Arbeitsblatt: Optik-Werkstatt

Material Arbeitsblatt „Ein Naturwunder, Bleistift Form Einzelarbeit Auftrag: Das Auge – unser Sehorgan 1. Studiere das Arbeitsblatt „Ein Naturwunder. 2. Benenne mit Hilfe des Textes auf dem Blatt die verschiedenen Augenteile auf der Zeichnung und beschrifte sie. 3. Vergleiche mit dem Lösungsblatt. Das menschliche Auge lässt sich am Besten mit einem Fotoapparat vergleichen, obwohl es viel komplizierter und leistungsfähiger ist und schneller arbeitet. Die Hornhaut bildet zusammen mit der Augenlinse das Objektiv. Die farbige Regenbogenhaut (Iris) wirkt als Blende und reguliert die Lichtmenge, welche ins Auge eindringt. Damit wird eine übermässige Blendung vermieden. Die durch Hornhaut und Linse eindringenden Lichtstrahlen werfen ein umgekehrtes Bild auf die Netzhaut. Der Sehnerv leitet das Bild von der Netzhaut zum Hirn. Die Netzhaut kann mit dem Film im Fotoapparat verglichen werden. Material Arbeitsblatt, Blatt mit den verschiedenen Instrumenten Leimstift, Schere, Füllfederhalter Form Frei Auftrag: Besser sehen Auf dem Bildblatt siehst du 7 verschiedene optische Instrumente, die unser Sehen erleichtern oder unterstützen. 1. Benenne die optischen Instrumente. 2. Schneide die verschiedenen Bilder aus und klebe sie in die Kästchen des Arbeitsblattes. 3. Schreibe in einem kurzen Text die Funktion und Aufgabe der einzelnen Instrumente. 4. Korrigiere deine Lösung mit Hilfe des Lösungsblattes. 5. Zeichne in das letzte, 8. Kästchen ein weiteres Instrument, welches uns das Sehen erleichtert. Arbeitsblatt Name: Name: Name: Name: Name: Name: Name: Material Ziffernblatt, Messband Form Partnerarbeit Auftrag: Sehtest 1. Sucht euch einen geeigneten Arbeitsort. Er muss 5m freie Distanz gewähren. 2. Jemand von euch stellt sich mit dem Ziffernblatt in 5m Entfernung auf. 3. Der andere versucht, die Zeilen von oben nach unten der Grösse nach laut vorzulesen. Zuerst wird dabei das rechte Auge getestet, dann das linke. Das andere Auge wird jeweils verdeckt. 4. Füllt das Protokollblatt aus und tauscht anschliessend die Rollen. Protokollblatt zum Sehtest Name: Die letzte gelesene Zeile: rechtes Auge linkes Auge Datum: Zeit: Unterschrift des Partners: Material Arbeitsblatt „Warum kann man Körper sehen Farbstift, Füllfederhalter Form Frei Auftrag: Lichtbrechung und Reflexion 1. Liest das Arbeitsblatt „Warum kann man Körper sehen durch. 2. Unterstreicht Dinge, die ihr als wichtig erachtet. 3. Löst die Fragen zum Arbeitsblatt. Warum kann man Körper sehen? Die griechischen Philosophen glaubten vor rund 3000 Jahren, Licht bestehe aus Strahlen, die vom Auge ausgehen und auf die Gegenstände treffen und wieder ins Auge zurückkommen. Heute wissen wir, dass es anders ist: Die Gegenstände senden Lichtstrahlen aus, die in unsere Augen gelangen. Dies kann auf zwei Arten geschehen: 1. Wir empfangen das Licht direkt von einem Gegenstand, der selbst eine Lichtquelle ist und wie die Sonne eigenes Licht erzeugt. 