Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS
Gymnasium, Natur und Technik / Schwerpunkt Physik, Jahrgangsstufe 7
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Schattenbilder
Stand: 05.02.2019
Jahrgangsstufen 7
Fach/Fächer Natur und Technik / Schwerpunkt Physik
Kompetenzerwartungen
NT 7 1 Schwerpunkt Physik 1.2 Optische Phänomene Die Schülerinnen und Schüler
erklären auf der Grundlage eines einfachen Modells der Lichtausbreitung den
Sehvorgang und die Entstehung verschiedener Schattenbereiche. Sie
veranschaulichen ihre Erklärungen mithilfe selbst angefertigter Skizzen.
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Aufgabe
Schattenbilder
Mit Blick auf das nebenstehende Schattenbild meint Toni: „Das Schattenbild kann man leicht erzeugen, wenn man eine Kerze und zwei geschickt angeordnete Kugeln benutzt.“
a) Zeichne das Schattenbild, das bei dem von Toni vorgeschlagenem Experiment entstehen würde, und erkläre, dass es nicht dem gegebenen Schattenbild entspricht.
b) Überlege dir einen Versuchsaufbau, mit dem sich tatsächlich das hier abgebildete
Schattenbild erzeugen lässt. Erstelle dazu eine ordentliche Zeichnung, aus der
ersichtlich wird, wie es zur Ausbildung unterschiedlicher Schattenbereiche kommt.
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Hinweise zum Unterricht
Nachfolgendes Bild kann bei Teilaufgabe a) als Erklärungshilfe eingesetzt werden.
Veranschaulicht man Teilaufgabe b) experimentell und verwendet räumlich ausgedehnte Lichtquellen anstelle punktförmiger, so lässt sich auch der Bereich des Übergangsschattens darstellen.
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Beispiele für Produkte und Lösungen der Schülerinnen und Schüler
a) Toni würde nachfolgendes Schattenbild erhalten. Der Schatten würde bei Verwendung einer einzigen Lichtquelle nämlich aus einem einheitlichen Grau bestehen.
Bei dem in der Aufgabenstellung vorgegebenen Schattenbild sind hingegen Kern- und Halbschattenbereiche zu erkennen.
b) Möglicher Versuchsaufbau, um das in der Aufgabenstellung angegebene Schattenbild zu erhalten:
Es müssen bei der Erzeugung des Schattens zwei möglichst punktförmige Lichtquellen und nur eine Kugel verwendet worden sein.
