Posts tagged ‘Reflexion’

Wie Spiegelbilder entstehen

Wir haben in der letzten Unterrichtsstunde am 27. Mai 08 zunächst das Reflexionsgesetz wiederholt und etwas erweitert. Es lautet:

Bei der Reflexion des Lichtes am ebenen Spiegel gilt das Reflexionsgesetz:
Einfallender Strahl, Lot und reflektierter Strahl liegen in einer Ebene. Dabei ist das Lot immer orthogonal zum Spiegel. Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind immer gleich groß. Bei der Reflexion ist der Lichtweg stets umkehrbar.

Danach haben wir besprochen, wie Spiegelbilder eigentlich entstehen. Dazu haben wir vom letzten Arbeitsblatt zunächst Aufgabe 1 mit dem Beamer an der Tafel nachgestellt. Marina und Christin mussten dann verschiedene Lichtwege ausgehend vom Lichtpunkt A an der Tafel einzeichnen. Das sah dann folgendermaßen aus:

Hier konnte man schön noch einmal die Anwendung des Reflexionsgesetzes erkennen. Wir haben uns dann mit folgender Frage auseinandergesetzt:

Welchen Weg legt das Licht zurück, wenn wir nun diesen Lichtpunkt A im Spiegel sehen?

Dazu haben wir nun die Darstellung von oben um drei mögliche Positionen für unser Auge – also da von wo wir gucken – erweitert. Mit Unterstützung unseres Programmes konnten Christin und Marina wieder die Lichtstrahlen einzeichnen. Diesmal aber nur die, die in unser Auge gelangen. Hier die Skizze:

An diesen Beispielen konnten wir schön sehen, wie die Lichtstrahlen ausgehend vom Lichtpunkt A nach der Reflexion am Spiegel schließlich in unsere Augen gelangen. Wieder wurde nur das Reflexionsgesetz angewendet.

Jetzt sind wir zur nächsten Frage gekommen:

Wie kommt es nun, dass wir ein virtuelles Spiegelbild hinter dem Spiegel sehen?

Dazu haben wir uns noch einmal kurz die Eigenschaften von Spiegelbildern ins Gedächtnis gerufen:

Ein Spiegelbild befindet sich hinter dem Spiegel. Es hat den gleichen Abstand vom Spiegel wie der Gegenstand und ist ebenso groß wie der Gegenstand. Spiegelbilder sind virtuelle Bilder. Man kann sie am Ort, wo sie zu sein scheinen, nicht mit dem Schirm auffangen.
Die Verbindungslinie zwischen Gegenstand und Spiegelbild verläuft senkrecht zur Spiegelebene. Ein Spiegel vertauscht nicht links und rechts und auch nicht oben und unten. Das Spiegelbild ist seitenrichtig. Ein Spiegel vertauscht aber vorn und hinten.

Dies führte uns zu der Idee, einfach mal das Spiegelbild vom Lichtpunkt A einzuzeichnen und mit A’ zu bezeichnen. Ferner haben wir dann die Verbindungslinien von den Lichtstrahlen die in unser Auge gelangen in das virtuelle Spiegelbild verlängert und dabei gestrichelt gezeichnet. Hier das Ergebnis:

Für unser Gehirn sieht es so aus, als wenn die Lichtstrahlen alle vom virtuellen Lichtpunkt A’ aus kommen. Es bemerkt nicht die auf der Spiegeloberfläche stattfindende Reflexion. Dies führte uns nun zu dem folgenden ausführlichen Merksatz:

Vom Gegenstand fällt das Licht auf den Spiegel und wird dann reflektiert. Dabei treffen Lichtstrahlen in unser Auge, sodass wir den Gegenstand sehen. Unser Gehirn geht davon aus, dass das Licht geradlinig vom Gegenstand zum Auge gelangt. Es verlegt deshalb den Ort des Gegenstandes in die Richtung aus der das Licht in unser Auge fällt. Dort sehen wir das Spiegelbild (virtuelles Bild). Die Umlenkung (also die Reflexion) wird vom Gehirn nicht bemerkt.

