Arbeitsblatt: Optik

OPTIK Arbeitsblatt 1 LICHTQUELLEN Bei vollständiger Dunkelheit kann unser Auge nichts sehen. Wir brauchen Licht. Licht geht von Lichtquellen aus. Wir brauchen also Lichtquellen um unsere Umwelt wahrzunehmen. Gegenstände können von uns nur wahrgenommen werden, wenn sie Licht selbst erzeugen oder vom Licht beleuchtet werden. Selbstleuchtende Körper Beleuchtende Körper Merke: Gegenstände sind nur sichtbar, wenn sie selber leuchten oder wenn sie beleuchtet werden. Bei den Lichtquellen unterscheiden wir zwei Arten: natürliche Lichtquellen künstliche Lichtquellen Kreuze alle natürlichen Lichtquellen an. o o Glühbirne Blitz Fernseher Kerze Sonne o o Laserlicht Zigarette Taschenlampe Vulkan Velolicht Fragen: Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit wir einen Gegenstand im Dunkeln sehen können? Erkläre genau. Du kannst den Mond bei klarem Himmel hell leuchten sehen. Ist er also auch eine natürliche Lichtquelle? OPTIK Arbeitsblatt 2 AUSBREITUNG DES LICHTES Versuch 1: Licht ist unsichtbar Bild NaturPlus6 S. 96 Mit Kreidestaub kann den Weg des Lichtes sichtbar machen. Wir sehen das Licht nicht, sondern stets den Gegenstand, der das Licht aussendet. Das kann die Lichtquelle selbst sein, oder ein Gegenstand, der von einer Lichtquelle beleuchtet wird. Gegenstände, die selbst keine Lichtquellen sind, sehen wir nur, wenn sie von einer Lichtquelle angestrahlt werden und dieses Licht von ihnen in unsere Augen gelangt. Versuch 2: Licht breitet sich geradlinig aus Überziehe eine Glühlampe mit einer dünnen Aluminiumfolie und stich viele kleine Löcher hinein. Schalt die Lampe ein und streue Kreidestaub um die Lampe. Mache eine Skizze von dem was du siehst: Notiere deine Beobachtungen: Merke: Versuch 3: Licht breitet sich von der Lichtquelle weg geradlinig in den Raum aus. Es breitet sich dabei in alle Richtungen aus – wenn man es lässt. Im Alltag wird dies durch Reflektoren zum Beispiel an Taschenlampen oder durch Lampengehäuse und Lampenschirme meist eingeschränkt. OPTIK Arbeitsblatt Versuch 3: vom Lichtkegel zum Lichtstrahl S. 28 aus Blickpunkt Physik 3 OPTIK Arbeitsblatt 4 BEDEUTUNG DES LICHTES ZUM SEHEN VON GEGENSTÄNDEN Versuch: Baue den Versuch wie beim Modell der Lehrperson auf. Verwende nacheinander einen schwarzen Karton, weissen Karton, eine klare Glasscheibe und eine Milchglasscheibe. a) Bei welchem Schirm kannst du die Schrift in den Büchern am besten erkennen? Notiere in der Tabelle: Material Buch vor dem Schirm Buch hinter dem Schirm b) Wie gelangt bei diesem Versuch das Licht auf das Buch und vom Buch ins Auge? Absorption, Streuung, Transparenz In der Dämmerung können wir helle Gegenstände viel besser erkennen als dunkle. Wie kommt das? Das Experiment von oben nennt uns den Grund. Richtet man den Lichtstrom einer Lampe auf einen schwarzen Karton, verschwindet das Licht. Die schwarze Fläche hat das Licht verschluckt Absorption. Beim Bestrahlen eines weissen Kartons, sieht man nicht nur den Lichtfleck auf dem Blatt, sondern auch die Umgebung wird heller. Das Licht wird von der Wand zurückgeworfen, es strömt dabei in alle Richtungen. Man sagt das Licht wird gestreut Streuung. Es gibt auch Körper, durch die Licht hindurchgeht, z.B. Glassscheiben. Sie werden lichtdurchlässig genannt. Licht, das auf eine klare Glasscheibe fällt, geht fast ungestört durch das Glas; man sagt die Scheibe ist durchsichtig. Milchglas nimmt das einfallende Licht auf und streut es nach vorn und nach hinten, und zwar in alle möglichen Richtungen. Man sagt, die Milchglasscheibe ist durchscheinend transparent. OPTIK Arbeitsblatt 5 Bild: Physik für die Sekstufe S.10 oben Merke: Je dunkler ein Körper ist, desto mehr Licht verschluckt, d.h. absorbiert er. Je heller ein Körper ist, desto mehr Licht wirft er zurück, d.h. reflektiert er. Bedingungen für das Sehen: Ein Buch, das wir in den Lichtstrom einer Lampe halten, streut das auftreffende Licht. Ein Teil des Streulichts gelangt in unser Auge. Wir sehen das Buch nur wegen dieses Streulicht-Anteils. (Abbildung oben) Licht ist also nur wahrnehmbar, wenn es ins Auge gelangt. Licht das an uns vorbeiströmt, können wir nichts sehen. Aufgaben: 1) Erkläre, warum die Frau das Bild sehen kann. Die Pfeile helfen dir. Bild: NaturPlus6 S. 92 Das Licht der Kerze fällt auch auf das bild an der Wand. Es wird dort zum Teil reflektiert und gelangt in die Augen der Frau. Das Bild stellt selbst keine Lichtquelle dar. Die Frau kann das bild also nur sehen, weil das Licht einer Lichtquelle auf das Bild gelangt und ein Teil dieses Lichts dann in ihre Augen gelangt. 