Die Ergebnisse der Kapiteltests werden nicht in die Berechnung der Semesternoten miteinbezogen!

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1 Kapiteltest Optik 1 Lösungen Der Kapiteltest Optik 1 überprüft Ihr Wissen über die Kapitel Lichtquellen und Lichtausbreitung 2.2 Reflexion und Bildentstehung Lösen Sie den Kapiteltest in Einzelarbeit ohne Ihre Unterlagen zu benutzen. Geben Sie den ausgefüllten Test Ihrem Fachlehrer zur Korrektur ab. Dieser Kapiteltest dient Ihnen als Standortbestimmung und berechtigt Sie, bei genügender Punktezahl, mit dem nächsten Kapitel weiter zu fahren. Erreichen Sie die Anforderungen nicht, so müssen Sie den Stoff nochmals repetieren und dürfen später den Test wiederholen. Die Ergebnisse der Kapiteltests werden nicht in die Berechnung der Semesternoten miteinbezogen! Aufgaben 1. Wie unterscheidet sich ein beleuchteter Körper von einer Lichtquelle? Geben Sie Beispiele für beleuchtete Körper. Ein beleuchteter Körper erzeugt selber kein Licht, er reflektiert bloss fremdes, auftreffendes Licht. z.b.: Filzstift, Papier, Pult, Häuser, Autos, Strasse, Bäume... nahezu alles! 2. Wie gross ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum? (gerundeten Wert sollten Sie auswendig wissen!) in km/s? und in m/s? 300'000 km/s oder 3*10 8 m/s = 300'000'000 m/s (=1 080'000'000 km/h, ca. 1.1 Mia km/h) 3. Wo ist die Lichtgeschwindigkeit am grössten? Im luftleeren Raum, im absoluten Vakuum also. 4. Im optisch dichteren Medium ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht auch grösser. Stimmt diese Aussage? (Analog zur Schallgeschwindigkeit: Töne verbreiten sich im Wasser etwa 4-mal so schnell wie in der Luft.) Nein, bei Licht ist es gerade umgekehrt: je dichter das Medium, umso langsamer die Ausbreitungsgeschwindigkeit. Licht durchdringt das Medium, deshalb hat es im dichten Medium mehr Widerstand zu überwinden. Vergleich mit Schall: Beim Schall wird nur die Bewegung übertragen, d.h. je härter das Medium, umso schneller. (Im Vakuum wird kein Schall übertragen, Licht hat im Vakuum die schnellste Geschwindigkeit.) 5. Welcher Stoff ist also optisch dichter, Wasser oder Luft? Wasser ist optisch dichter. Seite 1 von 5

2 6. Wenn Licht auf einen Körper trifft, so gibt es generell drei Möglichkeiten, was mit dem Licht passiert. Was sind diese drei Möglichkeiten? Wie heissen die Fachbegriffe? - es kann reflektiert (zurückgeworfen, gespiegelt) werden (Reflexion) - es kann absorbiert (verschluckt, aufgenommen) werden (Absorption) - es kann hindurchgelassen (durch-transportiert) werden (Transmission) (- es kann auch gestreut werden (Reflexion in alle Richtungen), dies ist eine Mischform von Absorption und Reflexion) 7. Wie hängt die Lichtdurchlässigkeit mit der Farbe und Dicke eines Körpers zusammen? Je dicker und dunkler ein Körper, umso weniger Transmission und umso mehr Absorption. 8. Zeichne die Konstellation von Sonne/Mond/Erde schematisch auf für die Sonnen- resp. Mond-Finsternis. Die drei Planeten stehen näherungsweise auf einer Linie. Sonnenfinsternis: Erde steht im Schatten des Mondes. Wenn man sich im Kernschatten befindet, so ist es eine totale Sonnenfinsternis. Mondfinsternis: Mond steht im Schatten der Erde. Wenn sich der Mond im Kernschatten befindet, so ist es eine totale Mondfinsternis. Seite 2 von 5

