DOWNLOAD. Optik: Reflexion. Grundwissen Optik und Akustik. Nabil Gad. Downloadauszug aus dem Originaltitel: Nabil Gad

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1 DOWNLOAD Nabil Gad Optik: Nabil Gad Grundwissen Optik und Akustik Klasse Bergedorfer Kopiervorlagen Downloadauszug aus dem Originaltitel:

2 Gegenstände reflektieren Licht Ein Körper wird für uns nur dann, wenn die von ihm reflektierten Lichtstrahlen in unser Auge treffen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Lichtstrahlen eines Körpers dabei oder indirekt durch glatte spiegelnde Oberflächen wie beispielsweise Seeoberflächen, Fenstergläser, polierte oder Spiegel in unser Auge gelangen. Erreichen hingegen die nicht unser Auge, so sehen wir den Körper. Werden die Lichtstrahlen von einem Körper reflektiert, so handelt es sich um eine gerichtete. Werden hingegen die Lichtstrahlen in reflektiert, so handelt es sich um eine ungerichtete. Wenn man von spricht, meint man oft die. Die wird dann Streuung genannt. a) Kennzeichne, ob es sich jeweils um (gerichtete ) oder um Streuung (ungerichtete ) handelt. Gegenstand Streuung Spiegel glatte Alu -Folie zerknüllte Alu -Folie b) Ergänze in der obigen Tabelle zwei weitere Beispiele. Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 9 1

3 Spiegelbilder Lichtstrahlen, die vom Bleistift reflektiert werden, auf den Spiegel auf. Dort werden sie nochmals und erreichen somit des Beobachters. Er sieht also den Bleistift (reales Bild) im Spiegel (virtuelles Bild). Über den tatsächlichen Ort des Bleistiftes wird er getäuscht, weil die Lichtstrahlen von einem Bleistift zu kommen scheinen, der sich dem Spiegel befindet. virtuelles Bild reales Bild a) Mit welcher Hand winkt dein Spiegelbild, wenn du mit der rechten Hand winkst? b) Was macht dein Spiegelbild, wenn du dich einem Spiegel einen Schritt näherst? c) Was steht auf dem Schild? Spiegelschrift d) Überprüfe mithilfe eines Spiegels deine Antworten aus a) c). Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 10 2

4 Lot, Einfalls- und swinkel Das ist die Senkrechte zum Gegenstand, auf den der Lichtstrahl auftrifft. Der Einfallswinkel ist der zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und dem Lot. Der ist der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und dem Lot. swinkel Einfallswinkel Lot a) Vervollständige: Beim werden alle eintreffenden Lichtstrahlen zu einem Punkt, dem reflektiert. Dort sich also alle einfallenden Licht strahlen. Brennpunkt Hohlspiegel Lot b) Miss an verschiedenen Stellen den Einfalls- und swinkel der Lichtstrahlen an diesem Hohlspiegel. Was fällt dir auf? Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 11 3

5 Das sgesetz Aufgabe Vervollständige das Versuchsprotokoll. Material / Skizze Durchführung Erzeugt mithilfe einen Lichtstrahl. Legt den Spiegel genau an der Grundlinie der Winkeleinteilung (Kreisscheibe) an. Platziert die Lichtbox so, dass ihr einen Einfallswinkel von 20 erhaltet. Hinweis: Achtet darauf, dass der Lichtstrahl genau den Mittelpunkt der Kreisscheibe trifft. Beobachtung Einfallswinkel α swinkel β Ergebnis Alle einfallenden werden im gleichen Winkel wie sie auf den Spiegel treffen. Das sgesetz wird durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt. swinkel β = Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 12 4

6 Anwendung des sgesetzes a) Zeichne das Lot ein. b) Miss den Einfallswinkel. c) Zeichne den reflektierten Lichtstrahl. Zeichne den Verlauf des Lichtstrahles solange weiter, bis er von den Spiegeln nicht mehr reflektiert wird. Spiegel 2 Spiegel 1 Aufgabe 3 Wie verhalten sich einfallende Lichtstrahlen auf rauen Oberflächen? Aufgabe 4 Die Person im nebenstehenden Bild sieht an der eingezeichneten Stelle ihren Fuß im Spiegel. a) Zeichne den Lichtstrahl ein, der von der Hutspitze über den Spiegel das Auge erreicht. b) Die Person ist mit Hut 1,90 m groß und möchte sich komplett (von der Hutspitze bis zu den Füßen) im Spiegel sehen. Berechne die minimale Spiegelgröße und die Höhe, in der er aufgehängt werden muss. virtuelles Bild reales Bild Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 13 5