Unser Gehirn sieht also immer das virtuelle Spiegelbild und denkt dabei, dass die Lichtstrahlen von diesem virtuellen Spiegelbild stammen. Wie gehen wir nun vor, wenn wir den Lichtweg bei Spiegelbildern zeichnen wollen? Dazu haben wir folgendes Verfahren festgehalten:

  • Als erstes zeichnen wir für den Gegenstand sein Spiegelbild. Wie dies geht, wissen wir noch aus der Mathematik.
  • Dann zeichnen wir jeden für uns interessanten Lichtstrahl ein und zwar vom virtuellen Gegenstand zum Auge. Hinter dem Spiegel wird dabei dieser Lichtstrahl gestrichelt dargestellt (dieser existiert ja nur in unseren Gedanken). Am Spiegel können wir dann auch noch den einfallenden Strahl vom Gegenstandspunkt einzeichnen.

Die folgende Darstellung zeigt den Lichtweg von der Pfeilspitze und des Pfeilendes in unser Auge. Dabei haben wir genau das obige Verfahren angewendet:

Das Erstellen solcher Skizzen könnte auch ein Thema in der nächsten Klassenarbeit sein!

Zuletzt wurde dann noch ein neues Arbeitsblatt mit der Überschrift Lichtbrechung ausgeteilt. Hierzu wurde folgende Hausaufgabe auf den Weg gegeben:

Hausaufgabe: Bearbeite Aufgabe 1 – dies ist der Münzversuch – und Aufgabe 2 bis zur nächsten Physikstunde.

Mai 27, 2008 at 1:47 nachmittags Hinterlasse einen Kommentar

Reflexion und Spiegelung am ebenen Spiegel

Als erstes haben wir eine Wiederholung der letzten stunde durchgeführt – wir haben verschiedene Stoffe besprochen und geschaut, was mit dem Licht auf unterschiedlichen Oberflächen passiert. Hier dazu noch eine kurze Zusammenfassung:

Körper verhalten sich unterschiedlich, wenn Licht auf sie auftrifft:

Dunkle und raue Oberflächen „verschlucken” überwiegend das Licht: Dieses „verschlucken” nennen wir Absorption.

Helle Oberflächen werfen das Licht in alle Richtungen zurück: Dieses nennen wir Streuung - man spricht auch von der ungerichteten Reflexion.

Ein ebener Spiegel lenkt alles Licht in eine ganz bestimmte Richtung um: Dieses nennen wir Reflexion – man spricht auch von der gerichteten Reflexion.

Ferner unterscheiden wir durchsichtige Körper – diese lassen das Licht ungehindert durch – und transparente/durchscheinende Körper – diese lassen einen Teil des Lichtes durch, gleichzeitig streuen und absorbieren diese aber auch einen Teil des Lichts.

Anschließend haben wir das Arbeitsblatt „Reflexion am ebenen Spiegel” besprochen. Hier wir ja ein Versuch durchzuführen, bei dem die Reflexion genau zu untersuchen war. Zu diesem Versuch haben wir das Reflexionsgesetz erarbeitet:

Reflexionsgesetz: Einfallender Strahl, Lot und reflektierter Strahl liegen in einer Ebene. Dabei sind Einfallswinkel und Reflexionswinkel immer gleich groß. Bei der Reflexion ist der Lichtweg immer umkehrbar.

