Lichtausbreitung – was wir schon wissen
1. In dem Text sind 4 Fakten falsch. Unterstreiche diese.
Licht ist für alle Menschen, Tiere und Pflanzen auf der Erde lebensnotwendig. Es breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 300 000 m/s aus. Wenn ein Lichtstrahl von Luft in Glas übergeht, ändert er seine Richtung, er wird vom Lot weggebrochen. Trifft Licht auf glatte, glänzende Oberflächen, wird es reflektiert. Von rauen Oberflächen wird das Licht vollstän- dig absorbiert. Parabolspiegel sammeln das Sonnenlicht in ihrem Brennpunkt. Parallel- strahlen werden dort zu Mittelpunktstrahlen reflektiert.
2. Nur zwei Begriffe passen zusammen. Kreuze beide an und begründe.
Begriffe Begründung
a) Auge Brille Löffel
b) Scheinwerfer Handspiegel Parabolspiegel
c) Lupe Refl ektor Discokugel
d) Linse im Fotoapparat
Löffel im Glas mit Wasser
Rückspiegel im Auto
3. Vervollständige den Strahlenverlauf. Nenne und formuliere die dargestellten Ge- setze der Lichtausbreitung.
Gesetze:
__________________________________ __________________________________
__________________________________ __________________________________
__________________________________ __________________________________
Luft
Wasseroberfläche
Wasser
VORSC
HAU
Optik 3
4. Wie viele Lichtquellen beleuchten den lichtundurchlässigen Körper?
Konstruiere sie.
5. Zeichne die Hauptstrahlen eines Hohlspiegels und ihren weiteren Verlauf ein.
Vervollständige die Sätze.
F
6. Anna-Lena behauptet, die Sonne ist von der Erde 8 Lichtminuten entfernt. Ihre Freundin Susann zweifelt. Sie meint, Minuten sind eine Zeitangabe und Entfer- nungen werden in Kilometer angegeben. Was meinst du dazu?
7. Befestige mit einem Klebestreifen eine Münze auf dem Boden einer Schüssel.
Schaue über dem Rand genau so, dass die Münze verschwunden ist. Fülle nun lang- sam Wasser in die Schüssel.
Beschreibe und erkläre deine Beobachtung.
8. Kreuze richtige Antworten an.
Die Vorstellung, dass Licht aus Strahlen besteht, ist ein Modell.
Alle Lichteigenschaften lassen sich mit Lichtstrahlen erklären.
Ein Lichtstrahl ist ein unendlich dünnes Lichtbündel.
Bei einem Hohlspiegel werden Parallelstrahlen zu ___________________________ und
________________________ zu Parallelstrahlen reflektiert. Der Lichtweg ist ________________.
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VORSC
HAU
Totalreflexion
1. Entscheide, ob die Aussagen richtig oder falsch sind. Wenn du denkst, es handelt sich um eine falsche Aussage, dann schreibe dahinter, wie sie richtig heißen müsste.
Aussage richtig falsch Die Aussage müsste richtig heißen:
Totalrefl exion tritt beim Übergang des Lichts von einem optisch dichteren in ein optisch dünneres Medium auf.
Totalrefl exion tritt vor allem in lichtundurchlässigen Körpern auf.
In einem optisch dichteren Medium ist die Lichtgeschwindigkeit kleiner als in einem optisch dünneren Medium.
Fällt Licht mit dem Grenzwinkel ein, so ist der Brechungswinkel 90° groß.
2. Beim Übergang des Lichtes von Wasser in Luft beträgt der Grenzwinkel 48,6°.
Erkläre diese Aussage und zeichne in die Skizze die Lichtquelle und den Strahlenverlauf für 3 verschiedene Einfallswinkel ein.
3. Die Totalreflexion wird in Glasfaserkabeln genutzt. Beschrifte folgende Skizze und zeichne den weiteren Strahlenverlauf ein.
optisch dichtes Material optisch dünnes Material Mantel
Luft
Wasser
VORSC
HAU
Optik 3
Das Brechungsgesetz
1. Vervollständige.
Licht breitet sich in Stoffen mit unterschiedlicher ________________________ aus.
