Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Arbeitsblätter für die Klassen 7 bis 9: Linsen und optische Geräte

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2 Thema: Arbeitsblätter für die 7. bis 9. Klasse: Linsen und optische Geräte Bestellnummer: Kurzvorstellung des Materials: Die Funktionsweisen von Linsen und optischen Geräten sind wichtige Themenbereiche des Physikunterrichts. Die darauf bezogenen unterschiedlichen Thematiken fördern das physikalische Denken der Schüler. Diese 13 Arbeitsblätter sind auf die Altersklasse von Schülern ab der 7. Klasse abgestimmt. Übersicht über die Teile Sammel- oder Zerstreuungslinse? Strahlenverlauf bei der Sammellinse Strahlenverlauf bei der Zerstreuungslinse Sammellinse und Schirm Formeln der Optik (Abbildung, Größenverhältnis, Brechwert) Bildentstehung im Auge Weit- und Kurzsichtigkeit Das Fernrohr (Kepler & Galilei) Experimente mit der Lochkamera (mit Bauanleitung) Das Prisma in der Spiegelreflexkamera Vergleich zwischen Auge und Kamera Lösung des Kreuzworträtsels und des Buchstabensalats Information zum Dokument SCHOOL-SCOUT schnelle Hilfe per 14 Seiten, Größe 1,43 MB Internet:

3 SCHOOL-SCOUT Linsen und optische Geräte Seite 2 von 16 Arbeitsblatt 1: Sammel- oder Zerstreuungslinse? Auf diesen Bildern kannst du den Verlauf des Lichtes durch verschiedene Linsen erkennen. Weißt du, welche dieser Linsen Sammel- und welche Zerstreuungslinsen ngen!

4 Geräte Seite 3 von 16 Arbeitsblatt 2: Strahlenverlauf bei der Sammellinse Kannst du das Bild des Gegenstandes (also des Pfeils) konstruieren? Weißt du auch, wo die optische Achse, die Brennpunkte und die Brennweite liegen? Dann kennzeichne sie doch auf dem Bild! Dieser kleine Lückentext ist bestimmt ganz einfach für dich: Bei der oben auf diesem Blatt dargestellten Linse handelt es sich um eine. Sie ist an beiden Seiten nach außen gewölbt, man sagt dann auch, sie ist an beiden Seiten. Wenn die von einem Gegenstand reflektierten Lichtstrahlen auf solch eine Linse treffen, brechen sie folgendermaßen: Parallelstrahlen werden zu. Brennpunktstrahlen werden zu. Mittelpunktstrahlen. Je näher der Gegenstand sich an der Linse befindet, umso wird das Bild hinter der Linse abgebildet. Je weiter ein Gegenstand von der Linse entfernt ist, umso wird das Bild.

5 Geräte Seite 4 von 16

6 Geräte Seite 5 von 16 Arbeitsblatt 3: Strahlenverlauf bei der Zerstreuungslinse Wo wird bei einer Zerstreuungslinse das Bild eines Gegenstandes abgebildet? Kannst du erklären, warum das so ist? Wie sieht wohl das Bild aus, das von dieser Linse abgebildet wird? Zeichne doch die Parallel-, die Mittelpunkt und die Brennpunktstrahlen ein. Dann findest du es heraus! Kennzeichne auch Brennpunkt und Brennweite der Linse. Kannst du diesen Lückentext vervollständigen? Diese Linse ist eine. Sie ist beidseitig nach innen gewölbt, das heißt sie ist auf beiden Seiten. Bei so einer Linse verlaufen die Strahlen ganz anders als bei einer Sammellinse: Strahlen, die an der optischen Achse entlang laufen brechen. Mittelpunktstrahlen brechen. Parallelstrahlen hingegen werden so gebrochen, dass sie hinter der Linse so verlaufen, als kämen sie von dem vor der Linse liegenden!

7 Geräte Seite 6 von 16 Arbeitsblatt 4: Sammellinse und Schirm Mit einer Sammellinse (Brennweite = 4cm) soll eine Kerzenflamme scharf auf einem Schirm abgebildet werden. Welche Abstände müssen Kerze, Linse und Schirm wohl voneinander haben, wenn das Bild a) vergrößert b) verkleinert c) gleich groß wie der Gegenstand sein soll? Hier ist Platz für deine Zeichnungen: a) b) c)

8 Geräte Seite 7 von 16 Arbeitsblatt 5: Formeln der Optik Kannst du die Gegenstands- und die Bildweite auf dieser Darstellung kennzeichnen? Wie lautet die Abkürzung für diese Kennwerte? Wenn du es weißt, kannst du sicher die Abbildungsformel vervollständigen! Kehrwert der Brennweite = Kehrwert der Gegenstandsweite +Kehrwert der Bildweite Wie sieht es mit der Formel für Größenverhältnisse aus? Kannst du die Formeln vervollständigen? Wie ist der Brechwert für die unten abgebildeten Linsen? Mit der Formel kannst du ihn errechnen und jeweils über die Linsen schreiben! Brechwert D (angegeben in Dioptrien: dpt) = Kehrwert der Brennweite f (in Metern: m) D= dpt f= 0,067-0,1-0,2 0,2 0,1 0,067 m

