I. GRUNDLAGEN Man kann die Ausbreitung von Licht durch Lichtstrahlen modellhaft beschreiben. Dabei gilt: Licht breitet sich geradlinig aus.

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Bettina Pohl
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1 DATUM: I. GRUNDLAGEN Man kann die Ausbreitung von Licht durch Lichtstrahlen modellhaft beschreiben. Dabei gilt: Licht breitet sich geradlinig aus. Wenn ein Lichtstrahl auf die Oberfläche eines lichtundurchlässigen Körpers trifft, so wird er von dieser reflektiert. Darunter versteht man, dass der Lichtstrahl von der Oberfläche zurückgeworfen wird und dabei seine Ausbreitungsrichtung ändert. Man spricht von der Reflexion des Lichts. Wenn diese Oberfläche glatt oder poliert ist (z. B. Wasseroberfläche, Glasscheibe, Metalloberfläche), kann die Reflexion besonders gut beobachtet werden. Um die Reflexion zu beschreiben werden die folgenden Größen benutzt: einfallender Lichtstrahl Luft Grenzfläche α A Lot α' lichtundurchlässiger Körper reflektierter Lichtstrahl Das Lot ist eine gedachte Linie, die senkrecht zur Grenzfläche steht. Es schneidet die Grenzfläche in dem Punkt, wo der Lichtstrahl auf diese auftrifft (auf der Figur durch A gekennzeichnet). Der einfallende Lichtstrahl ist der Strahl, der auf die Grenzfläche auftrifft. Der reflektierte Lichtstrahl ist der Strahl, der von der Grenzfläche zurückgeworfen wird. Der Einfallswinkel α ist der Winkel zwischen dem Lot und dem einfallenden Lichtstrahl. Der Reflexionswinkel α ist der Winkel zwischen dem Lot und dem reflektierten Lichtstrahl. Für die Reflexion soll ein Gesetz hergeleitet werden, welches das Phänomen beschreibt. P. Rendulić

2 II. REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN 1. Materialbedarf 12 V / 20 W mit Kondensorlinse, Holzklotz, Spiegel, Papier, Karton, Aluminiumfolie, Bleistift. 2. Versuchsaufbau: Suche im Anhang das Arbeitsblatt Reflexion von Licht an planen Flächen (Seiten 6, 7, 8 und 9) und lege es vor dich auf den Tisch! Das Arbeitsblatt kann bei Bedarf mit Klebeband am Tisch befestigt werden. Schließe die an die Spannungsquelle an (die richtige Spannung von 12 V liegt an den 2 schwarzen Buchsen der Energiezelle an)! Stelle die und den Holzklotz wie angegeben auf die markierten Stellen des Arbeitsblatts! 3. Versuchsdurchführung und Auswertung Stelle die unterschiedlichen Oberflächen, an denen die Reflexion untersucht werden soll, vor den Holzklotz! Es handelt sich dabei um den Spiegel, die Rückseite des Spiegels, eine leicht zerknülltes Stück Aluminiumfolie, ein schwarzes Stück Karton. Trage jeweils den Verlauf des Lichts, sowie deine Beobachtungen auf dem Arbeitsblatt ein! III. REFLEXION VON LICHT AM PLANSPIEGEL 1. Materialbedarf 12 V / 20 W mit Kondensorlinse und Spaltblende, Kombispiegelmodell, Lineal, Winkelmesser. 2. Versuchsaufbau: Suche im Anhang das Arbeitsblatt Reflexion von Licht am Planspiegel (Seite 10) und lege es vor dich auf den Tisch! Das Arbeitsblatt kann bei Bedarf mit Klebeband am Tisch befestigt werden. Schließe die an der Spannungsquelle an (die richtige Spannung von 12 V liegt an den 2 schwarzen Buchsen der Energiezelle an)! Lege die 1-Spalt-Blende in die Öffnung der! Stelle das Kombispiegelmodell wie angegeben auf das Arbeitsblatt! P. Rendulić