Beim Übergang von einem lichtdurchlässigen in einen anderen Stoff ändert das Licht deshalb seine _________________. Diesen Vorgang nennt man _______________. Es gilt
sin αsin β= . Der einfallende und der _______________ Strahl und das Lot liegen in _____________________.
2. Susanne untersucht den Übergang des Lichtes von Luft in Wasser und umgekehrt.
Ihr Ergebnis verwundert sie. Überprüfe auch.
a) Berechne den Brechungswinkel und konstruiere den Strahlenverlauf, wenn Licht von Luft in Wasser übergeht und der Einfallswinkel 55° beträgt.
b) Berechne den Einfallswinkel und konstruiere den Strahlenverlauf, wenn Licht nun um- gekehrt von Wasser in Luft übergeht und der Brechungswinkel 55° beträgt.
c) Was verwunderte Susanne? Kannst du es ihr erklären?
3. Berechne den Einfallswinkel beim Übergang des Lichtes von Luft in leichtes Kronglas, wenn der Brechungswinkel 20° ist. Konstruiere anschließend den Strahlenverlauf.
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VORSC
HAU
Lichtausbreitung – was wir schon wissen S. 1 1. Licht ist für alle Menschen, Tiere und Pflanzen auf der Erde lebensnotwendig. Es breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 300 000 ms aus. Wenn ein Lichtstrahl von Luft in Glas übergeht, ändert er seine Richtung, er wird vom Lot weggebro- chen. Trifft Licht auf glatte, glänzende Oberflächen, wird es reflektiert. Von rauen Oberflächen wird das Licht vollständig absorbiert. Parabolspiegel sammeln das Sonnenlicht in ihrem Brennpunkt. Die Parallelstrahlen werden dort zu Mittel- punktstrahlen reflektiert.
2. Begriffe Begründung
a) Auge Brille Löffel Auge und Brille sind Linsen,
sie brechen das Licht.
b) Scheinwerfer Handspiegel Parabolspiegel Scheinwerfer und Parabol-
spiegel sind Hohlspiegel.
c) Lupe Reflektor Discokugel Diskokugel und Reflektor
reflektieren das Licht.
d) Linse im Fotoapparat Löffel im Glas mit Wasser Rückspiegel im Auto Das Licht wird in einer Linse und im Wasser gebrochen.
3.
Reflexion
Reflexionsgesetz: Einfallswinkel α und der Reflexions- winkel α’ sind gleich groß. Einfallender Strahl, reflektierter Strahl und Einfallslot liegen in einer Ebene.
Brechung
Brechungsgesetz: Beim Übergang von Luft in Wasser wird ein Lichtstrahl zum Lot hin gebrochen, der Einfallswinkel ist größer als der Brechungswinkel α > β. Einfallender Strahl, gebrochener Strahl und Einfallslot liegen in einer Ebene.
4. Den Körper beleuchten 2 Lichtquellen.
5. Bei einem Hohlspiegel werden Parallelstrahlen zu Brennpunktstrahlen und Brennpunktstrahlen zu Parallelstrahlen reflektiert. Der Lichtweg ist
umkehrbar. F
6. Beide Aussagen sind richtig. Da die Sonne unvorstellbar weit entfernt ist gibt man die Entfernung in Lichtminuten an.
Eine Lichtminute ist die Strecke, die das Licht in einer Minute zurücklegt.
7. Zuerst sieht man die Münze nicht. Füllt man Wasser in die Schale erscheint die Münze durch die Brechung des Lichtes beim Übergang von Wasser in Luft.
8. Die Vorstellung, dass Licht aus Strahlen besteht ist ein Modell.
Ein Lichtstrahl ist ein unendlich dünnes Lichtbündel.
Das Brechungsgesetz S. 3
1. Licht breitet sich in Stoffen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus. Beim Übergang von einem lichtdurchlässigen in
sin α c