2. Das Licht kommt indirekt, weil es von einem Gegenstand zurückgeworfen wird, so wie dieses Blatt, das ihr gerade liest. Dieses Blatt wirft Licht zurück, so dass ihr den Text lesen könnt. Von wo aber kommt jetzt das Licht, welches das Blatt beleuchtet? Das ist ganz einfach. Schaut einmal an die Zimmerdecke eures Schulzimmers. Lampen, die brennen, werfen Licht auf das Blatt. Dieses Licht trifft auf das Blatt und kommt vom Blatt in eure Augen. Überlegt euch einmal, ob ihr etwas sehen könnt, wenn es dunkel ist? Warum ist dies wohl so? Welche zwei Arten von Licht gibt es? 1.) 2.) Nennt Beispiele für die zwei verschiedenen Arten von Licht: Material Marmeladegläser mit Deckel, 2 Münzen, Wasser Füllfederhalter Form Partnerarbeit Auftrag: Lichtbrechung und Reflexion 1. Nehmt die zwei Marmeladengläser mit den verschlossenen Deckeln zu euch. 2. Unter diese beiden Gläser legt unter beide Gläser eine Münze. 3. Falls die Deckel nicht auf den Gläsern sind, verschliesst ihr die Gläser mit den Deckeln. 4. Was könnt ihr beobachten? Sind die Münzen sichtbar? 5. Nun füllt ihr EIN Glas mit Wasser und verschliesst es mit dem Deckel. 6. In das andere Glas kommt KEIN Wasser. 7. Beide Gläser verschliesst ihr mit den Deckeln. 8. Nun legt ihr wieder unter jedes Glas eine Münze. 9. Was beobachtet ihr jetzt? Wie erklärt ihr euch diese Beobachtung? Material Glas, Wasser, Löffel, Füllfederhalter Form Partnerarbeit Auftrag: Lichtbrechung und Reflexion 1. Nehmt das Glas und füllt es mit Wasser bis ungefähr zur Hälfte. 2. Stellt nun den Löffel in das halbgefüllte Glas. Der Stil des Löffels soll den Glasrand berühren. 3. Betrachtet das Glas von der Seite. 4. Was könnt ihr beobachten? 5. Wie erklärt ihr euch diese Beobachtungen? 6. Stellt nun den Löffel senkrecht (gerade) in das Glas. Den Partner oder deine Partnerin muss den Löffel festhalten, damit er nicht umkippt. 7. Betrachtet den Löffel nochmals von der Seite. 8. Was stellt ihr jetzt fest? 9. Wie erklärt ihr euch diese Beobachtung Material Glas, Wasser, Buch oder ein Text, Füllfederhalter Form Frei Auftrag: Lichtbrechung und Reflexion 1. Nehmt das Wasserglas und füllt es mit Wasser. 2. Stellt das gefüllte Wasserglas vor das Buch. 3. Was könnt ihr beobachten? 4. Verändert nun den Abstand des Wasserglases zum Buch durch vor- und zurückschieben. Was passiert? Material Glas, Wasser, weisser Karton mit aufgezeichneten Pfeil, Füllfederhalter Form Partnerarbeit Auftrag: Lichtbrechung und Reflexion 1. Füllt als erstes das Glas mit Wasser. Ungefähr zu 2/3. 2. Nehmt nun den weissen Karton, auf dem ein Pfeil zu sehen ist. 3. Stellt den Karton hinter das gefüllte Wasserglas. 4. Schaut von der Seite durch das Glas hindurch. 5. Was beobachtet ihr? 6. Dein Partner, deine Partnerin soll nun den Karton langsam vom Wasserglas wegbewegen. Was kannst du jetzt beobachten? 7. Wie erklärst du dir deine Beobachtungen? Material Füllfederhalter Form Frei Auftrag: Lichtbrechung und Reflexion 1. Überlegt euch noch einmal, was für verschiedene Experimente ihr mit Wasser gemacht habt. 2. Bei jedem Experiment habt ihr etwas anderes feststellen können. 