9 Geräte Seite 8 von 16 Arbeitsblatt 6: Bildentstehung im Auge Kannst du dich noch an die für das Sehen wichtigsten Bestandteile vom Auge erinnern? Dann kannst du sie in die freien Felder eintragen! Kannst du beschreiben, wie genau über das Auge ein Bild von einem Gegenstand entsteht? Diese Begriffe können dir dabei helfen: Gegenstand, Bildpunkte, Mittelpunktstrahlen, Augenlinse, Netzhaut, Sammellinse, konvex, Brennpunktstrahlen, Sehnerv, Bild, Parallelstrahlen Was geschieht mit einer gesunden Augenlinse, damit die Bildpunkte auch bei unterschiedlichen Entfernungen genau auf der Netzhaut abgebildet werden? Kennst du einen Fachausdruck für diesen Vorgang?

10 Geräte Seite 9 von 16 Arbeitsblatt 7: Weit- und Kurzsichtigkeit Wenn die Augenlinse nicht ausreichend stark zur Akkommodation fähig ist, kommt es dazu, dass die Person nicht richtig scharf sehen kann. Weißt du, wie es zu einem Sehfehler kommen kann, und wie man sie korrigiert? Dann fülle doch die Lückentexte unter den Bildern aus! Wenn die Augenlinse sich nicht stark genug ausdehnen kann, liegen die Bildpunkte der Netzhaut. Dann ist die Person -sichtig. Diesen Sehfehler kann man korrigieren, indem man eine -linse vor das Auge legt! Dadurch können mehr Lichtstrahlen eingefangen werden, man sagt auch, dann vergrößert sich der. Falls die Augenlinse sich nicht stark genug auf weit entferntes Sehen einstellen kann, indem sie sich zusammenzieht, liegen die Bildpunkte der Netzhaut. Dann spricht man von -sichtigkeit. Um wieder richtig scharf sehen zu können, muss die Person eine Brille tragen, für die eine -linse genutzt wird! Dadurch werden die Lichtstrahlen, bevor sie auf das Auge treffen, damit sie sich nicht zu früh schneiden. Was sagt die Dioptrienzahl über eine Brille aus?

11 Geräte Seite 10 von 16 Arbeitsblatt 8: Das Fernrohr Hier siehst du den Aufbau von zwei unterschiedlichen Fernrohren, aber einige wichtige Dinge fehlen noch! Kannst du diese Kennwerte in die Bilder einzeichnen? Die Linsenmitte ist für jede Linse schon aufgemalt. Das Kepler-Fernrohr - Objektiv - Okular - Brennweiten - Parallelstrahlen vom Gegenstand zur Netzhaut Das Galilei-Fernrohr Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem Teleskop und einem Mikroskop?

12 Geräte Seite 11 von 16 Arbeitsblatt 9: Experimente mir der Lochkamera Für die nächsten Aufgaben brauchst du eine Lochkamera, wenn du noch keine hast, kannst du sie dir ganz leicht bauen: Du brauchst: 1 leere Klorolle, dunkles Papier, Pergamentpapier, Alufolie, 2 Gummibänder, 1dicke Nadel, 1 Schere, 1 Lupe Aus dem dunklen Papier wird ein etwa 10x15 cm großes Stück geschnitten, das gerollt und in die Klorolle gesteckt wird. Dann wird Pergamentpapier straff über ein Ende der Rolle gespannt und mit einem Gummiband befestigt das ist die Mattscheibe. Die andere Öffnung wird stramm mit Alufolie bedeckt, und ebenfalls mit Gummiband befestigt. Nun wird mit der Nadel vorsichtig ein kleines Loch in die Alufolie gestochen und fertig ist deine eigene Lochkamera! Jetzt kannst du mit den Untersuchungen beginnen... Sieh dir durch deine Lochkamera einen hellen Gegenstand auf der Mattscheibe an. Was fällt dir auf? Was geschieht, wenn du die Bildweite der Lochkamera konstant hältst und nur die Gegenstandsweite veränderst? Kannst du es erklären? Was kannst du beobachten, wenn du die Gegenstandsweite konstant hältst, und die Bildweite änderst? Wie kommt es dazu?

13 Geräte Seite 12 von 16 Arbeitsblatt 10: Das Prisma in der Spiegelreflexkamera Diese Fragen kannst du mithilfe des Bildes sicher ganz leicht beantworten! Wie ist der Verlauf des Lichtes durch das Prisma der Spiegelreflexkamera? Wozu ist das Prisma in der Kamera nützlich? Könnte man anstelle des Prismas auch einen ebenen Spiegel verwenden? Begründe deine Antwort!

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