7 Einsatz von gewölbten Spiegeln Wölbt man die eines ebenen Spiegels nach außen, so erhält man einen. Es entsteht ein Spiegelbild. Wölbspiegel (Konvexspiegel) Wölbt man die hingegen nach innen, so erhält man einen. Es entsteht ein Spiegelbild. Vervollständige die Tabellenüberschrift und ordne die Begriffe richtige zu. Hohlspiegel (Konkavspiegel) Kosmetikspiegel, Autorückspiegel, Verkehrsspiegel (bei schlecht einsehbaren Straßen), Überwachungsspiegel (in Geschäften zur Beobachtung der Kunden) Spiegel bilder werden durch Wölb spiegel erzeugt. Spiegel bilder werden durch Hohl spiegel erzeugt. Aufgabe 3 Im Spiegelkabinett gibt es viel zu lachen. Das liegt an den verzerrten. Um diese lustigen Verzerrungen zu erzeugen, sind die Spiegel sowohl als auch senkrecht nach innen oder nach gewölbt. Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 14 6

8 Lösungen Gegenstände reflektieren Licht Spiegelbilder Ein Körper wird für uns nur dann, sichtbar wenn die von ihm reflektierten Lichtstrahlen in unser Auge treffen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Lichtstrahlen eines Körpers dabei direkt oder indirekt durch glatte spiegelnde Oberflächen wie beispielsweise Seeoberflächen, Fenstergläser, polierte Metallflächen oder Einige Lichtstrahlen, die vom Bleistift reflektiert werden, treffen auf den Spiegel auf. Dort werden sie nochmals reflektiert und erreichen somit das Auge des Beobachters. Er sieht also den Bleistift (reales Bild) im Spiegel (virtuelles Bild). Über den tatsächlichen Ort des Bleistiftes wird er getäuscht, weil die Lichtstrahlen von einem Bleistift zu kommen scheinen, der sich hinter dem Spiegel befindet. Spiegel in unser Auge gelangen. Erreichen hingegen die Lichtstrahlen nicht unser Auge, so sehen wir den Körper. nicht Werden die Lichtstrahlen von einem Körper in eine Richtung reflektiert, so handelt es sich um eine gerichtete. Werden hingegen die Lichtstrahlen in unterschiedliche Richtungen reflektiert, so handelt es sich um eine ungerichtete. Wenn man von spricht, meint man oft die. gerichtete Die ungerichtete wird dann Streuung genannt. a) Kennzeichne, ob es sich jeweils um (gerichtete ) oder um Streuung (ungerichtete ) handelt. virtuelles Bild reales Bild Gegenstand Streuung Spiegel glatte Alu -Folie zerknüllte Alu -Folie glatte Seeoberfläche bei Windstille Fensterglas b) Ergänze in der obigen Tabelle zwei weitere Beispiele. a) Mit welcher Hand winkt dein Spiegelbild, wenn du mit der rechten Hand winkst? Mit der linken Hand. b) Was macht dein Spiegelbild, wenn du dich einem Spiegel einen Schritt näherst? Das Spiegelbild kommt auch einen Schritt im gleichen Abstand auf mich zu. Spiegelschrift c) Was steht auf dem Schild? Spiegelschrift d) Überprüfe mithilfe eines Spiegels deine Antworten aus a) c) Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 46 7

9 Lösungen Lot, Einfalls- und swinkel Das sgesetz Aufgabe Vervollständige das Versuchsprotokoll. Das Lot ist die Senkrechte zum Gegenstand, auf den der Lichtstrahl auftrifft. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und dem Lot. Der swinkel ist der Winkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und dem Lot. Material / Skizze Lichtbox, ebener Spiegel, Kreisscheibe mit Winkeleinteilung swinkel Einfallswinkel Lot Durchführung a) Vervollständige: Erzeugt mithilfe der Lichtbox einen Lichtstrahl. Beim Hohlspiegel werden alle eintreffenden Lichtstrahlen zu einem Punkt, dem Legt den Spiegel genau an der Grundlinie der Winkeleinteilung (Kreisscheibe) an. Platziert die Lichtbox so, dass ihr einen Einfallswinkel von 20 erhaltet. Brennpunkt reflektiert. Dort treffen sich also alle einfallenden Licht strahlen. Hinweis: Achtet darauf, dass der Lichtstrahl genau den Mittelpunkt der Kreisscheibe trifft. Brennpunkt Beobachtung Einfallswinkel α swinkel β Hohlspiegel Ergebnis Lot Alle einfallenden Lichtstrahlen werden im gleichen Winkel reflektiert wie sie b) Miss an verschiedenen Stellen den Einfalls- und swinkel der Lichtstrahlen an diesem Hohlspiegel. Was fällt dir auf? Einfalls- und swinkel sind jeweils an jeder Stelle gleich groß. auf den Spiegel treffen. Das sgesetz wird durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt. swinkel β = Einfallswinkel α Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 47 8

