Fyzika v 15M

Hrátky s nerovinnými zrcadly

Základní principy zobrazení nerovinnými zrcadly jsem ve třídě 15M SPŠST Panská průběžně prokládal experimenty a praktickými ukázkami použití těchto zrcadel.

„Jedno z použití kulových zrcadel, je i toto zrcátko, které používají někteří lékaři,“ říkám a vytahuji z krabičky náhlavní zrcátko, které používají lékaři při vyšetření ušních nebo nosních dutin. „A to bych nebyl já, abych neměl dotaz: chci zrealizovat situaci, jak lékař skutečně toto zrcadlo používá. Budeme proto potřebovat dva dobrovolníky na role pacienta a lékaře.“

Během chvilky se hlásí Petr Bečka, který bude představovat lékaře, a Michal Ešše ve funkci pacienta.

„Napovím, že je vhodné k tomu použít i zdroj světla,“ usmívám se a přináším z kabinetu lampu.

Kluci chvílí tápou, vyslechnou rady spolužáků a za chvíli se už začínají správně stavět k sobě a k rozsvícené lampě. Postupně si vysvětlujeme správné použití tohoto typu zrcadla, které má uprostřed otvor. Tímto otvorem se lékař dívá do příslušné dutiny (ucho, nos, ústa, …) a současně si dutým zrcadlem soustřeďuje světlo odražené z lampy do této dutiny.

„Tak si svítí ze stejného směru, ze kterého se dívá,“ uzavírám. „Duté zrcadlo navíc zajistí i soustředění téměř rovnoběžných paprsků ze zdroje světla do ohniska zrcadla. V místě ohniska se přitom musí nacházet vyšetřovaná dutina.“

Ostatní ze třídy se přišli podívat, aby viděli odražené „prasátko“ na uchu pacienta. Pak si pochopitelně zrcátko i sami vyzkoušeli.

Na dalším cvičení pak přináším do učebny čtyři skupiny nových pomůcek. Přes léto jsem vyrobil improvizovaný zdroj světla, navrhl v software Mathematica modely dutých a vypuklých kulových i parabolických zrcadel, tyto modely si nechal vytisknout na 3D tiskárně a následně jsem je polepil zrcadlovou fólií. Pak jsem vyrobil pracovní listy, připravil je do desek - a pomůcka na zkoumání chodu nejen význačných paprsků odrážejících se od různých typů zrcadel byly hotová!

„Jste první třída, která s tím bude pracovat, tak to, prosím, neponičte,“ upozorňuji zbytečně kluky. Ke všem pomůckám se chovají vždy slušně.

„Chvíli si pohrajte, jak se vám zlíbí, pak budeme pokračovat řízenou prací,“ říkám a kluci se pouštějí do práce.

„S tím lze simulovat i koutový odražeč, ne?“ ptá se Jakub Dlouhý.

„Ano, lze,“ říkám. „Dobrý postřeh,“ chválím Jakuba a chvíli se bavíme a zkoumáme rovinnou variantu koutového odražeče.

„A teď už postupujte podle toho, co vám budu říkat a pracujte s konkrétními obrázky,“ začínáme pracovní část hodiny. Kluci velmi dobře spolupracovali a zkoušeli si již předem odvozené a pomocí software Mathematica simulované vlastnosti kulových i parabolických zrcadel.

Ke konci hodiny mě ale dobrý pocit z vydařené pomůcky přechází. Tři skupiny si stěžovaly, že jejich zdroje svítily slabě. Nechápal jsem - až jsem se detailněji podíval na zdroje. U některých z nich dvě i tři ze čtyř LED umístěných uvnitř nesvítily. Tím mě radost z dobře probíhající hodiny celkem rychle přešla. Kluci ale chápali, že to není moje vina, a i tak příslušné efekty a odražené paprsky viděli.

Jakub Dvořák během několika okamžiků ale vyrobil z nepotřebného papíru stínítko na světlo mobilního telefonu a mnou vyrobený zdroj tak nahradil.

Ačkoliv pomůcka nefungovala tak, jak měla, tak snad přispěla k hlubšímu pochopení a ujasnění chodu nejen význačných paprsků používaných k zobrazení předmětů kulovými zrcadly.

Hrátky se zrcadly jsou zobrazeny na fotografiích.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl