Physik Übungen - Stundenthema Licht und Reflexion - A.M. - E.C.

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1 Physik Übungen - Stundenthema Licht und Reflexion - A.M. - E.C. 1. Übersicht - Stundenthema Unterrichts- Versuchsablauf wurde anhand der hochgeladenen Prezi Datei vorgestellt. Erfahrungen bezugnehmend auf Verständnisprobleme der SchülerInnen hinsichtlich der Reflexion/ Strahlenverlauf (konvexer/konkaver Spiegel) wurden erwähnt und mögliche Probleme diskutiert. 2. Testbesprechung - Übungsbeispiele Die hochgeladenen Fragen bzgl. Reflexion/ Licht werden angedeutet und in der Gruppe besprochen. 3. Versuchsphase Die Versuchsanordnung mit den im Prezi erwähnten Leuchten und Spiegeln wird aufgebaut und vorgeführt. Die Vorbereitung ist denkbar einfach, die Durchführung lässt die unterschiedlichen Spiegelarten und deren Reflexionsergebnisse klar veranschaulichen. Hierbei gilt es entsprechende Anweisungen und Übungsblätter mit genauen Aufgabenstellungen vorzubereiten. Als zweiter Versuch wurde mit einer Lampe, später mit einem Laserstrahl, eine glatte und zerknitterte Alufolie beleuchtet. Die diffuse Reflexion ließ sich an der Decke aber nur leicht erkennen. Dieser Versuch ist demnach nur bedingt empfehlenswert, der Effekt entsprechend zu gering. Überblick Hohl- und Wölbspiegel Lehrplanbezug: Bildungs- und Lehraufgabe: 1 Ausgehend von fachspezifischen Aspekten wird die enge Verflechtung der Physik mit anderen Naturwissenschaften bearbeitet: Der Unterrichtsgegenstand trägt zu allen Bildungsbereichen bei und soll sich keinesfalls nur auf die Darstellung physikalischer Inhalte beschränken. Der Unterricht hat das Ziel, den SchülerInnen das Modelldenken der Physik (Realwelt Modell Modelleigenschaften Realwelt) zu vermitteln und physikalisches Wissen in größere Zusammenhänge zu stellen. Dies geschieht durch: bewusstes Beobachten physikalischer Vorgänge. Verstehen und altersgemäßes Anwenden von typischen Denk- und Arbeitsweisen der 1 Lehrplan bmukk. URL: [Stand ]

2 Physik. Erkennen von Gültigkeitsgrenzen physikalischer Gesetzmäßigkeiten in alltagsbezogenen Situationen. Eigenständige und handlungsorientierte Auseinandersetzung mit Problemen aus dem Erfahrungsbereich der SchülerInnen nach Möglichkeit ausgehend von Schülerexperimenten. Entwickeln von Erklärungsversuchen beziehungsweise Modellvorstellungen und deren Anwendungen bei physikalischen Vorgängen in Natur und Technik. Sachanalyse: notwendige Vorkenntnisse: Prinzip des Sehens, Reflexionsgesetz, Einfallswinkel, Reflexionswinkel, Einfallslot. Strukturelle Elemente Begriffe konkav Eine nach innen gekrümmte bzw. gewölbte Ebene. z.b.: Hohlspiegel, Parabolspiegel, Sammelspiegel konvex Eine nach außen gekrümmte bzw. gewölbte Ebene. z.b.: Verkehrsspiegel, Rosenspiegel Brennpunkt (Hohlspiegel - Sammelspiegel) Sämtliche, parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen laufen zusammen und schneiden einander im Brennpunkt. Divergente Reflexion (Wölbspiegel - Zerstreuungsspiegel) Sämtliche, parallel zur optischen Achse einfallenden Lichtstrahlen laufen auseinander. Optische Achse eine gedachte Linie, die durch den Krümmungsmittelpunkt einer Linse oder Kugel geht. (Braucht man zur Konstruktion von Spiegelbildern und Linsenbildern.)

3 Transfermöglichkeiten / fachübergreifende Bezüge Fachübergreifend kann ein Bezug zur Mathematik (Berechnung der Dioptrien von Brillengläsern, Brennweite), oder auch ein Bezug zur Geschichte (Galileo), Technik (Photographie, Funk Richtsender, Laser) oder Wirtschaft (Energiegewinnung, Solar) hergestellt werden. Grafische Darstellung der Zusammenhänge

4 Beispiele, die wir im Alltag beobachten können Wölbspiegel Autorückspiegel Verkehrsspiegel Überwachungsspiegel Hohlspiegel Scheinwerfer Kosmetik-, Rasierspiegel Brennspiegel Energiegewinnung Satellitenschüssel Überblick Lichtbrechung - Lichtspektrum Sachanalyse: notwendige Vorkenntnisse: Prinzip des Sehens, Reflexionsgesetz, Einfallswinkel, Reflexionswinkel, Einfallslot. Sammellinse, Zerstreuungsspiegel, konvex, konkav, Brennpunkt, optische Achse. Strukturelle Elemente Begriffe optisches Medium Material, durch welches ein einfallender Lichtstrahl hindurchtritt. Brechungswinkel Lichtstrahl, der durch ein optisches Medium hindurchtritt, wird gebrochen. Der Brechungswinkel ist abhängig von der Dichte des Mediums. Grenzwinkel Jener Winkel, bei dem Totalreflexion eintritt. Totalreflexion

5 Bei einem bestimmten Einfallswinkel des Lichtstrahles auf das optische Medium gibt es keine Brechung mehr. Der Lichtstrahl wird zu Gänze nach dem Reflexionsgesetz reflektiert. Prisma optisches Medium, welches einen einfallenden Lichtstrahl in die Regenbogenfarben aufteilt Hauptfarben Das weiße Licht wird in die 7 Hauptfarben zerlegt: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo, Violett. Farbzerstreuung, Spektrum, Spektralfarben Rotlicht wird am wenigsten gebrochen, Violett am stärksten. Das entstehende Farbband nennt man Spektrum. Die sieben Hauptfarben werden Spektralfarben genannt. Komplementärfarben Farbpaare die weißes Licht ergeben nennt man Komplementärfarben. Wichtige Farbpaare sind: blau/gelb, grün/purpur, rot/blaugrün. Transfermöglichkeiten / fachübergreifende Bezüge Fachübergreifend kann ein Bezug zur Mathematik bzw. Geometrischen Zeichnen (Zeichen des Weges des Lichtstrahles durch optische Medien bei bekannten Brechungsindex), der Technik im allgemeinen (Optik, Korrektur der Sehschärfe, Prinzip der Spiegelreflexkamera, Photographie, Fernrohr, Periskop u.v.m.) oder Wirtschaft (Datentransfer via Glasfaserkabel) hergestellt werden. Grafische Darstellung der Zusammenhänge Tafelbilder

6 Der Mann sieht auf dem Bild die Pflanze bei Position b, obwohl sie sich bei Position a befindet. Dies liegt daran, dass das Gehirn ähnlich wie beim Spiegel davon ausgeht, dass sich das Licht geradlinig ausbreitet, das Licht aber beim Übergang von Luft zu Wasser gebrochen wird. Brechung von Licht durch die Wassertropfen - Hauptfarben des Regenbogens: Beispiele, die wir im Alltag beobachten können Regenbogen Photographie Brille Verkehrsspiegel Fernrohr Überblick Reflexion Sachanalyse: notwendige Vorkenntnisse: Prinzip des Sehens: Ein Objekte ist nur dann sichtbar, wenn das darauf fallende Licht, zum Auge des Betrachters hin, reflektiert wird. Spiegel erzeugen Seitenverkehrte Bilder. Strukturelle Elemente Begriffe Reflexionsgesetz Einfallwinkel ist gleich dem Ausfallwinkel (Reflexionswinkel). einfallender Strahl, Einfallswinkel Der zu einer spiegelnden bzw. reflektierenden Fläche hinweisende Lichtstrahl. reflektierter Strahl, Reflexionswinkel Der von einer spiegelnden bzw. reflektierenden Fläche weggehende Lichtstrahl.

7 Einfallswinkel Winkel, zwischen einfallendem Lichtstrahl und dem Einfallslot, oder: der Komplementärwinkel zwischen der Spiegelebene und dem einfallendem Lichtstrahl. Reflexionswinkel Winkel, zwischen weggehendem Lichtstrahl und dem Einfallslot, oder: der Komplementärwinkel zwischen der Spiegelebene und dem weggehendem Lichtstrahl. Einfallslot Liegt normal zur Spiegelebene im Auftreffpunkt des Lichtstrahles. diffuse Reflexion Auf Grund von rauen Oberflächen haben die Lichtstrahlen unterschiedliche Einfallswinkel und demnach unterschiedliche dazugehörende Reflexionswinkel. Somit wird das Licht in viele verschiedene Richtungen hin reflektiert. Grafische Darstellung der Zusammenhänge Tafelbild Beispiele, die wir im Alltag beobachten können Badezimmer Verkehr; Autorückspiegel, Verkehrsspiegel bei unübersichtlichen Stellen Optik: Spiegelreflexkamera, Glasfaser Reflektoren (Tripelspiegel als "Katzenaugen"), Richtsender Copyright by A.M - E.C