10 Lösungen Anwendung des sgesetzes Einsatz von gewölbten Spiegeln Wölbt man die eines ebenen Spiegels nach außen, so erhält a) Zeichne das Lot ein. b) Miss den Einfallswinkel. α = 30 c) Zeichne den reflektierten Lichtstrahl. a β man einen. Wölbspiegel (Konvexspiegel) Es entsteht ein verkleinertes Spiegelbild. a = β Wölbspiegel (Konvexspiegel) Zeichne den Verlauf des Lichtstrahles solange weiter, bis er von den Spiegeln nicht mehr reflektiert wird. Spiegel 2 Wölbt man die hingegen nach innen, so erhält man einen. Hohlspiegel (Konkavspiegel) Es entsteht ein vergrößertes Spiegelbild. Spiegel 1 Vervollständige die Tabellenüberschrift und ordne die Begriffe richtige zu. Hohlspiegel (Konkavspiegel) Aufgabe 3 Wie verhalten sich einfallende Lichtstrahlen auf rauen Oberflächen? Die reflektierten Lichtstrahlen richten sich (in jedem Punkt, wo sie auftreffen) nach dem sgesetz. swinkel = Einfallswinkel Kosmetikspiegel, Autorückspiegel, Verkehrsspiegel (bei schlecht einsehbaren Straßen), Überwachungsspiegel (in Geschäften zur Beobachtung der Kunden) Verkleinerte Vergrößerte Spiegel bilder werden durch Wölb spiegel erzeugt. Spiegel bilder werden durch Hohl spiegel erzeugt. Autorückspiegel Kosmetikspiegel Aufgabe 4 Die Person im nebenstehenden Bild sieht an der eingezeichneten Stelle ihren Fuß im Spiegel. a) Zeichne den Lichtstrahl ein, der von der Hutspitze über den Spiegel das Auge erreicht. b) Die Person ist mit Hut 1,90 m groß und möchte sich komplett (von der Hutspitze bis zu den Füßen) im Spiegel sehen. Berechne die minimale Spiegelgröße und die Höhe, in der er aufgehängt werden muss. 5,5 cm f 1,90 m 2,3 cm f h h = 0,79 m 3 cm f S S G = 1,04 m G S G h virtuelles Bild reales Bild a β Verkehrsspiegel Überwachungsspiegel Aufgabe 3 Im Spiegelkabinett gibt es viel zu lachen. Das liegt an den verzerrten. Spiegelbildern Um diese lustigen Verzerrungen zu erzeugen, sind die Spiegel sowohl waagerecht als auch senkrecht nach innen oder nach außen gewölbt Nabil Verlag, Gad: Buxtehude Optik: 48 9

11 Impressum 2011 Verlag, Buxtehude AAP Lehrerfachverlage GmbH Alle Rechte vorbehalten. Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen weiteren kommerziellen Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte oder für die Veröffentlichung im Internet oder in Intranets. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Die AAP Lehrerfachverlage GmbH kann für die Inhalte externer Sites, die Sie mittels eines Links oder sonstiger Hinweise erreichen, keine Verantwortung übernehmen. Ferner haftet die AAP Lehrerfachverlage GmbH nicht für direkte oder indirekte Schäden (inkl. entgangener Gewinne), die auf Informationen zurückgeführt werden können, die auf diesen externen Websites stehen. Illustrationen: Seite 9: Badezimmer (Marion El-Khalafawi), Seite 10: Auge, Stift (Marion El-Khalafawi), Seite 12: Versuchsaufbau Lichtbox (Marion El-Khalafawi), Seite 13: Oberfläche, schematische Darstellung Spiegel (Marion El-Khalafawi), Seite 14: diverse Spiegel (Marion El-Khalafawi) Konstruktionen: dtp-design Wahner und Loch Satz: dtp-design Wahner und Loch GbR, Leipzig Bestellnr.: 2404DA2 Nabil Gad: Optik: 10