Durchsichtige und undurchsichtige Stoffe (Artikelnr.: P )

Transkript

1 Lehrer-/Dozentenblatt Durchsichtige und undurchsichtige Stoffe (Artikelnr.: P063300) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Physik Bildungsstufe: Klasse 7-0 Lehrplanthema: Optik Unterthema: Lichtausbreitung Experiment: Durchsichtige und undurchsichtige Stoffe Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 0 Minuten 0 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Verschiedene Körper (z.b. Dreieck aus Kunststoff, Radiergummi, usw.) Verschiedene Sorten Papier oder Folie (z.b. Transparentpapier, Scherenschnittpapier, Klarsichtfolie - Größe 8 cm x 8 cm) Transparentpapier (DIN A4) Weißes Papier (DIN A4) Schere Schlagwörter: Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusatzinformation Die Lichtdurchlässigkeit verschiedener Gegenstände soll im ersten Teilversuch untersucht und eine Einteilung in die drei Gruppen: lichtdurchlässig, transparent (durchscheinend) und lichtundurchlässig vorgenommen werden. Beim zweiten Teilversuch wird die Lichtdurchlässigkeit transparenter Stoffe in Abhängigkeit von der Schichtdicke untersucht. Beide Versuche sind jedoch auch unabhängig voneinander durchführbar. Die mit der Zusatzaufgabe mögliche Untersuchung von Luft hinsichtlich ihrer Lichtdurchlässigkeit lässt eine Erweiterung der in Aufgabe gewonnenen Erkenntnisse auf gasförmige Stoffe zu, so dass der Schüler weitere Gegenstände und Stoffe aus seiner Umgebung entsprechend zuordnen kann. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Da die Schüler bei diesem Versuch in die Lichtquelle hineinschauen, um die Lichtdurchlässigkeit verschiedener Stoffe subjektiv beurteilen zu können, ist unbedingt auf die Einhaltung der vorgegebenen Spannung von 4 V für die Leuchtbox zu achten. Anmerkung In der Materialliste sind verschiedene Körper und Papiersorten aufgeführt, die der Schüler besitzt oder die leicht zu beschaffen sind. Von PHYWE können Karton (schwarz oder weiß), Klarsichtfolie, Aluminiumfolie und Linsenreinigungspapier bezogen werden. Sollten diese Papiersorten, wie auch die in der Materialliste enthaltenen Teile aus dem Ergänzungszubehör für Farbmischung (Farbfiltersatz), nicht zur Verfügung stehen, so sind statt dessen andere geeignete Gegenstände auszuwählen. Der Versuchserfolg wird damit nicht beeinträchtigt. Steht aus dem Farbmischungszubehör eine Torblende (aus ) zur Verfügung, kann damit eine Begrenzung der Leuchtboxöffnung erfolgen. Die angelegte Spannung kann dann auf 6 V- erhöht werden.

2 Durchsichtige und undurchsichtige Stoffe (Artikelnr.: P063300) Aufgabe und Material Aufgabe Geht das Licht durch alle Stoffe?. Untersuche die Lichtdurchlässigkeit von verschiedenen festen Stoffen. 2. Untersuche, wovon die Lichtdurchlässigkeit von Transparentpapier abhängt.

3 Material Position Material Bestellnr. Menge PHYWE Netzgerät DC: V, 2 A / AC: 6 V, 2 V, 5 A Leuchtbox, Halogen 2 V/20 W Modellkörper, trapezförmig, 60 -Winkel Zusätzliche Materialien 4 Verschiedene Körper (z.b. Dreieck aus Kunststoff, Radiergummi, usw.) 5 Verschiedene Sorten Papier oder Folie (z.b. Transparentpapier, Scherenschnittpapier, Klarsichtfolie - Größe 8 cm x 8 cm) 6 Transparentpapier (DIN A4) 7 Weißes Papier (DIN A4) 8 Schere

4 Aufbau und Durchführung Aufbau Stelle die Leuchtbox mit der Lampenseite auf ein Blatt Papier, das nah zum Tischrand liegt und lege die zu untersuchenden Körper bereit. Abb. Durchführung. Abhängigkeit der Lichtdurchlässigkeit von der Art des festen Stoffes Schließe die Leuchtbox an den Gleichspannungsausgang des Netzgerätes an. Stelle eine Spannung von 4 V ein. Abb. 2 Halte den trapezförmigen Modellkörper in etwa 5 cm Abstand waagerecht vor die Öffnung der Leuchtbox. Schaue durch den Körper zur Lichtquelle (Glühwendel).

5 Abb. 3 Trage deine Beobachtungen in die Ergebnistabelle im Protokoll ein. Wiederhole diesen Versuch, indem du jetzt den Körper so vor die Öffnung der Leuchtbox hältst, dass das Licht durch die aufgeraute Fläche fällt. Abb. 4 Trage deine Beobachtungen in die Tabelle auf der Ergebnisseite ein. Wiederhole diesen Versuch für alle bereitgelegten festen Körper und Papiersorten. Ergänze die Tabelle mit deinen Beobachtungen. 2. Abhängigkeit der Lichtdurchlässigkeit von der Schichtdicke. Zerschneide das Blatt Transparentpapier in etwa 8 gleich große Stücke und skizziere auf einem dieser Blattstücke eine kleine Figur.

6 Abb. 5 Halte zunächst das Stück Transparentpapier mit der Figur direkt vor die Leuchtbox. Abb. 6 Dann halte nacheinander 2, 3, 4 bis 8 Blatt vor die Lampe. Beobachte jeweils die Lichtdurchlässigkeit und die Sichtbarkeit der Figur. Notiere deine Beobachtungen im Protokoll. Zusatzaufgabe Lege jetzt eine Spannung von 2 V ~ an die Leuchtbox. Abb. 7 Schüttele einen Kreidelappen vorsichtig ca. 20 cm vor der Leuchtbox ein wenig aus. Beobachte den Lichtweg.

7 Abb. 8 Notiere deine Beobachtungen im Protokoll.

8 Protokoll: Durchsichtige und undurchsichtige Stoffe Ergebnis - Tabelle (26 Punkte) Trage deine Ergebnisse in diese Tabelle ein. Körper Beobachtungen Einteilung der Körper Trapezkörper (waagerecht) Trapezkörper (hochkant) Farbfilter (rot) Radiergummi Folie Transparentpapier Ergebnis - Beobachtungen (0 Punkte) Notiere Deine Beobachtungen zur Abhängigkeit der Lichtdurchlässigkeit von der Schichtdicke: a) Beobachtung bei zunehmender Zahl der Transparentblätter b) Sichtbarkeit der Figur

9 Auswertung - Frage (0 Punkte) Vergleiche deine Beobachtungen zur Lichtdurchlässigkeit der verschiedener Körper. Welche drei Gruppen der Lichtdurchlässigkeit lassen sich angeben? Auswertung - Tabelle (27 Punkte) Ordne weitere Gegenstände deiner Umgebung diesen drei Gruppen zu.

10 Auswertung - Frage 2 (0 Punkte) Wovon hängt die Lichtdurchlässigkeit von Transparentpapier ab? Formuliere einen Satz! Auswertung - Zusatzaufgabe (0 Punkte) Welche Schlussfolgerung kannst du aus deinen Beobachtungen beim Zusatzexperiment über die Lichtdurchlässigkeit von Luft ziehen? Welche Ursache könnte die von dir beobachtete Erscheinung haben?