3. Tragt nun die verschiedenen Beobachtungen, in die untenstehende Tabelle ein. 4. Was kann Wasser alles verändern? Material Blatt mit 8 Täuschungsmanövern, Frageblatt zu den Täuschungsmanövern, Füllfederhalter. Form Einzelarbeit Auftrag: Täuschungsmanöver Unsere Augen lassen sich manchmal ablenken durch Linien oder Formen. Die Folge davon ist, dass wir gewisse Figuren verzerrt oder verändert wahrnehmen und erst mit nachmessen oder nachzeichnen die Veränderung feststellen oder beweisen können. Die 8 Bilder dieses Auftrages zeigen dir das. 1. Nimm dir Zeit für jedes Bild und untersuche es. 2. Vergleiche deine Feststellungen mit den Feststellungen deines Partners/ Partnerin. Bild 1: Ist der kleine Kreis rund? Bild 2: Sind die beiden Linien parallel? Bild 3: Ist das ein Kreis? Bild 4: Welche Figur ist grösser? Bild 5: Welcher innere Kreis ist grösser? Bild 6: Welcher Linienabschnitt ist länger? Bild 7: Welches schwarze Rechteck ist grösser? Bild 8: Welches Gebäude hat die dickeren Säulen? Material Form Blatt mit 8 Kippbildern, Bleistift, Lösungsblatt der Kippbilder Frei Auftrag: Kippbilder Diese Bilder haben ihren Namen davon, weil unser Auge beim Betrachten plötzlich umkippt und die andere Bedeutung wahrnimmt, die das Bild auch noch hat. Wir können aber die beiden Bilder nicht gleichzeitig sehen. Oft haben wir auch beim zweiten, dritten Mal noch Mühe, beide Bilder wiederzufinden. 1. Betrachte die 8 Bilder nacheinander. Was kannst du sehen? 2. Notiere neben jedes Bild die 2 Dinge, die du gesehen hast. Du kannst dich auch mit deinem Partner/ Partnerin absprechen. 3. Vergleiche jetzt deine Bezeichnungen mit dem Lösungsblatt. Achtung: Hast du bemerkt, dass auf EINER Zeichnung sogar 3 verschiedene Dinge zu sehen sind? Tipp: Wenn du mit deinem Finger oder mit dem Bleistift der Figur nachfährst, kannst du die verschiedenen Darstellungen besser erkennen. Material Form Auftrag: Phänomene Phänomene sind Erscheinungen, die uns erstaunen. Die folgenden drei Versuche können solche Phänomene sein, wenn di sie sorgfältig ausführst. Farbenzauber 1. Male das erste Frauenkopf- Bild den Hintergrund rot aus. 2. Schneide nun beide Bilder den schwarzen Linien nach aus. 3. Klebe sie auf dem schmalen Streifen links übereinander, auf dem „Kleben steht. Das rote Bild muss am Schluss oben sein. 4. Schau jetzt während 10 Sekunden auf den schwarzen Mund des oberen Bildes. 5. Klappe nun das obere Bild nach links und schaue auf den Mund des unteren Bildes. Was stellst du fest? Die magische Brücke Diese Brücke hat eine Lücke. Du kannst sie schliessen, indem du mit der Nase an die Lücke herangehst, langsam und gleichmässig. Die beiden Hälften verbinden sich zu einer ganzen Brücke. Der blinde Fleck In jedem Auge gibt es einen „blinden Fleck. Das ist eine Stelle auf der Netzhaut, auf der man nichts sehen kann. Male das Rechteck gelb, den Kreis blau und das Herz rot aus. 1. Schliesse das linke Auge, halte das Blatt mit ausgestrecktem Arm vor dich. 2. Bewege das Bild langsam auf dich zu. 3. Sobald das Herz verschwindet, hast du deinen blinden Fleck gefunden. Material Weisses Papier, schwarzes Papier, Nagel, Kerze, Feuerzeug, Füllfederhalter Form Partnerarbeit Auftrag: Optische Abbildung 1. Knickt die kurzen Seiten des weissen Papiers jeweils 6 cm um und stellt sie auf. Sie dient als Schirm. 