לא מסוגלת לזהות את האור הנפלט ‪ .‬לעומת זאת‪ ,‬מצלמת האינטרנט זיהתה והציגה‬
‫אותו ‪.‬‬
‫דיודה הפולטת אור‬
‫בתחום האולטרא סגול‬
‫כפי שניתן לראות ע"י‬
‫במערכת השנייה ‪ ,‬חיברנו דיודה פולטת אור בתחום האינפרא אדום למעגל חשמלי ‪.‬‬
‫העין האנושית לא מסוגלת לזהות את האור שנפלט‪ .‬לעומת זאת‪ ,‬מצלמת האינטרנט זיהתה‬
‫והציגה אותו ‪.‬‬
‫דיודה הפולטת אור‬
‫בתחום האינפרא אדום‬
‫כפי שניתן לראות ע"י‬
‫מסקנה מהניסוי ‪ :‬מצלמת האינטרנט מסוגלת לזהות את תחומי האור שלא נראים לעין האדם‬
‫כמו אינפרא אדום ואולטרא סגול ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫ניסוי מס' ‪3‬‬
‫מטרת הניסוי ‪ :‬אפיון האור הנפלט מדיודה פולטת האור הנוצר על המסך על ידי מצלמת‬
‫האינטרנט‬
‫הציוד שלפנינו ‪ :‬דיודה פולטת אור בצבע לבן‪ ,‬דיודה פולטת אור ירוק ‪ ,‬סריג ‪ , 5222‬מקור מתח‬
‫( סוללה )‪ ,‬חוטי תיל‬
‫בכל אחת מן המערכות ‪ ,‬חיברנו דיודה הפולטת אור בצבע שונה למקור מתח ‪ ,‬כאשר המעגל‬
‫החשמלי מוצג ע"י המצלמה ‪.‬‬
‫דיודה הפולטת אור‬
‫בצבע ירוק כפי שניתן‬
‫לראות ע"י מצלמת‬
‫דיודה הפולטת אור בצבע לבן כפי‬
‫שניתן לראות ע"י מצלמת האינטרנט‬
‫המכוסה בסריג ‪ – 1333‬ניתן להבחין‬
‫במערכת הבאה ‪ ,‬חיברנו דיודה הפולטת אור לבן למקור המתח ‪,‬וכיסינו את המצלמה בסריג‬
‫‪. 5222‬‬
‫דיודה הפולטת אור בצבע לבן כפי שניתן‬
‫לראות ע"י מצלמת האינטרנט‪ -‬ניתן‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מסקנות מהניסוי ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫המצלמה מעבירה את צבע האור הנפלט ע"י הדיודה ‪ ,‬אך באופן ובעוצמה לא ברורה‬
‫ניתן להבחין בנפיצה על גבי המסך ע"י הדיודה הפולטת אור בצבע לבן‬
‫הפעם‪ ,‬כשאת המצלמה כיסינו סריג ‪ 5222‬ולפניה שמנו דיודה הפולטת אור בצבע לבן ניתן‬
‫היה להבחין בספקטרום האור בניגוד לניסוי הקודם ( שבוצע עם נורת להט)‪.‬‬
‫ניסוי מס' ‪4‬‬
‫מטרת הניסוי ‪ :‬למצוא את הקשר בין הדמות הנוצרת על המסך לבין העצם הנצפה מבחינת גודל‪,‬‬
‫אוריינטציה וצבע‬
‫הציוד שלפנינו ‪ :‬נייר המצויר עליו חץ ‪ ,‬דיודה הפולטת אור סגול ‪ ,‬עצם ‪.‬‬
‫במערכת הראשונה‪ ,‬ציירנו חץ על גבי נייר והנחנו אותו לפני המצלמה ‪ .‬הדמות שהתקבלה‬
‫הייתה ישרה – אוריינטציה ישרה ‪.‬‬
‫החץ המצויר על גבי הדף כפי שנראה‬
‫במציאות והחץ כפי שנראה על גבי המסך‬
‫לאחר שנצפה ע"י מצלמת האינטרנט‬
‫במערכת השנייה ‪ ,‬כאשר הזזנו למשל את הראש ימינה ‪ ,‬במצלמה הראש הוזז שמאלה ולהפך ‪.‬‬
‫כאשר התקרבנו למצלמה הדמות גדלה ואילו כאשר התרחקנו ממנה היא קטנה ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫ניסוי מס' ‪5‬‬
‫מטרה ‪ :‬לבדוק האם המצלמה מסוגלת לבטא‪ /‬להציג שינוי בעוצמת האור כפונקציה של מרחק‬
‫הציוד שלפנינו ‪ :‬דיודה פולטת אור בצבע סגול ‪ ,‬מקור מתח‪ ,‬סרגל מדידה ‪.‬‬
‫בנינו מעגל חשמלי ‪ ,‬כאשר בכל פעם בדקנו מהי עוצמת האור הנראית על המסך כשהמרחק בין‬
‫מצלמת האינטרנט למקור האור ( דיודה פולטת אור סגול ) משתנה ‪.‬‬
‫במרחק ‪ 72‬ס"מ‬
‫במרחק ‪ 52‬ס"מ‬
‫במרחק ‪ 12‬ס"מ‪-‬‬
‫במרחק ‪ 52‬ס"מ‪-‬‬
‫מסקנות מהניסוי ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ככל שהמרחק בין מקור האור למצלמה גדול יותר‪ ,‬עוצמת האור הנראית על המסך קטנה‬
‫יותר ‪ ,‬אך המיקוד טוב יותר ‪.‬‬
‫ככל שהמרחק בין מקור האור למצלמה קטן יותר‪ ,‬עוצמת האור הנראית על המסך גדולה‬
