Grundwissen Optik und Akustik

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1 Nabil Gad Grundwissen Optik und Akustik Klasse Bergedorfer Kopiervorlagen

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3 Inhaltsverzeichnis Optik n I... 1 n II... 2 Die Lichtgeschwindigkeit... 3 Die Lichtausbreitung... 4 Wie entstehen Schatten?... 5 Kern- und Halbschatten... 6 Das Universum in Licht und Schatten... 7 Die Lochbildkamera (Camera Obscura)... 8 Reflexion Gegenstände reflektieren Licht... 9 Spiegelbilder Lot, Einfalls- und Reflexionswinkel Das Reflexionsgesetz Anwendung des Reflexionsgesetzes Einsatz von gewölbten Spiegeln Akustik Schallquellen Frequenz und Amplitude Was hören wir? Die Schallausbreitung Die Schallgeschwindigkeit Das Echo Der Schallpegel Der Schallschutz Anhang Sicherheit im Physikraum Lösungen Brechung und Totalreflexion Fischen mit einem Speer Die Lichtbrechung Brechung und Totalreflexion Linsen Die Konvexlinse (Sammellinse) Verbesserung der Lochbildkamera Wie macht eine Konvexlinse scharfe Bilder?. 20 Bildkonstruktion bei einer Konvexlinse Das Auge Die Konkavlinse (Zerstreuungslinse) Sehfehler korrigieren Von der Lupe zum Mikroskop Der Overheadprojektor Die Spiegelreflexkamera Licht und Farbe Mischung farbiger Lichter (Farbaddition) Das Spektrum des Lichts (Dispersion) Sichtbares und unsichtbares Licht Dispersion im Alltag Farbaddition und Farbsubtraktion... 32

4 n I Aufgabe 1 Damit wir mit unseren etwas sehen können, brauchen wir Licht. n sind Körper, die uns zur Verfügung stellen. So wird unser Tageslicht durch unsere wichtigste (die Sonne) zur Verfügung gestellt. Weil natürliche n, wie beispielsweise die Sonne, die Sterne oder der Mond, uns nicht immer stehen, haben wir Menschen noch weitere n für uns entdeckt bzw. erfunden. Nachdem wir Menschen vor mehreren Millionen Jahren das Feuer für uns entdeckten, haben wir später künstliche n, wie z. B. die Fackel, die Öllampe und die Kerze erfunden. Erst Ende des 19. Jahrhunderts wurde die erfunden und im Laufe des 20. Jahrhunderts fortlaufend weiterentwickelt. Dabei standen zunächst Haltbarkeit und später der Energieverbrauch der im Mittelpunkt der Entwicklung. So gibt es heute Weiterentwicklungen der Glühlampe wie beispielsweise, und die. Aufgabe 2 Liste die in Aufgabe 1 genannten n tabellarisch auf. Natürliche n Künstliche n Aufgabe 3 Erkläre den Begriff. Nabil Gad: Grundwissen Optik und Akustik Persen Verlag, Buxtehude 1

5 n II Aufgabe 1 a) Worin liegt der Unterschied zwischen n 1. Ordnung und 2. Ordnung? b) Vervollständige die nachfolgenden Tabellen. 1. Ordnung Sonne Künstliche Natürliche 2. Ordnung Frontstrahler Künstliche Natürliche Aufgabe 2 Nachdem man den Raum abgedunkelt hat, stülpt man ein Küchensieb über die bereits eingeschaltete Glühlampe und zerstäubt etwas Puder oder Kreidestaub über das Sieb. a) Beschreibe, was man bei dem hier beschriebenen Experiment beobachten kann. b) Vervollständige: n strahlen ab, das sich in alle Richtungen ausbreitet. Die Ausbreitung des Lichtes lässt sich zeichnerisch mithilfe von darstellen. Mehrere Lichtstrahlen ergeben dabei ein. Nabil Gad: Grundwissen Optik und Akustik Persen Verlag, Buxtehude 2

6 Die Lichtgeschwindigkeit Aufgabe 1 Schaltet man das Licht ein, scheint es so, als ob das Licht keine Zeit braucht um sich. Physiker haben herausgefunden, dass auch das Licht eine bestimmte benötigt, um einen Weg zurückzulegen. Jedoch ist das Licht so schnell, dass man seine von km pro Sekunde (im Vakuum) im Alltag nicht beobachten kann. Aufgabe 2 Die Sonne ist von unserem Planeten (durchschnittlich)150 Millionen km entfernt. Berechne, wie lange das Licht der Sonne (im Vakuum bzw. in Luft) braucht, bis es die Erde erreicht. Aufgabe 3 Die Funksignale, die vom Mond zur Erde gesendet werden, benötigen 1,27 Sekunden. Berechne, wie weit der Mond von der Erde entfernt ist. Hinweis: Gehe davon aus, dass sich die Funksignale mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Aufgabe 4 Da Sterne sehr weit von der Erde entfernt sind, gibt man ihre Entfernung nicht in km, sondern in an. Dabei ist ein Lichtjahr die, die das Licht innerhalb eines zurücklegt. Nabil Gad: Grundwissen Optik und Akustik Persen Verlag, Buxtehude 3