Arbeitsblatt: Optik Test 3. Sek

Name: Datum: 1 Optische Phänomene erkunden Punkte: 43.5 P. Note: Themen • Reflexionsgesetz • Spiegel • Brechungsgesetz • Optische Hebung • Totalreflexion • Konvexe und konkave Linsen • Konstruktionen an Spiegeln und Linsen • Anwendungen von Linsen • Additive Farbmischung • Lichtspektrum 1 1 Optische Phänomene erkunden Aufgabe 1 Richtig oder Falsch? Kreuze alle richtigen Aussagen an. Wir sehen einen Gegenstand nur, wenn Licht an ihm reflektiert wird und dieses in unser Auge fällt. Wenn ein weit entfernter Gegenstand angeschaut wird, muss die Linse dick sein. Lichtbrechung tritt immer auf, wenn ein Lichtstrahl von einem Medium, in ein anderes Medium mit anderer optischer Dichte eintritt. Wenn ein Objekt sich näher an einem konkaven Spiegel befindet als der Brennpunkt des Spiegels, wird das reflektierte Bild vergrössert und aufrecht sein. Die Blende bei der Kamera und die Pupille beim Menschen erfüllen die gleiche Funktion, sie helfen ein scharfes Bild zu erstellen. Eine konkave Linse ist nach aussen gewölbt. Je dicker die konvexe Linse, desto grösser die Brennweite. Die Dioptrie ist der Kehrwert der Brennweite in cm. Linsengleichung: Das Verhältnis von Bildgrösse zu Gegenstandsgrösse ist gleich dem Verhältnis von Bildweite zu Gegenstandsweite. Ist die Gegenstandsweite klein, so ist die Bildweite gross und die Bildgrösse klein. 5 P. Aufgabe 2 Zeichne das Spiegelbild des Flugzeugs exakt ein (virtuelle Bild). Dafür musst du nur 2 Punkte spiegeln. Zeichne zwei Lichtstrahlen ein, die am oberen Ende und am unteren Ende ins Auge gelangen. Spiegel Nach welchem physikalischen Gesetz wird gespiegelt? Erkläre möglichst genau. 5 P. 2 1 Optische Phänomene erkunden Aufgabe 3 Beschrifte die Grafik mit folgenden Fachbegriffen: einfallender Lichtstrahl, reflektierter Lichtstrahl, gebrochener Lichtstrahl, Optisch dichteres oder dünneres Medium Einfallswinkel, Brechungswinkel, Reflexionswinkel Formuliere das Brechungsgesetz und verwende dabei die Fachbegriffe. 7 P. Aufgabe 4 Im Bild siehst du das Phänomen der optischen Hebung. Erkläre dieses Phänomen möglichst exakt (physikalisch) und erstelle eine Skizze um deine Erklärung zu unterstützen. Welche zusätzlichen Alltagsituationen zur optischen Hebung kennst du? 5 P. 3 1 Optische Phänomene erkunden Aufgabe 5 Im Bild siehst du das Experiment «die verschwundene Münze» zur Totalreflexion. Die Strahlen welche in das Auge gelangen, wenn kein Wasser im Einmachglas ist, sind bereits eingezeichnet. I. Zeichne nun die Strahlen ein, wenn das Einmachglas mit Wasser gefüllt ist. (2) II. Markiere alle Übergänge bei denen das Licht anders gebrochen wird als zuvor. (1) III. erkläre (ganz genau) warum du die Münze nicht mehr sehen kannst, wenn das Einmachglas mit Wasser gefüllt ist. (3) IV. Fülle den Lückentext aus. (4) Das Experiment beruht auf dem Phänomen der Totalreflexion. Damit die Totalreflexion eintreten kann muss der von einem optisch in einen optisch Stoff übergehen. Zusätzlich muss der Einfallswinkel grösser oder gleich dem sein. Dieser Winkel zwischen den Medien Luft und Glas ist gross. Im Alltag trifft man die Totalreflexion bei folgenden drei Beispielen an: 10 P. 4 1 Optische Phänomene erkunden Aufgabe 6 Konstruiere das Bild einer Kerze durch eine Konvexlinse mit Brennweite der Linse: Grösse der Kerze: Gegenstandsweite: 5 cm 2 cm 8 cm à Auf das separate Häuschenpapier. Beschrifte die gesamte Abbildung. 5 P. Aufgabe 7 Welches sind die drei Grundfarben der additiven Farbmischung? In der folgenden Erklärung zum Lichtspektrum haben sich einige Fehler eingeschlichen. Finde die 5 Fehler, markiere sie mit der Nummer und Verbessere sie unterhalb. Du hast gelernt, dass Lichtstrahlen beim Übergang von Luft in Glas oder in Wasser gebrochen werden. Zur Wahrnehmung von Farben hast du gelernt, dass weisses Licht aus genau drei verschiedenfarbigen Lichtanteilen besteht, nämlich den Grundfarben. Trifft das weisse Licht von Luft auf Glas oder Wasser, werden die einzelnen farbigen Lichtanteile verschieden stark gebrochen. Rotes Licht wird am stärksten gebrochen und blaues Licht wird am wenigsten gebrochen. Deshalb überlagern sich die Lichtanteile nicht mehr und man kann die einzelnen Farben sehen. Man sagt: Das weisse Licht wird in seine farbigen Lichtanteile zerlegt. Dieser Effekt verschwindet wieder, wenn das schon einmal gebrochene Licht noch einmal gebrochen wird. Eine einzelne Spektralfarbe kann danach nocheinmal auf ein Prisma gerichtet werden und lässt sich erneut in die drei Grundfarben zerlegen. 1 2 3 4 5 *Bonus: Wie heisst das Modell der additiven Farbmischung? (1) 6.5 P. 5