‫יותר ‪ ,‬התמונה המתקבלת פחות ממוקדת ולא ברורה ‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 3‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫שאלות חשיבה לאחר ביצוע הניסויים‬
‫‪ . 5‬יישומים של מצלמת האינטרנט שיכולים לשמש לפרוייקט שלנו ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מצלמת האינטרנט יכולה לשמש כמערכת בקרה משום שהיא מסוגלת לזהות אור הנפלט‬
‫בתחום האולטרא סגול ‪ .‬בפרוייקט שלנו יעשה שימוש בדיודות הפולטות אור בתחום‬
‫האולטרא סגול כדי למשוך את היתושים ‪ .‬מכאן‪ ,‬שבמקרה בו הדיודות יפסיקו לעבוד ‪,‬‬
‫המצלמה תוכל לזהות זאת וכך ליידע את האדם ‪.‬‬
‫לגלות יתוש בתנועה ולהודיע על כך ישירות דרך המחשב לאדם‬
‫‪ .2‬יתרונות של מצלמת האינטרנט ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מתחברת בקלות למחשב‬
‫מסוגלת לזהות אור בתחום הנראה ובתחום הבלתי נראה – אולטרא סגול‪ ,‬אינפרא אדום‬
‫מסוגלת לזהות צבעים על ידי הפרדת ספקטרום‬
‫בעלת מיקוד אוטומטי‬
‫‪ .1‬חסרונות של מצלמת האינטרנט ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫בעלת רגישות יתר לגבי חלק ממקורות האור – האות המגיע לרכיב הרגיש של המערכת‬
‫חורג מהתחום אותו מיועד הרכיב למדוד ‪ .‬במקרה זה המערכת נכנסת למצב רוויה‪ -‬על‬
‫המסך רואים כתם לבן ללא קשר לצבע המקורי של האור ‪.‬‬
‫לעיתים‪ ,‬עוצמת האור המגיעה דרך מצלמת האינטרנט חזקה מדי ‪ .‬לכן‪ ,‬יש להתאים את‬
‫עוצמת האור כדי לקבל תמונה ברורה על המסך‬
‫במרחקים גדולים‪ ,‬התמונה שמתקבלת לא ברורה‬
‫מהירות תגובה של המצלמה‪ -‬התמונה על המסך מתחדשת בקצב של ‪ 12 -55‬פעמים‬
‫בשנייה‪ .‬במהירויות גבוהות יותר יהיה קשה להבחין בתמונה שתתקבל באופן ברור ‪.‬‬
‫‪ .0‬היתרונות במיקוד אוטומטי ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מתמקדת באופן אוטומטי על נקודה או אזור שנבחר באופן ידני‬
‫המיקוד שמתבצע הוא מדויק יותר מאשר המיקוד ניתן להשיג עם עינית רגילה‬
‫מזהה ניגודיות – בעוצמת אור גבוהה מול עוצמת אור נמוכה‬
‫מאפשרת לקבל תמונה חדה‬
‫נחסך זמן של מיקוד העדשה לפני הצילום והתמונה מתקבלת בזמן מהיר יותר‬
‫טווח קטן יחסית‬
‫‪ .5‬החסרונות במיקוד אוטומטי ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ניתן להשיג מיקוד מדויק יותר עם אבזירים מיוחדים אחרים ‪.‬‬
‫אם יש תקלה במערכת והמיקוד משתנה‪ ,‬יש צורך לכוונה שוב במיקוד ידני‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫דוגמא לשאלה סביבה נוכל לתכנן ניסויים‪:‬‬
‫כיצד משפיעה כמות האור הנפלטת‪ /‬המוחזרת מהעצם על הנראה בתמונה?‬
‫ביצוע‬
‫‪ .1‬מטרת הניסוי‪ :‬לבדוק האם המצלמה היא גלאי צבעים טוב‪.‬‬
‫ציוד ומערכת הניסוי‪ :‬חפצים שונים בעלי צבעים שונים‪ ,‬מצלמת האינטרנו ומסך תצוגה‪ -‬מחשב‪.‬‬
‫תוצאות הניסוי‪:‬‬
‫מסקנות הניסוי‪ :‬בתמונה ניתן לראות חפצים שונים בצבעים שונים‪ .‬הצבעים בתמונה הם אותם‬
‫הצבעים של החפצים במקור‪ .‬לכן‪ ,‬המסקנה היא שמצלמת האינטרנט היא גלאי צבעים טוב‪.‬‬
‫‪ .2‬מטרת הניסוי‪ :‬לבדוק את הקשר בין הדמות הנוצרת על המסך לבין העצם מבחינת‬
‫האוריינטציה‪.‬‬
‫ציוד ומערכת הניסוי‪ :‬בריסטול בצורה לא סימטרית‪ ,‬מצלמת אינטרנט ומחשב‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫תוצאות הניסוי‪:‬‬
‫מסקנות מהניסוי‪ :‬האוריינטצה של התמונה היא כאילו אנו צופים בעצם דרך המסך‪ ,‬אוריינטציה‬
‫ישרה‪( .‬ישנה אפשרות בתכנת המחשב של המצלמה‪ ,‬לצלם עצם באוריינטציה הפוכה‪).‬‬
‫‪ .3‬מטרת הניסוי‪ :‬לבדוק את השפעת מרחק העצם מהמצלמה על גודל הדמות‪.‬‬
