Gerhard Vierbuchen: Die schnelle Stunde Physik © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
2.1 Die Ausbreitung des Lichtes
7.–10. Klasse
45–90 min
M1–M2 (Kopie und ggf. Folie)
Evtl. Bastelmaterial: ein leerer Milchkarton, zwei kleine Spiegel (etwa 6 x 8 cm), Karton, beidseitig klebendes Teppichband oder beidseitiger Klebefilm, Cutter und Lineal
Die Schüler …
… nutzen das Strahlenmodell zur Darstellung optischer Phänomene.
… nutzen physikalische Kenntnisse zur Lösung von Aufgaben.
M1–M2 für die Schüler kopieren (ggf. auch als Folie).
Evtl. Bastelmaterial vorbereiten.
Die Schüler bearbeiten die Arbeitsblätter.
„Geheime Beobachtungen“ finden die Schüler in diesem Alter sehr motivierend. Deshalb ist es höchst attraktiv, ein Gerät zu besitzen, mit dem man „um die Ecke“ schauen kann, ohne dabei gesehen zu werden. Obwohl der Aufbau eines technischen Periskops relativ komplex ist, kann man die wesentliche Funktionsweise mit einem einfachen Spiegel-Modell erklären.
Lösungen:
M1: M2:
a) / b) Maurice sieht das Eichhörnchen aufrecht.
c) Um die Eule zu sehen muss er das Periskop am obe- ren Ende ein wenig, um den Hasen zu sehen muss er das Periskop am unteren Ende etwas stärker von der Mauer wegziehen.
1
2
3 Į4
Į1
Į2
ȕ4
ȕ1
ȕ2
Į3
ȕ3
pLQ
zur Vollversion
VORSC
HAU
Gerhard Vierbuchen: Die schnelle Stunde Physik © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
M1 Spiegellabyrinth
In einem großen Karton befinden sich 12 Spiegel.
Durch welche Öffnung (1, 2 oder 3) musst du schauen, um die LED (eine punktförmige Lichtquelle (pLQ)) zu sehen? Bestimme sie, indem du den Strahlenverlauf zeichnest.
pLQ
1
3 2
zur Vollversion
VORSC
HAU
Gerhard Vierbuchen: Die schnelle Stunde Physik © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
M2 Sehen ohne gesehen zu werden
Maurice wohnt mit seinen Eltern und Geschwistern in einer kleinen Siedlung am Waldrand. Mithilfe von zwei Spiegeln hat er sich ein einfaches Periskop gebastelt. Damit kann er die Tiere des Waldes beobachten, ohne selbst gesehen zu werden.
Aufgabe:
Überprüfe, wie das funktioniert.
Vervollständige dazu den Strahlengang durch Zeichnen.
a) Sieht Maurice den Hasen, die Eule oder das Eichhörnchen?
b) Ist das Bild, das er sieht, aufrecht? Begründe.
c) Wie muss er sein Periskop „neigen“, um die beiden anderen Tiere zu sehen?
Material: ein leerer Milchkarton, zwei kleine Spiegel (etwa 6 x 8 cm), Karton, beidseitig klebendes Teppichband (Alternative: beidseitiger Klebefilm), Cutter und Lineal
Durchführung: Säge oder schneide an den gegenüberliegenden Enden des Milchkartons zwei Drei- ecke aus. Achte darauf, dass die Winkel genau 45 ° betragen.
Klebe auf die nach außen zeigenden Seiten der Einschnitte passend geschnittene Kartonstücke. Klebe auf die Kartonstücke mit dem beidseitig klebenden Teppichband die Spiegel auf.
Tipp: Wenn du zwei ineinander steckbare Kartons benutzt, kannst du ein Periskop bauen, das sich ausziehen lässt und mit dem du auch zur Seite und nach hinten schauen kannst.
zur Vollversion
VORSC
HAU
Gerhard Vierbuchen: Die schnelle Stunde Physik © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
2.2 Die optische Dichte
7.–10. Klasse
45 min
M1 (Kopie und ggf. Folie)
Die Schüler …
… setzen sich intensiv mit dem Inhalt der Diagramme auseinander.
… arbeiten die entscheidenden Diagrammaussagen durch die Überprüfung vorgege- bener Aufgaben heraus.
… präsentieren Ergebnisse ihrer Erarbeitung in geeigneter Form.
… unterscheiden bewusst zwischen Fachsprache und Alltagssprache.
M1 für die Schüler kopieren (ggf. auch als Folie).
