Arbeitsblatt: Totalreflexion

PH 210M Didaktik Physik Experiment H4 zu „Hören und Sehen Erarbeitung des Reflexionsgesetzes und Herstellung der Totalreflexion für Licht. Arbeitsblatt für Schülerinnen und Schüler Baut mit Hilfe der Gegenstände das Experiment gemäss dem unteren Foto auf. Benötigtes Material: • Netzgerät • Experimentierleuchte • Optischer Körper, halbkreisförmig • Blende mit einem Schlitz • Blende ohne Schlitz Aufbau: Steckt die beiden Stecker der Experimentierleuchte beim Netzgerät ein. Achtet darauf, dass ihr die Stecker an der richtigen Stelle einsteckt: bei 12V Die Blende ohne Schlitz montiert ihr hinten an der Leuchte, damit dort kein Licht rausgeht. Die Blende mit einem Schlitz bringt ihr vorne an der Leuchte an. Wenn die Blende oben noch zusätzliche Schlitze hat, könnt ihr diese mit Hilfe eines Klebebandes zudecken. Aufgabe Schaltet nun das Netzgerät ein, damit das Licht der Leuchte angeht. Legt den Optischen Körper gemäss der unteren Skizze hin. Notiert und skizziert auf ein Blatt, was ihr beobachtet. Zeichnet die Strahlengänge vor, in und nach dem optischen Körper. Verändert nun die Lage des optischen Körpers, indem ihr ihn im Uhrzeigersinn dreht, und notiert und skizziert eure Beobachtungen weiter. Beobachtet 510 verschiedene Positionen des Körpers bis ihr ihn einmal um 180 gedreht habt. Skizze 1 Leuchte Was fällt euch bei euren Beobachtungen auf? Was für ein Unterschied ist bezüglich des Lichtstrahls zu erkennen und weshalb könnte das sein? Manuela Strebel und Nicole Vaudroz 13.06.2010 PH 210M Didaktik Physik Experiment H4 zu „Hören und Sehen Erarbeitung des Reflexionsgesetzes und Herstellung der Totalreflexion für Licht. Lösungsblatt Theorie Reflexionsgesetz: Das Reflexionsgesetz besagt, dass der Einfallswinkel stets genau so gross ist wie der Reflexionswinkel. Zudem liegen der einfallende Strahl und der reflektierte Strahl in einer Ebene. (Quelle: Totalreflexion: Die Totalreflexion ist ein besonders bei Licht beobachtbares Phänomen. Sie tritt nur beim Übergang von einem optisch dichteren zu einem optisch dünneren Medium auf. Das Licht wird hierbei an der Grenzfläche nicht gebrochen, sondern vollständig reflektiert d.h. ins Ausgangsmedium zurückgeworfen. (Quelle: Hinweise für die Lehrperson Schulstufe: 2. oder 3. Sekundarstufe, Niveau und Arbeitsform: Gruppe von 2 bis 3 Personen Ziel des Experiments: Die SuS erleben, wie Licht reagiert, wenn es auf einen Gegenstand trifft und können aufgrund ihrer Beobachtungen Rückschlüsse auf Gesetzmässigkeiten ziehen. Vorgesehene Zeit: 20 min Eventuelle Schwierigkeiten: Schwierigkeiten können beim Finden einer geeigneten Lichtquelle auftreten. Es ist wichtig, dass der sichtbare Lichtstrahl möglichst gebündelt ist. Das Ganze ist in einem verdunkelten Raum viel besser sichtbar. Zudem ist es für die Schülerinnen und Schüler unter Umständen schwierig, den Unterschied zu sehen zwischen der Situation, wenn die Brechung und Reflexion beim Übergang vom Glaskörper in die Luft (Skizzen 13) und beim Übergang von der Luft in den Glaskörper (Skizzen 45) stattfindet. Totalreflexion tritt nur beim Übergang von Glas in Luft auf. Manuela Strebel und Nicole Vaudroz 13.06.2010 PH 210M Didaktik Physik Mögliche Lösung (5 Skizzen) einfallender Lichtstrahl reflektierter Lichtstrahl gebrochener Lichtstrahl Skizze 1 Foto 1 Leuchte Skizze 2 Foto 2 Leuchte Skizze 3 Foto 3 Leuchte Skizze 4 Skizze 5 Manuela Strebel und Nicole Vaudroz 13.06.2010