‫ציוד ומערכת הניסוי‪ :‬צורה מבריסטול אותה מרחיקים מהמצלמה‪ ,‬מצלמת אינטרנט ומחשב‪.‬‬
‫תוצאות הניסוי‪:‬‬
‫מסקנות מהניסוי‪( :‬ההשוואה היא לתמונה מהסעיף הקודם) ככל הרחקנו את הבריסטול‬
‫מהמצלמה‪ ,‬הדמות קטנה‪ .‬כמו במציאות‪.‬‬
‫‪ .4‬מטרת הניסוי‪ :‬לבדוק מה קורה לספקטרום של מקורות אור שונים כאשר מתבוננים בהם דרך‬
‫סריגי עקיפה שונים‪.‬‬
‫ציוד ומערכת הניסוי‪ :‬לד ירוק‪ ,‬שפופרת הליום‪ ,‬שריג עקיפה עם ‪ 522‬חריצים למ"מ‪ ,‬סריג עקיפה‬
‫עם ‪ 022‬חריצים למ"מ‪ ,‬מצלמת אינטרנט ומחשב‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫תוצאות הניסוי‪:‬‬
‫לד ירוק‪:‬‬
‫‪ 522‬חריצים למ"מ‬
‫‪ 022‬חריצים למ"מ‬
‫שפופרת הליום‪:‬‬
‫‪ 522‬חריצים למ"מ‬
‫‪ 022‬חריצים למ"מ‬
‫מסקנות מהניסוי‪ :‬במצלמת האינטרנט ניתן לראות את הספקטרום של מקורות אור שונים כמו‬
‫שרואים אותם בעין‪.‬‬
‫‪ .5‬מטרת הניסוי‪ :‬לבדוק האם ניתן לראות במצלמת האינטרנט עצמים הזזים מהר‪.‬‬
‫ציוד ומערכת הניסוי‪ :‬חפץ הזז במהירות‪ ,‬מצלמת אינטרנט ומחשב‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫דוגמה ‪ 4‬לתוצרים של תלמידים שהשתתפו בתוכנית פיזיקה ותעשייה בהנחיית ד"ר רמי אריאלי וד"ר דורותי לנגליי‬
‫מצלמת אינטרנט כמערכת גילוי ותצוגה‬
‫תוצאות הניסוי‪:‬‬
‫מסקנות מהניסוי‪ :‬כאשר הזזנו חתיכת בריסטול במהירות‪ ,‬ראינו שבמצלמת האינטרנט לא ניתן‬
‫לעקוב אחר תנועת הבריסטול בבירור‪ ,‬בניגוד לעין האנושית‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫בעין העדשה‬
‫‪ .7‬בעין העדשה‬
‫הפעילות מובאת מתוך חומרי הלמידה של המעבדה במסלול פל"א לבגרות‪.‬‬
‫בפעילות זו התלמידים מבצעים חקירה סביב עדשות כדוריות דקות‪.‬‬
‫תחילה התלמידים נחשפים למגוון תופעות הקשורות לנושא עדשות כדוריות דקות ומתארים‬
‫אותן‪ .‬התלמידים יעלו באופן חופשי שאלות מהן יבחרו שאלה אותה ינסחו במידת האפשר‬
‫כשאלת חקר‪ .‬התלמידים יתכננו ויבצעו את החקירה וישתפו את עמיתיהם לכיתה בעבודתם‪.‬‬
‫ניתן לבצע את הפעילות בסיום הלמידה של הפרק "עדשות כדוריות דקות"‪.‬‬
‫רשימת ציוד ראשונית‬
‫שתי עדשות‪ ,‬אחת מרכזת והשנייה מפזרת‬
‫מסך לבן‬
‫עצם מואר‬
‫‪ ‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2635&dbsRW=1‬‬
‫‪12‬‬
‫בעין העדשה – דפי הפעילות‬
‫בעין העדשה‬
‫הזמנה לחקר‬
‫לרשותכם שתי עדשות ומסך לבן‪.‬‬
‫‪ .1‬ביצוע תצפית‬
‫‪‬‬
‫בעזרת כל אחת מהעדשות שלרשותכם בצעו את הפעולות הבאות‪:‬‬
‫א‪ .‬הביטו דרך העדשה על עצמים הנמצאים במרחקים שונים מכם (הנמצאים מחוץ לחלון‪ ,‬על‬
‫הכתוב בספר שעל שולחנכם וכדומה)‪,‬‬
‫ב‪ .‬קרבו והרחיקו את העדשה מהעין תוך כדי צפייה על עצמים דרך העדשה‪,‬‬
‫ג‪ .‬נסו לקבל היטל של תמונת עצם רחוק על גבי מסך‪ :‬העמידו את המסך מול העצם‪,‬‬
‫העמידו את העדשה בין המסך והעצם וקרבו או הרחיקו את העדשה מהמסך‪.‬‬
‫ד‪ .‬הציעו פעולה‪/‬פעולות נוספות‪ ,‬בקשו אישור מהמורה לבצע אותן ולאחר קבלת האישור‬
‫בצעו אותן‪.‬‬
‫‪‬‬
‫תארו את כל התופעות בהן צפיתם לפחות בשני אופנים שונים (מילולי‪ ,‬תרשים‪ ,‬גרף‪ ,‬טבלה‬
‫וכדומה)‪.‬‬
‫‪ .2‬שאילת שאלות‬
‫נסחו לפחות ‪ 5‬שאלות רלוונטיות ומגוונות שמתעוררות בעקבות התצפית שביצעתם‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫בעין העדשה – דפי הפעילות‬
‫‪10‬‬
‫מימוש החקר‬
‫‪ .3‬א‪ .‬שאלת החקר‬
‫‪‬‬
‫בחרו שאלה אחת מהשאלות שהעליתם‪.‬‬
‫‪‬‬
‫במידת הצורך נסחו אותה כשאלת חקר‪.‬‬
‫ב‪ .‬העלאת השערה‬