3 9. Ein glatter Spiegel wird in einem Winkel von 60 angestrahlt. In welchem Winkel strahlt das Licht zurück? (Annahme: nur reguläre Reflexion) Ebenfalls in einem Winkel von 60 (gemessen zw. Spiegeloberfläche und dem reflektierten Lichtstrahl. 10.Wie gross sind Einfallswinkel und Reflexionswinkel (auch Ausfallswinkel)? Sie sind je Wie werden diese bezeichnet und gemessen? Sie werden als und bezeichnet, gemessen jeweils zw. dem Lichtstrahl und dem Einfallslot (senkrecht Gerade zur Spiegeloberfläche am Ort, wo der Strahl auftritt). Skizze zu Frage =30 =30 =60 '=60 90 Einfallslot Spiegelfläche 12.Nenne andere Begriffe für Reguläre und Diffuse Reflexion. Lichtspiegelung und Lichtstreuung 13.Welche Reflexion tritt an gekrümmten Spiegeln auf? Es ist Reguläre Reflexion wie an einer glatten Oberfläche, der gekrümmte Spiegel ist lokal betrachtet eine plane Fläche, darauf wird dann das Einfallslot im rechten Winkel gestellt. 14.Nennen Sie Beispiele für Hohlspiegel und Wölbspiegel aus dem Alltag. Ordnen Sie diese in die drei Kategorien: 1) Parabolischer Hohlspiegel / 2) Kugelförmiger Hohlspiegel / 3) Kugelförmiger Wölbspiegel. Verkehrs-Spiegel (bei unübersichtlichen Kreuzungen) 3, Hohlspiegel bei Sonnenkraftwerk 1, verspiegelte Glaskugel (z.b. in Kaufhaus) 3, Autoscheinwerfer-Reflektor 1, Kosmetikspiegel im Bad 2, Taschenlampen-Reflektor 1, silberne Weihnachtsbaumkugel Erklären Sie die Begriffe Konvex-Spiegel und Konkav-Spiegel. Konvex-Spiegel ist eine andere Bezeichnung für Wölbspiegel, vom Wort ex nach aussen. Konkav-Spiegel ist eine andere Bezeichnung für Hohlspiegel. 16.Erklären Sie die Begriffe Brennweite und optische Achse eines gekrümmten Spiegels. Die Brennweite ist der Abstand vom Brennpunkt zum Scheitelpunkt. Die optische Achse ist das Lot auf den Scheitelpunkt. (Der Scheitelpunkt ist der tiefste oder höchste Punkt in der Mitte des Hohl- oder Wölbspiegels.) Seite 3 von 5

4 17. Sie haben einen kugelförmigen Hohlspiegel mit der Brennweite 5cm. Ihr Gegenstand ist ein aufrecht stehender Pfeil von 2cm Länge im Abstand von 7cm. Konstruieren sie das Bild dazu. Zeichnen Sie die Situation im Massstab 1:1 auf 5mm kariertes Papier. Wo kommt das Bild zu stehen? bei 7cm ca. 14.8cm 18. Sie haben einen kugelförmigen Wölbspiegel mit der Brennweite 5cm. Ihr Gegenstand ist ein aufrecht stehender Pfeil von 2cm Länge im Abstand von 2cm zum Spiegel. Konstruieren sie das Bild dazu. Zeichnen Sie die Situation im Massstab 1:1 auf 5mm kariertes Papier. Wo kommt das Bild zu stehen? Ist es ein reelles Bild? bei 2cm ca. 1.7cm hinter dem Spiegel Sie kriegen unabhängig vom Abstand immer ein verkleinertes, virtuelles, aufrechtes Bild hinter dem Spiegel. Gegenstand bei 2cm: Seite 4 von 5

5 19. Befindet sich ein Gegenstand ausserhalb der doppelten Brennweite eines Hohlspiegels, so ist das Bild... umgekehrt, verkleinert, reell 20. Befindet sich ein Gegenstand innerhalb der einfachen Brennweite eines Hohlspiegels, so ist das Bild... aufrecht, vergrössert, virtuell 21. Befindet sich ein Gegenstand genau bei der doppelten Brennweite eines Hohlspiegels, so ist das Bild... umgekehrt, gleich gross, reell Seite 5 von 5