2. Schulaufgabe aus der Physik, Kl. 9d (ns),

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Friederike Langenberg
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1 2. Schulaufgabe au der Phyik, Kl. 9d (n), Lichtgechwindigkeit a) Die Andromeda-alaxie it eine Anammlung von ca. 200 Milliarden Sonnen und von un etwa 2,2 Millionen Lichtjahre entfernt. Berechne die Entfernung der Andromeda-alaxie in Kilometer. Verwende dabei den bekannten Wert für die Lichtgechwindigkeit c. b) Unter Atronomen pricht man davon, da ein Blick in den Sternenhimmel ein Blick in die Vergangenheit it. Erläutere diee Auage! c) Seit 28 Jahren befindet ich die Sonde Voyager I auf einem interplanetaren Flug und entfernt ich dabei von der Erde mit einer durchchnittlichen echwindigkeit von 17 Kilometern pro Sekunde. Wie weit it Voyager I gegenwärtig von der Erde entfernt? Welche Zeit benötigt ein Funkignal von Voyager I bi zur Erde, wenn ich Funkignale mit Lichtgechwindigkeit aubreiten? 2. Schattenpiele Bearbeite diee Aufgabe auf dem Arbeitblatt! Bearbeite diee Aufgabe auf dem Arbeitblatt! 4. Brechung Bearbeite diee Aufgabe auf dem Arbeitblatt! Bearbeite diee Aufgabe auf dem Arbeitblatt! 6. Diaprojektor Mit einem Diaprojektor oll ein Dia (Abmeungen: Breite 34mm, Höhe 22mm) mit einer Sammelline der Brennweite f auf eine quadratiche Leinwand (Höhe und Breite betragen je 1,60m ) projiziert werden. Diee Leinwand befindet ich in einem Abtand von 6,0m von der Line entfernt. a) Welcher Abbildungmaßtab B: it zu wählen, wenn da volltändige Bild auf der Leinwand möglicht groß ercheinen oll? [Verwende da (nicht korrekte) Eratzergebni B: = 60:1, fall du keine Löung findet.] b) Betimme den Abtand de Dia von der Line und die Brennweite der Line. Aufgabe 1a b c a b Punkte ute elingen!.r.

2 Arbeitblatt zur 2. Schulaufgabe au der Phyik, Kl. 9d (n), Name: Schattenpiele Ein undurchichtiger egentand wird von einer augedehnten, kugelförmigen Lichtquelle L beleuchtet und wirft dabei einen Schatten auf die Wand. Skizziere dieen Schattenwurf und erkläre die Begriffe Kern- und Halbchatten. Lichtquelle L egentand Wand Kennzeichne geeignet den Bereich de Raume, den Han auchließlich über den Spiegel und nicht direkt ehen kann! Schrank und Regal gehen vom Boden bi zur Decke. Regal Schrank Spiegel Han Arbeitblatt bitte umdrehen!

3 4. Brechung Da Bild zeigt einen Lichttrahl, der beim Übergang von Luft in ein dichtere Medium gebrochen wird. Ermittle möglicht genau die Brechzahl und entcheide, au welchem Material da dichtere Medium beteht. Medium Waer Krongla Kalkpat Brechzahl für Übergang Luft - Medium 1,33 1,52 1,66 Luft dichtere Medium Kontruiere da Bild B zum gegebenen egentand! (F und F ind die beiden Brennpunkte) F F

4 Löungen: 1. a) Lichtgechwindigkeit c = km , 2 Millionen Lichtjahre = 2, km = 2,1 10 km b) Wenn wir auf der Erde gegenwärtig z.b. die Andromeda-alaxie betrachten, o ehen wir ie o, wie ie vor 2,2 Millionen Jahren war, denn da Licht benötigt für den langen Weg von 2,2 Millionen Lichtjahren ja gerade 2,2 Millionen Jahre. Wie ehen diee alaxie nicht km 10 c) Zurückgelegter Weg: = v t = = 1,5 10 km 10 1,5 10 km Da Funkignal benötigt zur Erde die Zeit t = = = h. c km Schattenpiele Löung der Aufgabe auf dem Arbeitblatt! Löung der Aufgabe auf dem Arbeitblatt! 4. Brechung Löung der Aufgabe auf dem Arbeitblatt! Löung der Aufgabe auf dem Arbeitblatt! 6. a) Die Breite = 34 mm de Dia mu auf die Leinwand paen, d.h. zur egentandgröße = 34 mm gehört die Bildgröße B = 1,60 m. Alo gilt: B 1, = m = mm = 34mm 34mm 1 b B b 6,0 m b) b = 6,0 m = = 47 g = = 13cm g cm = + = + = f = 13cm f b g 600cm 13cm cm 613

5 Arbeitblatt zur 2. Schulaufgabe au der Phyik, Kl. 9d (n), Löung: 2. Schattenpiele Halbchatten Lichtquelle L egentand Im Halbchatten befinden ich die Punkte de Raum, von denen man au die augedehnte Lichtquelle nur teilweie ieht. Im Kernchatten dagegen it e ganz dunkel, denn von hier au it die Lichtquelle unichtbar. An der Wand wird der Halbchatten um o dunkler je näher man an den Kernchatten herankommt. Kernchatten Halbchatten Wand Han kann den chraffiert eingetragen Raumbereich auchließlich über den Spiegel ehen Regal Schrank Spiegelebene Spiegel Han Spiegelbild von Han

6 4. Brechung Medium Waer Krongla Kalkpat Brechzahl für Übergang Luft - Medium 1,33 1,52 1,66 Brechzahl n = x1 2,7 cm 1,5 x2 = 1,8 cm = ; e handelt ich alo offenichtlich um Krongla! Einfalllot x1 Luft dichtere Medium x2 F F B

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