‫נסחו בצורה בהירה השערה לגבי שאלת החקר‪ .‬נמקו השערתכם בהתבסס המושגים‬
‫והעקרונות בפיזיקה שלמדנו‪.‬‬
‫‪ .4‬א‪ .‬תכנון ניסוי לבדיקת שאלת החקר‬
‫‪‬‬
‫תארו בקצרה את מהלך הניסוי והסבירו כיצד באמצעותו ניתן לענות על שאלת החקר‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ציינו את‪ :‬הגורם‪/‬הגורמים הקבועים‪ ,‬המשתנה התלוי והמשתנה הבלתי תלוי בניסוי‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ציינו את הערך המקסימאלי‪ ,‬הערך המינימאלי ואת מרווחי הדגימה הרצויים למשתנה הבלתי‬
‫תלוי‪ ,‬הסבירו‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ערכו רשימת ציוד מפורטת‪.‬‬
‫‪‬‬
‫בקשו מהמורה אישור לתכנון הניסוי שלכם‪.‬‬
‫ב‪ .‬ביצוע הניסוי‬
‫‪ ‬לאחר קבלת הציוד בצעו מדידה שבעזרתה תעריכו מהו מרחק המוקד של העדשה‪/‬העדשות‬
‫שקיבלתם‪ .‬תארו כיצד ביצעתם זאת‪.‬‬
‫‪ ‬בצעו את הניסוי כפי שאושר לכם ע"י המורה‪.‬‬
‫‪ ‬אם ביצעתם תיקון לתכנון הניסוי שלכם תארו אותו והסבירו מדוע הוא היה הכרחי‪.‬‬
‫‪ .5‬עיבוד הממצאים והסקת מסקנות‬
‫‪‬‬
‫הציגו את תוצאות המדידה (ע"י טבלה‪ ,‬גרף‪ ,‬תרשים‪ ,‬נוסחה וכדומה)‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הסיקו מסקנות המתייחסות לקשר שבין תוצאות הניסוי ובין שאלת החקר שבחרתם‪.‬‬
‫‪‬‬
‫האם השערתכם הייתה נכונה? אם לא‪ ,‬מהי לדעתכם הסיבה לחוסר ההתאמה?‬
‫‪‬‬
‫ציינו את הקשר שבין המסקנות שהסקתם ובין עקרונות ומושגים בפיזיקה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫‪14‬‬
‫בעין העדשה – דפי הפעילות‬
‫‪ .6‬מה יקרה אם‪...‬‬
‫‪ ‬הציעו שני שינויים שניתן לבצע במערכת הניסוי‪.‬‬
‫‪ ‬עבור אחד השינויים‪ ,‬תכננו כיצד לבדוק את תוצאות השינוי‪ ,‬בצעו את הבדיקה ועמדו על‬
‫הדומה והשונה בין תוצאת השינוי ובין מסקנותיכם מהניסוי הקודם שערכתם‪.‬‬
‫‪ ‬עבור השינוי האחר‪ ,‬קבעו מה יהיו תוצאות השינוי‪ .‬נמקו קביעתכם על סמך מסקנותיכם או‬
‫התיאוריה‪.‬‬
‫שיתוף החקר‬
‫‪ .7‬דיווח ודיון‬
‫א‪ .‬הציגו לפני תלמידי הכיתה את חלק זה של הפעילות בעזרת מצגת ‪ .PP‬התייחסו בהצגתכם‬
‫גם לקשיים איתם נאלצתם להתמודד במהלך הפעילות‪ .‬על כל חברי הקבוצה לקחת חלק‬
‫בהצגה שתמשך לא יותר מ‪ 5-‬דקות‪.‬‬
‫ב‪ .‬הגישו דיווח בכתב על פי ההוראות שיוגשו לכם ע"י המורה‪.‬‬
‫עבודה נעימה!‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין‬
‫‪15‬‬
‫‪ .8‬האמיתי והנראה לעין‬
‫הפעילות מובאת מתוך חומרי הלמידה של המעבדה במסלול פל"א לבגרות‪.‬‬
‫הפעילות מיועדת לסיכום נושא השבירה של האור (כולל עדשות כדוריות דקות)‪.‬‬
‫לפעילות שני חלקים‪.‬‬
‫חלק ‪ :I‬תצפית‬
‫התלמידים יעברו בין מספר תחנות יצפו בתופעות ויתארו אותן‪ .‬לאחר מכן יבחרו שתיים‬
‫מהתחנות בה ביצעו תצפית וישאלו שאלות סביב התופעות בהן צפו‪.‬‬
‫חלק ‪ :II‬החקר‬
‫עבור כל אחת משתי התחנות שנבחרו ע"י התלמידים‪ ,‬התלמידים יבחרו שאלת חקר אחת‪,‬‬
‫יתכננו את אופן החקירה‪ ,‬יבצעו אותה‪ ,‬יעמדו על הדומה והשונה בין החקירות וידווחו על‬
‫עבודתם‪.‬‬
‫‪ ‬דפי הנחיות לביצוע התצפיות (כולל רשימות ציוד לכל תחנה)‬
‫‪ ‬דפי הפעילות לתלמידים‪ :‬הנחיות לביצוע שני חלקי הפעילות‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2636&dbsRW=1‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לביצוע התצפיות‬
‫‪16‬‬
‫ביצוע תצפית‬
‫מנסרת פרספקס בצורת חצי עיגול‬
‫לרשותכם‬
‫‪‬‬
