Thema: Optik


Sehen

Um zu sehen, muss Licht in unser Auge treffen. Dafür muss es irgendwo gesendet und von unserem Auge empfangen werden. Gegenstände sehen wir, weil sie das Licht zu uns umlenken. Licht verläuft immer in geraden Strahlen.



(Aufgaben anklicken, um sie zu öffnen.)

Aufgabe 1: Versteckspiel

Kai, Tina und Michael spielen Verstecken. Die grauen Bereiche sind Wände. Kreuze an, wer wen sehen kann. Der Raum ist beleuchtet.
(Als Hilfsmittel kannst du Linien zeichnen.)

Kai kann Michael sehen
Kai kann Tina sehen
Michael kann Tina sehen
Michael kann Kai sehen
Tina kann Michael sehen
Tina kann Kai sehen

Lösung

Folgt noch.

Aufgabe 2: Blume sehen

Entscheide, nach welcher der Skizzen (A bis E) der Beobachter (das Auge) die Blume sehen kann und kreuze diese an. Die dargestellte Situation findet im Dunkeln statt. Wenn kein Pfeil eingezeichnet ist, bedeutet das, dass dort kein Lichtweg ist.

Lösung

Folgt noch.

Aufgabe 3: Lichtwege

Male die Pfeile gelb an, die einen Lichtweg ergeben, mit dem die Augen (unten) etwas sehen können. Dazu muss Licht vom Sender zum Empfänger gelangen und kann über einen Umlenker umgelenkt werden. Es kann aber auch direkt vom Sender zum Empfänger gehen.

Lösung

Folgt noch.


Schattenfiguren


Experiment: Schatten

Es soll untersucht werden, wie sich die Größe des Schattens verändert, wenn die Positionen der Lampe, des Gegenstands und des Schirms verändert werden.



Verändere jeweils wie beschrieben und fülle die Lücke passend aus oder notiere das Wort auf einem Blatt Papier.

Experiment 1: Die Lampe wird vor/zurück bewegt Je näher die Lampe am Objekt ist, desto ___________________ wird der Schatten.

Experiment 2: Der Gegenstand wird vor/zurück bewegt Je näher der Gegenstand an der Lichtquelle ist, desto ___________________ wird der Schatten.

Experiment 3: Der Schirm wird vor/zurück bewegt Je näher der Schirm am Objekt ist, desto ___________________ wird der Schatten.

Experiment 4: Der Gegenstand wird nach rechts/links bewegt Wenn der Gegenstand nach rechts bewegt wird, dann bewegt sich der Schatten nach ________________.

Experiment 5: Die Größe des Gegenstands wird verändert Je größer der Gegenstand ist, desto ___________________ ist der Schatten.


Schattenraum

Im folgenden Versuch wird ein Gegenstand mit einer Lichtbox beleuchtet. Hinter ihm steht ein Schirm, um den Schatten sehen zu können.



1.) Baue das Experiment auf. Verwende dazu einen passenden Gegenstand und einen Schirm aus gefaltetem Papier. Stelle alles so auf, dass der Schatten auf dem Schirm gut zu erkennen ist.

2.) Mache einen Screenshot von dem Bild, damit du darin malen kannst.

3.) Male in der Abbildung das Schattenbild des Gegenstands mit einer dunklen Farbe aus. Gestrichelte Linien können dabei helfen, es gut hinzubekommen. Eine ist schon zur Hilfe vorgegeben.

4.) Um hinter dem Gegenstand zu sehen, wo kein Licht mehr hinkommt, bewegst du deinen Finger zwischen dem Gegenstand und dem Schirm hin und her. Du solltest dabei erkennen, dass es einen "Raum" (dreidimensionalen Bereich) gibt, in dem kein Licht von der Quelle ankommt.

5.) Male in der Abbildung den Raum hinter dem Gegenstand, in den kein Licht von der Lichtquelle gelangt, mit einer anderen Farbe aus.

6.) Schreibe mit eigenen Worten eine kurze Beschreibung dazu, was ein Schattenraum ist.

(Lass danach das Experiment noch stehen, damit wir es später nochmal verwenden können.)


Mehrere Schatten

Nun wird der Gegenstand mit zwei Lichtboxen beleuchtet. (Eventuell müsst ihr euch mit einer anderen Gruppe zusammentun, wenn keine Lichtboxen mehr da sind.)



1.) Baue das Experiment auf. Verwende dazu den Aufbau von vorher. Stelle alles so auf, dass der Schatten auf dem Schirm gut zu erkennen ist und sich die Schatten von beiden Lampen in der Mitte überlappen.

2.) Mache einen Screenshot von dieser Aufgabe und dem Bild, damit du darin malen kannst.

3.) Male in der Abbildung die Schatten des Gegenstands mit unterschiedlich dunklen Farbe aus. Gestrichelte Linien können dabei helfen, es gut hinzubekommen.

4.) Beschreibe mit eigenen Worten, wie das gesamte Schattenbild aussieht.


Aufgaben: Mehrere Schatten

Tippe/klicke auf die Aufgaben, um sie anzuzeigen.

Notiere deine Antworten mit dem iPad und nutze jeweils als Überschrift "Aufgabe ...". Wenn du etwas zeichnen sollst, mache einen Screenshot von dem Bild und zeichne darin.

Aufgabe 1: Die Ameise Antonia

Das Bild zeigt den Schatten eines Mädchens und die Ameise Antonia, die durch den Schatten läuft.

Gib an, durch wie viele Lichtquellen der Schatten erzeugt wird.

Gib an, wie viele dieser Lampen Antonia in den Bereichen A, B, C, D und E jeweils sehen kann.

Aufgabe 2: Schattenbild

Erkläre, wie folgendes Schattenbild entstehen kann. Welche Form hat der Gegenstand, der dieses Schattenbild erzeugt und wie viele Lichtquellen gibt es?

Aufgabe 3: Schattenbilder einer Kugel

Erkläre, wie man mit einer einzelnen Kugel (grün) und (mehreren) Kerzen folgende Schattenbilder erzeugt.

Aufgabe 4: Schattenbereiche

Skizziere die Schatten, die man auf dem Schirm sehen wird, mit Hilfslinien und beschrifte die Schattenbereiche.

Aufgabe 5: Schattenbild eines Balls

Max und Mila beleuchten einen Ball mit Lampen. Finde heraus, welche Bereiche vom Licht der Lampen beleuchtet werden und schraffiere sie. Für eine Lampe ist es schon eingezeichnet. Es entstehen dadurch hinter dem Ball Bereiche mit unterschiedlich dunklen Schatten.

Aufgabe 6: Schatten einer Plakatsäule

Peter, Inge und Susi gehen abends nach Hause. Während sie gerade hinter einer Plakatsäule vorbeigehen, leuchten die Scheinwerfer eines Autos in ihre Richtung.

Wer von den dreien wird am stärksten und wer am schwächsten beleuchtet? Zeichne Hilfslinien!


Mondphasen

Schau dir das Video genau an und beantworte damit die Fragen:

1. Woran erkennt man einen Vollmond?
2. Wie heißt das Gegenteil vom Vollmond?
3. Wie lange dauert ein Mondzyklus, in dem der Mond alle Phasen einmal durchläuft?
4. Wie kann man einen zunehmenden von einem abnehmenden Mond unterscheiden?
5. Ist ein abnehmender Halbmond links oder rechts beleuchtet?