Was ist Licht? Arbeitstext. Was ist Licht?

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1 Was ist Licht? Das Licht ist im Allgemeinen der für den Menschen sichtbare Bereich der elektrmagnetischen Strahlung vn etwa 380 bis 780 Nanmeter (nm) Wellenlänge (entsprechend einer Frequenz vn etwa 789 bis herab zu 385, TerraHerz, THz). In der Physik steht der Begriff Licht auch für das gesamte elektrmagnetische Wellenspektrum. Wir sehen Blau, Grün-Gelb, Orange-Rt in den drei verschiedenen Typen vn Sehzapfen und in den Stäbchen des menschlichen Auges. Die Sehzapfen ermöglichen das Farbsehen. Die Sehstäbchen sind empfindlicher als die Sehzapfen und registrieren die Lichtstärke. Die verschiedenen wahrgenmmenen Farben entsprechen Licht mit unterschiedlichen Strahlenverteilungen. Wir sehen das Licht, das beim Auftreten auf Gegenstände nicht geschluckt, absrbiert wird. Z.B. Ein grünes Blatt absrbiert den Wellenlängenbereich rt (680 nm) und blau (430 nm). Seite 1 / 9

2 Licht kann man zerlegen Das in der Umwelt vrkmmende Licht ist eine Mischung unterschiedlicher Wellenlängen. Mit einem Prisma kann man dieses mehrfarbige Licht in seine einfarbigen Bestandteile zerlegen. Jeder dieser einfarbigen Lichtkmpnenten entspricht ein spezifischer menschlicher Farbeindruck, aus den s genannten Spektral- der Regenbgenfarben. In der Reihenflge zunehmender Wellenlänge findet man: Farbtn Wellenlänge Wellenfrequenz Vilett nm THz Blau nm THz Grün nm THz Gelb nm THz Orange nm THz Rt nm THz Die Übergänge zwischen Farben sind fliessend, der persönliche Farbeindruck einzeln benennbarer abzählbarer Farben ist subjektiv und durch Sprache, Traditin und Denken bedingt. Die in verschiedenen Sprachen vrkmmenden Wörter für Farben und Farbtöne belegen dies. Seite 2 / 9

3 Die Farbtöne Die einzelnen Farbbereiche enthalten jeweils verschiedene Farbtöne. S ist der Zwischenbereich zwischen Blau und Grün etwa mit Türkis der Cyan zu bezeichnen. Andere wahrgenmmene Farben, beispielsweise Braun, ergeben sich bei Licht, in dem mehrere Wellenlängen vrkmmen der aus gefiltertem, weissem Licht. Elektrmagnetische Strahlung jenseits der menschlichen Grenze der Sichtbarkeit mit niedrigerer Wellenlänge als vilett wird bis zu einer bestimmten Frequenz als Ultravilett- der UV-Strahlung bezeichnet, slche mit grösserer Wellenlänge als rt bis zu einer bestimmten Wellenlänge als Infrartstrahlung. Die Bandbreite des für Tiere sichtbaren Lichts weicht zum Teil erheblich vm menschlichen Sehen ab. Natürliches Licht Die Hauptquelle des Lichtes auf der Erde ist die Snne. Sie ist der Stern im Zentrum unseres Planetensystems, zu dessen Gesamtmasse sie mit einem Anteil vn 99,9 % beiträgt und das nach ihr als Snnensystem bezeichnet wird. Die Snne ist für das Leben auf der Erde vn fundamentaler Bedeutung. Viele wichtige Przesse auf der Erdberfläche, wie das Klima und das Leben selbst, werden durch die Strahlungsenergie der Snne angetrieben. S stammen etwa 99,98 % des gesamten Energiebeitrags zum Erdklima vn der Snne. Auch die Gezeiten gehen zu einem Drittel auf die Schwerkraft der Snne zurück. Der Snnen-Durchmesser beträgt 1,3925 Millinen km, das ist der 109- fache Erddurchmesser. Ihr durchschnittlicher Abstand vn der Erde beträgt ungefähr 150 Millinen Kilmeter. Künstliches Licht Künstliche Lichtquellen sind beispielsweise Glühlampen, Leuchtstffröhren, Leuchtdiden, Laser und chemisches Licht. Seite 3 / 9

4 Arbeitsblatt Arbeitsblatt Was ist Licht? Licht ist Was sehen wir mit den Sehzapfen? Was sehen wir mit den Sehstäbchen: Zeichne ein Auge! Seite 4 / 9

5 Arbeitsblatt Licht kann man zerlegen Wir zerlegen Licht mit einem Prisma: Ntiere den Versuchsaufbau: Ergänze die untenstehende Tabelle! Farbtn Wellenlänge Wellenfrequenz Vilett THz Blau THz Grün THz Gelb THz Orange THz Rt THz Seite 5 / 9

6 Arbeitsblatt Zeichne den Versuchsaufbau zum Zerlegen vn Licht: Mdellanrdnung Hier nun die Versuchsanrdnung in der Klasse: Beschreibung: Seite 6 / 9