‫משטח עגול‪ ,‬הניתן לסיבוב‪ ,‬שניתן למדוד בעזרתו זוויות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מקור אור‪ ,‬המחובר לספק‪ ,‬עליו מולבש תריס‪ ,‬על מנת לקבל אלומה צרה של אור‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מנסרת פרספקס בצורת חצי עיגול‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫(ללא המנסרה) כוונו את האור היוצא ממקור האור כך שיעבור דרך הישר המסומן ב‪.0-‬‬
‫ב‪.‬‬
‫הניחו את המנסרה כך שהאור יפגע באמצע החלק השטוח‪ .‬כיצד וידאתם זאת בעזרת אלומת‬
‫האור?‬
‫ג‪.‬‬
‫מבלי להזיז את המנסרה יחסית למשטח‪ ,‬הגדילו בהדרגה את זווית הפגיעה של האור בחלק‬
‫השטוח של המנסרה‪ ,‬הביטו באלומות האור‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫היעזרו בתרשים מתאים והסבירו כיצד ניתן למדוד את זווית השבירה של האור במעברו‬
‫מהאוויר אל הפרספקס‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫הסירו את המנסרה וחזרו על הוראה ‪.1‬‬
‫ו‪.‬‬
‫הניחו את המנסרה כך שחלקה העגול יפנה אל מקור האור‪ ,‬ולאחר מעבר דרך המנסרה האור‬
‫יצא מאמצע החלק השטוח‪ .‬כיצד וידאתם זאת בעזרת אלומת האור?‬
‫ז‪.‬‬
‫מבלי להזיז את המנסרה יחסית למשטח‪ ,‬הגדילו בהדרגה את זווית הפגיעה של האור בחלקה‬
‫השטוח של המנסרה‪ ,‬הביטו באלומות האור‪.‬‬
‫ח‪.‬‬
‫היעזרו בתרשים מתאים והסבירו כיצד ניתן למדוד את זווית הפגיעה של האור במעברו‬
‫מהפרספקס אל האוויר‪.‬‬
‫ט‪.‬‬
‫מה הקשר בין סעיף ד וסעיף ח?‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לביצוע התצפיות‬
‫‪17‬‬
‫ביצוע תצפית‬
‫מיכל מלבני מלא בנוזל‬
‫לרשותכם‬
‫‪‬‬
‫לוח קאפא שמוצמד אליו נייר מילימטרי‬
‫‪‬‬
‫מיכל מלבני שקוף בעל דפנות דקים מלא בנוזל‬
‫‪‬‬
‫שמונה סיכות‬
‫‪‬‬
‫סרגל‬
‫א‪ .‬הניחו את המיכל על הנייר המילימטרי‪ ,‬וסמנו בעזרת עיפרון את מיקום שתיים מצלעותיו‬
‫המקבילות זו לזו (ראו תרשים)‪.‬‬
‫ב‪ .‬שרטטו ‪ 2‬ישרים שונים (מספרו אותם!) כך שכל אחד מהישרים יתאר קרן פגיעה של אור‬
‫באותה נקודה באחת מדפנות התיבה‪ .‬במה שונה קרן אחת מהשנייה?‬
‫ג‪ .‬עבור כל אחד מהישרים בנפרד בצעו את שלושת הפעולות הבאות‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫נעצו שתי סיכות תפירה (סיכה א' וסיכה ב') סמוכות זו לזו לאורך הישר ששרטטתם‪.‬‬
‫סי‬
‫סי‬
‫כה‬
‫כה‬
‫א'‬
‫ב'‬
‫תלמיד א'‪ :‬עצום עין אחת והסתכל בסיכה א' כך שתסתיר את סיכה ב'‪.‬‬
‫תלמיד ב'‪ :‬נעץ מעברה השני של התיבה סיכה שלישית (סיכה ג') ומאחוריה סיכה רביעית‬
‫(סיכה ד')‪ ,‬באופן כזה שסיכות ג' וד' יוסתרו לתלמיד א' ע"י סיכות א' ו‪-‬ב'‪.‬‬
‫האם סיכות ג' ו‪-‬ד' מסתירות את סיכות א' ו‪-‬ב' לתלמיד ב'? בדקו זאת והסבירו את‬
‫התופעה בעזרת עקרונות ומושגים בפיזיקה‪.‬‬
‫‪.2‬‬
‫הורידו את התיבה מעל דף הנייר והשלימו בתרשים שקיבלתם את מהלך קרן האור בתוך‬
‫התיבה‪ ,‬ולאחר מעברה דרך התיבה‪ .‬מספרו מסלול זה בהתאם למספרה של קרן הפגיעה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לביצוע התצפיות‬
‫‪11‬‬
‫ביצוע תצפית‬
‫מערכת מנסרות‬
‫לרשותכם‬
‫‪‬‬
‫‪ 13‬לוחיות פרספקס זהות‬
‫‪‬‬
‫גומייה‬
‫‪‬‬
‫שקף שניתן להשתמש בו כסרגל‬
‫‪‬‬
‫לוח אופטי‪ :‬נייר שעליו משורטטים שני ישרים ‪ a‬ו‪ b-‬המאונכים זה לזה‪ ,‬ומסומנות בו זוויות‬
‫מ‪100-‬ועד ‪.700‬‬
‫א‪ .‬הצמידו ‪ 13‬לוחיות זו לזו בעזרת הגומייה כך שתיווצר‬
‫תיבה‪.‬‬
‫ב‪ .‬הציבו את התיבה על הלוח האופטי כך שהפאה (דופן)‬
‫הקדמית של התיבה תתלכד עם הישר ‪ b‬כמוראה‬
‫בתרשים ‪.1‬‬
‫ג‪ .‬הביטו מתוך התיבה אל עבר הישר ‪.a‬‬