3 ACHTUNG: es ist wichtig, dass der Spiegel bei den Versuchen nicht verrutscht! 3. Versuchsdurchführung: Stelle die so auf den Tisch, dass der aus ihr austretende Lichtstrahl mit der Linie (a) übereinstimmt! Benutze ein Lineal und einen Bleistift, um den gesamten Verlauf des Lichtstrahls auf dem Arbeitsblatt einzuzeichnen! Wiederhole den Versuch für die Linien (b) bis (h)! Trenne die von der Spannungsquelle! 4. Versuchsauswertung: Kennzeichne die Spiegelebene und das Lot auf der Figur des Arbeitsblatts! Benutze ein Zeichendreieck und miss für die Fälle (a) bis (h) jeweils den Einfallswinkel und den Reflexionswinkel des Lichtstrahls! Trage die Messwerte in die folgende Tabelle ein! Fall Einfallswinkel (in ) Reflexionswinkel (in ) (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) P. Rendulić

4 Vergleiche für jeden Fall den Einfallswinkel mit dem Reflexionswinkel und formuliere das Reflexionsgesetz! Wie wird ein Strahl, der senkrecht auf den Spiegel auftrifft reflektiert? IV. REFLEXION VON LICHT AM HOHLSPIEGEL Ein Hohlspiegel entsteht immer dann, wenn die Spiegeloberfläche nicht plan, sondern nach innen gewölbt ist. Du kannst dies z. B. bei einem Löffel beobachten, wenn du die Seite des Löffels betrachtest, die normalerweise die Suppe trägt. 1. Materialbedarf 12 V / 20 W mit Kondensorlinse und Spaltblende, Kombispiegelmodell, Lineal. 2. Versuchsaufbau: Suche im Anhang das Arbeitsblatt Reflexion von Licht am Hohlspiegel und am Wölbspiegel (Seite 11) und lege es vor dich auf den Tisch! Das Arbeitsblatt kann bei Bedarf mit Klebeband am Tisch befestigt werden! Stelle das Kombispiegelmodell wie angegeben auf das Arbeitsblatt! Setze die Spaltblende so ein, dass 5 parallele Lichtstrahlen aus der Box austreten! Benutze ein Lineal und einen Bleistift, um den gesamten Verlauf der Lichtstrahlen auf dem Arbeitsblatt einzuzeichnen! P. Rendulić

5 3. Versuchsauswertung Beschreibe den Verlauf der Lichtstrahlen! V. REFLEXION VON LICHT AM WÖLBSPIEGEL Ein Wölbspiegel entsteht immer dann, wenn die Spiegeloberfläche nicht plan, sondern nach außen gewölbt ist. Du kannst dies auch bei einem Löffel beobachten. In diesem Fall muss der Löffel jedoch umgedreht werden. 1. Materialbedarf 12 V / 20 W mit Kondensorlinse und Spaltblende, Kombispiegelmodell, Lineal. 2. Versuchsaufbau: Suche im Anhang das Arbeitsblatt Reflexion von Licht am Hohlspiegel und am Wölbspiegel (Seite 11) und lege es vor dich auf den Tisch! Das Arbeitsblatt kann bei Bedarf mit Klebeband am Tisch befestigt werden. Stelle das Kombispiegelmodell wie angegeben auf das Arbeitsblatt! Setze die Spaltblende so ein, dass 5 parallele Lichtstrahlen aus der Box austreten! Benutze ein Lineal und einen Bleistift, um den gesamten Verlauf der Lichtstrahlen auf dem Arbeitsblatt einzuzeichnen! 3. Versuchsauswertung Beschreibe den Verlauf der Lichtstrahlen! P. Rendulić

6 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: SPIEGEL Holzklotz Beschreibe und kommentiere den Verlauf des Lichts! P. Rendulić

7 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: RÜCKSEITE DES SPIEGELS Holzklotz Beschreibe und kommentiere den Verlauf des Lichts! P. Rendulić

8 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: ALUMINIUMFOLIE Holzklotz Beschreibe und kommentiere den Verlauf des Lichts! P. Rendulić

9 VI. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AN PLANEN FLÄCHEN OBERFLÄCHE: SCHWARZER KARTON Holzklotz Beschreibe und kommentiere den Verlauf des Lichts! P. Rendulić

10 VII. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AM PLANSPIEGEL (h) (f) (g) (e) (d) (c) (b) (a) P. Rendulić

11 VIII. ARBEITSBLATT - REFLEXION VON LICHT AM HOHLSPIEGEL UND AM WÖLBSPIEGEL HOHLSPIEGEL: WÖLBSPIEGEL: P. Rendulić

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