2) Warum ist dunkle Kleidung für Fussgänger in Dunkeln wenig geeignet. OPTIK Arbeitsblatt 6 WO LICHT IST, IST AUCH SCHATTEN Versuch 1: Wir lassen das Licht einer Kerze oder einer Taschenlampe (ohne Reflektor) auf einen weissen Karton fallen. Zwischen Lichtquelle und Schirm halten wir einen Bleistift. a) Die Kartonschachtel wird zischen Lichtquelle und Karton hin- und herbewegt. Was passiert? Mache eine Skizze und notiere deine Beobachtungen genau!!! Was passiert mit dem Schatten der Streichholzschachtel? Versuch 2: a) Wir beleuchten eine Streichholzschachtel mit einer Kerze! Wie sieht das Schattenbild aus? Mache eine Skizze! b) Nun beleuchten wir die Streichholzschachtel mit zwei Kerzen. Fertige eine genaue Skizze von dem Schattenbild an und erkläre. OPTIK Arbeitsblatt 7 c) Wir beleuchten die Streichholzschachtel mit vier Kerzen. Wie sieht nun das Schattenbild aus? Physik für Sekstufe1: S. 13 und 15 Zusammenfassungen Aufgaben: 1) Warum ist es ungünstig für einen Rechtshänder, wenn beim Schreiben das Licht von rechts einfällt? 2) Bei einem Fussballspiel mit Flutlicht haben die Spieler vier Schatten. Erkläre warum! OPTIK Arbeitsblatt 8 LICHT GEHT UM DIE ECKE Hoffentlich kommen seine Lichtzeichen beim richtigen Mädchen an. Bild aus Physik für Sekstufe1 Seite 16 Versuch 1: Kannst du die Richtung schätzen, in die ein Spiegelbild das Lichtbündel einer Taschenlampe umlenkt? Als „Ziel dient dir dazu ein Gegenstand (Radiergummi oder Tintenpatrone). Wie musst du die Taschenlampe und Spiegel aufstellen, damit das Licht genau auf das Ziel fällt? Errate einmal eine Position und stelle sie auf. Anschliessend überprüfst du, indem die du die Taschenlampe einschaltest. Getroffen? Versuch 2: Klebe eine Taschenlampe vorne mit schwarzen Klebeband so weit zu, dass nur noch ein Spalt offen bleib. Wenn du jetzt das Licht an einem Blatt Papier entlang scheinen lässt, kannst du es in seinem Verlauf gut verfolgen. a) Stelle zunächst einen Taschenspiegel senkrecht auf ein Blatt Zeichenpapier. Richt dann das Licht der Taschenlampe auf den Spiegel. Wie verläuft das Lichtbündel? Zeichne mit einem Stift das Lichtbündel nach. Markiere genau wo der Spiegel stand. OPTIK Arbeitsblatt b) Beleuchte den Spiegel mit der Taschenlampe nacheinander aus drei verschiedenen Richtungen. Mit unterschiedlichen Farben zeichnest du den Verlauf des Lichtes nach. Gib auch hier jedes Mal die Stellung des Spiegels an. c) Mache nun eine Senkrechte zum gezeichneten Spiegel auf dem Blatt (Siehe Bild). Nimm ein eingezeichnetes Lichtbündeln und miss die beiden Winkel und (Lichtbündel zur Senkrechte)! Was fällt dir auf? Notiere deine Beobachtungen! Mach dasselbe mit den zwei anderen eingezeichneten Lichtbündeln. Notiere die Beobachtungen. Senkrechte zum Spiegel Beispiel eins Lichtbündels Spiegel Beobachtungen: 9 OPTIK Arbeitsblatt REFLEXION DES LICHTES 10 OPTIK Arbeitsblatt GEKNICKTE PADDEL UND ANDERE PHÄNOMENE 11 OPTIK Arbeitsblatt 12 LICHTBRECHUNG PRAKTISCH Mache eine grosse Skizze vom Versuch, der die Lehrperson vorgezeigt hat. Warum sehen wir das Paddel geknickt? Eine Skizze soll erklären! Das Vom Paddel im Wasser reflektierte Licht wird an der Wasseroberfläche vom Lot weg gebrochen. Die so in ihrem Verlauf veränderten Strahlen treffen in unser Auge und erzeugen den Eindruck, dass das Licht von einer höheren Stelle im Wasser kommt als in Wirklichkeit. Das Paddel sieht aus, als hätte es einen Knick. OPTIK Arbeitsblatt LICHTBRECHUNG THEORETISCH 13 OPTIK Arbeitsblatt LINSEN BRECHEN DAS LICHT 14 OPTIK Arbeitsblatt LINSEN MERKE: 15