Dieses Reflexionsgesetz musste dann in einer Aufgabe angewendet werden. Es ging darum, denjenigen Stern zu finden, der durch das Fernrohr zu sehen ist. Zum Auffinden der richtigen Lösung musste sehr präzise – unter Beachtung von Einfallswinkel und Ausfallswinkel zum betreffenden Lot – der richtige Strahl gefunden werden. Hier das Ergebnis:

Wir haben uns dann mit den Eigenschaften von Spiegelbildern auseinandergesetzt – also Aufgabe 2. Hierzu mussten wir die folgenden Eigenschaften untersuchen:

  • Entfernung des Spiegelbildes
  • Größe des Spiegelbildes
  • Richtungen des Spiegelbildes

Wir haben dazu folgende Skizze eines Spiegelbildes an der Tafel festgehalten (Daniela steht vor dem Spiegel :-) )

Zu den Eigenschaften konnten wir dann folgende Ergebnisse erarbeiten:

Eigenschaften von Spiegelbildern am ebenen Spiegel: Das Spiegelbild scheint sich hinter dem Spiegel zu befinden. Es hat den gleichen Abstand vom Spiegel wie der Gegenstand und ist ebenso groß wie der Gegenstand. Die Verbindungslinie zwischen Gegenstand und Spiegelbild verläuft senkrecht zur Spiegelebene. Wir bezeichnen Spiegelbilder als virtuelle Bilder, da man sie nicht anfassen kann und auch nicht mit einem Schirm auffangen kann.

Ein Spiegel vertauscht nicht links und rechts und auch nicht oben und unten. Das Spiegelbild ist seitenrichtig. Ein Spiegel vertauscht aber vorn und hinten.

Diese Eigenschaften sind am folgenden Bild gut zu erkennen:

Zum nächsten Mal – hierzu wurde ein weiteres Arbeitsblatt “Reflexionsgesetz und Spiegelbilder” verteilt – wollen wir uns damit beschäftigen, wie eigentlich diese Spiegelbilder zustande kommen. Welchen Verlauf nimmt eigentlich das Licht vom Objekt zu unseren Augen mit denen wir diese Bilder dann wahrnehmen.

Mai 6, 2008 at 10:19 vormittags 2 Kommentare

Licht auf Oberflächen

Versuchsfortführung – Licht auf Oberflächen

Zunächst wurde mit dem Arbeitsblatt vom letzten Unterricht fortgefahren. Dazu haben wir uns in kleinen Teams zusammen getan und dann den 3. Versuch durchgeführt. Andere haben auch die ersten beiden Versuche noch zu Ende geführt. Es ging ja darum, wie sich Licht auf unterschiedlichen Oberflächen und bei unterschiedlichen Stoffen verhält. Bei Versuch 3 war die Fragestellung:

Was passiert mit dem Lichtbündel, wenn es auf einen ebenen, flachen Spiegel fällt.

Hier eine Skizze der Beobachtung, die wir gemacht haben:

Auch hatte der Coach Bilder von einigen Teams beim Experimentieren aufgenommen. Hier gab es ganz interessante Phänomene zu beobachten. Schaut hier:

Besprechung Klassenarbeit

Nach Beendigung der Versuchsphase haben wir dann die Klassenarbeit zurück bekommen und gemeinsam besprochen. Dazu wurden die Lösungen kurz in einer Präsentation festgehalten und mit dem Beamer dargestellt. Hier können die Ergebnisse in einem Dokument angeguckt werden:

Versuchsergebnisse – Licht auf Oberflächen

Dann haben wir über die Ergebnisse unserer Versuche gesprochen. Dazu fingen wir an eine Mindmap, also eine Gedankenlandkarte, zu den Eigenschaften der Oberflächen & Stoffe sowie zu dem Verhalten von Licht auf diesen Materialien zu erstellen. Hier der aktuelle Stand dieser Mindmap:

Wir werden nächsten Dienstag diese Mindmap fertigstellen. Bis dahin sollen alle diese Gedankenlandkarte mit eigenen Ergebnissen fertigstellen!

Hausaufgabe: Die Mindmap ausdrucken und mit eigenen Ergebnissen aus den Versuchen fertigstellen und ergänzen.

April 22, 2008 at 8:27 vormittags 3 Kommentare

Mondfinsternis und Sonnenfinsternis

heute in der Physikstunde haben wir zuerst die letzte Stunde noch mal zusammen gefasst und dann die Hausaufgaben kontrolliert. Dann haben Jonas und Roman die Mondfinsternis präsentiert:

Mondfinsternis

Die Erde bewegt sich auf ihrer Bahn um die Sonne. Gleichzeitig umkreist der Mond einmal pro Monat die Erde. Wenn der Mond in den Schattenraum der Erde tritt kommt es zu einer Mondfinsternis.

