451 likes | 915 Vues
Digitális fényképezőgép a fizikaoktatásban. Készítette: Szakmány Tibor PhD hallgat ó SZTE-TTIK Kísérleti Fizikai Tanszék. Digitális fényképezőgép a fizikaoktatásban. Bevezetés Digitális fényképezőgép működése Felhasználás a fizikaoktatásban Összegzés. Digitális eszközök az oktatásban.
E N D
Digitális fényképezőgép a fizikaoktatásban Készítette: Szakmány Tibor PhD hallgató SZTE-TTIK Kísérleti Fizikai Tanszék
Digitális fényképezőgép a fizikaoktatásban • Bevezetés • Digitális fényképezőgép működése • Felhasználás a fizikaoktatásban • Összegzés
Digitális eszközök az oktatásban A széles körben elterjedő modern digitális eszközök új lehetőségeket kínálnak az órai szemléltetésben, kísérletezésben, és mérési gyakorlatokban.
Digitális fényképezőgép működése:CCD, MOS, pixel • A digitális fényképezőgép lelke a CCD chip, fényérzékeny cellák kétdimenziós mátrixa • Fém-oxid félvezető kondenzátor (MOS) • Pixel (pixture element)
Leggyakoribb felbontások: Leggyakoribb CCD méretek: Ön-diffrakció
Digitális fényképezőgép működése:Kiolvasás, töltések léptetése • A kiolvasás menete • A töltések léptetése, háromfázisú órajel
Digitális fényképezőgép működése:A/D konverzió • Analóg jel erősítése • A/D konverzió • Digitális jelek – kvantálás finomsága 8 bit
Digitális fényképezőgép működése:Színeskép • Bayer színszűrő • Színkeverés a 3 alapszínből • 3 x 256 = 16,7 millió szín
Elsődleges felhasználás • Fénykép, sorozatkép, videofelvétel készítése szinte bárhol, bármikor • Képek számítógépre mentése • Számítógépről vezérelt fényképezés
Felhasználás a fizikaoktatásban • Fényképek rövid és hosszú záridővel
Színkeverés • Színkeverés a 3 alapszínből • Monitorok képe „makro” módban • 3 x 256 = 16,7 millió szín CRT TFT
Leggyakoribb felbontások: Leggyakoribb CCD méretek: Felhasználás a fizikaoktatásban A pixelek mérete 2-5µm!
Ön-diffrakció • CCD, mint kétdimenziós rács • Fényelhajlás, és reflexió • Objektív összetett lencserendszer
Felhasználás a fizikaoktatásban Videófelvétel készítése: • Szabadesés • Vízszintes hajítás • Súlytalanság Videó: Canon S5IS Projekt: - lift
Felhasználás a fizikaoktatásban • Videofelvétel képkockánkénti vetítése, elmentése Windows Movie Maker-rel
Vidofelvétel képkockáinak lementése BS Player-rel Felhasználás a fizikaoktatásban
Felhasználás a fizikaoktatásban • Sorozatképek, videofelvételek képkockáinak illesztése Paint-tel
Felhasználás a fizikaoktatásban • Rajzolás és koordináták meghatározása Paint-ben
Felhasználás a fizikaoktatásban • Adatfeldolgozás Excel-lel
Felhasználás a fizikaoktatásban • Sebesség és gyorsulás kvantitatív mérése
Felhasználás a fizikaoktatásban • Rezgőmozgás és körmozgás kapcsolata
Felhasználás a fizikaoktatásban • Csillapodó rezgések burkoló görbéi
Felhasználás a fizikaoktatásban • Mérések összevetése a Leybold taneszközgyártó CASSY rendszerével
Felhasználás a fizikaoktatásban • Kezdés t=0, s=0, 4 képkockánként
Felhasználás a fizikaoktatásban • Kezdés t=0, s=0, 5cm-ként
Felhasználás a fizikaoktatásban • Kezdés t=0, s≠0, 5cm-ként
Felhasználás a fizikaoktatásban • Kezdés t≠0, s≠0, 5cm-ként
Felhasználás a fizikaoktatásban • Újszerű mérési gyakorlatok pl: autók sebességének mérése
IR-fényképezés szűrő nélkül • A digitális fényképezőgép, mobiltelefon érzékeny a közeli infravörös tartományra
IR-fényképezés szűrő nélkül • Mi átlátszó és mi nem infravörösben?
IR-szűrővel készült képek IR érzékenység - szűrővel
IR érzékenység - szűrővel • IR-szűrővel készült képek
Doboz-spektroszkóp • Nap • Gyertya • Hélium • Neon • Fénycső • Kvarclámpa • Higany • Takarékos izzó • LED – piros • LED – kék
„Digitális fényképezőgép fizikája” • Camera obscura • Kondenzátor, elektromos potenciál, potenciál gát • Félvezetők, vezetők tulajdonságai, töltések mozgása • Fényelektromos hatás, kilépési munka • Hőmozgás, sötétáram, elektromos zajok • Elektromágneses spektrum, UV-fény, IR-fény • Színek, színek keverése alapszínekből • Érzékszervek érzékenysége, logaritmikus érzékenység, linearitás • Kvantált mennyiség, diszkrét érték • Analóg áramkör, digitális áramkör
Összegzés • Korlátai: - mozgások esetén leolvasásból és torzításból eredő 3-7%-os mérési hibák - túl lassú, túl gyors mozgások - időigény sok mérési pont esetén - típusfüggő beállítási lehetőségek • Előnyei: - széleskörű alkalmazhatóság - nem igényel pénzráfordítást - újszerű gyakorlatok - számítógépen elmenthető, bármikor könnyedén újra felhasználható adatok - motiváló hatás