‫ד‪ .‬סובבו את התיבה כך שתיווצר זווית ‪ =300‬בין הדופן‬
‫הקדמית של התיבה ובין הישר ‪ .b‬היעזרו בישר‬
‫המתאים על גבי הלוח אופטי‪.‬‬
‫ה‪ .‬הביטו מתוך התיבה אל עבר הישר ‪ ,a‬עד שישר זה יראה‬
‫תרשים ‪1‬‬
‫לכם מוסח‪.‬‬
‫ו‪ .‬הניחו את השקף על הלוח האופטי‪ ,‬כך שהקו המוסח יראה בהמשכו של הקו העבה שעל גבי‬
‫השקף‪ .‬מדודו את מרחק ההסחה ‪( d‬ראו תרשים ‪.)2‬‬
‫ז‪ .‬מה קורה למרחק ההסחה כאשר משנים את העובי של התיבה?‬
‫ח‪ .‬מה קורה למרחק ההסחה כאשר משנים את הזווית ‪?‬‬
‫תרשים ‪2‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לביצוע התצפיות‬
‫‪19‬‬
‫ביצוע תצפית‬
‫מקור אור נקודתי בקרקעית כלי המכיל נוזל‬
‫לרשותכם‬
‫‪‬‬
‫כַּן עם אוחז‬
‫‪‬‬
‫מצביע לייזר‬
‫‪‬‬
‫צלוחית פטרי‬
‫‪‬‬
‫משורה עם נוזל‬
‫‪‬‬
‫פיפטה‬
‫‪‬‬
‫מחוגה‬
‫‪‬‬
‫סרגל‬
‫א‪ .‬בעזרת המחוגה והסרגל מדדו את הקוטר הפנימי של הצלוחית וחשבו את שטח הקרקעית‬
‫שלה‪.‬‬
‫ב‪ .‬מזגו לצלוחית נוזל כך שגובה פני המים בצלוחית יהיה ‪ ,h=0.3cm‬בעזרת הפעולות הבאות‪:‬‬
‫‪ .1‬חשבו את נפח המים הנדרש לקבלת גובה זה בצלחת הפטרי (נפח=גובה‪‬שטח)‪.‬‬
‫‪ .2‬היעזרו במשורה ובפיפטה כדי למדוד את נפח הנוזל הנדרש על מנת למזוג אל הצלוחית‬
‫את הנוזל בגובה הנדרש‪.‬‬
‫‪ .0‬מזגו את הנוזל אל צלחת הפטרי‪.‬‬
‫מדוע שיטה זו עדיפה על מדידת הגובה בעזרת הסרגל שלרשותכם?‬
‫ג‪ .‬הדליקו את הלייזר כך שאורה יפגע בקרקעית צלחת הפטרי‪ .‬הביטו על העיגול הכהה‬
‫שהתקבל‪.‬‬
‫ד‪ .‬הוסיפו אל הצלוחית נוזל בהדרגה‪ .‬האם וכיצד משתנה קוטר העיגול הכהה?‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לביצוע התצפיות‬
‫‪93‬‬
‫ביצוע תצפית‬
‫עדשה מרכזת‬
‫לרשותכם‬
‫‪‬‬
‫עדשה מרכזת על גבי כן לעדשה‬
‫‪‬‬
‫עצם מואר‪ ,‬המחובר לספק‬
‫‪‬‬
‫סרגל‪ 1 ,‬מטר‬
‫‪‬‬
‫נורת להט‪ ,‬על גבי בית נורה‪ ,‬המחוברת לספק‬
‫‪ .1‬מדדו את מרחק המוקד של העדשה בעזרת עצם רחוק מאוד‪ ,‬סרגל ומסך‪ .‬תארו כיצד מדדתם‬
‫את מרחק מוקד של העדשה בשיטה זו‪.‬‬
‫‪ .2‬הדליקו את העצם המואר‪ .‬הניחו מולו את העדשה המרכזת והביטו על העצם דרך העדשה‪.‬‬
‫‪ .0‬שנו את המרחק בין העצם ובין העדשה ובכל פעם הביטו על העצם דרך העדשה‪.‬‬
‫‪ .4‬קבלו דמות של העצם גם על מסך‪.‬‬
‫‪ .5‬הניחו את נורת הלהט כך שמרחקה מהעדשה יהיה קטן ממרחק המוקד של העדשה‪ .‬העמידו‬
‫את המסך‪ ,‬מעברה השני של העדשה‪ ,‬במקום שבו קוטר עיגול האור המתקבל עליו כפול‬
‫מקוטר העדשה‪.‬‬
‫הסבירו בעזרת תרשים מתאים מדוע המרחק בין המסך והעדשה שווה למרחק של הדמות‬
‫המדומה מהעדשה (למרות שהדמות המדומה מתקבלת מאחורי העצם)‪ .‬התייחסו אל נורת‬
‫הלהט כאל מקור אור נקודתי המונח על ציר העדשה‪.‬‬
‫מתוך‪ :‬תחרות הצילום‪ ,‬תשס"ה‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לתלמידים לביצוע שני חלקי הפעילות‬
‫‪91‬‬
‫האמיתי והנראה לעין‬
‫סיכום הנושא שבירה של האור‬
‫הזמנה לחקר‬
‫‪ .0‬ביצוע תצפית‬
‫‪‬‬
‫בחרו שלוש מתוך חמש התחנות שלפניכם‪.‬‬
‫עבור כל תחנה בנפרד‪:‬‬
‫‪‬‬
‫עבדו על פי ההוראות הרשומות ליד התחנה שבחרתם‪.‬‬
‫‪‬‬
‫תארו את התופעות בהן צפיתם‪ .‬הציגו זאת לפחות בשני אופנים שונים (מילולי‪ ,‬תרשים‪,‬‬
‫גרף‪ ,‬טבלה וכדומה)‪.‬‬
‫‪ .4‬שאילת שאלות‬
‫‪‬‬
‫בחרו אחת מהתחנות שבהן התמקדתם בביצוע התצפית‪ ,‬שסביבה תבצעו את הניסוי‬
‫שלכם‪.‬‬
‫‪‬‬
‫עבור התחנה שבחרתם‪ :‬נסחו לפחות ‪ 5‬שאלות רלוונטיות ומגוונות שמתעוררות בעקבות‬
‫התצפית שביצעתם בתחנה זו‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לתלמידים לביצוע שני חלקי הפעילות‬