2. Knickt auch die Seiten des schwarzen Papiers jeweils 6 cm um. So erhaltet ihr eine Blende. 3. Stecht dann mit Hilfe des Nagels ein kleines Loch in das schwarze Papier, so dass sich dieses Loch auf der Höhe der Kerzenflamme befindet. So erhaltet ihr eine Lochblende. 4. Zündet nun die Kerze an. 5. Stellt zuerst die Kerze danach das schwarze Papier (Blende) und zum Schluss das weisse Papier (Schirm) so hintereinander, dass ihr eine möglichst scharfe Abbildung der Kerzenflamme erhaltet. Tipp: Wenn das Loch im schwarzen Papier (Blende) zu klein ist, könnt ihr es mit einem spitzen Bleistift vorsichtig vergrössern. Fragen zur Beobachtung Schaut euch die Abbildung der Kerzenflamme auf dem Schirm genau an. 1. Was fällt euch an der Abbildung der Kerzenflamme auf dem Schirm auf? 2. Schiebt die Kerze vorsichtig vor und zurück. Wie verhält sich die Abbildung auf dem Schirm? 3. Wie verhält sich die Abbildung auf dem Schirm, wenn die Kerze nach rechts oder nach links verschoben wird? 4. Wie verhält sich die Abbildung auf dem Schirm, wenn ihr die Kerze vorsichtig ein kleines Stück anhebt? Versucht nun, den Verlauf des Lichtes in die Zeichnung unten einzutragen. Das Licht fällt von der Kerzenflamme durch die Lochblende auf den Schirm. Benutzt nun einen spitzen Bleistift und ein Lineal, um die Lichtstrahlen des Lichtes zu zeichnen. Hier seht ihr zwei Zeichnungen für verschiedene Ideen und Versuche: Material Spiegel, Taschenlampe, Füllfederhalter Form Partnerarbeit Auftrag: Lichtreflexion Licht wird reflektiert, das heisst, das Licht wird zurückgeworfen. Aber nicht alle Gegenstände reflektieren das Licht auf die gleiche Weise. Man unterscheidet zwischen glatten (zum Beispiel ein Spiegel) und rauen Flächen (zum Beispiel die Oberfläche einer Wand). Durchsichtige Gegenstände, wie etwa die Fensterscheibe reflektieren das Licht nicht, sondern das Licht geht durch die Fensterscheibe hindurch, darum sind diese auch durchsichtig. 1. Geht in einen Raum, wo ihr das Licht abschalten könnt. 2. Stellt an die Wand den Spiegel. 3. Zündet nun die Taschenlampe an und richtet die Taschenlampe gegen den Spiegel, do dass das Licht in den Spiegel leuchtet. 4. Schaltet nun das Licht ab und geht im Raum umher. 5. Schaut immer wieder zum Spiegel. 6. Könnt ihr von überall das Bild der Lampe im Spiegel erkennen? 7. Nehmt nun den Spiegel weg und richtet die Taschenlampe auf die Wand. 8. Zündet nun die Taschenlampe an und löscht das Licht erneut. 9. Könnt ihr jetzt das Bild der Taschenlampe von überall erkennen? Wie oben beschrieben wird das Licht nicht von allen Gegenständen gleichermassen zurückgeworfen. Das Licht ist an glatten Oberflächen nicht gleich zu sehen wie an rauen Oberflächen. 10. Welcher Unterschied besteht zwischen glatten und rauen Oberflächen? Zwischen dem Spiegel und der Wand? Wie sehen die Lichtpunkte der Taschenlampe bei diesen beiden Versuchen aus? Ist das Licht in einem Punkt zu erkennen? Wenn ja, bei welchem Versuch?