* Bygg en solcellsdriven färgsnurra Kort version Prova Olika färger Svarta cirkelstreck Påklistrade småbitar av cd-skivor 1
* Bygg en solcellsdriven färgsnurra Utförlig version Så här kan du göra Det är roligast att göra snurran efter egna idéer. Här är några tips Snurran är en cirkel av papp c:a 10 cm i diameter. På skivan målar du t ex efter förslagen nedan. Gör hål i en liten gummikork och trä den på axeln till en motor(clas Olson 1,5 V). På korken fäster du snurran med limpistol. Limma fast en verktygsklämma på en pelare av trä. Pelaren limmar du på en bottenplatta. Sätt fast motorn i verktygsklämman. Koppla sladdar från en solcell (Soldata SD 25) till motorn. Prova att ställa snurran med solcellen vänd mot solen. Olika förslag till färgsnurra Måla sektorer från mitten och ut i olika klara färger. Se hur de blandas när snurran roterar. Försök blanda så ett du får grönt eller gult eller vitt utan att måla med just de färgerna! Måla svarta cirkelbågar som täcker olika stor del av varvet. När de snurrar kan det uppstå färgfenomen i ögat! Klipp en kasserad cd-skiva i små skärvor. Klistra upp dem huller om buller på pappskivan. Låt solen lysa rakt mot den när den roterar. 2
Så här fungerar det När solen skiner ger solcellen ger ström till motorn, så att den snurrar. Färgfenomenen beror på flera olika saker. Om du har ett rött och ett grönt område på snurran så kommer dessa färger att blandas inne i ditt öga när snurran roterar. På samma ställe som det var rött ena ögonblicket blir det grönt nästa. Då tycker ögat och hjärnan att det ser gult ut. På en färg tv blandas färgerna på liknande sätt. Titta på riktigt nära håll på ett gult område på tv-skärmen! Om du däremot blandar grön och röd vattenfärg blir resultatet ett helt annat. Svarta cirkelbågar av olika längd på snurran gör att det blinkar vitt och svart inne i ögat. Ögat och hjärnan luras att uppfatta blinkningarna som färger, olika färger beroende på hur snabbt det blinkar. På en cd-skiva finns tätt med spår där musiken är inspelad. Ljus av olika färg har olika våglängd. I spåren reflekteras olika våglängder i olika riktningar. Därför skimrar skivan i alla färger när man vrider på den. 3
*** Mera om Bygg en solcellsdriven färgsnurra Syfte Eleven får prova att få en motor att snurra med hjälp av en solcell. Färgsnurran ger tillfälle för eleven att upptäcka ett antal färgfenomen. Kommentarer till experimenten Experimentet är mycket lätt att lyckas med. En lättdriven motor som snurrar fritt i luften kan drivas av även små och effektsvaga solceller. Färgfenomenen beror på flera olika saker. Med olikfärgade fält på skivan uppstår additiv färgblandning. Ögat uppfattar t.ex. både grönt och rött nästan samtidigt på samma ställe på näthinnan. Näthinnan har tappar med tre olika typer av färgkänslighet, rött, grönt och blått. Tapparna är dock känsliga inom ett ganska brett färgområde (våglängdsområde). De rödkänsliga sträcker sig från rött över orange till gult. De grönkänsliga täcker gult, grönt och blågrönt. De blåkänsliga täcker blågrönt, blått och violett. Om vi ser på ett gult föremål, så att ögat träffas av gult ljus, reagerar därför både de röd- och de grönkänsliga tapparna. När båda dessa sänder signaler till hjärnan uppfattar vi det som att vi ser något gult. Men precis samma sak inträffar om ögat samtidigt träffas av både rött och grönt ljus - som från en roterande skivan med röda och gröna fält. Informationen från de rödkänsliga och grönkänsliga tapparna adderas, hjärnan uppfattar gult. Tack vare detta kan man återskapa samtliga färger och nyanser med hjälp av bara tre olika additiva grundfärger - rött, grönt och blått. Med ett förstoringsglas kan man urskilja de tre olika färgpunkterna på en tv. Om man målar rött på ett papper, så kommer den röda ytan att absorbera ljus av alla färger utom rött, medan rött reflekteras till våra ögon. De rödkänsliga tapparna signalerar och hjärnan konstaterar att pappret är rött. Om vi blandar röd och grön färg kommer den röda att absorbera allt utom rött (den subtraherar bort allt utom rött) och den gröna att absorbera allt utom grönt. Tillsammans absorberar de alltså alla färger. Ingenting reflekteras, och resultatet blir att den målade ytan ser svart eller brun ut alla färger har subtraherats bort. Subtraktiv färgblandning ger helt annat resultat än additiv. 4
Med svarta cirkelbågar av olika längd på snurran gör att det blinkar vitt och svart inne i ögat. Ögat och hjärnan luras att uppfatta blinkningarna som färger, olika färger beroende på hur snabbt det blinkar. På en cd-skiva finns tätt med spår där musiken är inspelad. Ljus av olika färg har olika våglängd. I spåren reflekteras olika våglängder i olika riktningar. Cd-skivan fungerar som ett reflektionsgitter. Denna utrustning behöver du Pappskiva, färg, cd-skiva att klippa sönder mm Motor, (t.ex. Clas Ohlson 1,5 V nr 32-3263) Solcell (t ex Zenit ab läromedel nr 16-000500) Liten gummikork, lim, ledningar, lödkolv och lödtenn att fästa ledningar med (Clas Ohlson) Hållare att fästa motorn med (T.ex. Sagitta nr 99046) eller verktygshållare. Litteratur Areskoug, Mats, Miljöfysik. Energi och klimat. 1999. ISBN 91-44-01114-8. Bl a solenergiutnyttjande, solfångare, solceller behandlas. Många experiment beskrivs. Grundläggande högskolenivå (eller fördjupning på gymnasiet). Bason Frank: Solstrålning, solceller, solenergi. SolData Publishing 2002. Teori, experiment och tillämpningar kring solceller. Gymnasienivå. På danska. Boysen, A. (red) Solsverige 1991, 92, 93, 94, 95, del 6. Larsons förlag, Box 3063, 18303 Täby. Informativa artiklar om solenergins möjligheter och aktuella läge. Gymnasienivå. Eckerman Pelle, Grähs Gunna. Solkatt, vindstrut och vattenhjul. Bonnier, Carlsen 1997. Idérik experimentbok för barn. Martin Green: Solceller. Från solceller till elektricitet. Svensk byggtjänst 2002. Solceller och solcellssystem. Tillämpningsexempel i bostadshus och i utvecklingsländer. Gymnasienivå. Weblänkar http://www.pvschools.net/public/pvschools.htm PV-school project. Skolor med solcellsinstallation beskrivs och data från elproduktionen ges. Ej tillgänglig 030919. http://www.soldata.dk/ SolData. Experiment på bl. a solceller. Försäljning av bra solceller och annan utrustning, samt experimentbeskrivningar och litteratur. Gymnasienivå. På danska. http://britneyspears.ac/basics.htm Solcellsteori. Från gymnasie- till avancerad högskolenivå. http://www.eere.energy.gov/pv/ 5
US Depertment of Energy. Omfattande läromedel om hur solceller fungerar. Gymnasienivå. Mycket bra. På engelska. 6