‫‪92‬‬
‫מימוש החקר‬
‫‪ .3‬א‪ .‬שאלת החקר‬
‫‪ ‬בחרו‬
‫שאלה אחת מהשאלות שהעליתם‪ ,‬הניתנת לחקירה במסגרת הזמן והציוד‬
‫שברשותכם‪.‬‬
‫‪ ‬נסחו שאלה זאת כשאלת חקר‪ ,‬במידת האפשר כקשר בין שני משתנים‪.‬‬
‫ב‪ .‬העלאת השערה‬
‫נסחו בצורה בהירה השערה לגבי שאלת החקר שבחרתם‪ .‬נמקו השערתכם תוך שימוש‬
‫במושגים ובעקרונות בפיזיקה‪.‬‬
‫‪ .2‬א‪ .‬תכנון ניסוי לבדיקת שאלת החקר‬
‫‪‬‬
‫תארו בקצרה את מהלך הניסוי והסבירו כיצד באמצעותו ניתן לענות על שאלת‬
‫החקר‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ציינו את‪ :‬הגורם‪/‬הגורמים הקבועים‪ ,‬המשתנה התלוי והמשתנה הבלתי תלוי‬
‫בניסוי‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ציינו את הערך המקסימאלי‪ ,‬הערך המינימאלי ואת מרווחי הדגימה הרצויים‬
‫למשתנה הבלתי תלוי‪ ,‬הסבירו‪.‬‬
‫קבלו אישור המורה לתכנון הניסוי שהצעתם‪.‬‬
‫אם נחוץ ציוד נוסף העבירו לאחר קבלת האישור רשימה מפורטת ללבורנט‪/‬ית‪.‬‬
‫ב‪ .‬ביצוע הניסוי‬
‫בצעו את הניסוי שהצעתם כפי שאושר על ידי המורה‪.‬‬
‫‪ .5‬עיבוד הממצאים והסקת מסקנות‬
‫‪‬‬
‫הציגו את תוצאות המדידה (ע"י טבלה‪ ,‬גרף‪ ,‬תרשים‪ ,‬נוסחה וכדומה)‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הסיקו מסקנות המתייחסות לקשר שבין תוצאות הניסוי ובין שאלת החקר‬
‫שבחרתם‪ .‬האם השערתכם הייתה נכונה? אם לא‪ ,‬מהי לדעתכם הסיבה לחוסר‬
‫ההתאמה?‬
‫‪‬‬
‫ציינו את הקשר שבין המסקנות שהסקתם ובין עקרונות ומושגים בפיזיקה‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫האמיתי והנראה לעין – הנחיות לתלמידים לביצוע שני חלקי הפעילות‬
‫‪90‬‬
‫‪ .6‬מה יקרה אם‪...‬‬
‫הציעו שינוי אחד שניתן לבצע במערכת הניסוי וקבעו מה יהיו תוצאות השינויים‪.‬‬
‫נמקו קביעתכם על סמך מסקנותיכם או התיאוריה‪.‬‬
‫שיתוף החקר‬
‫‪ .7‬דיווח ודיון‬
‫‪‬‬
‫הציגו לפני תלמידי הכיתה את חלק זה של הפעילות בעזרת מצגת ‪ .PP‬ההצגה תכלול‬
‫תיאור של החקר שביצעתם ופיתוח דיון קצר בכיתה‪ .‬התייחסו בהצגתכם גם לקשיים‬
‫איתם נאלצתם להתמודד במהלך הפעילות‪ .‬על כל חברי הקבוצה לקחת חלק בהצגה‬
‫שתמשך לא יותר מ‪ 13-‬דקות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הגישו דיווח בכתב על פי ההוראות שיוגשו לכם ע"י המורה‪.‬‬
‫עבודה נעימה!‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫הפנים הגליות של אור מונוכרומטי‬
‫‪94‬‬
‫‪ .9‬הפנים הגליות של אור מונוכרומטי‬
‫עיבוד של פעילות מתוך חומרי הלמידה של המעבדה במסלול פל"א לבגרות שחוברה ע"י המורה‬
‫מנסא אליאס‪ ,‬התיכון האורתודוקסי‪ ,‬רמלה‪.‬‬
‫בפעילות זו התלמידים יעשו שימוש בתופעות של עקיפה והתאבכות כדי למדוד אורך גל של מקור‬
‫אור מונוכרומטי‪.‬‬
‫המלצות למורה‬
‫‪ o‬מקור האור המונוכרומטי המומלץ לביצוע הפעילות הוא לייזר‪ .‬ניתן להשתמש בפויינטר לייזר‬
‫פשוט ואף בלייזר דיודה (אם כי יתכן ובחלק מהמקרים אורך הגל שלו אינו ידוע)‪.‬‬
‫‪ o‬להשגת סדק יחיד בעל רוחב משתנה (כמשתנה הבלתי תלוי של הניסוי)‪ ,‬ניתן להשתמש‬
‫בחלופות הבאות‪:‬‬
‫א‪ .‬מספר שקופיות בהן סדק יחיד הנבדלות זו מזו ברוחב הסדק‪.‬‬
‫ב‪ .‬קליבר‪.‬‬
‫ציוד וחומרים‬
‫ספסל אופטי‪ ,‬מקור אור מונוכרומטי‪ ,‬מסך שצמוד לו נייר מילימטרי‪ ,‬עיפרון‪ ,‬מגוון סריגים‪,‬‬
‫שקופיות עם שני חריצים‪ ,‬התקן להשגת סדק יחיד‪ ,‬חלון הצבה (מתקן בו ניתן להיעזר כדי‬
‫להעמיד את השקופיות במקביל למסך)‪.‬‬