In der Physik werden viele Zusammenhänge in Form von Diagrammen dargestellt. Bei der Auswertung kommt dem Zusammenhang der dargestellten Größen besondere Bedeutung zu. Aus diesem Grund sollten die Schüler trainieren, bei der Interpretation folgende Schritte zu beachten:
Welche physikalischen Größen sind auf den Achsen aufgetragen?
Welcher Zusammenhang ist zwischen diesen Größen zu erkennen (proportional, indi- rekt propor tional, exponential, …)?
Gibt es Werte, die besonders zu beachten sind?
Nur durch eine intensive Auseinandersetzung mit dem Diagramm sind besondere Cha- rakteristika oder Details zu erkennen. Die Überprüfung der aufgelisteten Aussagen zwingt die Schüler zum genauen Hinschauen. Das Raten wird dadurch verhindert, dass falsche Textstellen markiert und verbessert werden müssen.
Wenn man diesen Aufgabentyp in Tests einbindet, kann man das Raten dadurch unter- binden, dass man für falsche Kreuze Minuspunkte gibt.
Lösungen:
M1: korrekte Aussagen: 1, 6, 7 und 8.
korrigierte Aussagen:
2: Der Brechungswinkel verändert sich nicht proportional zum Einfallswinkel. (Sonst müsste der Graph eine Gerade sein.) 3: Trifft Licht unter einem Einfallswinkel von 30 ° aus Luft auf
Plexiglas, dann beträgt der Brechungswinkel 20 °.
4: Beim schrägen Auftreffen des Lichtes von Plexiglas in Luft ist der Einfallswinkel immer kleiner als der Brechungswinkel.
5: Beim Übergang von Plexiglas in Luft wird das Licht ab einem Einfallswinkel von 42 ° nicht mehr gebrochen.
zur Vollversion
VORSC
HAU
Gerhard Vierbuchen: Die schnelle Stunde Physik © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
2.3 Kreuzwortlabyrinth zur Optik
7.–10. Klasse
45 min
M1 (Kopie und ggf. Folie)
Die Schüler …
… festigen auf spielerische Art und Weise ihre Kenntnisse über Fachbegriffe, Einheiten und Geräte zur Optik.
M1 für die Schüler kopieren (ggf. auch als Folie).
Die Schüler bearbeiten das Kreuzwortlabyrinth. Sie können das Rätsel in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit lösen.
Die gefundenen Begriffe werden auf der Blattrückseite notiert. Nach einer bestimmten Zeit wird ausgezählt, wer die meisten Begriffe gefunden hat. Ausgewählte Lösungswör- ter kann man von den Schülern noch einmal erklären lassen. Schüler, die einen Begriff richtig erklären, dürfen das nächste Lösungswort nennen.
Lösungen:
M1: Absorption; Akkommodation; Augenfehler; Brechung; Bre- chungswinkel; Brennpunkt; Digitalkamera; Einfallswinkel; Fern- rohr; Fotoapparat; Halbschatten; Hohlspiegel; Infrarotlicht; Iris;
Kernschatten; Kurzsichtigkeit; Laser; Lesebrille; Lichtbuendel;
Lichtgeschwindigkeit; Lichtstrahl; Lochkamera; Lupe; Netzhaut;
Objektiv; Prisma; Pupille; Reflexion; Reflexionsgesetz; Regenbo- gen; Regenbogenhaut; Sammellinse; Schattenraum; Sehhilfe;
Sehnerv; Spiegelbild; Weitsichtigkeit; Zerstreuungslinse
S A M M E L L I N S E G N U H C E R B
C S N U R F K E
H E E P I O U G
A H T E S N E T T A H C S N R E K
T N Z R E G E N B O G E N Z N
T R E L H E F N E G U A T S B
E R A B P H E I O
N V P U P I L L E R P C I C G
R T E A I N H E
A B S O R P T I O N C R L F Z T N
U H A T A T I H
M U T O L E G A
T K N U P N N E R B L S K U
H O H L S P I E G E L A S E E T E
T S A R W G I S
S E H H I L F E W R F I S T N
N E I E N N N I
E D L L K N M I K O L
T L H E G K A E I S
T I A D I E O B J E K T I V L X G
A B R N T L L L E N
H L T E H L O C H K A M E R A L U
C E S U C I T F U
S G T B I R P R I S M A E E
B E H T S B G F E R N R O H R
L I C H T G E S C H W I N D I G K E I T
A P I C I S D S
H S L I E E N O I X E L F E R
L W L E
A K K O M M O D A T I O N L A S E R Z