7 03e Technik Anleitung zum Experiment Kartffel-Batterie Ja, du hast richtig gelesen. Du kannst eine Batterie aus Kartffeln herstellen. Es ist ein etwas kniffeliges Experiment, aber mit etwas Geduld funktiniert es bestimmt. Bitte lies dir die Bauanleitung genau durch. Es gibt ein paar Kleinigkeiten, die wichtig sind! Die Tipps sind sehr nützlich! Du brauchst: eine LED (das ist eine sehr kleine Lichtquelle) 4x cm lange Kabel (Schaltlitze) 3x (1-) der 2-Rappen-Stücke (Kupfer) 3x Zink-Unterlegscheiben 3 frische Kartffeln 3 Bürklammern mit metallisch aussehender Oberfläche ein Messer TIPPS: eine LED bekmmst du in Elektrnik-Läden, manchmal auch im Fachgeschäft für Mdelleisenbahnen; sie sind nicht teuer. Zink-Unterlegscheiben kannst du in jedem Baumarkt (Schraubenabteilung) bekmmen. die Kabel bekmmst du auch in Elektrnik-Läden, manchmal auch im Fachgeschäft für Mdelleisenbahnen; frage am besten nach Schaltlitze, dann sllte der Verkäufer Bescheid wissen. Bauanleitung: 1. Schneide vrsichtig zwei kleine Schlitze in die Kartffeln. 2. Drücke nun jeweils ein 1- der 2-Rappen-Stück in den einen und eine Zink-Unterlegscheibe in den anderen Schlitz. 3. Vergewissere dich, dass das 1- der 2-Rappen-Stück und die Zink- Unterlegscheibe sich nicht berühren. Wiederhle mit den anderen 2 Kartffeln. 4. Verbinde die Enden der Kabel mit den Bürklammern. Dazu musst du etwas vn der Plastikhülle an den Enden der Kabel entfernen. Die kleinen Metalldrähte, die du jetzt sehen kannst, wickelst du um den Draht der Bürklammer. Das ist der kniffelige Teil. Seite 7 / 9

8 03e Technik 5. Verbinde, wie du in der Zeichnung unten sehen kannst, mit Hilfe der Kabel die 1- der 2-Rappen-Stücke mit den Zink-Unterlegscheiben. 6. Als letztes verbindest du die zwei übrig gebliebenen Enden der 7. Kabel (die hne Bürklammer) mit der LED. Beachte dabei, dass das kurze Bein der LED mit der Zink-Unterleg-Scheibe verbunden ist. Jetzt bist du fertig. Die LED leuchtet nicht sehr hell. Benutze deine Hände als Lichtschutz. Manchmal sind die 1- der 2-Rappen-Stücke der die Zink-Unterlegscheiben nicht tief genug in die Kartffel gedrückt. Wie funktiniert das? Die Kabel sind "Pfade" für die Elektrizität, auf denen sie sich bewegen kann. Elektrizität kann nur dann fliessen, wenn diese "Pfade" zu einem Kreis zusammengeschlssen sind. Wenn du bei deiner Kartffel-Batterie einen Kreis geschlssen hast, findet eine chemische Reaktin zwischen den beiden Metallen (dem Kupfer und dem Zink) und dem Saft in der Kartffel statt. Diese chemische Reaktin bringt winzig kleine Teilchen, die man Elektrnen nennt, dazu durch die Kabel zu fliessen. Elektrnen sind s klein, dass wir sie mit dem blssen Auge nicht sehen können, aber sie sind sehr wichtig, denn hne sie gäbe es keine Elektrizität. Die Elektrnen bringen auch die LED zum Leuchten. Du hast mit deiner Kartffel-Batterie Strm erzeugt. Die erste Batterie hat Alessandr Vlta erfunden. Er hat dabei vn seinem Kllegen Luigi Galvani den entscheidenden Hinweis bekmmen. Seite 8 / 9

9 03e Technik Durch Wasser gebgenes Licht Was brauchst du? Giesskanne Wasser für die Giesskanne eine dünne hell leuchtende Taschenlampe durchsichtige Plastiksäckchen Gummibänder Klebestreifen Vrbereitung Zuerst musst du deine Taschenlampe wasserdicht machen. Wenn sie später ins Wasser gelegt wird, sll kein Wasser in sie eindringen. Lege dafür die Taschenlampe in eine der mehrere wasserdichte Plastiksäckchen und verschliesse sie dicht mit Gummibändern. Die s verschlssene Taschenlampe klebst du vrsichtig vn innen in den Ausguss der Giesskanne. Zünde die Lampe nun an! Die Taschenlampe leuchtet in Richtung des Ausgusses. Was passiert? Fülle nun die Giesskanne mit Wasser. Achte darauf, dass an der Seite der Lampe nch Wasser vrbei fliessen kann und der Ausguss nicht verstpft ist. Ansnsten musst du die Lampe umkleben. Nun giesst du das Wasser aus der Kanne (prbiere es unterschiedlich schnell). Wenn es ausreichend dunkel ist, ist der Wasserstrahl selbst schwach erleuchtet und am Bden, w das Wasser auftrifft, ist ein heller Fleck zu sehen. Wusstest du schn, dass... die Lichtstrahlen sich innerhalb eines Stffes immer geradlinig ausbreiten? Nur an der Grenzfläche zu einem anderen Stff können sie umgelenkt werden! Das Licht der Taschenlampe startet innerhalb des Wasserstrahls. Der Wasserstrahl aus der Kanne fliesst in einem Bgen zur Erde (der Grund dafür ist die Schwerkraft). Der Lichtstrahl breitet sich im Wasser geradlinig aus, bis er auf die Innenwand des Wasserbgens trifft. Ein Teil des Lichtes tritt in die umgebende Luft aus und gelangt in unser Auge. Wenn es im Dunkeln passiert, sehen wir den Wasserstrahl glitzern. Ein anderer Teil des Lichtes wird aber an den Innenwänden des Wasserstrahls immer wieder ins Innere des Wasserstrahls abgelenkt und kann dem Wasserstrahl nicht entkmmen. Dieses Licht breitet sich im Wasserstrahl vn einer Wand zu der anderen im Zickzack aus und trifft auf die Erde, w wir es als Lichtfleck sehen können. Seite 9 / 9