‫דוגמאות לשאלות חקר שבעזרתן ניתן למדוד את אורך הגל של מקור הלייזר‪:‬‬
‫‪-‬‬
‫מהו הקשר בין רוחב פס האור המרכזי בתבנית האור המתקבלת מסדק יחיד‪ ,‬לבין רוחב‬
‫הסדק?‬
‫‪-‬‬
‫בסריג עקיפה‪ :‬מהו הקשר בין קבוע השריג לבין ‪?sin1‬‬
‫‪-‬‬
‫מהו הקשר בין המרחק בין שני הסדקים לבין המרחק הממוצע בין שני קווי מקסימום‬
‫סמוכים ?‬
‫‪ ‬דפי הפעילות לתלמידים‬
‫הפעילות נגישה למורים ב"אתר מורי הפיזיקה" בכתובת‪:‬‬
‫‪http://62.90.118.237/?CategoryID=2637&dbsRW=1‬‬
‫הפנים הגליות של אור מונוכרומטי – דפי הפעילות לתלמידים‬
‫‪95‬‬
‫הפנים הגליות של אור מונוכרומטי‬
‫ע"פ פעילות פל"א שחוברה ע"י המורה מנסא אליאס‬
‫הזמנה לחקר‬
‫עליכם למדוד את אורך הגל של מקור אור מונוכרומטי באמצעות חקירה של תופעת התאבכות או‬
‫תופעת עקיפה (נתון לבחירתכם)‪.‬‬
‫נסחו שאלת חקר שבאמצעותה תבצעו סידרה של מדידות‪ .‬מעיבוד תוצאות המדידות עליכם‬
‫להפיק את אורך הגל המבוקש‪.‬‬
‫בטרם ביצוע הניסוי העלו השערה מנומקת לתשובה אפשרית לשאלת החקר שבחרתם‪.‬‬
‫תארו בקצרה מהלך ניסוי לבדיקת השערתכם‪ .‬בתיאורכם‪:‬‬
‫‪‬‬
‫ציינו את‪ :‬הגורם‪/‬הגורמים הקבועים‪ ,‬המשתנה התלוי והמשתנה הבלתי תלוי בניסוי‪.‬‬
‫‪‬‬
‫ציינו במידת האפשר את הערך המקסימאלי‪ ,‬הערך המינימאלי ואת מרווחי הדגימה הרצויים‬
‫למשתנה הבלתי תלוי ואת השיקולים שבעזרתם קבעתם ערכים אלה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫פרטו סדר פעולות שתבצעו‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הסבירו את הקשר בין הצעתכם ובין שאלת החקר וההשערה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫פרטו את רשימת הציוד שאיתה תעבדו‪.‬‬
‫קבלו אישור מהמורה לתכנון הניסויים שהצעתם‪.‬‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬
‫הפנים הגליות של אור מונוכרומטי – דפי הפעילות לתלמידים‬
‫‪96‬‬
‫מימוש החקר‬
‫ביצוע הניסוי‬
‫בצעו את הניסוי שהצעתם כפי שאושר לכם על ידי המורה‪ .‬תעדו את כל תבניות האור שהתקבלו‬
‫על גבי הנייר המילימטרי‪.‬‬
‫עיבוד הממצאים והסקת מסקנות‬
‫‪‬‬
‫הציגו את תוצאות המדידה ע"י טבלה וגרף‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הסיקו מסקנות המתייחסות לקשר שבין תוצאות הניסוי ובין שאלת החקר שבחרתם‪ .‬האם‬
‫השערתכם הייתה נכונה? אם לא‪ ,‬מהי לדעתכם הסיבה לחוסר ההתאמה?‬
‫‪‬‬
‫ציינו את הקשר שבין המסקנות שהסקתם ובין עקרונות ומושגים בפיזיקה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫חשבו את אורך הגל מקור האור המונוכרומטי‪.‬‬
‫‪‬‬
‫השוו את ערכי אורך הגל של מקור האור שהתקבל על ידכם עם זה שהתקבל ע"י עמיתכם‬
‫לכיתה (שעבדו עם מקור אור זהה לשלכם) ועם הנתון של היצרן (אם קיים)‪ .‬מהם לדעתכם‬
‫הגורמים להבדל בתוצאות?‬
‫שיתוף החקר‬
‫‪ .8‬דיווח ודיון‬
‫‪‬‬
‫הציגו לפני תלמידי הכיתה את הפעילות שביצעתם‪ .‬התייחסו בהצגתכם גם לקשיים איתם‬
‫נאלצתם להתמודד במהלך הפעילות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫הכינו דיווח בכתב‪ ,‬הכולל את הרקע המדעי המתאים‪ ,‬פירוט ההפעלה שביצעתם ותיאור קצר‬
‫של החקירה והממצאים של חבריכם לכיתה‪.‬‬
‫עבודה נעימה!‬
‫_________________________________‬
‫קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם‪ .‬אין לעשות שימוש כלשהו‬
‫בקובץ זה לכל מטרה אחרת ובכלל זה שימוש מסחרי‪ ,‬פרסום באתר אחר (למעט אתר בית הספר בו מלמד‬
‫המורה)‪ ,‬העמדה לרשות הציבור או הפצה בדרך אחרת כלשהי של קובץ זה או כל חלק ממנו‪.‬‬