Dazu wurde an der Tafel folgende Skizze entworfen:

Hierzu wurde dann die Frage gestellt, wieso sich der Mond manchmal in verschiedenen Farben zeigt. Hierzu gab ein Mitschüler folgenden Antwort: Wegen der Luft und der Atmosphäre kommt es zu komplizierten Brechungen, die dazu führen, dass wir den Mond manchmal ganz grell und manchmal auch rot sehen. Dieses sind schon sehr komplizierte Vorgänge!

Bei der Erstellung der Skizze zur Sonnenfinsternis stellten wir fest, dass die Sonne keine punktförmige Lichtquelle ist, sondern eine ausgedehnte. Will man nun die entstehenden Schatten hinter Hindernissen – wie z.B. die Erde oder auch der Mond – untersuchen, sucht man sich die äußersten Lichtpunkte und zeichnet deren Randstrahlen zu dem Hindernis. Dies ist in der Skizze gut zu erkennen.

Danach haben Melina und Daniela die Sonnenfinsternis präsentiert.

Sonnenfinsternis

Die Erde umkreist einmal pro Jahr die Sonne. Gleichzeitig umkreist der Mond einmal pro Monat die Erde. Ab und zu steht der Mond zwischen Sonne und Erde so, dass die Sonne von einigen Stellen der Erde aus momentan nicht gesehen werden kann. In diesem Fall liegt eine Sonnenfinsternis vor.

Hier wurde an der Tafel folgende Skizze entworfen:

Bei einer totalen Sonnenfinsternis liegt die Erde im Kernschatten des Mondes, so dass wir die Sonne in dessen Schattenraum von der Erde aus nicht sehen können. Bei einer teilweisen Sonnenfinsternis liegt die Erde im Teilschatten des Mondes, so dass wir die Sonne in diesem Schattenraum von der Erde aus nur teilweise sehen können.

Im Zusammenhang mit der Mond- und Sonnenfinsternis wurde dann noch folgende Frage diskutiert:

Wenn der Mond 12-mal im Jahr die Erde umkreist, warum gibt es dann nicht 12-mal im Jahr eine Mond- und eine Sonnenfinsternis?

Hierzu haben wir uns folgende Antwort erarbeitet, die wir uns am Sonne-Erde-Mond Modell auch anschaulich beobachten konnten:

Sonne, Erde und Mond liegen nur etwa 2-mal im Jahr auf einer gemeinsamen Linie. Ansonsten liegt der Mond meistens außerhalb des Kernschattens der Erde. Auch wird der Kernschatten des Mondes nur 2-mal im Jahr direkt auf die Erde geworfen. Folgendes Bild veranschaulicht dies:

Mit dem Beamer haben wir uns dann einige Bilder angeguckt. Zum Beispiel solche wie diese hier:

Schnell wurde hier von Spiegelung und Reflexion gesprochen. So kamen wir nun zum neuen Themenabschnitt Reflexion.

REFLEXION

Zu diesem Thema haben wir dann ein Arbeitsblatt bekommen. Außerdem haben wir noch einen Versuch gemacht, wobei wir testen mussten, wie sich verschiedene Stoffe bei Licht verhalten. Leider hatten wir dafür nicht sehr viel Zeit, weil die Stunde schon zu Ende war. Wir fahren an dieser Stelle dann das nächste Mal fort.

Hausaufgaben zum nächsten Mal sind:
Beschreibe wie sich die einzelnen Stoffe verhalten haben, z.B. die Alu Folie hat sich so und so verhalten.

April 15, 2008 at 10:39 vormittags 1 Kommentar


September 2014
M D M D F S S
« Jun    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930  

Kategorien

Blog Statistik

  • 176,102 Zugriffe

Folgen

Erhalte jeden neuen Beitrag in deinen Posteingang.